江苏省无锡市太湖高级中学2025-2026学年高一下学期3月学科练习物理试题（含解析）

太湖高中高一年级 3 月学科练习物理
一、单选题（共 11 题，每题 4 分，共 44 分）
1 ．对于万有引力定律的数学表达式F = G ，下列说法正确的是( )
A ．公式中 G 为引力常量，是人为规定的
B ．r 趋近零时，万有引力趋于无穷大
C ．m1、m2 受到的万有引力总是大小相等
D ．m1、m2 受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
2 ．如图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是( )
A ．甲图，牛顿发现了万有引力定律并通过引力扭秤实验测出了万有引力常量
B ．乙图，伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
C ．丙图，牛顿通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
D ．丁图，第谷通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律
3 ．如图所示，一颗卫星绕地球顺时针飞行，运动周期为T ，图中虚线为卫星的运行轨迹， A、B 、C、D 是轨迹上的四个位置，其中A 距离地球最近，C 距离地球最远。B 和 D 点是弧线ABC 和ADC 的中点，下列说法正确的是( )
A ．卫星在 C 点的加速度最大 B ．卫星在 A 点的线速度最大
C ．卫星从 A经 B 到 C 点的运动速度逐渐增大 D ．卫星从 B 经 C 到 D 点的运动时间恰
T
好为
2
4 ．2024 年 5 月 8 日，执行月背“挖宝”任务的嫦娥六号探测器，成功从绕月停泊轨道 I 进入
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环月圆轨道 II，如图所示。关于嫦娥六号探测器下列说法中正确的是( )
A ．经 P 点时，轨道 I 的加速度大于轨道 II 的加速度
B ．在轨道 I 上，P 点速度小于 Q 点速度
C ．轨道 I 上的 P 点速度大于轨道 II 的速度
D．轨道 I 半长轴的三次方和其周期二次方的比值大于轨道 II 半径的三次方和其周期二次方的比值
5 ．如图，在大小为F = 10N 的方向向右的水平恒力作用下，受到滑动摩擦力大小为f = 6N 。物体向右发生位移为 5m 的过程中，以下说法不正确的是( )
A ．恒力 F 对物体做功 50J B ．滑动摩擦力f对物体做功 30J
C ．合力对物体做功 20J D ．物体克服f做功 30J
6．一人站在电梯里，随电梯一起运动的 v-t 图像如图所示，设物体所受重力为 G、电梯的支持力为 FN，物体所受合外力为 F，以竖直向上方向为正方向，下列关于各力做功情况说法正确的是( )
A ．0～t1 时间内，FN 不做功
B ．t1～t2 时间内，F 做正功
C ．t1～t3 时间内，F 做负功
D ． t3～t4 时间内，G 做正功
7 ．过去人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉，如图甲所示。假设驴拉磨可以看成做匀速圆
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周运动，示意图如图乙所示，驴对磨杆末端的拉力F = 800N ，拉力沿圆周切线方向，磨杆的半径r = 0.7m ，驴拉磨转动一周的时间为 7s ， π ≈ 3 ，则下列说法正确的是( )
A ．磨杆上各点的线速度均相等 B ．驴转动一周拉力所做的功为 1680J
C ．驴转动一周拉力的平均功率为 480W D ．磨杆末端的线速度大小为 0.3m/s
8 ．福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，电磁弹射系统是福建舰的核心装备之一，在测试电磁弹射系统时，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车 1 和小车 2 先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线 1 和曲线 2，A、B 为两次弹射的落水点。忽略空气阻力， 配重小车可视为质点。则关于配重小车 1和小车 2 说法正确的是( )
A ．小车 2 的水平初速度小于小车 1 的水平初速度
B ．落水瞬间重力的瞬时功率PA < PB
C ．在空中运动过程中速度变化量Δv1 = Δv2
D ．在空中运动过程中重力的平均功率P1 < P2
9 ．一质量为2kg 的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F 随位移x 变化的关系图像，取g = 10m/s2 ，则据此可以求得( )
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A ．物体与水平面间的动摩擦因数为 μ = 0.25
B ．拉力在减速过程中做的功为32J
C ．摩擦力在减速过程中做的功为-32J
D ．在整个过程中合外力对物体所做的功为W合 = 48J
10 ．如图所示，有一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体， 在距球心2R 处有一质量为m
R
的质点。若以球心O 为中心挖去一个半径为 的球体，则剩下部分对质点的万有引力为
3
( )
GMm GMm 13GMm 2GMm
A ． B ． C ． D
27R2 6R2 54R2 ． 9R2
11．将一质量为 m 的物体分别放在地球的南、北两极点时， 该物体的重力均为 mg0；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为 mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为 G，则由以上信息可得出( )
A．g0 小于 g
B ．地球的质量为 gR2
G
C ．地球自转的角速度为
D ．地球的平均密度为 3g 4π GR
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二、实验题（共 15 分）
12 ．某小组在“研究平抛运动特点” 的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A 球水平抛出的同时 B 球自由下落。在不同的
高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明 。
A ．平抛运动竖直方向是自由落体运动
B ．平抛运动水平方向是匀速直线运动
(2)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的
小球在斜槽上释放的位置 （选填“较低”或“较高”）。
(3)如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过 A 、B 、C 三个位置，每个正方形小
格的边长为 5.00cm ，g 取10m/s2 ，则该小球做平抛运动的初速度大小 v0 = m/s；B点的速度大小vB = m/s 小球的抛出点是否在O9 点 （选填“是”或“不是”）。
三、解答题（共 4 题，合计 41 分）
13 ．如图所示，A 、B 是地球的两颗卫星，其中卫星 A 是地球静止轨道卫星，A 、B 两颗卫星轨道共面，沿相同方向绕地球做匀速圆周运动。已知卫星 A 的轨道半径为卫星 B 轨道半径的 4 倍，卫星 A 的轨道半径为地球半径的 6 倍，地球的自转周期为T0 ，引力常量为 G 。求：
(1)卫星 B 绕地球做圆周运动的周期；
(2)若图示时刻两颗卫星相距最远，最短经过多长时间二者相距最近。
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14 ．如图所示，质量为 m=4kg 的木块在倾角为 37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块斜面间的动摩擦因数为 0.5，已知：sin37°=0.6 ，cos37°=0.8 ，g 取 10m/s2，求：
(1)前 5s 内重力的平均功率；
(2)5s 末重力的瞬时功率。
15 ．我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m = 1000kg 的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a = 2m / s2 启动，其v - t 图像如图所示，其中 OA段和 BC 段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P = 60kW ，汽车所受阻力大小恒为
f = 2000N ，求：
(1)汽车能够达到的最大速度v2 是多大？
(2)汽车匀加速的最大速度v1 是多大？
(3)汽车速度为 20m/s 时的加速度大小为多少？
16 ．2025 年 3 月 3 日，首次火星探测任务地面应用系统公开发布天问一号探测器上搭载的高分辨率相机、火星矿物光谱分析仪、火星离子与中性粒子分析仪、火星离子与中性粒子分析仪等 4 个科学载荷在 2024 年 7 月至 9 月，火星磁强计在 2024 年 4 月至 8 月获取的科学数据。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，若航天员将一小球以速度 v0 竖直上抛，
经过 t0 时间到达最高点。已知火星的半径为 R，引力常量为 G，不计阻力。
(1)求火星的质量；
(2)求火星的第一宇宙速度大小；
(3)已知火星的自转周期为 T，若想让航天器进入火星的同步轨道运行，则航天器的轨道半径是多大？
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1 ．C
A．公式F = G 中 G 为引力常数，由卡文迪许通过实验测得，而不是人为规定的，故 A 错误；
B ．万有引力公式只适合于两个可以看成质点的物体，即物体（原子）的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用；而当距离无穷小时，万有引力公式不再适用，故 B 错误；
CD ．m1 、m2 之间的万有引力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，故 C 正确，D 错误。
故选 C。
2 ．B
A ．甲图，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过引力扭秤实验测出了万有引力常量，故 A 错误；
B ．乙图，伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故 B 正确；
C．丙图，伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比，故 C 错误；
D ．丁图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律，故 D 错误。
故选 B。
3 ．B
AB ．根据开普勒第二定律可推知，卫星在 A 点的速度最大，在 C 点的速度最小，根据牛顿第二定律和万有引力定律可知，卫星在 A 点的加速度最大，在 C 点的加速度最小，故 A 错误，B 正确；
C．A 经 B 到 C 是由近地点往远地点飞行，线速度会越来越小，故 C 错误；
T
D．根据开普勒第二定律可推知，卫星从 A经 D 到 C 点的运动时间为 ，卫星从 B 经 A 到2
T T
D 点的运动时间小于 ，则卫星从 B 经 C 到 D 点的运动时间大于 ，故 D 错误。
2 2
故选 B。
4 ．C
A ．根据牛顿第二定律有G ma解得a
可知，经 P 点时，轨道 I 的加速度等于轨道 II 的加速度，故 A 错误；
B ．在轨道 I 上，嫦娥六号从 P 点运动到 Q 点过程，万有引力方向与速度方向夹角为钝角，
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嫦娥六号做减速运动，则 P 点速度大于 Q 点速度，故 B 错误；
C ．轨道 I 相对于轨道 II 是高轨道， 由高轨道变轨到低轨道，需要在切点 P 处减速，可知，轨道 I 上的 P 点速度大于轨道 II，故 C 正确；
D ．两轨道的中心天体相同，根据开普勒第三定律可知，轨道 I 半长轴的三次方和其周期二次方的比值等于轨道 II 半径的三次方和其周期二次方的比值，故 D 错误。
故选 C。
5 ．B
A ．根据题意，由做功公式可得，恒力 F 对物体做功
W = Fx = 10 5J = 50J故 A 正确；
BD ．根据题意，由做功公式可得，滑动摩擦力f对物体做功
Wf = -fx = -30J
则物体克服f做功为30J ，故 B 错误，D 正确；
C ．合力对物体做功
W合 = W +Wf = 20J故 C 正确。
本题选不正确的，故选 B。
6 ．D
A ．0～t1 时间内，速度为正值，表明电梯向上运动，支持力做正功，A 错误；
B．t1～t2 时间内，速度为正值，表明电梯向上运动，因为速度减小，合力向下，合力做负功， B 错误；
C．t1～t3 时间内，速度先为正值，后为负值，表明电梯先向上运动，后向下运动。电梯先向上减速运动，合力向下，电梯后向下加速运动，合力向下，合力先做负功，后做正功， C错误；
D ．t3～t4 时间内，速度为负值，表明电梯向下运动，重力做正功，D 正确。
故选 D。
7 ．C
A ．磨杆上各点的角速度相等，根据v = wr 可知，半径不同，则线速度不同，故 A错误；
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B ．驴转动一周拉力所做的功为
W = Fs = F 2π r ≈ 800 2 3 0.7J = 3360J
故 B 错误；
C ．驴转动一周拉力的平均功率为
故 C 正确；
D ．磨杆末端的线速度大小为
故 D 错误。
故选 C。
8 ．C
A ．配重小车做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，运动时间由下落高度决定，由题意可知两车的下落高度相同，则下落时间相同，即t1 = t2
水平方向为匀速直线运动，又由题意可知水平位移满足x1 < x2
即v1t1 < v2t2
可得v1 < v2 ，故 A 错误；
C ．平抛运动中，加速度为重力加速度 g，速度变化量Δv = gt（方向竖直向下）由t1 = t2
则Δv1 = gt1 = gt2 = Δv2 ，故 C 正确；
B ．重力的瞬时功率公式P = mg . vy
其中vy 为竖直分速度满足vy = gt
则PA = mg . gt1= mg . gt2 = PB ，故 B 错误；
D ．重力的平均功率公式P
由题意可知两过程的高度h 和时间t 均相同，则P1 = P2 ，故 D 错误。
故选 C。
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9 ．C
【分析】本题主要考查了恒力做功公式，动能定理的直接应用，知道 F - x图像中，图像与坐标轴围成的面积表示F 做的功是解答此题的关键。
物体做匀速运动时，受力平衡，拉力等于摩擦力，根据 求解动摩擦因数，图像与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，从而求出合外力做的功，根据动能定理求出初速度。
A ．物体做匀速运动时，受力平衡，则
f = F = 8N
故 A 错误；
B ．图像与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图像可知，拉力在减速过程中做的功
选项 B 错误；
C ．摩擦力在减速过程中做的功
Wf = - μmgx ' = -0.4 2 10 (8 - 4)J=-32J
选项 C 正确；
D ．在整个过程中拉力做的功
整个过程，滑动摩擦力做的功
Wf = - μmgx = -0.4 2 10 8J=-64J
所以合外力做的功为
W合 = -64J+48J=-16J
故 D 错误。
故选 C。
10 ．C
剩下部分对质点的万有引力应等于完整球体对质点的引力减去被挖去的小球体对质点的引力，即
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被挖去的小球体的质量为
而大球体的质量为
联立可得，剩下部分对质点的万有引力为
故选 C。
11 ．C
A．设地球的质量为 M，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的角速度w 等于地球自转的角速度，轨道半径等于地球半径，物体在赤道上受到的重力和物体随地球自转所需的向心力是万有引力的分力，有
物体在极地的重力等于万有引力，即
综合以上可知
g0 > g
故 A 错误；
B ．在极地
解得
故 B 错误；
C ．以上分析有
联立得
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故 C 正确；
D ．由密度
结合 B 选项分析得
故 D 错误。
故选 C 。
12 ．(1)A
(2)较高
(3) 1.5 2.5 不是
（1）在甲图所示的实验中，A 球平抛，B 球自由下落，同时落地，说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选 A。
（2）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，根据hgt2可知平抛的时间相同，在水平方向上有x = v0t
图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下，才能获得较大初速度。
（3）[ 1] 由题知，每个正方形小格的边长为 L=5.00cm，由图丁，可知 A 、B 的竖直位移为3L ，B 、C 的竖直位移为 5L，在竖直方向有5L - 3L = gT2
解得T = 0. 1s
又 A 、B 与 B 、C 的水平位移都为3L ，则有3L = v0T
解得v0 = 1.5m / s
[2]小球在 B 点的竖直分速度大小为vy m / s则小球在 B 点的速度大小为vB m / s
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[3]根据平抛运动规律，可得小球从抛出点到 B 点的时间为t s小球从抛出点到 B 点的水平位移为x = v0t = 0.3m = 30cm = 6L
而由图丁可知O9 点到 B 点的水平距离为5L < x
可知小球并没有经过O9 点，则O9 点不是小球做平抛运动的抛出点。
13 ． T0
（1）根据开普勒第三定律 解得TB T0
（2）此刻两卫星相距最远，设经过时间 t 两卫星第一次相距最近，有 解得t T0
14 ．(1)120W
(2)240W
（1）根据题意，由牛顿第二定律mg sin 37° - μmg cos37° = ma解得a = 2 m s2
前 5s 内物体的位移为x at2 = 25m
前 5s 内重力做的功为W = mg sin 37° . x = 600J
则前 5s 内重力的平均功率 W = 120W
（2）物体 5s 末的速度为v = at = 10m s
5s 末重力的瞬时功率P = mg sin 37° . v = 240W
15 ．(1)30m/s
(2)15m/s
(3)1m / s2
（1）当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即 v 解得v2 = 30m/s
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（2）根据 P = Fv可得v 解得v1 = 15m/s
（3）汽车速度为 20m/s 时，已经达到额定功率F 根据牛顿第二定律有F, - f = ma,
解得a, = 1m / s2
（1）对火星，由万有引力近似等于重力，有 mg对小球v0 = gt0
联立解得M
（2）由万有引力提供向心力，有 解得v
（3）设航天器应轨道半径为 r，由万有引力提供向心力，有 r解得r
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