湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题 Word版含解析.docx

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湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题一、单选题1.2023年5月30日，神舟十六号飞船顺利发射，并与空间站完美对接。神舟十六号飞船总长8米，由推进舱、返回舱和轨道舱组成，总质量为7755千克，推进舱直径2.50米、长3.05米，尾部喷口直径2.8米，两侧有一对面积为2×7.5米的巨型太阳翼，里面装有四个引擎系统和燃料。下列说法正确的是（　　）A.在研究神舟十六号飞船的运动时，必须以飞船中的宇航员为参考系B.在研究空间站环绕地球转动时，不能将空间站看成质点C.“千克”、“米”均为国际单位制基本单位D.神舟十六号弃掉推进舱后，剩余部分惯性变大【答案】C【解析】【详解】A．参考系是任意选择的，因此在研究飞船的运动时，可以以飞船以外的物体为参考系，选项A错误；B．在研究空间站环绕地球转动时，空间站大小可以忽略，能将空间站看成质点，选项B错误；C．“千克”、“米”均为国际单位制基本单位，选项C正确；D．惯性大小只与质量有关，神舟十六号弃掉推进舱后，剩余部分惯性变小，选项D错误。故选C。2.“神舟十七号”载人飞船于2023年10月26日顺利发射升空，开启了为期6个月的天宫空间站之旅。神舟十七号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行。下列说法正确的是（）A.“神舟十七号”运行周期大于24小时B.“神舟十七号”的发射速度小于第一宇宙速度C.“神舟十七号”的运行速度小于第一宇宙速度D.已知“神舟十七号”的线速度与角速度，可以求得“神舟十七号”质量 【答案】C【解析】【详解】A．“神舟十七号”卫星的轨道高度为400公里，远小于同步卫星的轨道高度，根据可得，半径越小周期越小，即其周期小于24小时，故A错误；B．第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度，发射“神舟十七号”的速度大于第一宇宙速度，故B错误；C．第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度，“神舟十七号”的运行速度小于第一宇宙速度，故C正确；D．根据万有引力提供向心力计算时，“神舟十七号”的质量m会被约掉，不能计算出来，故D错误。故选C。3.两端封闭的玻璃管中注满清水，迅速将管转至图示竖直位置，管内一个红蜡块立即以的速度匀速上浮，此时使玻璃管沿x轴正方向移动，当玻璃管沿x轴（　　）A.匀速运动时，红蜡块的轨迹是一条曲线B.以速度匀速运动时，红蜡块的速度大小是7cm/sC.以速度匀速运动，2s内红蜡块的位移大小是10cmD.由静止开始做的匀加速运动时，红蜡块的轨迹是一条直线【答案】C【解析】 【详解】A．当玻璃管沿x轴匀速运动时，红蜡块的合运动为匀速直线运动，其轨迹是一条直线，故A错误；BC．当玻璃管沿x轴以速度匀速运动时，红蜡块的速度大小是2s内红蜡块的位移大小是故B错误，C正确；D．当玻璃管沿x轴由静止开始做的匀加速运动时，红蜡块的合运动为曲线运动，其轨迹是一条曲线，故D错误。故选C。4.北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空船。它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为1kg的饮料进行这个游戏，g取，则（）A.当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力大于9.8NB.当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力为零C.当座舱落到离地面高度为15m位置时，饮料瓶对手的作用力小于9.8ND.当座舱落到离地面高度为15m的位置时，饮料瓶对手的作用力为零【答案】B【解析】【详解】AB．当座舱落到离地面高度为的位置时，处于完全失重状态，故饮料瓶对手的压力为零，A错误，B正确；CD．座舱自由落体过程，有 座舱匀减速运动到地面过程，根据速度位移公式，有解得当座舱落到离地面高度为的位置时，饮料瓶处于超重状态，由解得即当座舱落到离地面高度为的位置时，手要用的力才能托住饮料瓶，CD错误。故选B。5.车厢内悬挂两个质量不同的小球，上面球的质量比下面球的大，如图所示，当车厢向右做加速运动时，小球和车始终保持相对静止，不计空气阻力，关于小球的位置，下列各图中正确的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】以两个小球为整体作为研究对象，设上方细线与竖直方向的夹角为θ，小球和车始终保持相对静止，则有以下面的小球为研究对象，设两球之间的细线与竖直方向的夹角为α，则有解得即两根绳子在一条直线上。故选B。6.如图所示，用一把直尺可以测量神经系统的反应速度。现有甲、乙两同学，甲同学用手指拿着一把长50cm的直尺，乙同学把手放在零刻度线位置做抓尺的准备，当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落时，立即用手抓住直尺，记录抓住处的刻度。，则下列说法正确的是（） A.若将该直尺的刻度改造成“反应时间”，则其刻度均匀的B.若某同学的反应时间约为0.4s，则可以用该直尺测量该同学的反应时间C.测量时，乙同学把手放在零刻线下少许的位置，测量的反应时间大于真实的反应时间D.一个人右手拿尺，左手放在零刻线位置不能测量自己的反应时间【答案】D【解析】【详解】A．直尺做自由落体运动，即得可知t与h不成正比，故改造后刻度分布不均匀，故A错误；B．若某同学的反应时间约为t0=0.4s，则该直尺下降的高度为则不可以用该直尺测量该同学的反应时间，故B错误；C．测量时，乙同学把手放在零刻线下少许的位置，则测量的直尺下落的位移比实际位移小，故测量的反应时间小于真实的反应时间，故C错误；D．一个人右手拿尺，左手放在零刻线位置，在直尺释放之前，本人就可以知道即将在什么时刻释放直尺，测量的反应时间偏小，所以不能测量自己的反应时间，故D正确。故选D。二、多选题7.如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是（） A.卫星在运动过程中完全失重B.卫星在做变加速曲线运动C.卫星在A点的加速度最小D.卫星从A到C做加速运动【答案】AB【解析】【详解】ABC．卫星绕地球运动时，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，根据牛顿第二定律可得可得做变加速曲线运动，A距离地球最近，卫星在A点的加速度最大，故AB正确，C错误；D．卫星绕地球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，轨道上离地球越近，卫星的速度越大，离地球越远，卫星的速度越小；则卫星在A点的速度最大，卫星在C点的速度最小，卫星从A到C做减速运动，故D错误。故选AB。8.甲、乙、丙、丁四辆车由同一地点向同一方向运动，甲、乙的位移—时间图像和丙、丁的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.时间内，存在的时刻B.时间内，丙车的平均速度等于丁车的平均速度C.时间内，甲、乙两车在时刻相距最远D.丙、丁均做直线运动【答案】AD 【解析】【详解】A．在图像中，斜率表示速度，在图线乙中存在一点切线的斜率跟图线甲的斜率相等，因此时间内，存在的时刻，故A正确；B．在图像中，图线与时间轴和坐标轴所围的面积表示位移，根据平均速度定义，相等的时间内，丙车的位移小于丁车的位移，因此丙车的平均速度小于丁车的平均速度，故B错误；C．在图像中，交点表示相遇，时间内，甲、乙两车在时刻再次相遇，故C错误；D．图像只能表示直线运动，不能表示曲线运动，丙、丁均做直线运动，故D正确。故选AD。9.流量是指单位时间内通过管道横截面的流体的体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水，如图所示的实心水柱，他测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，污水落点距管口的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.污水离开管口后在空中的时间B.排出污水的流量C.污水柱在空中的粗细是均匀的D.增大出水口的速度，空中污水柱的质量不变【答案】AB【解析】【详解】AB．污水从管口排出做平抛运动，设水流速度为，根据平抛运动规律，有可求出 ，排出污水的流量为故AB正确；C．污水从出水口射出后，速度增大，若污水不散开，则污水柱在空中的水柱越来越细，故C错误；D．空中污水柱的质量为可得则增大出水口的速度，空中污水柱的质量变大，故D错误。故选AB。10.如图所示，斜面静止在水平地面上，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的斜面C匀速下滑，则以下说法正确的是(　　)A.地面对斜面的静摩擦力方向一定水平向左B.A一定受到5个力C.A受到斜面的滑动摩擦力大小一定为2mgsinθD.A与B间的动摩擦因数一定为μ＝tanθ【答案】BC【解析】【详解】因两物体沿斜面C匀速下滑，与静止等效，可知地面对斜面没有静摩擦力的作用，选项A错误；A受到重力、斜面的支持力、B对A的压力和摩擦力、斜面对A的摩擦力，共5个力的作用，选项B正确；对AB整体，由平衡知识，沿斜面方向：f=2mgsinθ，选项C正确；对物体B，沿斜面方向：，可知μ≥tanθ，选项D错误；故选BC. 点睛：此题是关于平衡问题；关键是受力分析和正确选择研究对象；注意受力分析的步骤：先重力，后弹力，最后是摩擦力；注意从力的角度说匀速直线运动和静止是等效的.三、实验题11.用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有________。A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末端水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。A.用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（3）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，在确定y轴时________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。【答案】①.BD##DB②.AB##BA③.需要【解析】【详解】（1）[1]AB．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故A错误，B正确；C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误；D．只有让小球每次从同一位置静止释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故D正确；故选BD。（2）[2]A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；B ．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，故C不可行；故选AB。（3）[3]小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行。12.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置。（1）本实验应用的实验方法是________。A.控制变量法B.假设法C.理想实验法（2）下列说法中正确的是________。A.在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小B.在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量C.在探究加速度a与质量m的关系时，作出图像容易更直观判断出二者间的关系D.无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小（3）在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M＝0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是________。A.B.C.D.（4）在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起。每5个点取一个计数点，由纸带上打出的某一点开始，每5个间隔剪下一段纸带，如图所示，每一条纸带下端与x轴相重合，纸带左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。量出相邻计数点之间的距离。根据图中给出的数据求出该小车的加速度a＝________（结果保留两位有效数字）。（5）如图所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时。根据测量数据作出的图像，说明实验存在的问题是________。 【答案】①.A②.C③.D④.⑤.由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成【解析】【详解】（1）[1]探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法。故选A。（2）[2]A．在探究加速度与质量的关系时，应控制小车所受拉力的大小不变，故A错误；B．在探究加速度与外力的关系时，应控制小车的质量不变，故B错误；C．由牛顿第二定律得在力一定时与成正比，为方便实验数据处理，在探究加速度与质量的关系时，作出图像更容易直观判断出二者间的关系，故C正确；D．小车与砝码和砝码盘一起做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，细线的拉力小于砝码与砝码盘的重力，因此细线对小车的拉力大小小于砝码盘和砝码的总重力大小，故D错误。故选C。（3）[3]当小车质量远大于砝码与砝码盘质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码与砝码盘的重力，在探究加速度与力的关系时，若取车的质量，改变砝码质量的值，的取值最不合适的一个是：D.。故选D。（4）[4]计时器打点的时间间隔为，每个点取一个计数点，相邻两计数点之间的时间为由匀变速直线运动的推论可知，该小车的加速度 （5）[5]由图所示 图像可知，图像在轴上有截距，当时，说明小车受到合力小于拉力，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的四、解答题13.如图所示，一质量为m＝0.5kg的小球，用长为0.4m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2，求：（1）小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？（2）当小球在最高点的速度为4m/s时，轻绳拉力多大？【答案】（1）2m/s（2）15N【解析】【详解】（1）在最高点，根据得（2）在最高点，根据牛顿第二定律得解得14.今年夏天很多的旅游者涌向哈尔滨的网红海滩——红星沙滩，盼望体验沙滩拉物游戏，该游戏可以简化成如下模型：一个质量为m的物体放在水平地面上，物体与地面间的摩擦因数为，轻弹簧的一端系在物体上，如图所示，已知重力加速度为g。（1）用一根弹簧水平向右拉物体，弹簧的长度伸长，物体沿水平面做匀速直线运动。求弹簧的劲度系数；（2）用同一根弹簧向右拉物体，当用力F与水平方向成角拉弹簧时弹簧的长度伸长 ，物体始终保持静止，求物体所受摩擦力。【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）物体沿水平面做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件，有①根据胡克定律，可得②联立①②解得弹簧的劲度系数为③（2）物体始终保持静止，受力平衡，根据平衡条件，有④根据胡克定律，可得⑤联立③④⑤解得物体所受摩擦力15.一水平传送带以2.0m/s的速度顺时针传动，水平部分长为2.0m。其右端与一倾角为θ＝37°的光滑斜面平滑相连。斜面长为0.4m，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端。已知物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.2，试问：（sin37°＝0.6，g取）（1）物块在水平传送带运动多远的距离与传送带速度相同，第一次到达传送带右端所用时间；（2）物块能否到达斜面顶端？若能则说明理由，若不能则求出物块沿斜面上升的最大距离；（3）物块从出发到4.5s末通过的路程。 【答案】（1）1m，1.5s；（2）不能，；（3）5m【解析】【详解】（1）物块在传送带上先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有物块与传送带速度相同时，根据匀变速直线运动规律有，当物体与传送带共速后，物体做匀速直线运动，设传送带长度为L，物块从开始到第一次到达传送带右端所用时间为代入数据解得，（2）当物体与传送带共速后，物体做匀速直线运动，物块以速度v滑上斜面，根据牛顿第二定律有滑块运动至最高点时速度为零，根据云变速直线运动规律有解得故物块不能到达斜面顶端，物块沿斜面上升的最大距离为；（3）根据运动的对称性可知，物块在斜面上上滑和下滑的运动时间相等，故物块在斜面上往返一次时间为物块再次滑到传送带上速度仍为v，方向向左，根据牛顿第二定律有物块在传送带上向左减速到零所需时间为 向左运动的位移为由于故物块在传送带上减速到零后，再向右做加速运动，根据运动的对称性及运动规律分析可知，物块在4.5s时恰好再次滑到斜面上最高点。故物块在4.5s内运动的路程为