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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．3
5 m
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
0v 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
0v 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
1
m 和
2
m ，且
1
1kg
m
。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。
小球
质量(g)
上浮和下沉的高度(mm)
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
1h
下沉小球
m2＝5.44
40.26
40.24
40.26
40.25
2h
（1）上浮小球4 次上浮的平均高度
1h ＝46.20 mm，下沉小球4 次下沉的平均高度
2h ＝________
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。
A．
1 1
2
2
m h
m h
B．
1
2
1
2
1
1
m
m
h
h
C．
1
1
2
2
m
h
m
h
D．
2
2
1 1
2
2
m h
m h
（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
k
E
__________ ，系统的重力势能减少量可表示为
p
E
__________，在误差允许的范围内，若
k
p
E
E
，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
2v
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 ________
2
m/s （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
3
AB
BD
，重力加速度为10m/s2，
（1）物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数μ
求：
；
（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
2
10m / s
g
，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
1v 、
2v ；
（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。
