湖北省宜荊荊隨恩2023-2024學年高一下學期3月聯(lián)考物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12024年宜荊荊隨恩高一3月聯(lián)考高一物理試題考試時間：2024年3月27日上午10：30-11：45試卷滿分：100分注意事項：1．答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，1-7題只有一項符合題目要求，8-10題有多項符合題目要求。每小題全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.在天文學的發(fā)展過程中，許多物理學家做出了巨大的貢獻，對于他們的科學研究與發(fā)現(xiàn)，下列說法錯誤的是（）A.開普勒根據(jù)第谷對行星運動的觀測數(shù)據(jù)，應用嚴密的數(shù)學運算，發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律B.英國物理學家卡文迪什在實驗室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，測出了引力常量G的數(shù)值C.由于哈雷在萬有引力定律方面的杰出成就，所以被稱為能“稱量地球質量”的人D.海王星是利用萬有引力計算出軌道的，故其被稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”【答案】C【解析】A．開普勒根據(jù)第谷對行星運動的觀測數(shù)據(jù)，應用嚴密的數(shù)學運算，發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，故A正確，不滿足題意要求；B．英國物理學家卡文迪什在實驗室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，測出了引力常量G的數(shù)值，故B正確，不滿足題意要求；C．因為卡文迪什測出了萬有引力常量，故被稱為能“稱量地球質量”的人，故C錯誤，滿足題意要求；D．海王星是利用萬有引力計算出軌道的，故其被稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”，故D正確，不滿足題意要求。2.小明分別在籃筐正前方的甲、乙位置投擲籃球，籃球都垂直擊中籃板上的同一點，已知籃球兩次出手時的高度相同，不計空氣阻力，關于兩次投籃，下列說法正確的是（）A.籃球出手時的速度大小相同B.小明兩次投籃，籃球擊中籃板時的速度相同C.兩次投籃過程中籃球速度的變化量相同D.籃球從甲位置拋出后速度變化比從乙位置拋出后的速度變化快【答案】C【解析】AB．籃球在空中的運動是平拋運動的逆運動，豎直方向上，已知籃球兩次出手時的高度相同，所以籃球在空中運動的時間相同，由可知豎直方向的初速度大小相等；水平方向是勻速直線運動，甲位置拋出的籃球水平位移大，由可知甲位置拋出的籃球水平速度大，所以甲位置投出的籃球，籃球擊中籃板時的速度大；籃球出手時的速度大小為所以甲位置籃球出手時的速度大，故AB錯誤；C．投籃過程中籃球速度的變化量為所以兩次投籃過程中籃球速度的變化量相同，故C正確；D．加速度表示速度變化的快慢，籃球拋出后只受重力作用，加速度都是g，所以籃球從甲位置拋出后的速度變化與從乙位置拋出后的速度變化一樣快，故D錯誤。故選C。3.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2023年5月17日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射第五十六顆北斗導航衛(wèi)星。如圖所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星的運動均看做勻速圓周運動，其中a是靜止地球同步軌道衛(wèi)星，b是傾斜同步軌道衛(wèi)星，c是中軌道衛(wèi)星，地球半徑為R，地球表面附近的重力加速度為g，忽略地球的自轉，則（）A.衛(wèi)星a向心加速度大于衛(wèi)星c的向心加速度B.C.衛(wèi)星c的環(huán)繞速度應該大于D.衛(wèi)星a運行時可以經(jīng)過湖北荊州的正上方，且離地面的高度一定【答案】B【解析】A．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得可知衛(wèi)星a的向心加速度小于衛(wèi)星c的向心加速度，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得由于則有故B正確；C．衛(wèi)星c繞地球做勻速圓周運動時，有又聯(lián)立可得衛(wèi)星c的環(huán)繞速度應滿足故C錯誤；D．a是靜止地球同步軌道衛(wèi)星，所以衛(wèi)星a一定處于赤道的正上方，則衛(wèi)星a運行時不可以經(jīng)過湖北荊州的正上方，故D錯誤。故選B。4.如圖所示，在不計滑輪摩擦和繩子質量的條件下，小車A以速度v向左做勻速直線運動，小車通過跨過定滑輪的繩子拉著物體B向上運動。某時刻連接小車端的繩子與水平方向的夾角為θ，則此時B的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】將A的速度分解為沿繩子方向分速度和垂直繩子方向分速度，則有故選A。5.如圖所示，在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將A向右緩慢移動一段距離后，B仍卡在A與墻壁之間，整個裝置保持靜止，對比移動前，A移動后（）A.地面對A的支持力變大 B.地面對A的摩擦力變大C.墻壁對B的支持力變小 D.物體A與B之間的彈力變小【答案】B【解析】A．把A、B看成整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得可知地面對A的支持力一直等于整體的重力，保持不變，故A錯誤；CD．以B為對象，受力如圖所示根據(jù)受力平衡可得，將A向右緩慢移動一段距離后，變大，變大，變小，則墻壁對B的支持力變大，物體A與B之間的彈力變大，故CD錯誤；B．把A、B看成整體，水平方向根據(jù)受力平衡可得由于墻壁對B的支持力變大，則地面對A的摩擦力變大，故B正確。故選B。6.如圖所示，一長為l的輕桿的一端固定在水平轉軸上，另一端固定一質量為m的小球，輕桿隨轉軸在豎直平面內做角速度為ω的勻速圓周運動，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.小球運動到最低點時，球對桿的作用力向上B.小球運動到水平位置A時，桿對球的作用力指向O點C.若，小球通過最高點時，桿對球的作用力為零D.小球從最高點運動到最低點的過程中，重力的功率保持不變【答案】C【解析】A．小球運動到最低點時，小球的合力向上，桿對球的作用力向上，則球對桿的作用力向下，故A錯誤；B．根據(jù)題意可知，小球做勻速圓周運動，則小球運動到水平位置A時，合力指向圓心，對小球受力分析可知，小球受重力和桿的作用力，由平行四邊形法則可知，桿對球的作用力不可能指向O點，故B錯誤；C．若，小球通過最高點時，有可知此時重力剛好提供所需的向心力，則桿對球的作用力為零，故C正確；D．根據(jù)小球從最高點運動到最低點的過程中，小球的豎直分速度發(fā)生變化，則重力的功率發(fā)生變化，故D錯誤。故選C。7.汽車由靜止開始從A點沿直線ABC做勻加速直線運動，汽車從A點運動到C點用時2s，前一半時間汽車的平均速度大小為1m/s，后一半時間的平均速度大小為3m/s，B點為AC的位置中點，汽車可以視為質點，下列說法正確的是（）A.汽車的加速度為1m/s B.AC兩點的距離為8mC.汽車在C點的速度為6m/s D.汽車在B點的速度為【答案】D【解析】A．根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，可知時汽車的速度為時汽車的速度為則汽車的加速度為故A錯誤；B．AC兩點的距離為故B錯誤；C．汽車在C點的速度為故C錯誤；D．根據(jù)可得汽車在B點的速度為故D正確。故選D。8.我國新能源汽車發(fā)展迅猛，從技術到生產都已經(jīng)走在世界最前列。某輛新能源汽車在水平路面上由靜止啟動做直線運動，汽車先做加速度為的勻加速直線運動，達到額定功率后保持功率不變繼續(xù)運動，最后做勻速直線運動，已知汽車的質量，汽車受到的阻力為所受重力的，取重力加速度大小，則下列說法正確的是（）A.汽車做勻加速直線運動的時間為5sB.汽車的最大速度為30m/sC.汽車從啟動到最大速度所經(jīng)歷的時間為15sD.汽車從啟動到最大速度的過程中，牽引力一直不變【答案】AB【解析】A．汽車受到的阻力為汽車做勻加速直線運動時，根據(jù)牛頓第二定律可得解得牽引力大小為汽車剛達到額定功率時的速度為則汽車做勻加速直線運動的時間為故A正確；B．當牽引力等于阻力時，汽車速度達到最大，則有故B正確；C．若汽車從啟動到最大速度一直做勻加速直線運動，則所有時間為但汽車做勻加速到后，開始做加速度逐漸減小的加速運動，所以汽車從啟動到最大速度所經(jīng)歷的時間一定大于15s，故C錯誤；D．汽車做勻加速直線運動過程，牽引力保持不變；當汽車功率達到額定功率后，保持功率不變，汽車做加速度逐漸減小的加速運動，則牽引力逐漸減小，故D錯誤。9.如圖所示，水平傳送帶始終以的速度順時針勻速轉動。時，地面上的工人將1kg的物體以放在傳送帶的左端。已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2，傳送帶的水平長度為7m，物體可以看成質點，重力加速度取。下列說法正確的是（）A.剛開始物塊的加速度大小為B.物體勻速過程中，受到向右的靜摩擦力作用C.物體從A點運動到B點所用時間為2sD.若僅增大傳送帶的轉動速率，物體從左端運動到右端的時間將變小【答案】ACD【解析】A．剛開始物塊的加速度大小為故A正確；B．物體勻速過程中，根據(jù)受力平衡可知不受到摩擦力作用，故B錯誤；C．物體從放上傳送帶到與傳送帶公式所用時間為物體加速階段通過的距離為則物體勻速階段的時間為則物體從A點運動到B點所用時間為故C正確；D．若僅增大傳送帶的轉動速率，作出物體在傳送帶上運動的圖像如圖所示可知物體從左端運動到右端的時間將變小，故D正確。故選ACD。10.如圖所示，物塊A、B、C的質量均為m，其中物塊A、B上下疊放，A放在輕彈簧上，B、C通過一繞過光滑輕質定滑輪的輕繩相連，用手托住C使繩子處于恰好伸直無拉力的狀態(tài)。某一時刻突然釋放C，一段時間后A、B分離，此時C還未觸地，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.釋放C后瞬間，A、B間的彈力大小為mgB.A、B分離之前物塊B做勻加速運動C.A、B分離時，物塊A的速度恰好達到最大值D.A、B分離時，連接B、C的繩子拉力大小為mg【答案】CD【解析】釋放C前，彈簧上的彈力為釋放C后瞬間，彈簧彈力瞬時不變，對A、B、C整體，根據(jù)牛頓第二定律，有解得對A，有解得A錯誤；B．A、B分離前，A、B、C加速度相同，對整體，有C向下運動，彈力T減小，所以加速度減小，B錯誤；C．A、B分離時，對B、C整體，有解得此時，A加速度也恰好為0，彈簧彈力為之后A繼續(xù)向上運動，彈簧彈力小于重力，A減速，所以在A、B分離時，物塊A的加速度為0，速度恰好達到最大值，C正確；D．A、B分離時，對B、C整體，有解得對C，繩上拉力為D正確。故選CD。二、實驗題：本題共2小題，共18分。請把正確答案填在橫線上，不要求寫出計算過程。11.為探究“加速度與物體受力、物體質量的關系”，某同學用如圖1所示的實驗裝置進行實驗。（1）在實驗操作的過程中，以下說法正確的是______。A.驗證a與F兩者關系時，鉤碼質量不變，改變小車質量（含車內重物），不需要滿足小車質量遠大于鉤碼質量B.定滑輪和小車間的細繩要保持水平C.此實驗用一條紙帶就可以完成D.測量相鄰兩點間的距離時，應該用毫米刻度尺靠近計數(shù)點，一次讀出所有計數(shù)點對應的刻度值，然后逐一相減，得出相鄰計數(shù)點間距離的數(shù)值（2）圖2是實驗中的一條紙帶，已知交流電頻率為50Hz，兩相鄰計數(shù)點間均有四個計時點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車在C點的速度______m/s，加速度______m/s。（結果均保留兩位有效數(shù)字）。（3）該同學從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成幾段，將這些紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在坐標系中，如圖3所示，最后將紙條上端中心連起來，于是得到圖像，用該圖像探究小車速度隨時間變化的規(guī)律是否可行？______（選填“可行”或“不可行”）?！敬鸢浮浚?）D（2）0.832.5（3）可行【解析】【小問1解析】A．驗證F與a兩者關系時，鉤碼質量不變，改變小車質量（含車內砝碼），對小車由對鉤碼由可得當時認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，本實驗需要滿足小車質量遠大于鉤碼質量，故A錯誤；B．定滑輪和小車間的細繩要與木板平行而不是保持水平，故B錯誤；C．驗證a與F兩者關系時，鉤碼質量不變，改變小車質量（含車內重物），重復實驗，此實驗用一條紙帶不可以完成，故C錯誤；D．測量相鄰兩點間距離，應該用毫米刻度尺零刻度對準起始計數(shù)點0，讀出各計數(shù)點對應刻度值，然后逐一相減，得出相鄰計數(shù)點間距離的數(shù)值，故D正確。故選D。【小問2解析】兩相鄰計數(shù)點時間間隔勻變速直線運動，中間時刻的瞬時速度等于該段時間內的平均速度，則由逐差法求加速度【小問3解析】因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比，各紙條上端中心連線是一條傾斜直線，所以可以直觀的看出小車是做勻變速直線運動；用該圖像探究小車速度隨時間變化的規(guī)律可行。12.如圖所示，某物理興趣小組驗證“向心力與線速度大小關系”的實驗裝置。實驗步驟如下：①按照圖示安裝儀器，輕質細線上端固定在力的傳感器上，下端懸掛一小鋼球。小鋼球靜止時剛好位于光電門中央；②將小鋼球懸掛靜止不動，此時力的傳感器示數(shù)為，用米尺量出細線長L；③將小鋼球拉到適當高度處且細線拉直，靜止釋放小鋼球，光電計時器記錄小鋼球遮光時間t，力的傳感器示數(shù)最大值為F；④改變小鋼球的釋放位置，重復上述過程：已知小鋼球的直徑是d，當?shù)氐闹亓铀俣却笮間，請用上述測得的物理量及已知量表示下列問題的答案：（1）小鋼球經(jīng)過光電門時瞬時速度表達式為______。（2）小鋼球經(jīng)過光電門時所受合力的表達式為______。（用F、表示）（3）小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力的表達式為______。A. B. C. D.（4）處理實驗數(shù)據(jù)時，在誤差允許的范圍內，小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力和所受合力的關系為______（填“相等”或“不相等”），則能驗證向心力與線速度大小的關系?！敬鸢浮浚?）（2）（3）C（4）相等【解析】【小問1解析】已知小鋼球的直徑為d，小鋼球遮光時間為t，則小鋼球經(jīng)過光電門時瞬時速度表達式為【小問2解析】由題知，將小鋼球懸掛靜止不動，此時力的傳感器示數(shù)為，則有小鋼球經(jīng)過光電門時力的傳感器示數(shù)為F，則小鋼球經(jīng)過光電門時所受合力為聯(lián)立可得【小問3解析】鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力表達式為又，，聯(lián)立可得故選C?！拘?解析】處理實驗數(shù)據(jù)時，在誤差允許的范圍內，小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力和所受合力的關系為相等，則能驗證向心力與線速度大小的關系。三、計算題：本題共3小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。13.宇航員站在某一質量分布均勻的星球表面用頻閃相機拍攝做平拋運動的小球，得到如圖所示的照片，小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，已知頻閃相機頻閃周期為T，每個小方格的邊長為L，該星球半徑為R，萬有引力常量為G，不考慮星球的自轉，忽略空氣阻力，求：（1）小球做平拋運動的初速度以及該星球表面的重力加速度g；（2）該星球的密度ρ；（3）該星球的第一宇宙速度v?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）【解析】（1）平拋運動在水平方向上的分運動是勻速直線運動，則小球做平拋運動的初速度為在豎直方向上的分運動是自由落體運動，則有可得（2）物體在該星球表面上有可得該星球的密度為（3）該星球的第一宇宙速度等于該星球的近地衛(wèi)星的線速度，則有可