湖南省名校聯(lián)考聯(lián)合體2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題（A卷）（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1名校聯(lián)考聯(lián)合體2024年春季高一年級期中聯(lián)合考試物理（A卷）時(shí)量：75分鐘滿分：100分一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確）1.物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，下列說法符合史實(shí)的是（）A.伽利略根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了牛頓第一定律B.牛頓建立了萬有引力定律理論，并提出可以進(jìn)行“月地檢驗(yàn)”C.卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測量了靜電力常量D.相對論和量子力學(xué)建立，意味著經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)沒有存在的必要〖答案〗B〖解析〗A．牛頓在伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出了牛頓第一定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．牛頓建立了萬有引力定律理論，并提出可以進(jìn)行“月地檢驗(yàn)”，選項(xiàng)B正確；C．卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測量了萬有引力常量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．相對論和量子力學(xué)適應(yīng)于微觀高速粒子的運(yùn)動(dòng)，而經(jīng)典力學(xué)適應(yīng)于宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)，相對論和量子力學(xué)的建立并不否認(rèn)經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)對解決宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)仍有必要性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2.下列關(guān)于電場線的說法中錯(cuò)誤的是（）A.電場線是為了表示電場的強(qiáng)弱和方向而人為引入的假想曲線B.電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大C.正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運(yùn)動(dòng)D.靜電場的電場線是不閉合的〖答案〗C〖解析〗A．電場線是為了表示電場的強(qiáng)弱和方向而人為引入的假想曲線，選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．電場線越密的地方場強(qiáng)越大，同一電荷所受電場力越大，選項(xiàng)B正確，不符合題意；C．正電荷只在電場力作用下，只有當(dāng)電場線是直線且從靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)沿電場線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，符合題意；D．靜電場的電場線是不閉合的，選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選C。3.為了節(jié)省能源，某商場安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示。下列說法中正確的是（）A.顧客僅在加速過程受摩擦力的作用B.顧客所受的摩擦力大小與扶梯的加速度大小無關(guān)C.乘扶梯勻速上樓的過程中，顧客的機(jī)械能保持不變D.扶梯對顧客作用力的方向先與速度方向相同，再豎直向上〖答案〗A〖解析〗A．電梯慢慢加速時(shí)，顧客受重力、支持力、摩擦力作用，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，顧客受重力、支持力作用，所以僅在加速過程受摩擦力的作用，故A正確；B．設(shè)扶梯傾角為，將加速度分解，結(jié)合牛頓第二定律有所以摩擦力大小與扶梯加速度大小有關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．乘扶梯勻速上樓的過程中，顧客的動(dòng)能不變，重力勢能增大，所以機(jī)械能增大，故C錯(cuò)誤；D．電梯慢慢加速時(shí)，扶梯對顧客作用力即為支持力和摩擦力的合力，其方向指向右上方，勻速階段時(shí)只有支持力，豎直向上，故D錯(cuò)誤；故選A。4.如圖所示為汽車在水平路面上啟動(dòng)過程中的速度圖像，Oa為過原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說法正確的是（）A.時(shí)間內(nèi)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)且功率恒定B.時(shí)間內(nèi)汽車牽引力做功為C.時(shí)間內(nèi)的平均速度為D.在全過程中時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值，時(shí)間內(nèi)牽引力最小〖答案〗D〖解析〗A．時(shí)間內(nèi)為傾斜的直線，故汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，故牽引力恒定，由P=Fv可知，汽車的牽引力的功率均勻增大，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)間內(nèi)動(dòng)能的變化量為，而在運(yùn)動(dòng)中受牽引力及阻力，故牽引力做功一定大于此值，故B錯(cuò)誤。C．時(shí)間內(nèi)，若圖像為直線時(shí)，平均速度為而現(xiàn)在圖像為曲線，故圖像的面積大于直線時(shí)的面積，平均速度大于此速度，故C錯(cuò)誤。D．由P=Fv及運(yùn)動(dòng)過程可知，時(shí)刻物體的牽引力最大，此后功率不變，而速度增大，故牽引力減小，而時(shí)間內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的牽引力最小，故D正確。故選D。5.如圖所示，斜面傾角為，在A點(diǎn)以速度將小球水平拋出（小球可以看成質(zhì)點(diǎn)），小球恰好經(jīng)過斜面上的小孔，落在斜面底部的點(diǎn)，且為的中點(diǎn)。在A點(diǎn)以速度將小球水平拋出，小球剛好落在點(diǎn)。若小球從運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為，從A運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為，則為（）A.1︰1 B.1︰2 C.2︰3 D.1︰3〖答案〗B〖解析〗如圖所示對于平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間只由高度h決定，不管是以初速度或拋出，其落到斜面底端時(shí)間是一樣，都為。設(shè)從A到E的時(shí)間為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得同理，從A到的運(yùn)動(dòng)根據(jù)數(shù)學(xué)幾何問題可知即由于因此即A到E和E到的時(shí)間相等，都為A到的時(shí)間的一半，又因?yàn)閺腁點(diǎn)拋出，、在同一水平面上，高度相同，時(shí)間相同，即故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，Ⅰ為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的靜止軌道衛(wèi)星，其對地張角為2θ，Ⅱ?yàn)榈厍虻慕匦l(wèi)星。已知地球的自轉(zhuǎn)周期為，萬有引力常量為G，根據(jù)題中條件，可求出（）A.地球的平均密度為B.衛(wèi)星Ⅰ和衛(wèi)星Ⅱ的加速度之比為C.衛(wèi)星Ⅱ的周期為D.衛(wèi)星Ⅱ運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi)無法直接接收到衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出電磁波信號的時(shí)間為〖答案〗A〖解析〗C．設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星Ⅰ、Ⅱ的軌道半徑分別為r和R，衛(wèi)星Ⅰ為同步衛(wèi)星，周期為，近地衛(wèi)星Ⅱ的周期為T。根據(jù)開普勒第三定律由題圖得可得衛(wèi)星Ⅱ的周期為故C錯(cuò)誤；A．對于衛(wèi)星Ⅱ?qū)τ诘厍蚵?lián)立以上各式，可得地球的平均密度為故A正確；B．對于不同軌道衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律得所以衛(wèi)星Ⅰ和衛(wèi)星Ⅱ的加速度之比為故B錯(cuò)誤；D．當(dāng)衛(wèi)星Ⅱ運(yùn)行到與衛(wèi)星Ⅰ的連線隔著地球的區(qū)域內(nèi)，其對應(yīng)圓心角為π＋2θ時(shí)，衛(wèi)星Ⅱ無法直接接收到衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出電磁波信號，設(shè)這段時(shí)間為t。若兩衛(wèi)星同向運(yùn)行，則有解得若兩衛(wèi)星相向運(yùn)行，則有解得故D錯(cuò)誤。故選A。7.如圖，某無限長粗糙絕緣直桿與等量異種電荷連線的中垂線重合，桿豎直放置。桿上有A、B、O三點(diǎn)，其中O為等量異種電荷連線的中點(diǎn)，AO=BO。現(xiàn)有一帶電小圓環(huán)從桿上A點(diǎn)以初速度v0向B點(diǎn)滑動(dòng)，滑到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0。則關(guān)于小圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)的加速度先變大再變小，再變大又變小B.電場力先做正功后做負(fù)功C.運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的動(dòng)能為初動(dòng)能的一半D.運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的速度小于〖答案〗C〖解析〗A．等量異號電荷的連線的中垂線上，從A到B電場強(qiáng)度先增大后減小，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，所以小圓環(huán)受到的電場力先增大后減小，小圓環(huán)受到的摩擦力所以小圓環(huán)受到的摩擦力先增大后減小，它的加速度則先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B．一對等量異號電荷的連線的中垂線是等勢面，故小圓環(huán)從A到B過程電場力不做功，故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)AB之間的距離為2L，摩擦力做功為，小圓環(huán)從A到B的過程中，電場力不做功，重力和摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：A→O過程A→B過程聯(lián)立以上兩個(gè)公式解得即運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的動(dòng)能為初動(dòng)能的一半，運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的速度大于，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題（本大題共4小題，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）8.如圖所示，足夠長的水平傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)著始終保持速度v勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊輕輕放在傳送帶左端。已知物塊到達(dá)傳送帶右端前已經(jīng)開始勻速運(yùn)動(dòng)，物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，在小物塊開始運(yùn)動(dòng)到加速至v的過程中（）A.小物塊加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為B.傳送帶對小物塊做功的平均功率為μmgvC.傳送帶對小物塊的摩擦力做的功為D.小物塊在傳送帶上產(chǎn)生的摩擦熱為〖答案〗AC〖解析〗A．小物塊開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為選項(xiàng)A正確；B．傳送帶對小物塊做功的平均功率為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能定理可知，傳送帶對小物塊的摩擦力做的功為選項(xiàng)C正確；D．小物塊在傳送帶上產(chǎn)生的摩擦熱為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力D.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對小球一定有作用力〖答案〗BD〖解析〗AB．小球在最高點(diǎn)時(shí)，由于管道內(nèi)側(cè)能提供支持力，其通過的速度可以為零，A錯(cuò)誤，B正確；CD．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對小球的作用力與小球的重力在背離圓心方向的分力的合力提供向心力，即因此，外側(cè)管壁對球一定有作用力，此時(shí)內(nèi)側(cè)管壁對球一定無作用力，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10.物塊a、b中間用一根輕質(zhì)彈簧相接，放在光滑水平面上，，如圖甲所示。開始時(shí)兩物塊均靜止，彈簧處于原長，時(shí)對物塊a施加水平向右的恒力F。時(shí)撤去，在內(nèi)兩物體的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中以下分析正確的是（）A.恒力B.物塊b的質(zhì)量為C.撤去F瞬間，a的加速度大小為D.若F不撤去，則后兩物塊將一起做勻加速運(yùn)動(dòng)〖答案〗BC〖解析〗A．時(shí)，彈簧彈力為零，對a根據(jù)牛頓第二定律可得故A錯(cuò)誤；B．時(shí)，a、b整體加速度相同，對整體根據(jù)牛頓第二定律可得解得故B正確；C．時(shí)，對b根據(jù)牛頓第二定律可得彈簧彈力大小為撤去F瞬間，彈簧彈力不會(huì)突變，此時(shí)a的加速度大小為故C正確；D．a(chǎn)-t圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示速度的變化量，從圖像可看出，t=2s時(shí)a的速度大于b的速度，所以若此時(shí)不撤去F，彈簧在之后的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)繼續(xù)伸長，a的加速度減小，b的加速度增大，并不能一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選BC。11.如圖所示，傾角為37°的固定斜面上，有一原長為0.2m的輕彈簧一端固定在斜面底端C處，另一端位于斜面B點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，斜面長。質(zhì)量為m=1kg的小球自A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)E（未畫出）后，沿斜面被彈回，恰能到達(dá)最高點(diǎn)D。已知m，小球與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，（取，，），則下列選項(xiàng)正確的是（）A.小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為2m/sB.小球第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為1sC.E點(diǎn)距C點(diǎn)的距離為0.15mD.小球運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能為2.4J〖答案〗AD〖解析〗A．令彈簧原長為L0，小球第一次到達(dá)B點(diǎn)過程有解得A正確；B．小球第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)有，解得t=0.5sB錯(cuò)誤；C．小球從B點(diǎn)到彈回D點(diǎn)過程有根據(jù)題意可知解得則E點(diǎn)距C點(diǎn)的距離為C錯(cuò)誤；D．小球從B點(diǎn)到E點(diǎn)過程有解得D正確。故選AD三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，每空2分，共16分）12.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖像。（1）圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是______。（2）由圖像求出小車和傳感器的總質(zhì)量為______kg。（3）本實(shí)驗(yàn)中若將力傳感器去掉，重新完成實(shí)驗(yàn)，為保證實(shí)驗(yàn)的精度，則要求砂和桶的總質(zhì)量______（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車質(zhì)量，從理論上分析，實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將______（選填“變大”或“變小”）?！即鸢浮剑?）沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠（2）1##1.0（3）遠(yuǎn)小于變小〖解析〗【小問1詳析】由圖像可知，當(dāng)F≠0時(shí)，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠?！拘?詳析】a﹣F圖像中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知所以質(zhì)量【小問3詳析】設(shè)小車及傳感器總質(zhì)量為M，砂和桶的重力為mg，由牛頓第二定律得：對M對聯(lián)立解得則當(dāng)m<<M，即砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)可認(rèn)為和砂桶的總重力近似等于小車的牽引力；mg表示繩子的拉力，圖像的斜率為，變小。13.某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)操作如下：①將表面平整的圓柱形重錘上表面吸在電磁鐵上，把光電門安裝在重錘正下方；②調(diào)整并測量重錘上表面到光電門之間的豎直高度h，h遠(yuǎn)大于重錘的長度；③斷開電源，重錘自由下落，讀出重錘遮光時(shí)間。（1）重力加速度g已知，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量有（）A.重錘的長度dB.重錘從A下落到B的時(shí)間tC.重錘的質(zhì)量m（2）重錘通過光電門的瞬時(shí)速度v=______（用題目中給出的物理量符號表示）；改變h，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。把實(shí)驗(yàn)測量的h和計(jì)算出的記入表格。根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖丙所給的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并繪出擬合圖線。類別12345h/m0.10.20.3040.51.573.525.507.459.40（3）繪制出的圖線，則可求出該直線的斜率為k=______（保留小數(shù)點(diǎn)后一位），并得到本地重力加速度。（4）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，所繪制出的圖線并不過坐標(biāo)原點(diǎn)，主要原因是______?！即鸢浮剑?）A（2）（3）19.6（19.0~20.6均可）（4）高度h測量帶來的誤差（或重錘長度不可忽略，或其他正確表述）〖解析〗【小問1詳析】A．為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量有：重錘下落高度為已知，還要知道重錘經(jīng)光電門時(shí)的速度，因此需要測量重錘的長度d，以求得重錘經(jīng)光電門時(shí)的速度，A正確；B．不需要測量重錘從A下落到B的時(shí)間t，B錯(cuò)誤；C．不需要測量重錘的質(zhì)量m，因在計(jì)算時(shí)可以約去質(zhì)量m，C錯(cuò)誤。故選A?！拘?詳析】由平均速度約等于瞬時(shí)速度，則有重錘通過光電門的瞬時(shí)速度【小問3詳析】圖線斜率大小為【小問4詳析】所繪制出的圖線并不過坐標(biāo)原點(diǎn)，主要原因是：高度h測量帶來的誤差，或是重錘的長度不可忽略。四、計(jì)算題（本大題共3小題，14題9分，15題12分，16題15分，共36分）14.如圖所示，一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中時(shí)，小物塊恰好靜止。重力加速度用g表示，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）電場強(qiáng)度的大小E；（2）〖答案〗（1）；（2）0.3g，0.3mgL〖解析〗（1）小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，如圖所示根據(jù)平衡條件有解得電場強(qiáng)度為（2）若電場強(qiáng)度減小為原來，則電場強(qiáng)度變?yōu)楦鶕?jù)牛頓第二定律有可得加速度為物塊下滑距離L時(shí)，重力做正功，電場力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理有解得15.如圖所示，物體1、3和木板2的質(zhì)量均為m=1kg，木板2與物體3通過不可伸長輕繩連接，跨過光滑的定滑輪，設(shè)木板2到定滑輪足夠遠(yuǎn)，物體3離地面高H=5.75m，物體1與木板2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，木板2放在光滑的水平桌面上從靜止開始釋放，同時(shí)物體1（視為質(zhì)點(diǎn)）在木板2的左端以v=4m/s的初速度開始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中恰好沒有從木板2的右端掉下。求：(1)木板2的長度L0；(2)當(dāng)物體3落地時(shí)，物體1在木板2的位置?！即鸢浮?1)1m；(2)物體1在長板2的最左端〖解析〗設(shè)向右為正方向(1)物體1加速度物體2和3的整體加速度為：設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1二者速度相等，即有解得，物體1的位移為物體1的位移為所以木板2的長度L0=x1－x2=1m(3)此后，假設(shè)物體123相對靜止物體1受到的靜摩擦力為故假設(shè)不成立，則知物體1和物體2相對滑動(dòng)，物體1的加速度大小為物體2和3整體的加速度大小為整體下落高度根據(jù)，解得物體1的位移，解得則故物體1在長木板2的最左端。16.如圖所示是一款固定在豎直平面內(nèi)的游戲裝置。半徑的半圓形細(xì)管軌道AB與半徑的半圓形內(nèi)軌道BC在B點(diǎn)平滑連接，圓心分別為和，直徑AB和BC處于豎直方向。傾角α=37°的足夠長直軌道CD與軌道BC在C點(diǎn)用一小段圓弧軌道平滑連接，C點(diǎn)位于水平地面。在水平地面上可左右移動(dòng)的P點(diǎn)能夠斜向上發(fā)射質(zhì)量m=0.15kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），只有當(dāng)小滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度剛好水平才可進(jìn)入細(xì)管軌道。已知軌道AB和軌道BC均光滑，小滑塊與軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，忽略空氣阻力，不計(jì)細(xì)管管口直徑，重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）若小滑塊剛進(jìn)入A點(diǎn)時(shí)與細(xì)管壁無擠壓