湖南省长沙市浏阳市重点校联考2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷(含答案)

这是一份湖南省长沙市浏阳市重点校联考2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，一物块仅在三个共点恒力的作用下以速度水平向右做匀速直线运动，其中斜向右上方，竖直向下，水平向左。某时刻撤去其中的一个力，其他力的大小和方向不变，一段时间后恢复该力，则下列说法不正确的是( )
A.如果撤去的是，在恢复该力之前的时间内，因物块做曲线运动，故在相等时间间隔内其速度的变化量的方向时刻在改变
B.如果撤去的是，恢复时物块的速度大小可能为
C.如果撤去的是，物块将向右做匀加速直线运动，恢复该力之后做匀速直线运动
D.如果撤去的是，则物块先做匀变速曲线运动，恢复该力之后将做直线运动
2．洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有子弟兵的身影。如图所示，水速为v，消防武警驾驶冲锋舟若采取冲锋舟最小速度和船头正对河岸两种行驶方案，沿与平直河岸成30°角的线路把被困群众从A处送到对岸安全地B处，则两种方案中冲锋舟最小速度和船头正对河岸的冲锋舟速度之比为( )
A.B.C.D.
3．如图所示，以3m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为37°的斜面上，取重力加速度。则( )
A.物体完成这段飞行的时间是0.5s
B.物体落到斜面上时下落的竖直高度是1.8m
C.物体落到斜面上时水平位移的大小是0.9m
D.物体落到斜面上时的速度大小为5m/s
4．如图所示，厨师在展示厨艺时，将蛋糕放置在一水平托盘上，并控制托盘做竖直平面内半径为R的匀速圆周运动，托盘始终保持水平。蛋糕可视为质点，与托盘之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若蛋糕始终与托盘保持相对静止，则托盘做匀速圆周运动的最大速率为( )
A.B.C.D.
5．地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切。不计阻力，以下说法正确的是( )
A.卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等
B.卫星甲、乙经过P点时的加速度相同
C.卫星甲、乙、丙的周期关系为
D.如果地球的转速为原来的倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来
6．如图甲为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中，运动员从A点由静止开始下滑，到达起跳点B时借助设备和技巧，保持到达起跳点B时的速率，沿与水平面夹角为15°的方向斜向上飞出，到达最高点C，最终落在坡道上的D点（C、D均未画出），已知A、B之间的高度差，坡面与水平面的夹角为30°。不计空气阻力和摩擦力，重力加速度g取，，。下列说法正确的是( )
A.运动员在B点起跳时的速率为20m/s
B.运动员起跳后达到最高点C时的速度大小约为7.8m/s
C.运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9s
D.运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.9s
二、多选题
7．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A.如图a，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态
B.如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的位置先后分别做匀速度圆周运动，则在两位置小球的角速度相等
D.如图d，轨道平面与水平面夹角为θ，火车转弯时弯道半径为r，当火车以速度通过弯道，则车轮对外轨有侧挤压。
8．如图所示，为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程装置的示意图，C为小车的车轮，半径为R，D为与C同轴相连的齿轮，半径为r，总齿数为n。A为光源，B为光电接收器，均固定在车身上，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。实验时，小车匀速直线运动，且车轮不打滑。若实验中测得时间t内B收到的脉冲数为N，则下列结论正确的是( )
A.时间t内D运动了个周期B.车轮的角速度为
C.时间t内小车的行程为D.时间t内小车的行程为
9．太阳系行星在众多恒星背景下沿一定方向移动，但也会观察到它们改变了移动方向而出现“逆行”现象。行星的逆行在天空看起来好像倒退一样，其中水星的逆行现象每年都会发生3次，若以地球为参考系，可观察到水星的运动轨迹如图所示。已知每当地球与水星相距最近时就发生一次逆行，水星比地球更靠近太阳，可以认为水星和地球绕太阳公转方向相同且轨道共面。则下列说法正确的是( )
A.水星绕太阳做匀速圆周运动的周期为年
B.太阳、水星和地球连续两次共线的时间间隔为年
C.水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1:2
D.水星和地球相距最近时，水星相对于地球的速度最小
10．如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮，一端和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为m的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上O点与两定滑轮均在同一高度，O点到定滑轮的距离为L，直杆上D点到点的距离也为L，重力加速度为g，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从O点由静止释放，下列说法正确的是( )
A.小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为mg
B.小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C.小物块下滑至D点时，小物块与小球的速度大小之比为5:3
D.小物块下滑至D点时，小物块的速度大小为
三、计算题
11．如图所示，以岸边O点为原点建立空间直角坐标系，x轴沿河岸方向、y轴垂直河岸方向、z轴竖直向上。水速恒为，方向沿x轴正向。时刻开始，某船保持船头始终朝向y轴正方向运动至江心，船在y方向上的初速度为零，加速度为。船在x轴方向上的速度始终与水速相同。在时，船员相对船体以的速度将一个小石块垂直向上抛出，忽略空气阻力，重力加速度取。求：
（1）时船的位置坐标；
（2）石块到达最高点时的位置坐标。
12．如图所示，将一个质量为m小滑块（可视为质点）从距A点高的水平台面上以一定的初速度水平弹出，小滑块恰好落到A点，并且速度方向恰沿AB方向，并沿AB轨道滑下，已知AB轨道长，与水平方向的夹角，AB轨道通过微小圆弧与水平轨道BC相连（C点未画出），小滑块经过圆弧前后的速度大小不变，已知小滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为，g取。
（1）求小滑块初速度的大小；
（2）求小滑块到达B点时速度的大小；
（3）求小滑块在BC轨道上最终静止时与B点的距离。
13．嫦娥五号探月器成功登陆月球并取回月壤，成为中国的骄傲。登月取壤过程可简化：着陆器与上升器组合体随返回器和轨道器组合体绕月球做半径为3R的圆轨道运行；当它们运动到轨道的A点时，着陆器与上升器组合体被弹离，返回器和轨道器组合体速度变大沿大椭圆轨道运行；着陆器与上升器组合体速度变小沿小椭圆轨道运行半个周期登上月球表面的B点，在月球表面工作一段时间后，上升器经快速启动从B点沿原小椭圆轨道运行半个周期回到分离点A与返回器和轨道器组合体实现对接，如图所示。已知月球半径为R、月球表面的重力加速度为。
（1）求返回器与轨道器、着陆器与上升器的组合体一起在圆轨道上绕月球运行的周期T；
（2）若返回器和轨道器组合体运行的大椭圆轨道的长轴为8R，为保证上升器能顺利返回A点实现对接，求上升器在月球表面停留的时间t。
14．如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。
（1）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（2）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；
（3）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求地面上小球第1次和第2次落点的距离。
四、实验题
15．某同学采用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，按以下步骤进行：
（1）用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，这说明________。
A.平抛运动在水平方向分运动是匀速直线运动
B.平抛运动在竖直方向分运动是自由落体运动
C.平抛运动的运动轨迹是抛物线
D.改变击打力度，可以得到A球水平方向上的运动特点
（2）为得到小球做平抛运动的轨迹，使用如图乙所示的装置，实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，下列步骤，必要的是________。
A.使用密度大、体积小的钢球
B.斜槽要尽可能光滑
C.每次实验钢球需要从同一位置释放
D.每次实验，挡板需要下降相同的高度
E.背板必须竖直放置
F.需要用折线将白纸上的各位置连接
（3）得到平抛运动的轨迹后，以抛出点为坐标原点O，建立平面直角坐标系，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，已知每个小方格的边长为L，已经在轨迹上确定了坐标为的A点，若想得到小球水平方向运动的规律，需要再选取纵坐标为________的B点，若B点的横坐标为________，则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
16．某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。轻绳两端分别系着质量为m的物块A（含挡光片）和质量为M的物块B，将挡光片的中心位置固定在物块A的中间位置。实验时，由静止释放物块B，B向下运动。为了减小实验误差进行多次实验，改变物块A的初始位置，使物块B从不同的高度由静止释放，记录每次释放前挡光片的中心位置到光电门的高度差h以及挡光片穿过光电门的时间。
(1)用游标卡尺测量挡光片宽度d，如图所示，挡光片宽度d为_____cm；
(2)通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则该直线为_____图像（选填“”、“”、“”），则该直线的斜率_____（用字母m、g、M、d表示）；
(3)请你选出可减小本实验误差的方案______。（多选）
A.选用质量大体积小的物块
B.选用质量小体积大的物块
C.选用质量小的滑轮
D.选用质量大的滑轮
参考答案
1．答案：A
解析：
2．答案：C
解析：
3．答案：D
解析：物体落在斜面上的速度如图所示:
根据几何关系可得
则
A、在竖直方向上，根据公式可得，故A错误;
B、在竖直方向上，，故B错误;
C、在水平方向上，，故C错误;
D、根据上述分析可得，故D正确;
故选:D。
4．答案：B
解析：设托盘给蛋糕最大静摩擦力为f，支持力为N，对于右上方可以列
两个式联立，当时，速度有最大值，则解得
故选B。
5．答案：B
解析：根据变轨原理，卫星乙可通过在P点加速，做离心运动进入卫星甲所在的轨道，故卫星甲经过点时的速度大于卫星乙经过P点时的速度，故A错误；经过同一地点向心力相同，加速度相同，根据开普勒第三定律，由图可知，可得，故C错误；对于赤道上的物体，根据牛顿第二定律有，当物体飘起来的时候，物体处于完全失重状态，万有引力完全提供向心力，则，即此时的向心加速度为，根据向心加速度和转速的关系有，可得，故D错误。
6．答案：D
解析：A.运动员从A点由静止开始下滑到B点时，由动能定理可得
解得
A错误；
B.运动员在B点起跳后做斜抛运动，在水平方向则有
在竖直方向则有
在最高点，竖直方向速度是零，水平方向速度不变，可知运动员起跳后达到最高点C时的速度大小为，B错误；
C.运动员从起跳点B到最高点C，在竖直方向做竖直上抛运动，到最高点C的时间则有
C错误；
D.运动员从起跳点B到坡道上D点的运动中，将运动分解为沿斜坡方向和垂直斜坡方向的两个分运动，在垂直斜坡方向则有
由运动规律可得运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间为
D正确。
故选D。
7．答案：ABD
解析：A、汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度，则汽车处于失重状态，故A正确;
B、摆球做圆周运动的半径为，摆球受到重力和细绳拉力作用，由其合力提供向心力，即，则圆锥摆的角速度为，因为圆锥的高h不变，所以圆锥摆的角速度不变，故B正确;
C、小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，设圆锥的倾角为α，则由牛顿第二定律可得:，因为在两位置的半径不同，，所以，故C错误;
D、火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有，解得.当时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则火车有离心的趋势，所以车轮对外轨有侧挤压，故D正确。
故选:ABD。
8．答案：AC
解析：A、t时间内被B接收到的脉冲数为N，而一个周期内，脉冲数为n，因此t时间内D运动周期为，故A正确;
B、根据，而周期，那么角速度大小，故B错误;
CD、由线速度与角速度的公式,那么线速度的大小，所以小车的行程为，故C正确，D错误;
故选:AC。
9．答案：ABD
解析：A.水星的逆行现象每年发生3次，即相邻两次逆行之间的时间间隔年;水星轨道半径比地球的小，水星的角速度较大,在年内二者相邻两次距离最近，水星相对地球多跑了一圈，故
由
年、年
联立解得
年
故A正确;
B.由于
所以年
选项B正确;
C.由开普勒第三定律得水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比为，故C错误;
D.水星和地球相距最近时，两星速度方向相同，此时相对速度最小，故D正确。
故选ABD。
10．答案：BCD
解析：A、小物块刚释放时，小球将加速下降，加速度竖直向下，小球处于失重状态，可知轻绳对小球的拉力小于小球的重力mg，故A错误;
B、当拉小物块的绳子与直杆垂直时，小球运动到最低点，对小物块，由牛顿第二定律得:，解得此时小物块加速度的大小为：，故B正确;
C、设小物块下滑至D点时速度大小为v，此时小球的速度大小为。将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示。
根据小物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度，有，则小物块在D处的速度与小球的速度之比为,故C正确;
D、对小物块和小球组成的系统，根据机械能守恒定律，有
结合，解得此时小物块的速度
故D正确。
故选:BCD。
11．答案：（1）（2）（30m，70m，5m）
解析：（1）x方向做匀速运动，则
解得
沿y方向
解得
时船的位置坐标为
（2）石块扔出瞬间，此时
石块到达最高点的时间
此时x方向
石块到达最高点时的位置坐标（30m，70m，5m）
12．答案：（1）见解析（2）（3）
解析：（1）小滑块从抛出至落到A点的运动为平抛运动，则有
，
解得
，m/s
（2）小滑块在AB导轨上的受力分析并正交分解如图所示
由牛顿第二定律可得
又因小滑块在AB上做匀加速直线运动，有
联立解得
（3）小滑块在BC导轨上受摩擦力作用下做匀减速直线运动，则有
由牛顿第二定律有
联立解得
13．答案：（1）（2）见解析
解析：（1）对组合体
在月球表面
解得
（2）设着陆器与上升器在小椭圆轨道运行的周期是，返回器与轨道器在大椭圆轨道运行的周期是。
对着陆器与上升器有
解得
对返回器与轨道器有
解得
上升器逗留的时间t应满足
（其中、2、3、…）
解得
（其中、2、3、…）
14．答案：（1）2.4J（2）3.36m（3）0.64m
解析：（1）A到B的过程中重力和阻力做功，设克服摩擦力所做的功为，则由动能定理可得
在B点有
代入数据得
（2）B到C的过程中，由动能定理得
解得
从C点到落地的时间
解得
B到P的水平距离
代入数据，联立并整理可得
可知。当时，P到B的水平距离最大，为，此时BC长度为3.36m；
（3）由于小球每次碰撞机械能损失75%，由
则碰撞后的速度为碰撞前速度的，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，则碰撞后竖直方向的分速度为碰撞前竖直方向分速度的，所以第一次碰撞后上升到最高点的时间等于从C点到落地的时间的，所以从第一次碰撞后到发生第二次碰撞的时间
碰撞后水平方向分速度也为碰撞前水平方向分速度的，则地面上小球第1次和第2次落点的距离
15．答案：（1）B（2）ACE（3）20L；10L
解析：（1）观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，则说明，平抛运动在竖直方向分运动时自由落体运动。
故选B。
（2）A.为减少空气阻力的影响，所以应该选用密度大，体积小的钢球，故A项正确；
B.实验过程中斜槽不必尽可能光滑，故B项错误；
C.为保证小球以同一初速度做平抛运动，所以每次实验钢球需要从同一位置释放，故C项正确；
D.每次实验，竖直方向加速运动，相同时间竖直方向位移变大，挡板不是必修需要下降相同的高度，故D项错误；
E.平抛运动竖直方向为自由落体，在同一平面，所以背板必须竖直放置，故E项正确；
F.需要用光滑的曲线将白纸上的各位置连接，故F项错误。
故选ACE。
（3）小球平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。在相同时间内，其竖直方向的位移之比满足，由题意可知，第一段时间内竖直位移为5L，所以相同时间，第二段其位移为15L。则前两段时间竖直位移为20L，所以B点的纵坐标为20L。
若在水平方向做匀速直线运动，所以其第二段小球的水平位移也为5L，则其前两段的水平位移为10L，所以B点的横坐标应该为10L。
16．答案：(1)2.06
(2)；
(3)AC
解析：(1)该游标卡尺有标尺为10分度值，其精度为0.1mm，读图可得挡光片宽度为
(2)根据实验原理由动能定理有
其中
整理可得
可知，为了得到一条过原点的直线，则该直线为的图像；
根据表达式可知该图像的斜率
(3)AB.体积越大，物块在运动过程受到的空气阻力越大，选用质量大体积小的物块可减小阻力从而减小实验误差，故A正确，B错误；
CD.由于在实验过程中，滑轮会因与绳子的摩擦而发生转动，从而消耗一部分能量，因此为了减小实验误差应选择质量小的滑轮，故C正确，D错误。故选AC。