湖南省湘西土家族苗族自治州2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期質(zhì)檢物理試題（ 含答案解析 ）

湘西自治州普通高中2022-2023學(xué)年下學(xué)期期末質(zhì)量檢測試題卷高一物理注意事項(xiàng)：1.答卷前考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.本試卷共6頁，如缺頁，考生須及時報告監(jiān)考老師，否則后果自負(fù)。4.考試結(jié)束后，將本試題卷和答題卡一并交回。5.本卷滿分100分，考試時間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共49分）一、單項(xiàng)選擇題。本題共6小題，每小題4分。共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列關(guān)于物理概念情境說法正確的是（）A.做曲線運(yùn)動的物體受到的合外力一定是變力 B.平拋運(yùn)動是一種勻加速曲線運(yùn)動C.做圓周運(yùn)動物體的合外力一定指向圓心 D.一對作用力與反作用力做的功一定相等【答案】B【解析】【詳解】AB．做曲線運(yùn)動的物體合外力與速度方向不共線，合外力可能不變也可能變化。例如平拋運(yùn)動合外力恒為重力，不是變力，即平拋運(yùn)動是勻加速曲線運(yùn)動。故A錯誤，B正確；C．做圓周運(yùn)動的物體向心力一定指向圓心，但合外力不一定等于向心力，例如變速圓周運(yùn)動合外力就不一定指向圓心。故C錯誤；D．一對作用力與反作用力，大小相等方向相反，作用在不同物體上，兩物體的運(yùn)動方向可能相同可能不同，故相互作用力做功，可能都是正功，可能都是負(fù)功，可能一正一負(fù)，或一個做功，一個不做功等各種情況，故D錯誤。故選B。2.修正帶是學(xué)生常用的涂改工具，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，兩齒輪半徑分別為1.2cm和0.4cm，a、b分別是大小齒輪邊緣上的兩點(diǎn)，當(dāng)齒輪勻速轉(zhuǎn)動時，a、b兩點(diǎn)（）A.角速度之比為1：1 B.線速度大小之比為3：1C.向心加速度大小之比為1：3 D.周期之比為1：3【答案】C【解析】【詳解】B．齒輪傳動，線速度相等，線速度大小之比為1:1，B錯誤；A．角速度為解得角速度之比為A錯誤；C．向心加速度為解得向心加速度之比為C正確；D．周期為解得周期之比為D錯誤。故選C。3.一質(zhì)量為m的物體以某一速度沖上一個傾角為37°的斜面，其運(yùn)動過程中加速度的大小為g。這個物體沿斜面上升的最大高度為H，則在這個過程中（）A.物體的重力勢能增加了0.75mgH B.物體的動能損失了mgHC.物體克服阻力做的功為mgH D.物體的機(jī)械能損失了0.5mgH【答案】C【解析】【詳解】A．上升過程中重力做功mgH，所以重力勢能增加mgH，故A錯誤；B．由牛頓第二定律可知，物體所受合外力為由動能定理可知，物體動能變化量為則動能損失了，故B錯誤；CD．由動能定理解得物體克服阻力做的功為由功能關(guān)系可知，機(jī)械能損失了，故C正確，D錯誤。故選C。4.如圖所示為豎直放置的圓弧軌道OAB，O點(diǎn)為圓心，一個可以視為質(zhì)點(diǎn)的小球從圓心O以初速度水平向右拋出，落在軌道上的C點(diǎn)，已知OC與OB的夾角為。則大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由題可知，小球平拋時下落的高度為，水平距離為，所以可得聯(lián)立解得A正確。故選A。5.如圖所示，輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動，以下說法正確的是（）A.小球過最高點(diǎn)時，桿所受的彈力方向一定豎直向下B.小球過最高點(diǎn)時，速度至少為C.小球過最高點(diǎn)時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大D.若把題中的輕桿換為輕繩，其他條件不變，小球過最高點(diǎn)時，速度至少為【答案】D【解析】【詳解】A.小球過最高點(diǎn)時，當(dāng)速度為零時，桿受到豎直向下的彈力，大小為mg；當(dāng)速度為時桿受到的彈力為零，則速度大于時，桿所受的彈力方向一定豎直向上，選項(xiàng)A錯誤；B.小球過最高點(diǎn)時，速度至少為零，選項(xiàng)B錯誤；C.小球過最高點(diǎn)時，當(dāng)速度從零增加到時，桿對球的作用力一定隨速度增大而減小，選項(xiàng)C錯誤；D.若把題中輕桿換為輕繩，其他條件不變，小球過最高點(diǎn)時，最小速度滿足即速度至少為，選項(xiàng)D正確。故選D。6.第一次工業(yè)革命的關(guān)鍵是蒸汽機(jī)的發(fā)明，蒸汽機(jī)通過連桿把往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動。如圖所示的機(jī)械裝置可以將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動，連桿AB、OB可繞圖中A、B、O三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。已知OB桿長為L，當(dāng)連桿AB與水平方向夾角為，AB桿與OB桿的夾角為β時，滑塊A向左以速度v做直線運(yùn)動，OB繞O點(diǎn)沿逆時針方向做勻速轉(zhuǎn)動的角速度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)滑塊的水平速度大小為v，A點(diǎn)的速度的方向沿水平方向，如圖將A點(diǎn)的速度分解如圖所示根據(jù)運(yùn)動的合成與分解可知，滑塊沿桿方向的分速度B點(diǎn)做圓周運(yùn)動，實(shí)際速度是圓周運(yùn)動線速度，可以分解為沿桿方向的分速度和垂直于桿方向的分速度，如圖設(shè)B的線速度為，則又又二者沿桿方向的分速度是相等的，即聯(lián)立可得勻速轉(zhuǎn)動的角速度為故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題5分，共25分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.汽車做直線運(yùn)動，其v－t圖象如圖所示，下列說法中正確的是()A.0～2s內(nèi)汽車的速度方向沿正方向，且速度逐漸增大B.2～4s內(nèi)的位移為4mC.第1s末與第3s末的速度方向不同D.5s時汽車又回到了初始位置【答案】AB【解析】【分析】解答本題關(guān)鍵抓?。核俣葧r間圖象的斜率表示加速度；速度圖象與坐標(biāo)軸所圍“面積”大小等于位移，由幾何知識求出面積，即可求得位移大?。驹斀狻坑蓤D像可知0～2s內(nèi)汽車的速度方向沿正方向，且速度逐漸增大，選項(xiàng)A正確；2～4s內(nèi)做勻速運(yùn)動，位移為2×2m=4m，選項(xiàng)B正確；第1s末與第3s末的速度均為正值，方向相同，選項(xiàng)C錯誤；5s時汽車的速度為零，但是位移不為零，此時離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，沒有回到了初始位置，選項(xiàng)D錯誤；故選AB.【點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵是抓住兩個數(shù)學(xué)意義來分析和理解圖象的物理意義：速度圖象的斜率等于加速度、速度圖象與坐標(biāo)軸所圍“面積”大小等于位移．8.如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用線懸掛于O點(diǎn)，開始時懸線豎直，對小球施加一與水平方向夾角為37°的力F將小球緩慢拉離豎直位置，直至懸線水平。拉動過程中，懸線始終處于伸直狀態(tài)。已知重力加速度為g，。則在此過程中，下列說法正確的是（）A.拉力一直增大 B.拉力F先減小后增大C.懸線上拉力先減小后增大 D.懸線上拉力一直增大【答案】AC【解析】【詳解】作出力的矢量三角形如圖所示由圖可知，對小球施加一與水平方向夾角為37°的力F將小球緩慢拉離豎直位置過程中，拉力一直增大，懸線上拉力先減小后增大。故選AC。9.疫情期間，物流企業(yè)為人民群眾提供了有力的服務(wù)保障和大量的緊急救援物資。一輛運(yùn)送救援物資的汽車從平直的公路上某處由靜止開始勻加速向前行駛，當(dāng)速度達(dá)到時汽車發(fā)動機(jī)恰好達(dá)到額定功率，并以都額定功率繼續(xù)運(yùn)動直至最大速度（未知），汽車行馳駛過程中所受的阻力與其速率成正比（，k為常量），已知汽車和救援物資的總質(zhì)量為m，發(fā)動機(jī)的額定功率為P，則下列說法正確的是（）A.汽車勻加速階段牽引力不變B.汽車勻加速階段的加速度為C.汽車的最大速度D.若將汽車發(fā)動機(jī)的功率變?yōu)?P，其最大速度變?yōu)椤敬鸢浮緽C【解析】【詳解】A．汽車勻加速階段，根據(jù)牛頓第二定律可得可知牽引力隨速度增大而增大，故A錯誤；B．當(dāng)速度達(dá)到時汽車發(fā)動機(jī)恰好達(dá)到額定功率，此時有，則汽車勻加速階段的加速度為故B正確；C．當(dāng)牽引力等于阻力時，速度達(dá)到最大，則有解得汽車的最大速度為故C正確；D．若將汽車發(fā)動機(jī)的功率變?yōu)?，設(shè)最大速度變?yōu)?，則有解得汽車的最大速度變?yōu)楣蔇錯誤。故選BC。10.北京時間2023年5月30日9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，神舟十六號載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。飛船發(fā)射入軌后，接下來一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是要和空間站組合體交會對接。該衛(wèi)星發(fā)射過程可以簡化為如圖過程：Ⅰ是運(yùn)行周期為T1的近地圓軌道軌道半徑可視為等于地球半徑），Ⅲ為距地面高度為h的空間站圓軌道，衛(wèi)星在其軌道上運(yùn)行的周期為T3。Ⅱ?yàn)榕c軌道I、Ⅲ相切的橢圓轉(zhuǎn)移軌道，切點(diǎn)分別為A、B，衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期為T2。已知地球半徑為R，第一宇宙速度大小為，則下列說法中正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行到A點(diǎn)的加速度大于在軌道Ⅱ運(yùn)行到A點(diǎn)的加速度B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)行的速度大小有可能大于、小于或等于C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中，動能減小、勢能增加、機(jī)械能不變D.衛(wèi)星在軌道上I、Ⅱ、III上運(yùn)行的周期滿足【答案】BCD【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力可知解得可知衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行到A點(diǎn)的加速度等于在軌道Ⅱ運(yùn)行到A點(diǎn)的加速度，故A錯誤；B．衛(wèi)星在軌道Ⅰ的A點(diǎn)加速做離心運(yùn)動變軌到軌道Ⅱ上運(yùn)行，軌道Ⅰ的速度為，所以在軌道Ⅱ上做離心運(yùn)動速度減小，又在軌道Ⅱ上的B點(diǎn)加速變軌到軌道III上運(yùn)行，穩(wěn)定時軌道III的運(yùn)行速度小于，所以在軌道Ⅱ上運(yùn)行的速度大小有可能大于、小于或等于，故B正確；C．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中，引力做負(fù)功，動能減小、勢能增加、機(jī)械能不變，故C正確；D．根據(jù)開普勒第三定律可知衛(wèi)星在軌道上I、Ⅱ、III上運(yùn)行的周期滿足故D正確。故選BCD。11.如圖所示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面傾角=30°，在斜面底端固定一個與斜面垂直的擋板，在斜面頂端安裝一個定滑輪，物塊A和B用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，將A放置在擋板上，物塊B在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將輕繩的一端固定在B上，繞過定滑輪后，在輕繩的另一端固定一個物塊C，細(xì)繩恰好伸直且無拉力時，由靜止釋放物塊C。已知物塊A、B、C的質(zhì)量均為m，斜面足夠長，重力加速度為g，sin30°=0.5，下列說法正確的是（）A.釋放物塊C的瞬間，物塊C的加速度大小為0.5gB.當(dāng)彈蓄恢復(fù)原長時，B的速度最大C.整個運(yùn)動過程中，物塊B的最大速度大小為D.在A離開擋板前，B、C的機(jī)械能之和先增大后減小【答案】ACD【解析】【詳解】A．開始時彈簧被壓縮，此時對B由平衡條件有釋放物塊C的瞬間，對BC整體根據(jù)牛頓第二定律有解得故A正確；BC．根據(jù)前面式子可知當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，此時B的加速度仍然沿繩子向上不等于零，B會繼續(xù)加速；當(dāng)B的加速度等于零時物塊速度最大，彈簧此時處于伸長狀態(tài)，有解得彈簧形變量相等，故開始和當(dāng)物塊B的速度達(dá)到最大時，彈簧的彈性勢能相等，兩狀態(tài)下BC系統(tǒng)的機(jī)械能相等，有解得故B錯誤，C正確；D．分析可知當(dāng)B速度達(dá)到最大時此時物塊A剛好將要離開擋板，從初始狀態(tài)到該過程中，彈簧先被壓縮后被拉伸，形變量先減小后增大，即彈簧的彈性勢能先減小后增大，該過程BC和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變，故B、C的機(jī)械能之和先增大后減小，故D正確。故選ACD。第Ⅱ卷非選擇題（共51分）三、填空題：本題共2小題，共14分。12.阿特伍德機(jī)，是由英國牧師、數(shù)學(xué)家兼物理學(xué)家的喬治·阿特伍德在1784年發(fā)表的《關(guān)于物體的直線運(yùn)動和轉(zhuǎn)動》一文中提出的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，裝置如圖所示。阿特伍德機(jī)可以用來驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律。（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，開始時將質(zhì)量為m的A物體（含遮光片）、和質(zhì)量為M的B物體用繩連接后（M>m），跨放在定滑輪兩側(cè)，滑輪質(zhì)量和摩擦可忽略不計，A置于桌面上使其保持靜止?fàn)顟B(tài)。測量出擋光片中心到光電門的豎直距離h，釋放物體A后，A向上運(yùn)動，測出擋光片擋光的時間t，則左右兩側(cè)物體的速度v的大小表達(dá)式為v=_________（用d、t表示）。（2）如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為__________（用題中的物理量符號表示）。（3）反復(fù)改變擋光片中心到光電門中心的豎直距離h，記錄擋光片通過光電門時間t，作出圖像，若圖像是過原點(diǎn)的一條傾斜直線，且直線的斜率為k=________，則A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。【答案】①.②.③.【解析】【詳解】（1）[1]測出擋光片擋光的時間t，則左右兩側(cè)物體的速度v的大小表達(dá)式為（2）[2]根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為（3）[3]根據(jù)可得可知若圖像是過原點(diǎn)的一條傾斜直線，且直線的斜率為則A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。13.某物理活動小組想利用一根壓縮的彈簧彈開帶有遮光片的滑塊來探究彈簧的彈性勢能與形變量之間的關(guān)系，裝置如圖所示。將帶有刻度尺的氣墊導(dǎo)軌水平固定在桌面上，彈簧的左端固定在擋板上，彈簧左端對應(yīng)刻度尺位置坐標(biāo)為零，右端與滑塊剛好接觸（但不連接，彈簧為原長），記錄彈簧原長位置，現(xiàn)讓滑塊壓縮彈簧至P點(diǎn)并鎖定，P點(diǎn)位置坐標(biāo)記為，然后在氣墊導(dǎo)軌大于彈簧原長的某處固定光電門（滑塊經(jīng)過光電門已經(jīng)脫離彈簧）。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）實(shí)驗(yàn)開始前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的四角水平定位儀使氣墊導(dǎo)軌保持水平，并用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；（2）將光電門連接計時器，解除彈簧鎖定，滑塊被彈開并沿木板向右滑動，計時器記錄遮光片通過光電門的時間△t，若已知遮光片與滑塊總質(zhì)量為m，則彈簧的彈性勢能Ep=_________（用物理量符號表示）；Ep/J/m/m20.490.100.011.990.200.044.480.300.097.980.400.1612.480.500.25（3）改變P點(diǎn)的位置，記錄彈簧形變量的數(shù)值，多次重復(fù)步驟（2），通過計算得到多組Ep值，實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表所示，分析數(shù)據(jù)可知，彈簧的彈性勢能與彈簧的形變量的關(guān)系是_______（填“線性的”或“非線性的”）；（4）設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的形變量為x，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合物理量的單位關(guān)系，彈簧的彈性勢能的表達(dá)式可能是（）A.B.C.D.（5）理論上分析，步驟（2）中計算得到的結(jié)果比彈簧的實(shí)際彈性勢能值稍微小一些，產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因是________________________________________?！敬鸢浮竣?②.非線性的③.A④.滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時受到摩擦阻力【解析】【詳解】（2）[1]滑塊通過光電門時的速度為忽略氣墊導(dǎo)軌與滑塊間的摩擦力，根據(jù)能量守恒有（3）[2]根據(jù)表格中前三組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可得的值分別為，，顯然彈簧的彈性勢能與彈簧的形變量的關(guān)系是非線性的；（4）[3]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可得的值分別為，，，，由于五組數(shù)值近似相等，故可以認(rèn)為與成正比，即彈性勢能和彈簧的形變量x成正比；勁度系數(shù)k單位為N/m，則的單位為，即J。所以彈簧的彈性勢能的表達(dá)式可能是。故選A。（5）[4]由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時，會受到摩擦阻力作用，滑塊的動能會略小于彈性勢能，所以步驟（2）中計算得到的結(jié)果比彈簧的實(shí)際彈性勢能值稍微小一些。四、計算題：本題共3小題，其中第14題10分，第15題13分，第16題14分，共37分。寫出必要的推理過程，僅有結(jié)果不得分。14.如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線豎直，母線與軸線之間夾角為θ=37°，一條長度為l=2m的輕繩，一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處的一個小突起上，另一端拴著一個質(zhì)量為m=0.5kg的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)，輕繩與錐面平行），小球以角速度（未知，可調(diào)節(jié)）繞圓錐體的軸線做勻速圓周運(yùn)動，重力加速度g取10m/s2，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）當(dāng)角速度=1rad/s時，求細(xì)繩的拉力T1和錐面對小球的支持力F1；（2）小球即將離開錐面時的角速度?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】【詳解】（1）對小球進(jìn)行受力分析，并沿水平和豎直方向建立坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件可知在水平方向在豎直方向解得，（2）小球即將離開錐面時錐面對小球無支持力，即，解得15.如圖甲所示，水平地面上方A處有一小物塊，由靜止釋放，經(jīng)過時間t下落至地面。若在豎直向上的恒力F作用下由靜止開始豎直向上運(yùn)動，如圖所示。經(jīng)過時間t到達(dá)B處（B點(diǎn)未畫出），此時撤去力F，又經(jīng)過2t時間物塊恰好落到地面。已知重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，