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高一物理学科素养测评
一、选择题：本题共 10小题，每题 4分，共 40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只
有一项符合题目要求，第 8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得 4分，选对但
不全对的得 2分，有选错的得 0分。
1．通过对高中物理知识的学习，你认为下列说法正确的是：
A．重力做功的多少等于重力势能的变化量
B．除重力以外的其它力做的功等于物体动能的变化量
C．系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的机械能保持不变
D．系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变
2．关于物体的运动，下列说法正确的是
A．物体受到变力作用时，它的动能一定改变
B．物体受到恒力作用时，物体一定做直线运动
C．物体在不垂直于速度方向的合外力作用下，速度大小可能一直不变
D．物体做曲线运动，其受到合外力方向与速度方向一定不在同一条直线
3．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线
用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图所示，曲线上的 P点的曲率圆定义为通过 P点和
曲线上紧邻 P点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做 P点的曲率圆，其半径
叫做 P 点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α=60 角的方向以速度v0=4m/s 抛
出,重力加速度 g=10m/s2,不计空气阻力，则在其轨迹最高点
P处的曲率半径是
A．0.4m B． 3m
5
C．1.6m D．物块质量未知，不能求出曲率半径
4．如图所示，质量为 m=2kg的物体在一个与水平方向成θ=30 角,大小为 10N的拉力 F作用
下，一直沿水平面向右匀速运动，重力加速度 g=10m/s2。关于物体在时间 2s内所受力的冲
量，下列说法正确的是
A．重力的冲量大小为 0
B．物体所受合力的冲量为 0
C．摩擦力的冲量大小为 20N s
D．拉力 F的冲量大小为 10 3N s
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5．我国首个独立火星探测器“天问一号”已于 2021 年 5月 15日成功着陆火星表面，对我国持
续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。假设火星是质量分布均匀
的球体，半径为 R，自转角速度为ω，引力常量为 G，由以上数据可以求出的是：
A．火星密度
B．火星的第一宇宙速度
C．火星“赤道”表面的重力加速度
D．质量为 m的物体分别静止在火星“两极”和“赤道”时对地面的压力的差值
6．质量为 2kg 的物体做直线运动，其 v－t图像如图所示。则物体
在前 10 s内和后 10 s内所受合外力的冲量分别是
A．20 N·s、20 N·s B．20 N·s、-20 N·s
C．0、20 N·s D．0、-20 N·s
7．如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度 v0同时水平抛
出，已知半圆轨道的半径 R=1m 与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是其
竖直高度的 2 倍，若小球 a、b能同时落到圆轨道和斜面上，不计空气阻力，重力加速度
g=10m/s2，则 v0为：
A．2m/s B．4m/s
C．6m/s D．8m/s
8．如下图中左图所示，两小球 a、b在足够长的光滑水平面上发生正向对心碰撞。小球 a、b
质量分别为m1和m2 ，且m1 1kg。取水平向右为正方向，两小球碰撞前后位移随时间变化
的 x t图像如右图所示。下列说法正确的是：
A．b球的质量m2=6kg
B．碰前 b球的速度是 8m/s
C．a、b球发生的碰撞是弹性碰撞
D．a、b构成的系统在碰撞中损失
的机械能为 3J
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9．如图所示，AB为竖直固定的四分之一圆弧轨道，O为圆心，P为圆弧 AB的中点，OA水平，
OB竖直，轨道半径 R＝2 m，一质量 m＝1kg 的静止小物块从 A端滑向 B端，经过 P点的
速率为vp= 2m/s，重力加速度 g＝10 m/s2 ，则下列说法正确的是：
A．从 A到 P的过程中，重力做的功为 10J
B．小物块在 P点重力的瞬时功率为 10 2W
C．从 A到 P的过程中，合外力做的功为 1J
D．从 A到 P的过程中，合外力的冲量为 2 N·s
10．如图所示，足够长的曲面与水平桌面平滑连接，将两物体甲、乙之间的轻弹簧压缩后用细
线连接，置于水平桌面上，弹簧与两物体不拴连。现将细线烧断，弹簧将两物体弹开，乙
离开弹簧后从右边飞出，甲离开弹簧后冲上曲面。已知桌面高为 h=1.25m，乙平抛的水平
射程为 x=2m，甲的质量为 2kg，乙的质量为 1kg，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度
为 g＝10 m/s2，则：
A．弹簧的弹性势能为 12J
B．甲冲上曲面高度 H为 1m
C．乙离开弹簧时的速度大小为 2m/s
D．甲离开弹簧时的速度大小为 2m/s
二、非选择题：本题共 5小题，共 60分。
11．（6分）某同学设计了如图所示的实验验证动量守恒定律。所用的器材有：
A．量筒，其高度比较大，筒壁上有均匀刻度线
B．天平
C．小球两个(橡胶材质的上浮小球，硬塑料材质的下沉小球，两球
通过细线相连后恰好可悬浮在水中)
D．细线，其质量可以忽略不计
E．记号笔
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实验步骤如下：
①通过细线连接两球体，使两球悬浮在水中；
②用天平称量两个小球的质量，上浮小球的质量记为 m1，下沉小球的质量记为 m2；
③用记号笔记录两个小球悬浮的位置；
④剪断细线；
⑤用记号笔记录某时刻两个小球的位置；
⑥多次实验，分别计算出两个小球在相同时间内上浮和下沉的高度，记录在表格中。
该同学按此方案进行实验后，测得的数据如下表所示，请回答下列问题。
上浮和下沉的高度(mm)
小球 质量(g)
第一次 第二次 第三次 第四次 平均值
上浮小球 m1＝4.74 46.20 46.22 46.20 46.18 h1
下沉小球 m2＝5.44 40.26 40.24 40.26 40.25 h2
（1）上浮小球 4次上浮的平均高度 h1＝46.20 mm，下沉小球 4次下沉的平均高度 h2＝________
mm(小数点后保留 2位数字)。
（2）在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式________时，说明剪断细线前后，两
小球的动量守恒。
1 1
A．m1h1 m2h2 B．m1 mh 21 h2
C 2 2．m1 h1 m2 h2 D．m1h1 m2h2
（3）下列关于本实验的一些说法，你认为正确的是________。
A．两个小球在水中运动的速度要适中，不能过快
B．剪断细线时对小球的扰动过大，可能会引起实验误差
C．上浮小球选用密度更小的小球，小球将上升的更快，实验效果更好
D．选择大小合适的小球使得两球可以悬浮后，将两球从水中取出再把细线剪断，用镊子夹
住两截断线，然后一起放入水中，稳定后松开镊子两球开始运动，这种改进可能更好
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12．（8分）乙同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一
倾斜的气垫导轨，导轨上 A点处有一带长方形遮光片的滑块，滑块与遮光条的总质量为 M，滑
块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为 m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；
导轨上 B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d表示 A点到光电门 B
处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B点时的瞬时
速度，实验时滑块在 A处由静止开始运动。
（1）用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图 2所示，其读数为________cm
（2）某次实验测得倾角 30 ，重力加速度用 g表示，滑块从 A处到达 B处时 m和 M组成的
系统动能增加量可表示为 Ek __________，系统的重力势能减少量可表示为
Ep __________，在误差允许的范围内，若 Ek Ep ，则可认为系统的机械能守恒。（用
题中字母 M、m、b、t、g、d表示）
（3）在上次实验中，某同学改变 A、B间的距离，作出的 v2 d 图象（v为遮光片通过光电门的
平均速度）如图 3所示，并测得M m，则重力加速度 g ________m/s2（结果保留两位
有效数字）。
13．（12分）风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的 JF22 风洞创造了全球
最快 30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一质量
为 0.4kg 的小球从地面的 a点以大小为 2m/s 的初速度竖直向上抛出，在b点落回地面，小球离
开地面的最大高度等于 ab间的距离，重力加速度为 10m/s2，求：
（1）风洞施加给小球的水平恒力的大小；
（2）小球从 a点运动到 b点过程中，小球所受合外力的冲
量大小（结果可用根号表示）。
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14.（15 分）如图所示，斜面的倾角为37°，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹
簧处于原长时上端位于 B点。一质量为 2kg的物块从斜面 A点由静止释放，将弹簧压缩至最低
点 C（弹簧在弹性限度内），随后物块被弹回，刚好沿斜面向上运动到 D点。已知斜面 B点上
方粗糙，B点下方光滑，物块可视为质点，AB=2BC=6m，且 AB 3BD，重力加速度为 10m/s2，
求：
（1）物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数μ；
（2）弹簧弹性势能的最大值 Ep；
15．（19分）如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道
的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。可视
为质点的物块 A、B 放在静止传送带的左右两端。一质量 m=0.5kg 的小球自 Q点正上方 h=1m
处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从 P点水平抛出，恰好击中 B，与 B粘在一起且不弹
起。在小球击中 B的瞬间传送带立即以 v0=1m/s的速度开始顺时针转动，同时物块 A以与碰撞
后 B（含小球）相同的速率向右运动,两滑块在传送带上恰好相遇未相碰。已知 A的质量 mA=1kg，
B的质量 mB=0.5kg，方形物体的质量 M=2kg，滑块 A、B与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，
重力加速度大小 g 10m / s2，所有过程不计空气阻力。求：
（1）小球到达 P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小 v1、 v2；
（2）传送带的长度 L；
（3）两滑块从开始运动到相遇，两滑块与传送带之间因摩擦产生的总热量 Q。
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高一物理学科素养测评
评分细则
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D A B D D B AD CD AD
1．答案 D；重力做功的多少等于初势能减末势能，A错；合外力做功等于动能的变化，B错。只有重力
做功机械能守恒，C错。
2．答案 D;外力与速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，D正确
2
3 (v cosα)．答案 A；由 mg=m 0 可得：ρ=0.4m,A正确
ρ
4．答案 B;重力的冲量 I=mgt=40N S,A错；合外力为 0，冲量也为 0，B正确；摩擦力的冲量大小 10 3N S
拉力 F的冲量大小为 20N S；C,D错
5．答案 D；不知道火星的质量，ABC求不出；D正确
6．答案 D；前 10s,速度相同，动量变化为 0，冲量为 0；后 10s，速度大小不变，方向变了，所有 A,B,C
错，D正确
7．答案 B；把两图像重叠，斜边和圆弧有个交点，平抛到交点的位置，可以同时到达；B正确
8．答案 AD;由动量守恒可得 A正确；b球初速度为 0，B错；有能量损失 C错，D正确
9．答案 CD;P点为中点，重力做功 mgRsin45°=10 2J;A错；P点重力的瞬时功率 mgvcos45°=10W,B错；
合外力做功 W= 1mv2=1J;C正确；合外力的冲量等于动量的变化，D正确
2
10 1．答案 AD；由 h= gt2,x=v乙t,v乙=4m/s2 ，C错；由动量守恒可得v甲=2m/s，D正确；由动能动理得到 A上
升得高度 0.2m,B错。由能量守恒 A正确。
11．答案（每空 2分） (1)40.25 (2)A (3)ABD
12．(1) 0.40 或 0.39 （2分）
2
(2) 1 (M+m) b （2分） m M gd（2分）
2 t 2
(3) 9.8 （2分）
2
13．(1) y= v0 ①
2g
x= 1 at2
2 1
②
t1=2
v0 ③
g
x=y ④
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F=ma ⑤
得 F=1 N
(2) I=F合 t1 ⑥
F合= F2+(mg)2 ⑦
2 17
I= N·s
5
①—⑤每个表达式 1分，结果 1分；⑥—⑦每个表达式 2分，结果 2分；共计 12分。
14．(1) A→ D 能量守恒定律
mgl AD sin 3 7 =μmg cos 3 7 (lAB+lBD)①
3
μ=
8
(2) A→ C 能量守恒定律
mgl AC sin 3 7 =μmg cos 3 7 lAB+Ep ②
Ep=72 J
①式 3分，结果 4分；②式 4分，结果 4分；共计 15分。
15．(1) mgh= 1mv2+ 1Mv21 （2分）2 2 2
mv1=Mv2 （2分）
得v1=4 m/s，v2=1 m/s （2分）
(2) mv1=(m+mB)v （1分）
得 v=2 m/s
A开始运动至 A与传送带共速(设向右为正方向）
对 A：
v aAt1=v0 （1分）
μmAg=mAaA
1 = 0.2
x v+v0A1= t1, （1分）2
xA1 = 0.3m
对 B：μmBg=mBaB
v0= v+aBt2 （1分）
2 = 0.6
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x = -v+v0B1 t2 （1分）2
xB1= 0.3m
A与传送带共速至 B与传送带共速
对 A：xA2=v0（t2 t1） （1分）
xA2=0.4m
L=xA1 xB1+xA2 （1分）
L=1 m （1分）
(3)A与传送带之间
x传 1=v0t1 x传 1=0.2m d1=xA1 x传 1=0.1m （1分）
B与传送带之间
B减速到 0的时间t v3= =0.4saB
d2=v0t
v
3+ t =0.8m （1分）2 3
B v向右加速的时间t = 04 =0.2saB
d v03=v0t4 t4=0.1m （1分）2
Q=μmAgd1+μ(mB+m)g（d2+d3)
Q=5 J （2分)
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