2024-2025學年度第二學期診斷性測試高一物理試題滿分：100分時長：75分鐘一、單項選擇題：共11題，每題4分，共44分。每題只有一個選項符合題意。1.萬有引力定律是人類科學史上最偉大的發現之一，有關萬有引力定律說法正確的是（）A.伽利略進行了月地檢驗B.由萬有引力定律公式可知，當時，C.引力常量的普適性是萬有引力定律正確性的有力證據D.牛頓根據牛頓運動定律和開普勒行星運動定律得出萬有引力定律，并測出了引力常量【答案】C【解析】A．牛頓進行了月地檢驗，故A錯誤；B．當時，兩物體不能再看作質點，萬有引力定律公式不再適用，所以不能得出的結論，故B錯誤；C．引力常量的普適性表明在任何情況下，萬有引力定律都遵循相同的規律，是萬有引力定律正確性的有力證據，故C正確；D．牛頓根據牛頓運動定律和開普勒行星運動定律得出萬有引力定律，卡文迪什測出了引力常量，故D錯誤。故選C。2.圖為冬奧會上安置在比賽場地外側的高速軌道攝像機系統，當運動員勻速通過彎道時，攝像機與運動員保持同步運動以獲得高清視頻。關于攝像機在彎道上運動時，下列說法正確的是（）A.與運動員運動的角速度相同B.線速度保持不變C.所受合外力的方向可能為F3D.向心加速度比運動員的向心加速度更小【答案】A【解析】A．攝像機與運動員保持同步，攝像機必須與運動員角速度相同，故A正確；B．攝像機的線速度大小不變，但方向改變，所以線速度變化，故B錯誤；C．攝像機線速度大小不變，其所受合外力與線速度方向垂直，所受合外力只能為，故C錯誤；D．攝像機與運動員角速度相等，但攝像機的圓周運動的半徑更大，根據可知，攝像機的向心加速度比運動員的向心加速度更大，故D錯誤。故選A。3.我國將于2027年發射“巡天號”空間望遠鏡，其口徑2米，發射質量約16噸，距離地面400km，是中國深空探索重要部分。下列關于“巡天號”說法正確的是（）A.“巡天號”發射速度大于11.2km/sB.“巡天號”運行周期大于地球靜止軌道衛星C.“巡天號”做圓周運動的圓心必須與地心重合D.“巡天號”長期運行后軌道會發生衰減，則線速度會減小【答案】C【解析】A．是第二宇宙速度，是衛星掙脫地球引力的最小發射速度，“巡天號”發射速度應小于第二宇宙速度，故A錯誤；B．因“巡天號”的軌道半徑小于地球靜止軌道衛星的軌道半徑，根據開普勒第三定律可知，“巡天號”的運行周期小于地球靜止軌道衛星的運行周期，故B錯誤；C．地球對“巡天號”的萬有引力指向地心，提供向心力，所以“巡天號”做圓周運動的圓心必須與地心重合，故C正確；D．根據萬有引力提供向心力得即所以軌道半徑越小線速度越大，“巡天號”長期運行后軌道會發生衰減，則線速度會增大，故D錯誤。4.如圖所示，小球通過細線懸掛于車廂內的O點，在車廂內左右擺動，車廂始終靜止，小球從左側最高點運動到最低點過程中，以地面為參考系，則（）A.重力對小球不做功B.細線對小球做正功C.細線對車廂做正功D.重力的瞬時功率先變大后變小【答案】D【解析】A．小球的高度降低，重力對小球做正功，故A錯誤；B．細線對小球的拉力始終與速度方向垂直，所以細線對小球不做功，故B錯誤；C．車廂始終靜止，所以細線對車廂不做功，故C錯誤；D．小球處于最高點時速度為零，重力的功率為零，小球處于最低點時，重力與速度方向垂直，重力的功率也為零，所以該過程中重力的瞬時功率先變大后變小，故D正確。故選D。5.如圖所示，下列判斷正確的是（）A.甲圖中，從光滑滑梯上加速下滑的小朋友機械能不守恒B.乙圖中，在勻速轉動的摩天輪中的游客機械能守恒C.丙圖中，在光滑的水平面上，小球的機械能守恒D.丁圖中，氣球勻速上升時，機械能不守恒【答案】D【解析】A．甲圖中，小朋友從光滑滑梯上加速下滑的過程中，只有重力做功，則小朋友機械能守恒，故A錯誤；B．乙圖中，在勻速轉動的摩天輪中的游客動能不變，重力勢能改變，游客機械能不守恒，故B錯誤；C．丙圖中，在光滑的水平面上，彈簧彈力對小球做功，則小球和彈簧系統的機械能守恒，小球的機械能不守恒，故C錯誤；D．丁圖中，氣球勻速上升時，動能不變，重力勢能增加，機械能不守恒，故D正確。故選D。6.列車轉彎時的受力分析如圖所示，鐵路轉彎處的圓弧半徑為R，兩鐵軌之間的距離為d，內外軌的高度差為h，鐵軌平面和水平面間的夾角為（很小，可近似認為），下列說法正確的是（）A.列車轉彎時受到重力、支持力和向心力的作用B.列車過轉彎處的速度時，列車輪緣不會擠壓內軌和外軌C.列車過轉彎處的速度時，列車輪緣會擠壓外軌D.若減小角，可提高列車安全過轉彎處的速度【答案】B【解析】A．列車轉彎時受到重力、支持力，重力和支持力的合力提供向心力，A錯誤；B．當重力和支持力的合力提供向心力時，則解得列車輪緣不會擠壓內軌和外軌，B正確；C．列車過轉彎處的速度時，轉彎所需的合力故此時列車內軌受擠壓，C錯誤；D．若要提高列車速度，則列車所需的向心力增大，故需要增大α，D錯誤。故選B。7.如圖，身長為3L，質量為m的毛毛蟲外出覓食，緩慢經過一邊長為L的等邊三角形小石塊。以地面為零勢能參考平面，重力加速度為g，當毛毛蟲身體中點剛剛到達最高點的時重力勢能為（）A.mgL B.mgL C.mgL D.mgL【答案】A【解析】毛毛蟲身體中點剛剛到達最高點的時重力勢能為故選A。8.如圖所示，細繩一端固定，下端連接乒乓球，乒乓球從點靜止釋放擺動到右側最高點，為最低點，、兩點等高，上述過程中乒乓球（）A.在點時，繩中拉力為零B.在點時速度最大C.在、兩點的速度大小相等D.從點到點的時間比從點到點的時間短【答案】D【解析】A．在點時，繩中拉力不為零，設繩子與豎直方向夾角為，則有故A錯誤；B．由圖可知乒乓球運動過程中有阻力存在，當切向加速度為0時速度最大，C點速度不最大，故B錯誤；C．B、D兩點的重力勢能相等，由于阻力做負功，根據動能定理可知B點的速度大于D點速度，故C錯誤；D．BC段平均速度大于CD的平均速度，所以從點到點的時間比從點到點的時間短，故D正確；故選D9.京東物流中心的智能分揀系統利用高速旋轉圓盤（轉速可達120轉/分）分揀包裹，但是如果圓盤重心不在轉軸上，運行將不穩定，且軸承會受到很大的作用力，加速磨損。如圖所示，圓盤半徑為r，OO′為轉動軸，正常工作時轉動軸受到的水平作用力可以認為是0。假想在圓盤的邊緣固定一個質量m的螺絲釘P。當圓盤以角速度ω勻速轉動時，下列說法正確的是（）A.圓盤對P作用力B.P受到的重力等于圓盤對它的作用力C.P的質量越大，則軸承越容易損壞D.P的位置離轉動軸越近，則軸承越容易損壞【答案】C【解析】AB．P做圓周運動需要向心力為P所受重力與圓盤對P的作用力的合力提供向心力，所以圓盤對P的作用力為故AB錯誤；CD．P的質量越大，位置離轉動軸越遠，P做圓周運動需要的向心力越大，軸承所承受的力也越大，軸承越容易損壞，故C正確，D錯誤。故選C。10.2024年3月11日，中國宣布再次開啟載人登月行程，此次登月任務的目標是在月球南極區域建立永久性基地，為未來深空探索奠定基礎。設登月航天器登月過程中經歷了從繞月圓軌道Ⅰ變至橢圓軌道Ⅱ，兩軌道相切于A點。已知Ⅰ軌道距離月球表面的高度設為，Ⅱ軌道B點距離月球表面的高度設為，月球半徑約為R，下列說法正確的是（）A.軌道Ⅰ與軌道Ⅱ的周期之比B.航天器在軌道Ⅱ上運行時機械能守恒C.軌道Ⅱ上A點的加速度大于軌道Ⅰ上A點的加速度D.登月航天器返回地球，需在軌道Ⅱ的A點點火向速度的方向噴氣【答案】B【解析】A．根據開普勒第三定律有解得故A錯誤；B．航天器在軌道Ⅱ上運行時只有引力做功，機械能守恒，故B正確；C．根據牛頓第二定律有即所以軌道Ⅱ上A點的加速度等于軌道Ⅰ上A點的加速度，故C錯誤；D．登月航天器返回地球，需在軌道Ⅱ的A點點火向速度的反方向噴氣使航天器速度增大，故D錯誤。故選B。11.如圖所示，一小物塊由靜止開始沿著傾角斜面向下滑動，最后停在水平地面上。已知斜面與地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數均為。則該過程中，物塊的速率v、摩擦力的功率P隨時間t關系以及物塊的速率v、動能Ek與路程s關系的圖像可能正確的是（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（）A. B.C D.【答案】D【解析】AC．物塊在斜面上做勻加速直線運動，在水平面上做勻減速直線運動，物塊的速率先隨時間均勻增大后隨時間均勻減小，且兩段過程中與均為非線性關系，故AC錯誤；B．物體經過斜面與水平面的連接處時，摩擦力的大小會發生突變，摩擦力的功率也會發生突變，故B錯誤；D．由于物塊的速率先增大后減小，所以動能先增大后減小，又因這兩段過程中合外力均為恒力，所以圖像均為直線，故D正確。故選D。二、非選擇題：共5題，共56分。其中第13題第16題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須明確寫出數值和單位。12.某同學通過調節手機拍攝功能中的感光度和快門時間，拍攝出質量較高的頻閃照片。圖1是該同學拍攝的小球自由下落部分運動過程中頻閃照片，用來驗證機械能守恒定律。該同學以小球釋放點為原點O，并借助照片背景中的刻度尺測量各時刻的位置坐標為x1、x2、x3、x4、x5，刻度尺零刻度與原點O對齊。已知手機連拍頻率為f，當地重力加速度為g，小球質量為m。（1）如圖2所示，從起點O下降到下x2位置小球的位移大小為___________cm（2）關于實驗裝置和操作，以下說法正確的是___________；A.刻度尺應固定在豎直平面內B.選擇體積大的小球C.小球實際下落過程中動能增量大于重力勢能減少量（3）小球在x3位置時的瞬時速度v3=___________（用題中所給的物理量符號表示）（4）取小球從O到x4的過程研究，則機械能守恒定律的表達式為___________（用題中所給物理量的符號表示）；（5）該同學利用測得的數據，算出小球經過各點的速度v，并作出了如圖3所示的圖線。測得圖線的斜率k明顯小于g，是由于存在阻力的影響，則小球受到的阻力大小F阻=___________?！敬鸢浮浚?）6.20（6.15-6.25均可）（2）A（3）（4）或（5）【解析】（1）由于刻度尺的最小刻度為mm，因此估讀到mm的下一位，從起點O下降到下x2位置小球的位移大小x2=62.0mm=6.20cm（2）A．由于小球做自由落體運動，為了測量小球下落的距離，刻度尺應固定在豎直平面內，A正確；B．為了減小空氣阻力，一般選擇體積較小的小球，B錯誤；C．由于空氣阻力的影響，.小球實際下落過程中動能增量小于重力勢能減少量，C錯誤。故選A。（3）x3位于x2到x4的中間時刻，因此小球在x3位置時的瞬時速度等于從x2到x4的平均速度（4）機械能守恒定律的表達式而兩邊消去小球的質量m，整理得（5）根據牛頓第二定律而在圖像中，斜率k表示小球下落的加速度a的大小，因此小球受到的阻力大小13.2024年6月，嫦娥六號探測器成功完成人類首次月球背面采樣，隨后將月球樣品容器安全轉移至返回器中。已知嫦娥六號的返回器在半徑為r的軌道上繞月球做勻速圓周運動，周期為T，月球半徑為R，引力常量為G。求：（1）月球的質量M；（2）月球的第一宇宙速度v。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根據萬有引力提供向心力解得月球的質量為（2）根據萬有引力提供向心力解得月球的第一宇宙速度14.一款質量m=1000kg的家庭轎車，行駛速度v≤15m/s時靠電動機輸出動力；行駛速度在v＞15m/s時自動轉換為靠汽油發動機輸出動力。該轎車在一條平直的公路上由靜止啟動，其牽引力F隨著運動時間t的變化關系圖線如圖所示，在行駛過程中所受阻力恒為1000N。已知汽車在t1=5s時車速達到v1=15m/s切換動力引擎，牽引力突變為5000N，以后保持恒定功率繼續行駛到第16s末，求：（1）切換動力引擎后汽車的功率P；（2）5s16s內，汽車的位移?！敬鸢浮浚?）75kW（2）625m【解析】【小問1解析】由題意知，切換動力引擎時速度為v1=15m/s，牽引力突變為5000N，則切換動力引擎后發動機功率為【小問2解析】由圖可知，時刻，轎車的牽引力為3000N，速度為時間內由動能定理可得代入數據解得15.如圖所示，一根跨過定滑輪的不可伸長的輕繩一端連接質量為10m的物塊B，另一端連接質量為2m的小物塊A，A套在一根足夠長的豎直固定的光滑細桿上，桿上的M點與滑輪等高，滑輪與直桿間的距離為3L。A在豎直向下的拉力作用下靜止于桿上P點位置，繩與桿的夾角為37°。不計滑輪的大小、質量和摩擦，不計空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度為g。求：（1）物塊A靜止時豎直向下的拉力F的大??；（2）撤去豎直向下的拉力，物塊A運動到M點時的速度。【答案】（1）6mg（2），方向豎直向上【解析】【小問1解析】設靜止時繩中張力大小為，豎直向下拉力為F，根據平衡條件對物塊B有對物塊A有聯立解得【小問2解析】釋放后，物塊A先向上做加速度逐漸減小的加速運動，后向上做加速度逐漸增大的減速運動，當運動到滑輪等高M處時，物塊B的速度從物塊A釋放到第一次運動至M，物塊A上升的高度物塊B下降的高度此過程A、B兩物塊組成的系統機械能守恒解得方向豎直向上。16.如圖所示為滑板運動的訓練場地，半徑為R的冰制豎直圓弧軌道最低點為C，最高點為D，D點的切線沿豎直方向，圓弧軌道左端與傾角為θ的冰制斜面相切，為保證運動員的安全，在AB間鋪有長度為4L的防滑材料，當長度為L的滑板全部處于AB內時，恰能保持靜止，其余部分摩擦不計。一次訓練時，教練員