2023-2024学年湖南省长沙市高一（下）入学物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省长沙市高一（下）入学物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
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
2.某轻质弹簧的劲度系数为k.不挂钩码时，弹簧下端对应的刻度为x0，如图甲所示.挂上钩码，静止后弹簧下端对应的刻度为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−x0)
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. 100 3m/sD. 200 3m/s
4.如图，ab两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的v−t图像，已知a、b曲线关于它们两交点的连线对称，且在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是( )
A. t1时刻两车也相遇
B. 在t1～t2时间内，两车的瞬时加速度始终相等
C. 在t1～t2这段时间内，两车平均速度相等
D. t1时刻a车在后，b车在前
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. 33B. 32C. 23D. 12
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. 3πGT2B. 3πT2GC. 3πGTD. 3πTG
二、多选题：本大题共4小题，共20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
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ωATB>TA
D. A、B、C都在赤道所在平面上
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
10.如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为53°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为Mp=2kg的物块P，Q为一质量为MQ=4kg的重物，Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数k=100N/m，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sin53°=0.8，g=10m/s2，下列说法正确的是。( )
A. 加速度a大小为6m/s2B. 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
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图1所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，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F，M为带滑轮小车的质量，m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m远小于小车的质量M。
(2)以拉力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过坐标原点的直线，如图2所示，则图线的斜率k= ______(用M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______(填选项字母)。
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10m/s2。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)。
四、简答题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，放在长木板上的小物块质量为m=1kg，长木板与水平方向夹角为θ，小物块与长木板间的动摩擦因数为μ=0.6，重力加速度g取10m/s2、sin37°=0.6。
(1)当θ=30°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θ=37°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。
14.如图所示，质量为m的小球用长为12L的细线悬于O点，O点离地高度为2L，细线能承受的最大拉力为1.5mg，重力加速度为g。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？
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μ和μ2，已知m=1kg，μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。
(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F=24N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Δt=0.5s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。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.速度的变化可能是大小或方向的变化，物体做变速直线运动时速度大小发生变化，物体做直线运动，故A错误；
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动，故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，故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，故D正确。
故选：D。
明确曲线运动的性质和物体做曲线运动的条件，知道曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。
本题考查对曲线运动的性质的掌握，要注意正确理解平抛运动和匀速圆周运动的性质，从而能更好的理解曲线运动。
2.【答案】D
【解析】解：由图可知，在挂上钩码后，弹簧的伸长量为：x=x1−x0
由胡克定律可得乙图中弹簧的弹力大小为：F=kx=k(x1−x0)
故选项ABC错误，D正确；
故选：D。
根据题目所给条件找出弹簧的伸长量，再利用胡克定律F=kx求出乙图中弹簧的弹力大小
考查胡克定律的简单应用，特别要注意对胡克定律表达式F=kx的理解，其中k是弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或压缩量，注意x不是弹簧的长度．
3.【答案】A
【解析】解：根据运动的合成和分解规律可知，飞机的速度在水平方向的分速度为
vx=vcs60°=200×0.5m/s=100 m/s，故A正确；BCD错误；
故选：A。
飞机实际速度为合速度，可分解为水平方向和竖直方向的两个分运动！根据平行四边形定则，结合几何关系，可得出两个分速度。
本题关键是找出合运动和分运动，再结合平行四边形定则求解即可解答。
4.【答案】D
【解析】解：A、在t1～t2时间内，a图线于坐标轴所围成的面积大于b图线与坐标轴所围成的面积，所以这段时间内，a车的位移大，t1时刻两车不相遇，故A错误；
B、在t1～t2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t1～t2时间内，a图线与坐标轴所围成的面积大于b图线与坐标轴围成的面积，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t1～t2时间内，a图线与坐标轴所围成的面积大于b图线与坐标轴所围成的面积，所以这段时间内，a车的位移大，在t2时刻两车相遇，t1时刻a车在后，b车在前，故D正确。
故选：D。
A、速度与时间图像与时间轴围成的面积表示位移；
B、速度与时间图像的斜率表示加速度；
C、可利用图像面积表示位移比较相同时间间隔内平均速度的大小；
D、可利用面积法比较位移。
本题考查了对v−t图像的理解，旨在考查从图像中读取信息的能力。
5.【答案】A
【解析】解：因为杆不可伸长或缩短，所以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，如图示，有：vacs300=vbsin300
所以：va：vb=sin30°：cs30°= 3：3
故A正确，BCD错误。
故选：A。
将两球实际速度沿杆和垂直杆分解，用a，b球沿刚性轻杆的速度相同列式求解。
本题考查了运动合成与分解中的牵连速度问题，解决这类问题的关键是：通过刚性轻杆(或刚性轻绳)连接的两个物体沿杆(或绳)方向分速度相等；另外实际运动是合运动。
6.【答案】A
【解析】解：飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力
F引=F向
GMmR2=m4π2RT2
解得行星质量
M=4π2R3GT2
由于M=ρV，因而
ρ=MV=4π2R3GT243πR3=3πGT2
故选：A。
根据万有引力等于向心力，可以列式求解出行星的质量，进一步求出密度．
本题关键要掌握万有引力等于向心力列出等式求解．在此题中要注意轨道半径等于星球半径．
7.【答案】AD
【解析】解：A、重物的重力产生两个效果：一是使绳子沿BA方向被拉紧，二是使杆受到向左的挤压，所以绳子是被拉伸的，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
F1=Gcsθ
F2=Gtanθ
所挂重物质量越大，重力越大，绳和杆对手的作用力也越大。故D正确。
故选：AD。
将重物的重力按效果进行分解，从而确定绳子和杆所受的作用力情况，由此可判断绳上拉力的方向；对结点进行受力分析，则可知杆对结点的弹力方向，即可判出杆对手掌的作用力的方向。
本题应明确：绷紧的绳子不论是否弯曲，绳子上各点的拉力大小相等，方向指向绳子收缩的方向。
8.【答案】BD
【解析】解：A、B为近地卫星，根据卫星线速度公式v= GMr分析可知，B的运行速度等于地球的第一宇宙速度，故A错误；
B、A是静止在地面上的物体，C为地球同步卫星，则A、C的角速度相等，即ωA=ωC。根据ω=vr= GMr3可知，B、C的角速度大小关系为ωC