2022-2023学年湖南省名校联合体高一下学期第一次联考物理试题含答案

  名校联考联合体2023年春季高一第一次联考

物理

第Ⅰ卷（共48分）

一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）

1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 速度发生变化的运动，一定是曲线运动

B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动

C. 做匀速圆周运动物体，其线速度不变

D. 做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体做变速直线运动时速度发生变化，A错误；

B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动，B错误；

C．做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，方向时刻变化，C错误；

D．做曲线运动的物体的轨迹总是沿合力的方向弯曲，即做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧，D正确。

故选D。

2. 关于万有引力及其计算公式，下列说法正确的是（    ）

A. 万有引力只存在于质量很大的两个物体之间

B. 根据公式知，r趋近于0时，F趋近于无穷大

C. 相距较远的两物体质量均增大为原来的2倍，他们之间的万有引力也会增加到原来的2倍

D. 地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高度为h处时，物体所受万在引力减小到原来的一半，则

【答案】D

【解析】

【详解】A．任意两个物体之间都存在万有引力，A错误；

B．万有引力公式只适用于两个可以看成质点的物体，r趋近于0时，不能看作质点，万有引力的公式不适用，B错误；

C．由万有引力公式

当质量均变为原来的2倍，则万有引力会增加为原来的4倍，C错误；

D．在地面上，有

h处有

联立解得

D正确。

故选D。

3. 农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是（    ）

A. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些

B. 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动

C. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同

D. M处是谷种，N处是瘪谷

【答案】B

【解析】

【详解】A．在大小相同的风力作用下，风车做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，所以A错误；

B．谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，所以B正确；

C．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，所以C错误；

D．由于谷种飞出时的速度较小，而谷种和瘪谷的运动的时间相同，所以谷种的水平位移较小，瘪谷的水平位移较大，所以M处是瘪谷，N处是谷种，所以D错误。

故选B。

4. 一艘小船在静水中的速度是5m/s，一条河宽为60m，河水流速是4m/s，下列说法正确的是（　　）

A. 小船渡过这条河的最短时间是15s

B. 小船在这条河中运动的最小速度是3m/s

C. 小船渡过这条河的最小位移是60m

D. 小船渡过这条河的最小位移是80m

【答案】C

【解析】

【详解】A．当船速垂直于河岸时，过河时间最短，最短时间为

A错误；

B．当船在河中逆流而上，船速方向与水流方向相反，此时小船在这条河中运动的速度最小

5m/s-4m/s=1m/s

B错误；

CD．由于船速大于水速度，作图如图所示

当图中

即有

时，船的运动轨迹垂直于河岸，可知最小位移为河宽60m，C正确，D错误。

故选C。

5. 如图所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态。现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开的瞬间（    ）

A. 弹簧的弹力大小突变为mg

B. 木块A的加速度大小为2g，方向向上

C. 木块B的加速度大小为2g，方向向上

D. 木块B对水平面的压力大小突变为2mg

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于弹簧弹力不能突变，所以移开C的瞬弹簧弹力不能突变，所以移开C的瞬间，弹簧的形变量不变，故A错误；

B．开始整体处于平衡状态，弹簧弹力大小等于A和C的重力，即

移开C的瞬间，弹簧的形变量不变，即弹簧的弹力不变，仍为，A受到的合力大小

解得

方向竖直向上，故B正确；

CD．对B，由平衡条件得

解得

由牛顿第三定律可知，木块B对水平面压力大小为，加速度为0，故CD错误。

故选B。

6. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（    ）

A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过

B. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大

C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

D. 丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度不相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误；

B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则

得

由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为

在最高处桶底对水的压力为，则

由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为

所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确；

C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误；

D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则

得

所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误。

故选B。

7. 跳台滑雪是利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，（，）以下说法正确的是（    ）

A. 运动员从飞出至落在斜面上的位移大小为60m

B. 运动员落在斜面上的速度大小为30m/s

C. 经过1.5s运动员离斜面最远

D. 运动员离斜面的最远距离为7.2m

【答案】C

【解析】

【详解】A．运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向

竖直方向

又有

代入数据解得

，，

运动员从飞出至落在斜面上的位移大小

故A错误；

B．运动员落在斜面上时速度的竖直分量

运动员落到斜面上时的速度大小

故B错误；

C．如图

设运动员在C点距离斜面最远，此时合速度方向与斜面平行

即

解得

故C正确；

D．将物体的速度和加速度沿斜面和垂直斜面分解，在垂直于斜面的方向上，速度减为0时距离斜面最远，最远距离

故D错误。

故选C。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8. 关于行星的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 牛顿研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律

B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心

C. 同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小

D. 开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关

【答案】CD

【解析】

【详解】A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律，A错误；

B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，B错误。

C．由开普勒行星第二定律可知，行星在靠近太阳时速度增大，远离时速度减小，故C正确；

D．开普勒第三定律中的常数从与中心天体的质量有关，与环绕卫星无关，故D正确。

故选CD。

9. 劳技课上，某同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕边缘每隔2s均匀“点”一次奶油（“点”奶油的时间忽略不计），蛋糕转动一周正好均匀“点”上20点奶油。下列说法正确的是（    ）

A. 圆盘转动的周期为40s B. 圆盘转动的角速度大小为

C. 蛋糕边缘的线速度大小约为 D. 蛋糕边缘的向心加速度约为

【答案】AB

【解析】

【详解】A．一周20个间隔，每个间隔2s，圆盘转动的周期为40s，A正确；

B．圆盘转动的角速度由

B正确；

C．蛋糕边缘的线速度由

C错误；

D．蛋糕边缘的向心加速度

D错误。

故选AB。

10. 质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为，则下列说法中正确的是（    ）

A. 此时物体的速度大小为

B. 此时物体的速度大小为

C. 若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力等于物体的重力

D. 若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小车的运动可以看成是两个分运动的合成，一个是沿绳子拉伸方向的分运动，另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动，将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度，物体上升的速度等于小车沿绳子方向的分速度，故有

A错误B正确；

CD．若汽车做匀速运动，即汽车速度v保持不变，绳子与水平面的夹角减小，由

可知物体的速度增大，物体向上做加速运动，加速度方向向上，合力方向向上，绳子拉力大于物体重力，C错误，D正确。

故选BD。

11. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的水平细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，在B相对圆盘滑动前，以下说法正确的是（    ）（重力加速度为g）

A. 当，绳子一定有弹力

B. 在范围内增大时，A、B所受摩擦力均变大

C. 当时，A、B相对于转盘即将滑动

D. 某时刻剪断细线，A将逐渐靠近圆心，B将做离心运动

【答案】AC

【解析】

【详解】A．当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，则有

解得

可知当时，绳子有弹力，故A正确；

C．当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘即将滑动；对B有

对A有

联立解得

故C正确；

B．当时，B已达到最大静摩擦力，则在范围内增大时，B受到的摩擦力不变，在范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，所以由

可知，当增大时，A所受摩擦力也增大，故B错误；

D．若在细线无拉力时剪断细线，A、B都会继续做圆周运动；若在细线有拉力时剪断细线，则A所受静摩擦力减小，随圆盘继续做圆周运动，B不再受到拉力，最大静摩擦力不足以提供向心力，将做离心运动，故D错误。

故选AC。

第Ⅱ卷（共52分）

三、实验题（共2小题，第12题6分，第13题9分，共15分）

12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

（1）本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法    B．等效替代法    C．理想实验法    D．放大法

（2）图示情景正在探究的是________。

A．向心力的大小与半径的关系    B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度的关系    D．向心力的大小与物体质量的关系

（3）如果用这套装置来探究向心力的大小F与角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板________（选填“A”或“B”）处。

【答案】    ①. A    ②. D    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是控制变量法。故选A。

（2）[2]在图示情景中，两球的质量不等，转动半径相等，塔轮半径相同，则角速度相等，则装置正在探究的是向心力的大小与物体质量的关系，故选D。

（3）[3]探究向心力F与角速度ω的关系，应保证小球做圆周运动的质量和半径均相同，塔轮半径不同，则将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。

13. （1）在探究平抛运动的规律时，可以选用图中所示的各种装置图，以下操作合理的是________。

A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用耳朵听的方法判断A、B两球是否同时落地

B．选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C．选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，只要斜槽末端水平即可，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球

D．选用装置3时，因斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验影响，所以应尽量使斜槽光滑。

（2）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为5cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔________s，小球被抛出时的水平速度________m/s，小球经过B点的速度大小________m/s（结果可保留根式）。

【答案】    ①. AB##BA    ②. 0.1    ③. 1    ④.

【解析】

【详解】（1）[1] A．选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法（不是用眼睛看）判断小球是否同时落地，故A正确；

B．A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小，故B正确；

CD．选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，不需要斜槽光滑，这样才能保证初速度相同，故CD错误。

故选AB。

（2）[2][3][4]根据

得

B的竖直分速度

B的速度

四、计算题（共3小题，共37分，14题10分，15题12分，16题15分）

14. 如图所示，水平台面AB距地面的高度。有一滑块从A点以的初速度在台面上做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数。滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出。已知。不计空气阻力，g取，求：

（1）滑块从B点飞出时的速度大小；

（2）滑块落地点到平台边缘的水平距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）滑块从A到B过程，由牛顿第二定律得

解得滑块的加速度大小为

由运动学公式可得

解得

（2）滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

解得

水平方向做匀速直线运动，则有

15. 如图所示，倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上质量为4m的滑块通过轻质刚性绳穿过光滑的圆环与质量为m的小球（可视为质点）相连，轻绳与斜面平行，小球在水平面内做圆周运动，小球与圆环间轻绳与竖直方向的夹角为。斜面体和滑块始终静止，小球与圆环之间的绳长为L，重力加速度为g。

（1）时，滑块所受摩擦力的大小和方向如何？此时地面对斜面体的摩擦力的大小为多少？

（2）若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球做圆周运动的线速度大小为多少？

【答案】（1），方向沿斜面向上，；（2）

【解析】

【详解】（1）对小球受力分析有

解得

对滑块受力分析得重力沿斜面向下的分力为

所以

方向沿斜面向上

将滑块和斜面看成整体，由平衡条件得，斜面体所受摩擦力大小为

（2）当滑块恰好不受摩擦力时，绳的拉力为

设此时细绳与竖直方向的夹角为，则

所以

小球做圆周运动，则有

得小球的速度为

16. 如图所示，水平地面上依次摆放两块完全相同的木板，长度均为，质量均为，一质量为的物体（可视为质点）以的速度冲上A木板的左端，物体与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取）

(1)若物体滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求应满足的条件；

(2)若，求物体滑到木板A末端时速度和在木板A上运动的时间；

(3)若，问物体最终能否滑离木板B？如果能，试通过计算证明之；如果不能，求出物体最终离木板B左端距离。

【答案】(1)；(2)，；(3)不能，离木板B左端的距离为

【解析】

【详解】(1)若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得

若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得

联立两式，代入数据得

(2)若，则物体在木板A上滑动时，木板A不动，设物体在木板A上做减速运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律得

设物体滑到木板A末端时的速度为，由运动学公式可得

设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得

代入数据得

，

(3)若，则物体滑上木板B时，木板B开始滑动，设物体在木板上做匀减速直线运动的加速度大小为，木板做匀加速直线运动的加速度大小为，设在木板B上运动的时间为，根据牛顿第二定律，对物体

，

假设物体能与木板B共速，设两者共速的时间为

，

共速时物体相对木板B的位移

故假设正确，物体最终不能滑离木板B，物体最终离木板B左端的距离为。