2023-2024年湖南省湘楚名校高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2023—2024学年度湘楚名校高一下学期期中联考物理试卷一、单选题1.以下叙述中符合物理史实的是（）A.哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳是宇宙的中心B.第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆C.开普勒经过多年的理论计算，发现了万有引力定律D.牛顿力学在宏观、低速情况下适用【答案】D【解析】哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳只是太阳系的中心，A错误；开普勒发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，B错误；牛顿发现了万有引力定律，C错误；牛顿力学在宏观、低速情况下适用，D正确。故选D。2.一生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流以的速度从高处的水平槽道流出，落入人行道边的水池中，取重力加速度大小，不计空气阻力，则人行道的宽度的最大值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根据，解得，根据，解得，故选C。3.地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是年。已知哈雷彗星轨道半长轴约为（地球和太阳之间的距离为）。预计哈雷彗星下次回归将在（）A.年 B.年 C.年 D.年【答案】C【解析】根据题意，由开普勒第三定律可得，，代入数据解得年，则预计哈雷彗星下次回归将在年。故选C。4.如图为内燃机中的连杆传动装置部分示意图。当汽缸中高压气体以力推活塞时，连杆与的夹角为，不计活塞重力和一切摩擦，则此汽缸壁对活塞的作用力为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】对活塞受力分析，受汽缸中高压气体对活塞的作用力，杆对其的推力，汽缸对活塞的作用力，如图所示，根据平衡条件，有，故选C。5.我国北斗导航定位系统中卫星的轨道普遍高于卫星。其中有颗地球静止同步轨道卫星属于高轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的倍，则地球静止同步轨道卫星（）A.周期比地球的自转周期短B.线速度比地球的第一宇宙速度小C.角速度比系统的卫星大D.向心加速度比赤道上随地球自转的物体小【答案】B【解析】地球静止同步轨道卫星的周期与地球的自转周期相等，A错误；地球第一宇宙速度地球近地卫星的速度，根据高轨低速可知地球静止同步轨道卫星的线速度比地球的第一宇宙速度小，B正确；北斗导航定位系统中卫星的轨道普遍高于卫星，根据高轨低速可知，地球静止同步卫星的角速度比系统的卫星的角速度小，C错误；地球静止同步轨道卫星的角速度与地球赤道上的物体的角速度相等，根据，可知，地球静止同步卫星的轨道半径大于地球的半径，所以地球静止同步轨道卫星的向心加速度比赤道上随地球自转的物体大，D错误。故选B。6.如图所示，小车内有一小球被轻质弹簧和一条细线拴接，小车在水平面上做直线运动的过程中，弹簧始终保持竖直状态，细线与竖直方向成角保持不变。下列说法正确的是（）A.小车一定做匀速直线运动B.小车可能向右做匀减速直线运动C.细线有拉力时，弹簧不可能处于伸长状态D.弹簧有弹力时，细线可能没拉力【答案】D【解析】对小球受力分析可知当细线有拉力时，此时合力水平向右即加速度方向水平向右，小车可能向右加速或者向左减速，AB错误；根据前面分析细线有拉力时，竖直方向上可有，即此时弹簧可以处于伸长状态，C错误；当小车匀速运动时，小球在竖直方向上受到弹簧弹力和自身重力相平衡，此时细线中没拉力，D正确。故选D。二、多选题7.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为的圆弧形的立交桥横跨在水平路面上，一辆质量为的小汽车，从端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，则（）A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于平衡状态C.小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为D.小汽车到达桥顶时的速度必须不大于【答案】A、C、D【解析】小汽车通过桥顶时，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B错误；小汽车在桥上最高点时，根据牛顿第二定律可得，解得小汽车受到桥面的支持力大小为，故C正确；根据，解得，可知小汽车到达桥顶时的速度必须不大于，故D正确。故选ACD。8.如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球、，质量分别为、，细线的上端都系于点，两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知两细线长度之比，长细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（）A.两小球做匀速圆周运动的周期相等B.两小球做匀速圆周运动的线速度大小相等C.、两小球的质量之比一定为D.短细线跟竖直方向成角【答案】A、D【解析】两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，设绳与竖直方向夹角为，水平面距悬点高为，对小球受力分析，由牛顿第二定律得，解得，可知与绳长无关，只与小球到悬点的竖直高度有关，即两小球做匀速圆周运动的周期相等，故A正确；由公式，可知正比于，由于两小球运动半径不相等，所以两小球做匀速圆周运动的线速度不相等，故B错误；两球在同一水平面内做匀速圆周运动，则，解得，根据牛顿第二定律得，可知小球做匀速圆周运动与质量无关，无法求出两小球的质量比，故C错误，D正确。故选AD。9.质量为的木箱静止在水平地板上，至少要用的水平推力，才能使它从原地开始运动。现将一水平推力作用在木箱上，随时间变化的图线如图所示。已知木箱在时间内做匀速直线运动，重力加速度取。则下列说法正确的是（）A.木箱与地板之间的动摩擦因数为B.时间内木箱所受摩擦力大小为C.时间内木箱所受摩擦力大小为D.时间内木箱所受摩擦力大小为【答案】A、D【解析】内，木箱做匀速直线运动，二力平衡，此时摩擦力为，木箱对地面的压力大小等于木箱重力，即，动摩擦因数，故AD正确；，木箱静止，根据二力平衡，时间内木箱所受摩擦力大小为，故B错误；木箱在内做加速运动，受到摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，因压力大小和接触面粗糙程度均不变，木箱受到滑动摩擦力大小不变，则摩擦力仍然为，故C错误。故选AD。10.飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图；是地月转移轨道，、是绕月球运行的椭圆轨道，是绕月球运行的圆形轨道。、分别为椭圆轨道的远月点和近月点。已知圆轨道到月球表面的距离为，月球半径为，月球表面的重力加速度为，万有引力常量为，不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是（）A.由轨道进入轨道，需在处向后喷气B.在轨道上稳定运行时经过点的加速度大于经过点的加速度C.由题中已知条件，可以推知月球的密度D.在轨道上绕月运行的速度大小为【答案】C、D【解析】由轨道进入轨道，需要制动减速，需在处向前喷气。A错误；由，得，点到月心的距离大于点到月心的距离，在轨道上稳定运行时经过点的加速度小于经过点的加速度。B错误；设月球表面有一个质量为的物体，根据万有引力等于重力在月球表面时，有，得，月球的质量，则地球的平均密度，“嫦娥五号”在轨道上绕月运行时，有，解得速度大小为，故D正确。故选CD。三、实验题11.某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中为固定橡皮条的图钉，和为细绳。（1）为了减少实验误差，下列措施可行的是___________（选填字母）A.两个分力，间的夹角要尽量小些B.与细绳要尽量短此C.间距离要适当，将橡皮筋拉至结点时，拉力要适当大些D.拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行（2）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点到达点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为___________。（3）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是、合力的理论值（填“”或“”）。【答案】（1）C、D；（2）；（3）【解析】（1）实验中，两个分力，间的夹角要大小适当，并非越小越好，故A错误；与细绳要尽量长些，这样便于准确作出分力的方向，故B错误；间距离要适当，将橡皮筋拉至结点时，拉力要适当大些，在作力的图示时减小误差，故C正确；拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行，以减小误差，故D正确。故选CD。（2）弹簧测力计的分度值为，故簧测力计的读数为。（3）由图丙可知是根据平行四边形法则作出的、合力的理论值。12.“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。（1）现有以下材质的小球，实验中、球应当选用___________。A.乒乓球 B.钢球 C.塑料球（2）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。①敲击弹片，让、球同时开始运动②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置③将、球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上④小球落在实验台上时停止摄像⑤打开摄像机，开始摄像（3）实验中，球沿水平方向抛出，同时球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是___________。A.仅可判断球竖直方向做自由落体运动B.仅可判断球水平方向做匀速直线运动C.可判断球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动（4）测得乙图中球连续个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为，重力加速度为，则球平抛的初速度表达式___________。（5）若球从距实验台高度为处水平飞出，摄像机每秒频闪次，重力加速度取，则最多可以得到球在空中运动的___________个位置。【答案】（1）B；（2）③②⑤①④；（3）C；（4）；（5）【解析】（1）为了减小空气阻力的影响，实验中、球应当选用钢球。故选B。（2）实验操作时，先将、球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上，调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，打开摄像机，开始摄像，敲击弹片，让、球同时开始运动，球落在实验台上时停止摄像。即实验操作步骤的正确顺序为：③②⑤①④。（3）实验中，球沿水平方向抛出，同时球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动情景，即球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出球在相同时间内通过的水平位移相等，则球水平方向做匀速直线运动。故选C。（4）竖直方向有，可得，水平方向有，联立可得球平抛的初速度表达式；（5）根据，可得，摄像机每秒频闪次，则频闪周期为，则有，可知最多可以得到球在空中运动的个位置。四、解答题13.城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看成自由落体运动（花盆可视为质点）。现有一辆长、高的货车，正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道，取。（1）若司机没有发现花盆掉落，货车保持的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到。（2）若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速度为，使货车在花盆砸落点前停下，求允许货车司机反应的最长时间。【答案】（1）货车会被花盆砸到；（2）【解析】（1）花盆自由落体的时间为，解得，货车匀速行驶的距离为，因为，货车会被花盆砸到；（2）设刹车距离为，，解得，匀速运动的距离为，解得。14.如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能从点的切线方向进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑，、为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为，对应圆心角为，平台与连线的高度差为。（取，，）求：（1）小孩平抛的初速度（2）若小孩运动到圆弧轨道最低点时的速度为，则小孩对轨道的压力为多大．【答案】（1）；（2）【解析】(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到点时速度方向沿点切线方向，则，又由，得，而，联立以上各式得；（2）在最低点，据牛顿第二定律，有，根据机械能守恒定律，代入数据解得，由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为。15.如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角