湖北剩州市重点高中2023_2024学年高一物理上学期12月学生素养测试试题含解析

这是一份湖北剩州市重点高中2023_2024学年高一物理上学期12月学生素养测试试题含解析，共20页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，6A，由图乙可知，当电流为0等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，15题，满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本题共10小题，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，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 物理学中经常看到形如的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关；另一种情形是x虽然可由y、z计算，但与y、z无关。下列四个公式中，属于前一种情形的是（ ）
A. 电流B. 电阻C. 比热容D. 密度
【答案】A
【解析】
【详解】A．通过导体的电流与两端电压成正比，与导体电阻成反比，表达式为，故A正确；
B．电阻在数值上等于导体两端电压与通过的电流的比值，但电阻与电压、电流无关，故B错误；
C．比热容在数值上等于物体吸收的热量与质量和升高的温度的乘积的比值，但比热容与热量、质量和升高的温度无关，故C错误；
D．密度在数值上等于物体质量与其体积之比，但密度与质量、体积无关，故D错误。
故选A。
2. 在凸透镜主轴上的一物点P，物距大于焦距，如果沿直径对称切除透镜很小一部分，如图所示，再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢，则成像情况与原来相比（）
A. 相同
B. 成两个像，上半截透镜A成像点上移，下半截透镜B成像点下移
C. 成两个像，上半截透镜A成像点下移，下半截透镜B成像点上移
D. 不能成像
【答案】C
【解析】
【详解】如果沿直径对称切除透镜很小一部分。相当于把凸透镜分成了上下两个小凸透镜，这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的大凸透镜是一样的，不移动时主光轴、焦点都是重合的，当把上面的小凸透镜下移后，该小凸透镜的主光轴也向下移，相当于物体向上移，当然成像要向下移。下面的小凸透镜与之相反，像向上移。
故选C。
3. 一根两端开口的粗细均匀的U形细玻璃管注入一定量的水银，液面相平。再从其右端注入高度为的某种液柱，该液体与水银不相溶，结果使右端管内水银面下降了。如果水银密度为，则该液体密度为（）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】从其右端注入高度为的某种液柱，该液体与水银不相溶，结果使右端管内水银面下降了，则
解得
故选D。
4. 如图所示电路中，电阻，，不计电源内阻。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当开关S置于位置1时，R1与R0串联，此时电压表测R1两端电压
U1=3V
当开关S置于位置2时，R2与R0串联，此时电压表测R2两端电压U2，因为R2＜R1，根据串联分压可知
U2＜3V
当开关S置于位置1时，电路中电流
R0两端电压
电源电压
当开关S置于位置2时，此时电压表测R2两端电压，则
整理得
因为R0＞0，所以
U2＞1.5V
故选B
5. 如图所示，将木块和合金块用细绳相连放入水中时，木块有八分之三的体积露出；剪断细绳后，合金块沉底，受到容器底对它的支持力为，木块有一半体积露出水面。若木块和合金块的体积比为，则下列说法不正确的是（）
A. 木块的重力为
B. 细绳剪断后，两物体受到的浮力相差
C. 合金块受到的浮力为
D. 合金块的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由“将木块和合金块用细绳相连放入水中，木块有的体积露出”可得，木块浸入水中的体积为
V浸没=
因为漂浮，则
F浮1=G总
则
由“剪断细绳，合金块沉底，受到容器底支持力为5N，木块有一半体积露出水面”可得，合金受到的浮力
F浮合金=G合金-F支
即
ρ水gV合金=G合金-5N
此时木块受到的浮力
F浮木块=G木
即
解得
G木=20N，V木=4×10-3m3
故A正确不符合题意；
BC．木块受到的浮力为
由“若木块和合金块的体积比为8：3”可得
合金受到的浮力为
F浮合金=ρ水gV合金=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N
所以细绳剪断后，两物体受到的浮力相差
ΔF=F浮合金-F浮木块=15N-10N=5N
故BC正确不符合题意；
D．因为
V合金=1.5×10-3m3
解得
G合金=20N
则合金质量
合金块的密度为
故D错误符合题意。
故选D。
6. 如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为，电流表量程为“”，电压表量程为“”，闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中错误的是（）
A. 小灯泡额定功率为
B. 滑动变阻器R的最大阻值为
C. 若将电压表量程换为，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为
D. 若将电压表量程换为，电路的总功率范围为
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流；
A．由题意可知，灯泡的额定电流为0.6A，由图乙可知，当电流为0.6A时，电压表示数为6V，即灯泡的额定电压UL=6V，则灯泡的额定功率为
PL=ULI=6V×0.6A=3.6W
故A正确不符合题意；
B．根据图乙可知，电路电流最大时，电压为6V，由图丙可知，电流最小时，滑动变阻器阻值最大，为，故B正确不符合题意；
C．当电流表示数为0.6A时，由图乙可知电压表示数为6V，即灯泡两端的电压UL=6V；由图丙可知，此时滑动变阻器连入电路的阻值为15Ω，则滑动变阻器两端的电压为
UR=IR=0.6A×15Ω=9V
由串联电路电压的特点可知电源电压为
U=UL+UR=9V+6V=15V
若将电压表量程换为0～3V，则灯泡两端电压最大为ULmax=3V，由图乙可知，此时电路中的电流为0.5A；由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的最小电压为
URmin=U-ULmax=15V-3V=12V
则滑动变阻器连入电路的最小阻值为
当滑动变阻器连入电路的最大阻值等于50Ω时，电路中电流最小、灯泡两端的电压最小，各元件都是安全的，所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为24Ω～50Ω，故C正确不符合题意；
D．若将电压表量程换为，电路的最大功率
最小功率
故D错误符合题意。
故选D。
7. 如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是（）
A. 三个物块由于惯性，将一起保持静止不动
B. 物块a将相对于容器向左运动，直至与容器左侧壁触碰
C. 物块c将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压
D. 物块b将保持静止，相对容器向左做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】c对容器上壁有压力，可知c排开水的质量大于本身的质量，b悬浮于容器内的液体中，可知b排开水的质量等于本身的质量，a对容器下壁有压力，可知a排开水的质量小于本身的质量。当容器向右做匀加速运动时，结合牛顿第一定律可知物块a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压，物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动，物块c（可将c想象为一个小气泡）因相等体积的水向左运动，将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压。
故选B。
8. 甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，时刻甲车开始刹车，甲车的速度随时间变化的图像如图甲所示，以时刻甲车所在位置为坐标原点O，以甲车速度方向为正方向建立x轴，乙车的位置坐标随时间变化的图像如图乙所示，图像为顶点在处的抛物线。下列说法正确的是（）
A. 甲车做匀变速直线运动的加速度大小为
B. 乙车做匀变速直线运动的加速度大小为
C. 时甲车已经追上并超过了乙车
D. 甲、乙两车会相遇两次，且第二次相遇的时刻为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．根据v-t图线的斜率表示加速度，可得甲车做匀变速直线运动的加速度大小为
故A错误；
B．乙车的位置坐标随时间变化的图像为顶点在30m处的抛物线，则有
结合图像，有
解得
故B正确；
C．t=0时刻甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，t=4s时，甲的位移为
＞x2=50m
说明甲已经追上乙，故C正确；
D．设两车经过tʹ时间速度相等，即
v0-a1t′=a2t′
解得
t′=4s
此时
Δx=x1-x2=60m-20m=40m＞x0=30m
说明两车相遇两次，故D正确。
故选BCD。
9. 如图甲所示A、B两个物体叠放在水平面上，质量分别为、。B的上、下表面均水平且B足够长，物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从时刻起，用一水平向右的力（k为常数）作用在物体B上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，k、、已知，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）
A. A、B之间的动摩擦因数
B. 时间内，B处于静止状态，且时刻B与地面之间的静摩擦力达到最大
C. 时间内，B相对地面滑动，且A、B之间摩擦力逐渐增大到
D. B与水平面间的动摩擦因数
【答案】AB
【解析】
【详解】A．t2后由乙图可知A、B相对滑动，则B对A的滑动摩擦力等于传感器的拉力，所以有
μ2mAg=F0
其中
F0=k（t2-t1）
解得
故A正确；
BC．0～t1时间内，B处于静止状态，且A、B之间没有摩擦力，假设A受到摩擦力作用则传感器会有拉力，所以A、B之间没有摩擦力，且时刻B与地面之间的静摩擦力达到最大，t1～t2时间内，由乙图可知，传感器的拉力逐渐增大，则A受的摩擦力也在逐渐增大，这时A、B相对地面还是处于静止状态，故B正确，C错误；
D．B相对地面刚有滑动趋势时，A、B之间才有摩擦力，所以在t1时刻B与地面的摩擦力刚好达到最大静摩擦力则有
μ1（mA+mB）g=kt1
解得
故D错误。
故选AB。
10. a、b、c、d是一个质点做匀变速直线运动依次经过的四点，质点经过ab、bc、cd三段的时间之比为，已知ab段和cd段的长度均为L，质点经过b点时的速度大小为，则下列说法正确的是（）
A. bc段的长度为B. 质点从a运动到d的时间为
C. 质点的加速度大小为D. 质点在c点的速率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设质点的加速度大小为a，cd段时间为t0，bc段的长度为Lbc，ab段和cd段中间时刻速度大小为v1、v2，设则根据一段时间中间时刻瞬时速度等于该段时间的平均速度，有
，
根据匀变速直线运动速度-时间关系，有
根据匀变速直线运动规律，有
整理可得
故A正确；
B．质点经过b点时的速度大小为2v，有
整理可得
故质点从a运动到d的时间为
故B错误；
C．根据
可知
故C正确；
D．设质点在c点的速率为vc，有
解得
故D错误。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共15分，第11题8分，每小问1分；第12题7分，第①问1分，其余每空2分）
11. 电学实验课上，老师提供了“”字样的滑动变阻器、定值电阻（、、、）、标有“”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确；___________________
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于____________；
③电路中接入定值电阻，闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为____________；
④用电阻替换电阻后，滑片应该向_______________调节。
（2）小鹏想测量标有“”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“”的滑动变阻器和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验：
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、；（ ）
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、，断开开关，再将的滑片移至最左端，电流表的示数为；
③将的滑片移至最右端。断开开关，闭合开关、，向左移动_____________的滑片，直至电流表的示数为；
④______________，断开开关，闭合开关、，电流表的示数恰好为；
⑤小灯泡的额定功率____________。
【答案】 ①. ②. 1.5 ③. 0.40 ④. 左 ⑤. ⑥. ⑦. 保持滑片位置不变 ⑧. 1.75
【解析】
【详解】（1）①[1]根据滑动变阻器限流接法可知，正确电路如下图
②[2] 研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=U源-UV=3V-UV
根据分压原理有
因电压表示数UV为定值，可知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大
解得电压表的示数
UV=1.5V
即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V。
③[3] 电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；
④[4]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节；
（2）①[5] 为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示
③[6] 将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A；
④[7] R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；
⑤[8] 在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光；在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为
根据电阻的串联
R2=R总1-R1=25Ω-20Ω=5Ω
当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为
灯泡正常发光时的电阻为
RL=R总2-R2=12Ω-5Ω=7Ω
小灯泡的额定功率为
P额=I额2RL=（0.5A）2×7Ω=1.75W
12. 物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定重力加速度。实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。
①若已知小球直径为d，小球经过光电门的时间为，则可计算出小球经过光电门的速度___________。
②改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式___________。
③根据实验数据作出图像如图乙所示，根据图像得出：小球经过光电门2的速度为v为________，重力加速度g大小为____________。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 10
【解析】
【详解】①[1]若已知小球直径为d，小球经过光电门的时间为，则可计算出小球经过光电门的速度
②[2]小球经过光电门2的速度为v，时间为t，根据逆向思维求解匀变速直线运动的规律得
③[3][4]根据整理得
结合图像有
，
解得
，
三、计算题（本题共3小题，第13题14分，第14题11分，第15题20分，共45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分）
13. 北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以的速度行驶到达B地，消耗氢燃料，所产生电能的用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为。已知每加注氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程）
（1）求此过程中产生的电能；
（2）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取。已知每加注汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？
②请判断乙车能否到达B地？
（3）如果动力系统改用汽油机，在某次油品调价中，90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少？
【答案】（1）；（2）①，②不能到达B地；（3）
【解析】
【详解】（1）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为
汽车牵引力做的功为
此过程中产生的电能为
（2）①由每加注氢燃料所需的费用为30元可知，消耗氢燃料的费用为
元
由每加注汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油为
乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为
②燃烧汽油时汽车获得的机械能为
汽车行驶的距离为
因此乙车不能到达B地
（3）90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元，则每吨汽油的体积
则汽油的密度
14. 图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表内阻，所有最后结果均保留1位小数）：
（1）将三个这样的灯泡如图乙所示接入电路中，电流表的示数为，求电源电压。
（2）如图丙所示，将两个这样的灯泡并联后再与的电阻串联，接在电压的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率。
（3）若把三个这样的灯泡串联后再与的电阻串联，接在电压的电源上，求每个灯泡的电阻。
【答案】（1）（均正确）；（2），；（3）（均正确）
【解析】
【详解】（1）电流表的示数为
此时，流过两并联灯泡的电流为
由图甲知对应的电压
，
故电源电压
（均正确）
（2）图丙中设每盏灯两端电压为U，流过每盏灯的电流为I，则满足
代入数据得关系
在甲图中做出对应的图如图中红线所示：
得交点
，
所以通过电流表的电流
每个灯泡的实际功率
（3）设每盏灯两端电压为U，流过每盏灯的电流为I，则满足
代入数据得关系
在甲图中做出对应的图如上图中蓝线所示，得交点
，
每个灯泡的电阻
（均正确）
15. 如图所示，物块A、B之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，竖直放置于水平地面上，且，。轻绳的一端与A连接并绕过其正上方的光滑定滑轮P及与P等高的光滑定滑轮Q，另一端可挂到放在斜面上的物块C上。轻绳挂上C之后，将把A往上拉升直至新的平衡位置。已知B未离开地面，段轻绳与斜面平行，固定的斜面倾角为，C与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，C与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求所挂C的质量的最大值；
（2）若轻绳挂上质量为M的C后，C恰好不会向上滑动，求因轻绳挂上C而使A上升的高度；
（3）若轻绳挂上质量为M的C后，C恰好不会向上滑动，再将C沿斜面向上移动一段距离，C恰好不会向下滑动，求这段距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）C在细绳拉力下处于平衡状态，其受力情况如图所示
当C的质量到达最大值时，有
将A、B作为一个整体，此时地面支持力为零，细绳拉力
解得
（2）细绳连接C之前，弹簧处于压缩状态，形变量为，则
当细绳挂上C之后，A位置上升处于新的平衡状态时，对于C有
对于A，若，则弹簧处于拉伸状态，形变量为，则
A的上升高度
，
解得
若，则弹簧仍处于压缩状态，形变量为，则
A上升高度
解得
（3）由题意可知C移动前后，细绳拉力的变化
即弹簧弹力的变化
所以C移动的距离