湖南省长沙市2023_2024学年高一物理下学期入学考试试卷含解析

这是一份湖南省长沙市2023_2024学年高一物理下学期入学考试试卷含解析，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟分值：100分
一、选择题：本题共6小题，每小题4分．共24分。在每小愿给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
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. 做匀速圆周运动的物体，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. 某轻质弹簧的劲度系数为k，不挂钩码时，弹簧长度为x0，如图甲所示。挂上钩码，静止后弹簧长度为x1 (弹簧处于弹性限度内)，如图乙所示。则乙图中弹簧的弹力大小等于
A. kx0B. kx1C. k(x1+x0)D. k(x1一x0)
【答案】D
【解析】
【详解】不挂钩码时，弹簧处于原长，故原长为x1，由胡克定律，挂上钩码后弹簧弹力为， D正确。
故选D。
3. 飞机与水平方向成60°角斜向上飞行，飞机的速度大小是200m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 100m/sB. 200m/sC. 100m/sD. 200m/s
【答案】A
【解析】
【详解】速度在水平方向的分速度为
vｘ =vcs600=100 m/s
所以A正确；BCD错误；
故选A。
4. 如图，ab两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的图像，已知a、b曲线关于它们两交点的连线对称，且在时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻两车也相遇
B. 在时间内任一时刻，a车与b车加速度相等
C. 在这段时间内，两车平均速度相等
D. 时刻a车在后，b车在前
【答案】D
【解析】
【详解】A．在 这段时间内，a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积，所以这段时间内，a车的位移大， 时刻两车不相遇，故A错误；
B．在这段时间内的相同时刻，图像的斜率不相等，a车与b车加速度不相等，故B错误；
C．在这段时间内，a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积，所以这段时间内，a车的位移大，a车的平均速度大，故C错误；
D．在这段时间内，a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积，所以这段时间内，a车的位移大，在时刻两车相遇，时刻a车在后，b车在前，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，竖直平面内固定一根“L”形足够长的细杆。a球套在竖直杆上，b球套在水平杆上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，a球向下滑且轻杆与竖直杆夹角为30°时，a球与b球速度之比为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为杆不可伸长或缩短，故a，b球沿刚性轻杆的速度相同，将两球实际速度沿杆和垂直杆分解，如图所示
可得
a球与b球速度之比为
故选A。
6. 人类发射的某空间探测器进入某行星的引力范围后，在靠近该行星表面上空做匀速圆周运动，测得运行周期为T，已知引力常量为G。则可以判定该行星的平均密度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对卫星，根据万有引力提供向心力可得
又
解得
故选A。
二、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。
7. 李强同学设计的一个小实验如图所示，他将细绳的一端系在手指B上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心C上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。通过实验会感受到（ ）
A. 细绳是被拉伸的，杆是被压缩的
B. 杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C. 细绳对杆施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D. 所挂重物质量越大，细绳和杆对手的作用力也越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．重物所受重力的作用效果有两个，一是拉紧细绳，二是使杆压紧手掌，所以细绳是被拉伸的，杆是被压缩的，故A正确；
B．杆对手掌施加的作用力是对手掌的压力，所以方向沿杆由A指向C，故B错误；
C．细绳对杆施加的作用力是绳对杆的拉力，沿绳收缩的方向，沿细绳由A指向B，故C错误；
D．重力可分解为沿细绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如图所示
由三角函数得
根据相互作用的关系可知，所挂重物质量越大，细绳和杆对手的作用力也越大，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，A、B、C在同一平面内，A是静止在地面上的物体，B、C是两颗人造卫星。其中B为近地卫星，C为同步卫星。则以下判断正确的是（ ）
A. 卫星B的线速度大于地球的第一宇宙速度
B. A、B的角速度大小关系为
C. A、B、C周期的大小关系为
D. A、B、C都在赤道所在平面上
【答案】BD
【解析】
【详解】A．卫星B的运行速度大小等于地球的第一宇宙速度。第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故A错误；
B．对于B绕地球表面的近地卫星B和地球同步卫星C，根据万有引力提供向心力，得
则知卫星C的运行角速度小于卫星B的运行角速度，地球同步卫星C和静止在赤道上的物体A是同步的，角速度相等，所以
故B正确；
C．地球同步卫星C和地球赤道上的物体A的角速度相等，周期一样
TC=TA
绕地球表面的近地卫星B和地球同步卫星C，根据开普勒第三定律可知
TC＞TB
故C错误；
D．同步卫星所在轨道在赤道面内，A、B、C在同一平面内，所以A、B、C都在赤道所在平面上，故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示，小物块a与质量为0.4kg的小物块b用一跨过桌边光滑小定滑轮的轻绳相连，a在水平桌面上，用手控制a，使b静止在空中。现将手松开，松手后a的速度一时间图像如图乙所示。取重力加速度大小g＝10m/s2，a、b均视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. b的初位置离地的高度为2mB. a的初位置到滑轮的距离可能为5.5m
C. a与桌面间的动摩擦因数为0.2D. a的质量为0.76kg
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．速度—时间图像中图线与时间轴包围的面积表示位移，0~4s内a的位移大小
即b的初位置到地面的高度为4m，选项A错误；
B．0~5s内a的位移大小
选项B正确；
CD．速度—时间图像中图线切线的斜率表示加速度，0~4s内与4s~5s内a的加速度大小分别为
根据牛顿第二定律有
解得
选项C正确、D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为的物块P，Q为一质量为的重物，Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，加速度为a且大小未知，已知在前0.2s时间内F为变力，0.2s以后F为恒力，已知，，下列说法正确的是（）。
A. 加速度a大小为B. 力F的最小值为48N
C. 力F的最大值为64ND. Q与P分离时的弹簧弹力大小为32N
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．力F作用前，系统处于静止状态，故有弹簧弹力等于P、Q的整体重力的分力，即
当P与Q分离时，弹簧的形变量为
对P，根据牛顿第二定律有
解得加速度a大小为
故A错误；
B．当力F最小时，对P、Q整体，根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．分离时力F最大，对Q，根据牛顿第二定律有
解得
故C正确；
D．Q与P分离时的弹簧弹力大小为
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 如图1所示是研究小车加速度与力关系实验装置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受拉力的大小，为带滑轮小车的质量，为砂和砂桶的总质量。实验时先不挂砂桶，将木板右端垫高，调整垫块的左右位置，平衡摩擦力，然后挂上砂桶，改变桶中砂的质量，多次进行实验。完成下列问题：
（1）实验中___________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。
（2）以拉力传感器的示数为横坐标，小车的加速度为纵坐标，画出的图像是一条过坐标原点的直线，如图2所示，则图线的斜率___________（用表示）。
（3）若某同学实验中加垫块过高，采集实验数据作出的图像可能是___________。
A．B．C．
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]本题实验中有拉力传感器，拉力是已知的无需满足满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量；
（2）[2]根据牛顿第二定律
整理为
故斜率为；
（3）[3] 加垫块过高既平衡摩擦力过度，当拉力为0时，也有加速度，故A正确。
故选A。
【点睛】本题考查验证牛顿第二定律，注意平衡摩擦时产生的误差。
12.
（1）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。他观察到的现象是：小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动：______
A. 水平方向是匀速直线运动
B. 竖直方向是自由落体运动
C. 水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动
（2）小明通过图乙实验装置，在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分，如图丙所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，g取，由图中所给的数据可求出：小球从A到B、B到C速率改变量______（选填“相同”或“不同”）；小球平抛的初速度大小是______m/s；小球抛出点的坐标为（______cm，______cm）。
【答案】12. B13. ①. 不同 ②. 4 ③. -80 ④. -20
【解析】
【小问1详解】
小球A、B总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，则该现象说明平抛物体运动竖直方向是自由落体运动，实验不能说明水平方向是匀速直线运动。
故选B
【小问2详解】
[1]小球做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，小球从A到B、B到C水平位移相同，则运动时间相同，设小球从A到B经历的时间为，小球从A到B速率改变量为
小球从B到C速率改变量为
可知小球从A到B、B到C速率改变量不同。
[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论
解得
小球平抛的初速度大小是
[3][4]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，小球在B点的竖直方向的速度为
从抛出点到B点经历的时间为
从抛出点到B点，小球抛出点的轴坐标为
小球抛出点的轴坐标为
四、解答题
13. 如图，放在长木板上的小物块质量为，长木板与水平方向夹角为，小物块与长木板间的动摩擦因数为，重力加速度g取，。
（1）当时小物块静止在长木板上，求此时小物块所受摩擦力的大小；
（2）当时小物块沿长木板匀加速下滑，求此时小物块加速度的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当时小物块静止在长木板上，根据平衡条件可得，小物块所受摩擦力的大小为
（2）当时小物块沿长木板匀加速下滑，根据牛顿第二定律
解得此时小物块加速度的大小为
14. 如图所示，质量为m的小球用长为的细线悬于O点，O点离地高度为，细线能承受的最大拉力为，重力加速度为。求：
（1）将小球拉至如图所示的位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时细线刚好拉断，则小球拉断时的速度为多少？
（2）在（1）问中，改变细线的长，同时改变小球释放的位置，每次小球到最低点时细线均刚好拉断，则当细线为多长时，小球落地点离O点的水平距离最大，最大为多少？
（3）若悬线长改为L，让小球做圆锥摆运动，改变小球做圆周运动的角速度，使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断，细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少？
【答案】（1）；（2）当时，；（3）
【解析】
【详解】（1）小球运动到最低点时，由牛顿第二定律
解得，小球拉断时的速度为
（2）设细线的长为d，小球运动到最低点细线刚好拉断，这时小球的速度为v，则
小球做平抛运动的时间
小球落地点离O点的距离
由数学知识，当时，小球落地点离O点水平距离为最大，其值为
（3）小球做圆锥摆运动时，设悬线与竖直方向的夹角为时，细线刚好拉断，此时竖直方向
水平方向
细线断时，小球离地面的高度
其中
所以，做平抛运动水平位移为
小球落地时，离O点的水平距离为
15. 如图所示，将物块（可视为质点）置于长木板正中间，用水平向右的拉力将木板快速抽出，物块的位移很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若物块和木板的质量都为m，物块和木板间、木板与桌面间的动摩擦因数分别为和，已知，，重力加速度。
（1）当物块相对木板运动时，求物块所受摩擦力的大小；
（2）当物块即将相对木板运动，求拉力的大小：
（3）若在演示此实验时，先对木板施加的恒定拉力，让木板从静止开始运动起来，在拉力作用一段时间后突然撤去拉力，此后物块刚好不掉下木板，求木板的长度L。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当物块相对木板运动时，求物块所受摩擦力的大小
（2）当物块将相对木板运动时，物块的加速度为
对物块和木板构成的整体，根据牛顿第二定律
解得当物块将相对木板运动时，求拉力的大小为
（3）对木板施加的恒定拉力，根据牛顿第二定律
木板加速度大小为
物块加速度大小为
撤去拉力时，木板的速度为
撤去拉力时，由于木板的速度大于物块的速度，因此物块的摩擦力方向不变，根据牛顿第二定律
此时木板的加速度为
设经过时间物块与木板共速，共速时的速度为，则有
解得
，
物块刚好不掉下木板，则
解得木板的长度为