湖南省湘西土家族苗族自治州2022-2023学年高一下学期质检物理试题（ 含答案解析 ）

湘西自治州普通高中2022-2023学年下学期期末质量检测试题卷高一物理注意事项：1.答卷前考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.本试卷共6页，如缺页，考生须及时报告监考老师，否则后果自负。4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。5.本卷满分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷选择题（共49分）一、单项选择题。本题共6小题，每小题4分。共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于物理概念情境说法正确的是（）A.做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力 B.平抛运动是一种匀加速曲线运动C.做圆周运动物体的合外力一定指向圆心 D.一对作用力与反作用力做的功一定相等【答案】B【解析】【详解】AB．做曲线运动的物体合外力与速度方向不共线，合外力可能不变也可能变化。例如平抛运动合外力恒为重力，不是变力，即平抛运动是匀加速曲线运动。故A错误，B正确；C．做圆周运动的物体向心力一定指向圆心，但合外力不一定等于向心力，例如变速圆周运动合外力就不一定指向圆心。故C错误；D．一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，作用在不同物体上，两物体的运动方向可能相同可能不同，故相互作用力做功，可能都是正功，可能都是负功，可能一正一负，或一个做功，一个不做功等各种情况，故D错误。故选B。2.修正带是学生常用的涂改工具，其内部结构如图所示，两齿轮半径分别为1.2cm和0.4cm，a、b分别是大小齿轮边缘上的两点，当齿轮匀速转动时，a、b两点（）A.角速度之比为1：1 B.线速度大小之比为3：1C.向心加速度大小之比为1：3 D.周期之比为1：3【答案】C【解析】【详解】B．齿轮传动，线速度相等，线速度大小之比为1:1，B错误；A．角速度为解得角速度之比为A错误；C．向心加速度为解得向心加速度之比为C正确；D．周期为解得周期之比为D错误。故选C。3.一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动过程中加速度的大小为g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中（）A.物体的重力势能增加了0.75mgH B.物体的动能损失了mgHC.物体克服阻力做的功为mgH D.物体的机械能损失了0.5mgH【答案】C【解析】【详解】A．上升过程中重力做功mgH，所以重力势能增加mgH，故A错误；B．由牛顿第二定律可知，物体所受合外力为由动能定理可知，物体动能变化量为则动能损失了，故B错误；CD．由动能定理解得物体克服阻力做的功为由功能关系可知，机械能损失了，故C正确，D错误。故选C。4.如图所示为竖直放置的圆弧轨道OAB，O点为圆心，一个可以视为质点的小球从圆心O以初速度水平向右抛出，落在轨道上的C点，已知OC与OB的夹角为。则大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】由题可知，小球平抛时下落的高度为，水平距离为，所以可得联立解得A正确。故选A。5.如图所示，轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（）A.小球过最高点时，杆所受的弹力方向一定竖直向下B.小球过最高点时，速度至少为C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D.若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为【答案】D【解析】【详解】A.小球过最高点时，当速度为零时，杆受到竖直向下的弹力，大小为mg；当速度为时杆受到的弹力为零，则速度大于时，杆所受的弹力方向一定竖直向上，选项A错误；B.小球过最高点时，速度至少为零，选项B错误；C.小球过最高点时，当速度从零增加到时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小，选项C错误；D.若把题中轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，最小速度满足即速度至少为，选项D正确。故选D。6.第一次工业革命的关键是蒸汽机的发明，蒸汽机通过连杆把往复直线运动转化为圆周运动。如图所示的机械装置可以将滑块的往复直线运动转化为圆周运动，连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动。已知OB杆长为L，当连杆AB与水平方向夹角为，AB杆与OB杆的夹角为β时，滑块A向左以速度v做直线运动，OB绕O点沿逆时针方向做匀速转动的角速度为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设滑块的水平速度大小为v，A点的速度的方向沿水平方向，如图将A点的速度分解如图所示根据运动的合成与分解可知，滑块沿杆方向的分速度B点做圆周运动，实际速度是圆周运动线速度，可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度，如图设B的线速度为，则又又二者沿杆方向的分速度是相等的，即联立可得匀速转动的角速度为故选A。二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.汽车做直线运动，其v－t图象如图所示，下列说法中正确的是()A.0～2s内汽车的速度方向沿正方向，且速度逐渐增大B.2～4s内的位移为4mC.第1s末与第3s末的速度方向不同D.5s时汽车又回到了初始位置【答案】AB【解析】【分析】解答本题关键抓住：速度时间图象的斜率表示加速度；速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移，由几何知识求出面积，即可求得位移大小．【详解】由图像可知0～2s内汽车的速度方向沿正方向，且速度逐渐增大，选项A正确；2～4s内做匀速运动，位移为2×2m=4m，选项B正确；第1s末与第3s末的速度均为正值，方向相同，选项C错误；5s时汽车的速度为零，但是位移不为零，此时离出发点最远，没有回到了初始位置，选项D错误；故选AB.【点睛】本题的解题关键是抓住两个数学意义来分析和理解图象的物理意义：速度图象的斜率等于加速度、速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移．8.如图所示，一质量为m的小球用线悬挂于O点，开始时悬线竖直，对小球施加一与水平方向夹角为37°的力F将小球缓慢拉离竖直位置，直至悬线水平。拉动过程中，悬线始终处于伸直状态。已知重力加速度为g，。则在此过程中，下列说法正确的是（）A.拉力一直增大 B.拉力F先减小后增大C.悬线上拉力先减小后增大 D.悬线上拉力一直增大【答案】AC【解析】【详解】作出力的矢量三角形如图所示由图可知，对小球施加一与水平方向夹角为37°的力F将小球缓慢拉离竖直位置过程中，拉力一直增大，悬线上拉力先减小后增大。故选AC。9.疫情期间，物流企业为人民群众提供了有力的服务保障和大量的紧急救援物资。一辆运送救援物资的汽车从平直的公路上某处由静止开始匀加速向前行驶，当速度达到时汽车发动机恰好达到额定功率，并以都额定功率继续运动直至最大速度（未知），汽车行驰驶过程中所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），已知汽车和救援物资的总质量为m，发动机的额定功率为P，则下列说法正确的是（）A.汽车匀加速阶段牵引力不变B.汽车匀加速阶段的加速度为C.汽车的最大速度D.若将汽车发动机的功率变为2P，其最大速度变为【答案】BC【解析】【详解】A．汽车匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得可知牵引力随速度增大而增大，故A错误；B．当速度达到时汽车发动机恰好达到额定功率，此时有，则汽车匀加速阶段的加速度为故B正确；C．当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则有解得汽车的最大速度为故C正确；D．若将汽车发动机的功率变为，设最大速度变为，则有解得汽车的最大速度变为故D错误。故选BC。10.北京时间2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。飞船发射入轨后，接下来一个关键环节就是要和空间站组合体交会对接。该卫星发射过程可以简化为如图过程：Ⅰ是运行周期为T1的近地圆轨道轨道半径可视为等于地球半径），Ⅲ为距地面高度为h的空间站圆轨道，卫星在其轨道上运行的周期为T3。Ⅱ为与轨道I、Ⅲ相切的椭圆转移轨道，切点分别为A、B，卫星在轨道Ⅱ上运行的周期为T2。已知地球半径为R，第一宇宙速度大小为，则下列说法中正确的是（）A.卫星在轨道Ⅰ运行到A点的加速度大于在轨道Ⅱ运行到A点的加速度B.卫星在轨道Ⅱ上运行的速度大小有可能大于、小于或等于C.卫星在轨道Ⅱ上从A点运动到B点过程中，动能减小、势能增加、机械能不变D.卫星在轨道上I、Ⅱ、III上运行的周期满足【答案】BCD【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力可知解得可知卫星在轨道Ⅰ运行到A点的加速度等于在轨道Ⅱ运行到A点的加速度，故A错误；B．卫星在轨道Ⅰ的A点加速做离心运动变轨到轨道Ⅱ上运行，轨道Ⅰ的速度为，所以在轨道Ⅱ上做离心运动速度减小，又在轨道Ⅱ上的B点加速变轨到轨道III上运行，稳定时轨道III的运行速度小于，所以在轨道Ⅱ上运行的速度大小有可能大于、小于或等于，故B正确；C．卫星在轨道Ⅱ上从A点运动到B点过程中，引力做负功，动能减小、势能增加、机械能不变，故C正确；D．根据开普勒第三定律可知卫星在轨道上I、Ⅱ、III上运行的周期满足故D正确。故选BCD。11.如图所示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面倾角=30°，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接，将A放置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C，细绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块C。已知物块A、B、C的质量均为m，斜面足够长，重力加速度为g，sin30°=0.5，下列说法正确的是（）A.释放物块C的瞬间，物块C的加速度大小为0.5gB.当弹蓄恢复原长时，B的速度最大C.整个运动过程中，物块B的最大速度大小为D.在A离开挡板前，B、C的机械能之和先增大后减小【答案】ACD【解析】【详解】A．开始时弹簧被压缩，此时对B由平衡条件有释放物块C的瞬间，对BC整体根据牛顿第二定律有解得故A正确；BC．根据前面式子可知当弹簧恢复原长时，此时B的加速度仍然沿绳子向上不等于零，B会继续加速；当B的加速度等于零时物块速度最大，弹簧此时处于伸长状态，有解得弹簧形变量相等，故开始和当物块B的速度达到最大时，弹簧的弹性势能相等，两状态下BC系统的机械能相等，有解得故B错误，C正确；D．分析可知当B速度达到最大时此时物块A刚好将要离开挡板，从初始状态到该过程中，弹簧先被压缩后被拉伸，形变量先减小后增大，即弹簧的弹性势能先减小后增大，该过程BC和弹簧组成的系统机械能不变，故B、C的机械能之和先增大后减小，故D正确。故选ACD。第Ⅱ卷非选择题（共51分）三、填空题：本题共2小题，共14分。12.阿特伍德机，是由英国牧师、数学家兼物理学家的乔治·阿特伍德在1784年发表的《关于物体的直线运动和转动》一文中提出的一种著名力学实验装置，装置如图所示。阿特伍德机可以用来验证系统的机械能守恒定律。（1）该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度d，开始时将质量为m的A物体（含遮光片）、和质量为M的B物体用绳连接后（M>m），跨放在定滑轮两侧，滑轮质量和摩擦可忽略不计，A置于桌面上使其保持静止状态。测量出挡光片中心到光电门的竖直距离h，释放物体A后，A向上运动，测出挡光片挡光的时间t，则左右两侧物体的速度v的大小表达式为v=_________（用d、t表示）。（2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为__________（用题中的物理量符号表示）。（3）反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间t，作出图像，若图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为k=________，则A、B组成的系统机械能守恒。【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]测出挡光片挡光的时间t，则左右两侧物体的速度v的大小表达式为（2）[2]根据系统机械能守恒可得如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为（3）[3]根据可得可知若图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为则A、B组成的系统机械能守恒。13.某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图所示。将带有刻度尺的气垫导轨水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在气垫导轨大于弹簧原长的某处固定光电门（滑块经过光电门已经脱离弹簧）。实验步骤如下：（1）实验开始前调节气垫导轨的四角水平定位仪使气垫导轨保持水平，并用游标卡尺测量遮光片的宽度d；（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间△t，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能Ep=_________（用物理量符号表示）；Ep/J/m/m20.490.100.011.990.200.044.480.300.097.980.400.1612.480.500.25（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组Ep值，实验测得的数据如下表所示，分析数据可知，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系是_______（填“线性的”或“非线性的”）；（4）设弹簧的劲度系数为k，弹簧的形变量为x，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧的弹性势能的表达式可能是（）A.B.C.D.（5）理论上分析，步骤（2）中计算得到的结果比弹簧的实际弹性势能值稍微小一些，产生这种结果的可能原因是________________________________________。【答案】①.②.非线性的③.A④.滑块在气垫导轨上运动时受到摩擦阻力【解析】【详解】（2）[1]滑块通过光电门时的速度为忽略气垫导轨与滑块间的摩擦力，根据能量守恒有（3）[2]根据表格中前三组数据数据可得的值分别为，，显然弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系是非线性的；（4）[3]根据表格中的数据数据可得的值分别为，，，，由于五组数值近似相等，故可以认为与成正比，即弹性势能和弹簧的形变量x成正比；劲度系数k单位为N/m，则的单位为，即J。所以弹簧的弹性势能的表达式可能是。故选A。（5）[4]由于滑块在气垫导轨上运动时，会受到摩擦阻力作用，滑块的动能会略小于弹性势能，所以步骤（2）中计算得到的结果比弹簧的实际弹性势能值稍微小一些。四、计算题：本题共3小题，其中第14题10分，第15题13分，第16题14分，共37分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分。14.如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ=37°，一条长度为l=2m的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处的一个小突起上，另一端拴着一个质量为m=0.5kg的小球（可看作质点，轻绳与锥面平行），小球以角速度（未知，可调节）绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）当角速度=1rad/s时，求细绳的拉力T1和锥面对小球的支持力F1；（2）小球即将离开锥面时的角速度。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）对小球进行受力分析，并沿水平和竖直方向建立坐标系，根据牛顿第二定律和平衡条件可知在水平方向在竖直方向解得，（2）小球即将离开锥面时锥面对小球无支持力，即，解得15.如图甲所示，水平地面上方A处有一小物块，由静止释放，经过时间t下落至地面。若在竖直向上的恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，如图所示。经过时间t到达B处（B点未画出），此时撤去力F，又经过2t时间物块恰好落到地面。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力，