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高一年级 5月物理素养阶段训练
时间：75分钟；分值 100分；
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本题共 7小题，每小题 4分，共 28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个
选项符合题目要求）
1．以下实例中均不考虑空气阻力，关于机械能守恒的说法中正确的是（ ）
A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B．蹦极运动中，人在下落到最低点的过程中，人的机械能守恒
C．在恒定的拉力下，沿固定斜面匀速上滑的物体，物体的机械能守恒
D．物体沿光滑曲面滑下，物体的机械能守恒
2．放在地面上鱼缸中的鱼在静止水中吐出的气泡沿竖直方向加速上浮，若鱼在匀速向右平移的缸中吐出气
泡，则从如图所示的角度观察，气泡轨迹应为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，有关生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（ ）
A．火车转弯的速度超过规定速度时，火车轮缘会挤压内轨
B．飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力大于重力
C．汽车减速通过凹形桥面最低点时，汽车受到的合外力竖直向上
D．衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在最高点的向心加速度最小
4．如图甲所示，倾角为 的斜面体固定在水平面上，其中斜面的长度为 l0，一质量为m可视为质点的物块
从静止开始由斜面体的顶端 A滑到底端 B，物块与斜面体之间的动摩擦因数与到 A点的距离 x按图乙所示
的规律变化。则物块在斜面的中点速度大小为（ ）。
A． gl0 8sin 0cos B． gl0 4sin 0cos
gl0 8sin 0cos gl0 4sin 0cos C． D．
2 2
5．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质
量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止．剪断轻绳后 A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻
绳到物块分别落地的过程中，两物块（ ）
A．落地时速度相同 B．运动时间相同
C．重力势能的变化量相同 D．重力的平均功率相同
6．2024年 12月 19日，我国将天启星座 04组卫星送入近地轨道，有效解决了地面网络覆盖盲区的问题。
如图所示为天启星座 04组卫星中的卫星 A与北斗导航卫星 B绕地球的运动轨道，两卫星的轨道均视为圆轨
道，且两轨道平面不共面。某时刻，卫星 A恰好位于卫星 B的正下方，一段时间后，A在另一位置从 B的
正下方经过，已知卫星 A的轨道半径为 r，则卫星 B的轨道半径不可能为（ ）
A． 3 9r B． 3 16r C． 3 25r 25D． 3 r
9
7 3．发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量m 1.6 10 kg ，汽车沿
1
平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为 v，牵引力大小记为 F ， v 图像如图所示，vm 表F
示最大速度，ab平行于 v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车
运动的时间为8 s。下列说法正确的是（ ）
A．汽车所受阻力为 5000 NB．汽车从a到b持续的时间为 32 s
C．汽车能够获得的最大速度为12.5 m / s D．汽车从b到 c过程中运动的位移为100 m
二、多项选择题（本题共 3小题，每小题 6分，共 18分。在每小题给出的四个选项中，有多
个选项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错或不答的得 0分）
8．下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测得了引力常量
Gmm
B．根据表达式F 1 22 可知，当 r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大r
R3
C．在由开普勒第三定律得出的表达式 2 k中， k是一个与中心天体有关的常量T
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
9．如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子
在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为 v0，此时离平台的高度为 h。棋子质量为m，空气
阻力不计，重力加速度为 g。则此跳跃过程（ ）
t 2h 2hA．所用时间 B．水平位移大小 x 2v
g 0 g
C 2．初速度的竖直分量大小为2 gh D．初速度大小为 v0 2gh
10．在距地面高H 处由静止释放一小球，小球向下运动过程中受到的阻力不能忽略，以地面为重力势能的
零势能面，物体的机械 E能随小球到地面的高度 h的变化关系图像如图所示，图中纵坐标b、c为已知数据，
重力加速度为 g。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
c H
A．小球的质量等于 B．当h 时，小球的动能等于重力势能
gH 2
b c
C．小球运动的加速度等于 g D．运动过程中小球受到的阻力大小恒为
c H
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（每空 2分，共 16分）
11．（8分）为了在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方 P点处有水平放
置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，现对小球采
用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后
照片如图乙所示， a、b、 c、 d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，
照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为 1∶6，则：
（1）a点速度是否水平______（是/否）
（2）由以上信息可以算出，该星球表面重力加速度是______m / s2 。
（3）小球平抛的初速度大小是______m / s，小球在 d点时竖直方向速度大小是______m / s。
12．（8分）某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）由静止释放纸带，经过后续操作得到如图所示的一条纸带，O点是纸带上打下的第一个点，在纸带上
再选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 hA、 hB、hC，已知当地重力加
速度为 g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m。从打O点到打 B点的过程中，重物的重力势
能的减少量ΔEp ____________，动能的增加量ΔEk ___________。（用题中所给的字母表示）
（2）经过计算，发现ΔEk 大于ΔEp，造成这个结果的原因可能是____________。（填选项前的字母）
A．存在空气阻力和摩擦力
B．接通电源前释放了纸带
C．打点计时器的工作电压偏高
（3）按照正确操作后，小明同学想到另外一种方法来验证机械能守恒定律。测量从第一点到其余各点的下
落高度 h 2，并计算对应速度 v，然后以 v 为纵轴，以h 2为横轴，根据实验数据作出 v h图像。若在误差允
许的范围内图像是一条过原点且斜率为__________（选填“g”或“2g”）的直线，则验证了机械能守恒定律。
四、解答题
13．（10分）如图所示，质量为m的小球和A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的 A、B两点，其中 AC
绳长 L，当两绳都拉直时，A、B两绳和细杆的夹角 30 1 ， 2 45
，问：当细杆转动的角速度在什
么范围内， A、B两绳始终张紧？
14．（13分）如图所示， ABCD 1是游乐场中的滑道模型，位于竖直平面内，由半径为 R的 圆周 AB、水
4
平轨道BC和半径为 R 1的 圆周CD连接而成，圆心分别为O1、O2。O2D沿水池的水面方向，D点右侧4
为无穷大水平面。一质量为m的小孩（可视为质点）可由弧 AB上的任意点静止开始下滑，不计一切摩擦。
（1）若小孩恰能在C点脱离CD滑道，求小孩在 AB滑道静止下滑处距C点的高度？
（2）凡能在C点脱离CD滑道的小孩，其落水点到O2的水平距离范围？
（3）若小孩从C点静止下滑，求脱离CD轨道时的位置与O2的连线，与竖直方向夹角的余弦值？
15 ．（15分）如图所示，固定在水平面上足够长的光滑斜面倾角为 30 ，轻质弹簧劲度系数为 k，下端
固定在斜面底端，上端与质量为m的物块A相连，物块A与质量也为m的物块B用跨过光滑定滑轮的细
线相连。先用手托住物块 B，使细线刚好拉直但无拉力，然后由静止释放物块 B，在物块 A向上运动的整
1 2
个过程中，物块 B始终未碰到地面。已知弹簧的弹性势能 Ep kx （ k为弹簧劲度系数， x为形变量），2
弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 g，两物块均可视为质点。求：
（1）释放物块 B之前弹簧的形变量 x0；
（2）物块 A上升到最高点时，此时弹簧的形变量 x1；
（3）从释放 B到达到最大速度过程中，细线对物块 A做的功。
《高一年级 5月物理素养阶段训练》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B B D D B C AC BD AC
11．（1）是 （2）12 （3）1.2 3.6
m h h 2
12．（1）mgh C A B 2 （2）B （3）2g8T
2 3g
13． 2g
3L L
【详解】若角速度太小，则 BC松弛，设角速度为 1时， BC绳刚好伸直，则有
mgtan30 m 21 r 2分
r Lsin30 1分
2 3g
联立解得 1 1分3L
设角速度为 2时， AC 绳就要松弛，则有mgtan45
m 22 r 2分
r Lsin30 1分
解得 2g2 1分L
则 A 、 B两绳始终张紧，细杆转动的角速度范围为
2 3g 2g 2分
3L L
R
14．【答案】（1）h ； （2） 2R s 2R；（3） cos 2
2 3
mv2
【详解】（1）若小孩恰能在C点脱离滑道，此时向心力mg 1分
R
mgh 1 mv2根据机械能守恒可得 1分
2
R
解得小孩静止下滑处距C点的高度为 h 1分
2
（2）凡能在C点脱离滑道的小孩，其距离C点的高度范围是
R
h R 1分
2
1 2
由机械能守恒可得mgh mv 1分
2
1 2
平抛运动的时间为 R gt 1分
2
2R
其落水点到O2的距离为 s vt 2gh 2 hR 1分g
其落水点到O2的距离范围为 2R s 2R 1分
（3）若小孩从C点静止下滑，脱离轨道时的位置与O2的连线与竖直方向夹角设为 ，
2
则mgcos mv 1 2分
R
mgR 1 cos 1 mv2由机械能守恒可得 1 2分2
解得 cos 2 1分
3
mg 3mg 3m2g2
15．（1） （2） （3）
2k 2k 4k
【详解】（1）手托住 B时，物块 A静止，
由平衡条件得 kx0 mgsin 1分
解得弹簧压缩量 x mg0 1分2k
（2）设物块A上升到最高点时，此时弹簧的形变量 x1；物块A、B和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律
得mg x0 x1 mg x
1 2 1 2
0 x1 sin kx0 kx1 0 2分2 2
3mg
解得弹簧伸长量 x1 ． 2分2k
（3）当 A、B加速度为零时，物块A、B速度最大，
即mg mgsin kx 2 0 2分
mg
此时弹簧伸长量 x2 1分2k
由于初态弹簧的压缩量和末态弹簧的伸长量相等，故弹簧弹性势能相等，物块 A、B和弹簧组成的系统，由
机械能守恒定律得mg x0 x2 mg x0 x2 sin
1
m m v2
2 m
2分
解得 vm g
m
1分
2k
在物块A达到最大速度的过程中，弹簧对物块做功代数和为零，细线对物块A做功为W ，对物块，由动能
1
定理得W mg x0 x2 sin mv 2m 2分2
W 3m
2g 2
解得 1分
4k

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