湖北省武漢市部分重點中學2023-2024學年高一上學期期末聯(lián)考物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1武漢市部分重點中學2023—2024學年度上學期期末聯(lián)考高一物理試卷本試卷共6頁，15題。滿分100分?？荚囉脮r75分鐘。考試時間：2024年1月25日上午8：30—9：45★?？荚図樌镒⒁馐马棧?.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼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(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并上交。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，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得⒉分，有選錯的得0分。1.將一個已知力在某個平面內(nèi)進行分解，以下說法正確的是（）A.靜止于斜面上的物體所受重力按效果可分解為下滑力和正壓力B.若已知兩個分力的大小，則分力一定有兩組解C.若其中一個分力的方向確定，另一分力大小確定，分力可能只有一組解D.將一個力分解后，分力和合力同時作用于物體上〖答案〗C〖解析〗A．靜止于斜面上的物體所受重力按效果可分解為下滑力和垂直斜面向下的力，故A錯誤；B．若已知兩個分力的大小，若兩分力與已知力無法構(gòu)成力的矢量三角形，此時無解，若兩分力與已知力可構(gòu)成力的矢量三角形，且兩分力相同時，有一組解，若兩分力與已知力可構(gòu)成力的矢量三角形，且兩分力不同時，在立體空間上有無數(shù)組解，故B錯誤；C．設(shè)分力大小確定，分力的方向確定，當或時，只有一組解，當，此時無解，當，有兩組解，故C正確；D．由于分力、合力是等效替代關(guān)系，分力和合力不能同時作用于物體上，故D錯誤。故選C。2.圖甲中水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一重物，整個裝置處于靜止狀態(tài)；圖乙中自動扶梯修建在斜坡上，扶梯上表面水平，人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)；圖丙中圓桶桶壁豎直，物體隨圓桶-起繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動；圖丁中小球在固定于豎直面的光滑圓管內(nèi)運動。對于這些常見的物理情景，以下分析中正確的是（）A圖甲中繩對滑輪作用力方向水平向左B.圖乙中加速時扶梯對人的作用力大于人的重力，方向朝右上方C.圖丙中當圓桶勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速增大時，物體所受的摩擦力增大D.圖丁中小球過最高點的最小速度為〖答案〗B〖解析〗A．對滑輪進行受力分析，如圖，繩子的拉力和大小相等，根據(jù)平行四邊形定則可得，繩子對滑輪的作用力與水平方向角，斜向左下，故A錯誤；B．當處于加速運動時，人受到靜摩擦力、重力、支持力三個力，加速度方向指向右上方，所以合力方向指向右上方，因重力和支持力均在豎直方向且合力豎直向上，故支持力大于重力，水平方向靜摩擦力向右，故扶梯對人的作用力方向，即支持力和靜摩擦力的合力方向會指向右上方，且大于人的重力，故B正確；C．物體在豎直方向受到豎直向下的重力和豎直向上的靜摩擦力，二力平衡，因為物體的重力不變，所以物體所受的摩擦力也不變，故C錯誤；D．在最高點，圓管可以對小球提供豎直向上的支持力，所以小球過最高點的最小速度為零，故D錯誤。故選B。3.如圖所示，空間有一底面處于水平地面上的正方體框架ABCD-A1B1C1D1，從頂點A沿不同方向水平拋出可視為質(zhì)點的小球，不計空氣阻力，已知立方體邊長為L，重力加速度大小為g。關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是（）A.小球運動過程中的速度偏轉(zhuǎn)角是對應位移偏轉(zhuǎn)角的2倍B.落點在B1D1連線上不同點的小球，平拋初速度的最小值為C.運動軌跡與AC1連線相交但交點不同的小球，在離AC1連線最遠時速度方向都相同D.運動軌跡與AC1連線相交的小球，在不同交點處的速度方向不同〖答案〗C〖解析〗A．小球運動過程中的速度偏轉(zhuǎn)角正切值是對應位移偏轉(zhuǎn)角正切值的2倍，選項A錯誤；B．垂直BD連線射出小球落點在B1D1連線的中點，此時水平位移最小，則拋出的初速度最小，平拋初速度的最小值為選項B錯誤；C．運動軌跡與AC1連線相交但交點不同的小球，在離AC1連線最遠時速度方向均平行AC1連線，即方向相同，選項C正確；D．運動軌跡與AC1連線相交的小球，在不同交點處的位移偏轉(zhuǎn)角相同，則根據(jù)A的結(jié)論可知，速度的偏轉(zhuǎn)角相同，即速度方向相同，選項D錯誤。故選C。4.如圖是《天工開物》中的牛力齒輪水車的插圖，記錄了我國古代勞動人民的智慧。在牛力的作用下，通過A齒輪帶動B齒輪，B、C齒輪裝在同一根軸上，A，B邊緣輪齒大小間距相同，若A，B、C半徑的大小關(guān)系為RA：RB：RC=5：3：1，下列說法不正確的是（）A.A、B、C的角速度之比為5：5：3B.A、B、C邊緣質(zhì)點的線速度大小之比為3：3：1C.A、B、C邊緣質(zhì)點的向心加速度大小之比為9：15：5D.A、B、C周期之比為5：3：3〖答案〗A〖解析〗A．因為A，B邊緣輪齒大小間距相同，所以A、B的線速度相等，而B、C角速度相等，所以解得A錯誤；B．因為A、B的線速度相等，而B、C角速度相等，所以B正確；C．因為向心加速度的計算公式為則A、B、C邊緣質(zhì)點的向心加速度大小之比為C正確；D．因為，所以A、B、C周期之比為D正確；本題選不正確的，故選A。5.如圖所示，輕質(zhì)彈簧1一端與靜止在傾斜木板上的物體A相連，另一端與細線相連，該彈簧與傾斜木板保持平行，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連，B、C通過輕質(zhì)彈簧2連接，且B、C始終未觸及地面。初始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，木板與水平面間的夾角為30°，若mA：mB：mC=3：1：2，發(fā)生以下變化時，物體A始終保持靜止，則（）A.木板與水平面的夾角減小時，A受到的靜摩擦力減小B.木板與水平面夾角保持30°不變，剪斷細線后，A所受摩擦力增大C.剪斷細線瞬間，B、C一起以加速度g自由下落D.剪斷細線瞬間，B的加速度為3g〖答案〗D〖解析〗A．設(shè)A、B、C質(zhì)量分別為3m、m、2m，初始時對A物體受力分析有則木板與水平面的夾角減小時，由三角函數(shù)單調(diào)性知，A物體受到的靜摩擦力f增大，故A錯誤；B．初始時對A物體受力分析有剪斷細線后，對A物體受力分析有聯(lián)立可得故B錯誤；CD．剪斷細線瞬間，2彈簧彈力沒有突變，大小為F=2mg，則C的加速度為零，B的加速度為解得故C錯誤，D正確。故選D。6.如圖所示，傾斜的傳送帶以大小恒定的速率，沿順時針方向轉(zhuǎn)動，現(xiàn)將物塊從傳送帶上端釋放，釋放時速度大小為，方向沿斜面向下。關(guān)于此后物塊運動的v-t圖像，下圖中不可能發(fā)生的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗若v2<v1，則開始時物塊受沿斜面向下的摩擦力，則沿傳送帶向下做勻加速運動，加速度為共速后若，則物塊與傳送帶相對靜止，隨傳送帶做勻速運動，圖像為C；若，則共速后物塊繼續(xù)向下加速運動，加速度則圖像為D；若物塊到達底端之前一直未與傳送帶達到共速，則一直做加速度不變的加速運動，則圖像為A；若v2>v1，則開始時物塊受沿斜面向上的摩擦力，若則沿傳送帶向下做勻減速運動，當速度減到與傳送帶共速時隨傳送帶一起勻速運動，即物塊的速度不可能減為零，則圖B不可能。故選B。7.如圖所示，質(zhì)量為m的光滑圓柱體放在“V”型擋板上，OA，OB兩板之間的夾角為120°固定不變。初始時刻OB板水平，現(xiàn)將“V”型擋板繞О軸在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，直至OA板水平。已知重力加速度大小為g，在此過程中（）A.圓柱體對OA板的壓力先增大后減小B.圓柱體對OB板的壓力先增大后減小C.當OB板轉(zhuǎn)過30°時，圓柱體對OB板作用力大小為mgD.當OB板轉(zhuǎn)過60°時，圓柱體對OA板的作用力大小為mg〖答案〗D〖解析〗AB．設(shè)OB板轉(zhuǎn)動的角度為，對圓柱體受力分析如圖甲，由正弦定理可得圓柱體在旋轉(zhuǎn)過程中從0°增大至60°，再由牛頓第三定律可知，圓柱體對

OA

板壓力逐漸增大，對

OB板壓力逐漸減小，故AB錯誤；C．當

OB板轉(zhuǎn)過30°時，兩板與水平方向夾角均為30°，兩板對圓柱體的支持力大小均為

，與豎直方向夾角為30°，如圖乙所示，可得

故

C

錯誤；D．當OB板轉(zhuǎn)過60°時，OA板處于水平位置，棉包只受到重力和OA板的支持力，由二力平衡得由牛頓第三定律知圓柱體對OA板的作用力大小為

mg，故D正確。故選D。8.關(guān)于曲線運動，下列說法中正確的是（）A.物體做曲線運動，其速度大小可能不變B.兩個互成角度的勻變速直線運動，其合運動一定是曲線運動C.做斜拋運動的物體，在不同時間內(nèi)速度變化的方向一定相同D.物體所受合力方向與速度方向不同時，一定做曲線運動〖答案〗AC〖解析〗A．物體做曲線運動，其速度大小可能不變，比如勻速圓周運動。故A正確；B．兩個互成角度的勻變速直線運動，如果合速度方向與合加速度方向共線，其合運動為直線運動。故B錯誤；C．根據(jù)可知做斜拋運動的物體，速度變化的方向與重力加速度方向相同，即豎直向下。故C正確；D．物體所受合力方向與速度方向不共線時，一定做曲線運動。故D錯誤。故選AC。9.如圖所示，半徑為R的半圓形槽豎直放置，其圓心為О，且直徑AC水平。一可視為質(zhì)點的小球從A點正上方的P處以速度（大小未知）水平向右拋出，恰好垂直打在槽上，此時小球速度與豎直方向的夾角為53°。已知重力加速度大小為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不計空氣阻力，則（）A.小球的初速度B.PA之間的高度C.若將小球以不同速率從A點水平拋出，也有可能垂直打到槽上D.若將小球以不同速率從О點水平拋出，小球落到槽上時的速度最小值為〖答案〗AD〖解析〗A．小球豎直方向的速度為小球做平拋運動，水平方向有豎直方向有解得小球的初速度為故A正確；B．PA之間的高度故B錯誤；C．若小球垂直打在槽上，則速度方向延長線過圓心，根據(jù)平拋運動的推論平拋運動速度的反向延長線過水平位移的中點，小球打在槽上，水平位移小于半圓形槽直徑，速度方向延長線不可能過圓心，故若將小球以不同速率從A點水平拋出，不可能垂直打到槽上，故C錯誤；D．將小球以不同速率從О點水平拋出，設(shè)小球、圓心連線與水平方向的夾角為，則小球落到槽上時的速度為根據(jù)數(shù)學關(guān)系可得，當時，小球落到槽上時的速度最小，為故D正確。故選AD。10.如圖，傾角為37°的光滑斜面底端固定有一擋板，物塊A與擋板間連著一根勁度系數(shù)的輕彈簧，物塊B與A靠在一起，兩物塊處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)對B施一沿斜面向上的力F，使AB一起以的加速度做勻加速運動，直至AB分離。已知，，取，下列說法正確的是（）A.運動0.2s后，A、B分離 B.運動4cm后，A、B分離C.A、B分離之前，F(xiàn)一直增大且最大值為14N D.當F作用在B上的瞬間，AB間的彈力為10N〖答案〗BC〖解析〗AB．AB分離時速度相同，加速度也相同且此時的相互作用力為0，對A由牛頓第二定律有解得由胡克定律有解得設(shè)剛開始時彈簧壓縮量為x0，則解得故運動4cm后，A、B分離，由位移公式得解得運動后，A、B分離，故A錯誤，B正確；D．當F作用在B上的瞬間，對A由牛頓第二定律解得AB間的彈力為故D錯誤；C．A、B分離之前，對整體由牛頓第二定律根據(jù)題意知，壓縮量逐漸減小，則F一直增大，且分離時有最大值，為故C正確。故選BC。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.如圖所示，向心力演示儀的擋板A，C到轉(zhuǎn)軸距離為R，擋板B到轉(zhuǎn)軸距離為2R，塔輪①④半徑相同，①②③半徑之比為1：2：3，④⑤⑥半徑之比為3：2：1.現(xiàn)通過控制變量法，用該裝置探究向心力大小與角速度、運動半徑，質(zhì)量的關(guān)系。（1）當質(zhì)量和運動半徑一定時，探究向心力的大小與角速度的關(guān)系，將傳動皮帶套在②④塔輪上，應將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板___________處（選填“A”、“B”或“C”中的兩個）；（2）當質(zhì)量和角速度一定時，探究向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系，應將皮帶套在___________塔輪上（選填①②③④⑤⑥中的兩個）；（3）將大小相同的鐵球和橡膠球分別放置在A、C擋板處，傳動皮帶套在①④兩個塔輪上，圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球向心力大小的比值為3：1，則鐵球與橡膠球的質(zhì)量之比為___________?！即鸢浮剑?）AC（2）①④（3）3：1〖解析〗（1）需要控制兩小球做圓周運動的半徑相同，故應選擇到轉(zhuǎn)軸距離都為R的AC兩處；（2）兩個變速輪塔靠皮帶傳送，即皮帶套在的塔輪上線速度相同，若控制角速度相同，則兩塔輪的半徑相同，故應將皮帶套在①④塔輪上；（3）由題意可得，兩球轉(zhuǎn)動的半徑和角速度相同，即兩個小球向心力之比即為兩個小球質(zhì)量之比，故為3：1。12.某同學用如圖甲實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系：（1）在實驗前必須進行阻力補償，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到輕推小車，小車做___________運動；（2）實驗中若將小車及砝碼所受的合外力大小視作與砂桶及砂的重力大小相等，則砂桶及砂的總質(zhì)量m和小車及砝碼的總質(zhì)量M間必須滿足___________；（3）如圖乙為實驗中打出的一條紙帶。已知交流電源的頻率為50Hz，各計數(shù)點到O點的距離已在圖中標出，其中計數(shù)點0、1、2、3、4每兩點之間還有4個點沒有標出，則小車的加速度a=___________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（4）某同學在探究力與加速度關(guān)系時，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖像如圖丙所示。圖中的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是___________；A.軌道保持了水平狀態(tài)B.小車與軌道之間存在摩擦C.小車及砝碼的質(zhì)量比砂桶及砂的總質(zhì)量大太多D.相對于小車及砝碼，所掛砂桶及砂的總質(zhì)量太大（5）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，完成阻力補償后，保證砂桶及砂的質(zhì)量不變。若砂桶及砂的質(zhì)量m不是遠小于小車及砝碼的總質(zhì)量M，則由實驗數(shù)據(jù)作出的圖像應是下圖中的___________?！即鸢浮剑?）勻速直線（2）M>>m##M遠遠大于m（3）0.20（4）D（5）C〖解析〗（1）為了平衡紙帶和打點計時器及小車和木板間的摩擦力，需要反復調(diào)節(jié)長木板的傾斜程度，直至輕推小車使其在不受繩的拉力下沿木板做勻速直線運動；（2）實驗中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應滿足的條件是M遠遠大于m；（3）兩個計數(shù)點之間的時間由逐差法可以求得（4）實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對木塊拉力的大?。灰訫為對象，有以m為對象，有可得其中a-F圖像中，F(xiàn)=mg，可知當時，a-F圖像的斜率幾乎不變，圖線幾乎成一直線，當m不滿足遠小于M時，圖像的斜率隨的增大而明顯減小，則圖線明顯偏離直線。故選D。（5）由（4）可知，加速度又因為保證砂桶及砂的質(zhì)量不變，圖像的斜率不變，故圖像為一條過原點的傾斜直線。故選C。13.如圖所示，圓心為О、半徑為R的圓環(huán)豎直放置并固定在水平面上，其左側(cè)緊貼圓環(huán)固定一根豎直桿，圓環(huán)上方有一小定滑輪P，P位于О點的正上方，OP之間的距離為2R。質(zhì)量為m的小球A穿在豎直桿上，小球B穿在圓環(huán)上，一輕繩跨過定滑輪Р將A、B連接，輕繩的長度為3R。當A、B處于靜止狀態(tài)時，A、P之間的輕繩與豎直方向的夾角為53°，不計一切摩擦，重力加速度大小為g，求：（1）輕繩拉力F的大小；（2）小球B的質(zhì)量M（結(jié)果可用分式表示）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）對A進行受力分析，A受到重力、豎直桿施加的彈力和輕繩的拉力，由平衡條件有Fcos53°=mg可得（2）由幾何關(guān)系，可得，對B進行受力分析，B受重力、支持力和拉力作用，由相似三角形有可得14.如圖為一半徑R=1m的圓盤，其圓心О穿過一根垂直于圓面的轉(zhuǎn)軸，圓盤平面與水平面夾角θ=30°，其下端與水平面上A點接觸但無擠壓。一可視為質(zhì)點的滑塊置于圓盤邊緣（圖中未畫出），滑塊可隨圓盤一起繞軸做勻速圓周運動。已知滑塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）滑塊隨圓盤一起做勻速圓周運動的最大角速度；（2）若滑塊隨圓盤以m/s的速度做勻速圓周運動，當滑塊運動至最高點時，突然撤去圓盤，滑塊與圓盤分離瞬間滑塊速度不變，求滑塊落地點與水平地面上的A點之間的距離。〖答案〗（1）1rad/s；（2）1.75m〖解析〗（1）分析可知最大角速度應滿足滑塊運動到最低點時對應的所需向心的大小，此時滑塊所受到的摩擦力最大時，由