2023-2024-2麓山国际高一年级第一次学情检测
高一年级物理试卷
总分：100分 时量：75分钟
一、选择题（其中1～6题为单选，每题4分，共24分。7～10题为多选，每题5分，共20分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
1．2023年8月8日，成都大运会完美收官，中国队的金牌数达到了103枚，是中国队参加历届大运会以来所获金牌数的最高纪录。下列说法正确的是（ ）
A．运动员在环形跑道上完成了1500m赛跑，“1500m”指的是运动员的路程
B．双人跳水运动员在跳水过程中始终同步，以水面为参照物运动员是静止的
C．运动员在400m的环形跑道上完成800m赛跑，该运动员的位移大小是800m
D．研究运动员百米赛跑的起跑动作时可以将运动员视为质点
★2．伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，如图所示，对于这个研究过程，下列说法正确的是（ ）
A．斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程
B．采用斜面实验便于小球运动位移的测量
C．通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律
D．根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律
3．如图所示，小朋友在蹦床上玩耍，由最低点向上弹起至恰好离开床面的过程中，蹦床对小朋友的做功情况是（ ）
A．始终做正功 B．始终做负功 C．先做负功后做正功 D．先做正功后做负功
4．单位是测量过程中的重要组成部分，根据单位制，以下公式表述可能正确的是（ ）
A．（P为压强） B．（P为功率）
C． D．
5．可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要的发展方向，经过多年努力，我国也有属于自己的第一款可回收复用运载火箭，如图1所示。在某次测试中，该型火箭竖直起降的速度—时间图像如图2所示，则下列判断中错误的是（ ）
A．内，火箭的加速度先增大后减小
B．时刻火箭高度达到最大，随后开始下降
C．内，火箭处于悬停状态，时刻开始下降
D．图2中，在时间段与内图线与时间轴t所围成图形的面积相等
6．手工课上几个同学搭积木，他们将三棱柱C放在最下面，上面放着三棱柱B，最上面是圆柱A，三块积木的截面如图所示。已知三块积木均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ）
A．三棱柱C受到地面向右的摩擦力
B．三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力
C．若用水平向右的力推三棱柱C，系统仍保持静止，则三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力可能发生改变
D．若用水平向右的力推三棱柱C，系统保持相对静止向右做匀加速直线运动，则三棱柱B一定受到4个力的作用
7．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的有（ ）
A．重力做功与路径无关
B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小
C．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以下
D．重力势能是地球与物体所组成的系统所共有的
8．20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域，人类突破了大气层的阻拦，摆脱了地球引力的束缚，实现了在太空翱翔的梦想，近年来我国也在太空探索中取得多项重大突破。以下关于宇宙相关知识说法正确的是（ ）
A．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
C．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于地球的第一宇宙速度
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
★9．如图所示，一高度为h的光滑水平面与一倾角为的斜面连接，一小球以速度v从平面的右端P点向右水平抛出，则小球在空中运动的时间t（ ）
A．一定与v的大小有关 B．一定与v的大小无关
C．当v大于，t与v无关 D．当v小于，t与v有关
10．如图（a）为游乐场中的“空中飞椅”项目。“空中飞椅”结构示意图如图（b），转动轴带动顶部圆盘转动，悬绳一端系在圆盘边缘，另一端系着椅子。若所有椅子质量相等，悬绳长短不一定相等，忽略悬绳质量与空气阻力，则坐在椅子上的游客与椅子整体随圆盘匀速转动的过程中（ ）
A．任一时刻，所有游客的线速度都相同 B．所有游客做圆周运动的周期都相同
C．悬绳越长，悬绳与竖直方向的夹角就越大 D．悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
二、填空题（本题共2小题，共16分）
11．（8分）某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有（ ）
A．两球的质量应相等
B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地
D．应改变装置的高度，多次实验
E．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为______Hz；小球平抛的初速度大小为______m/s，经过B点时的竖直分速度大小为______m/s。（所有结果保留2位有效数字）
★12．（8分）某同学借助光电门研究滑块在倾斜木板上做匀变速直线运动的规律，如图甲所示，木板与水平面之间的夹角为，固定在滑块上的遮光条宽度为d。将滑块从光电门a上方A点无初速度释放，记录滑块通过两个光电门之间的时间和两光电门之间的距离。测得遮光条经过光电门a时速度为，经过光电门b时速度为，当地的重力加速度为g。
（1）请写出与的关系式：______。（用、、、来表示）
（2）保持光电门a固定，多次改变光电门b的位置，每次都让滑块从A点无初速度释放，记录遮光条通过两个光电门之间的时间t和两光电门之间的距离s，写出与t之间的关系式：______（设滑块加速度为a，用s、、a、t来表示）。以为纵坐标，以t为横坐标，作出如图乙所示的图像，已知图像的纵轴截距为b，斜率为k，忽略遮光条宽度对实验的影响，则纵轴截距b表示的物理意义是______，滑块的加速度为______。
三、计算题（本题共3小题，其中第13题12分，第14题12分，第15题16分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
★13．（12分）据报道，首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学实验。宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球，落地时间为t，已知该行星半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该行星“北极”表面的重力加速度g；
（2）该行星的平均密度；
（3）经测量该行星自转周期为T，如果该行星存在一颗同步卫星，求其距行星表面的高度H。
14．（12分）一小船渡河，河宽，水流速度。若船在静水中的速度为，求：（结果可用根号表示）
（1）欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？
（2）欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？
15．（16分）如图所示为货物传送装置的其中一段，由平滑连接的倾斜的传送带和水平平台组成。斜面的倾斜角为，连接处的长度可忽略不计。传送带长度，当传送带不转动时，质量m的货物从传送带上端由静止释放，货物沿传送带匀加速下滑，到达平台时速度方向改变，但大小不变，并最终停在平台上。货物停止位置与传送带右端的距离为。已知货物与平台的摩擦系数，重力加速度取，货物可视作质点，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：
（1）货物在传送带上做匀加速直线运动的加速度的大小；
（2）货物与传送带间的摩擦系数；
（3）若传送带顺时针转动，写出货物停止位置与传送带右端距离L跟传送带线速度v的函数关系。
参考答案：
1．A
【详解】A．运动员在环形跑道上完成了1500m赛跑，“1500m”指的是运动员的路程，故A正确；
B．双人跳水运动员在跳水过程中始终同步，以水面为参照物，运动员是运动的，故B错误；
C．运动员在400m的环形跑道上完成800m赛跑，位移是0，故C错误；
D．研究运动员百米赛跑的起跑动作时需考虑运动员的动作细节，不可将运动员视为质点，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】AB．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于测量小球运动的时间，故AB错误；CD．由于小球沿斜面向下的运动并不是落体运动，所以自由落体运动的规律是伽利略根据斜面实验结论进行合理外推所得到的，故C错误，D正确。故选D。
3．A
【详解】由最低点向上弹起至恰好离开床面的过程中，蹦床弹力方向始终向上，与位移方向相同，所以蹦床始终做正功。
故选A。
4．C
【详解】A．的单位是，v的单位m/s，选项A错误；
B．的单位，功率P的单位为W，选项B错误；
C．和都是速度单位，选项C正确；
D．体积V单位是；而单位是，选项D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．图像斜率代表加速度，所以内，火箭的加速度先增大后减小，故A正确不符合题意；
B．时刻之后，速度仍为正值，说明速度仍向上，火箭高度未达到最大，故B错误符合题意；
C．内，火箭处于悬停状态，时刻速度变为负方向，开始下降，故C正确不符合题意；
D．因为总位移为零，则横轴上方面积等于横轴下方面积，图2中，在时间段与内图线与时间轴t所围成图形的面积相等，故D正确不符合题意；
故选B。
6．B
【详解】A．以A、B、C整体为研究对象，可知重力和支持力平衡，不受摩擦力，故A错误；
B．以A、B整体为研究对象，A、B在斜面上满足，可知三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力，故B正确；
C．水平力作用在C上，对A、B整体研究，A、B受力并没有发生变化，因此三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力不会发生改变，故C错误；
D．对A而言，加速度水平向右，因此合力向右，故一定受到B的水平摩擦力，因此B一定受到A的摩擦力和A的压力，而B本身受到重力以及C对B的支持力，但除此之外，B还可能受到C沿斜面的摩擦力，故D错误。
故选B。
7．ACD
【详解】A．重力做功与路径无关，故A正确；
B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增大，故B错误；
C．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以下，故C正确；
D．重力势能是地球与物体所组成的系统所共有的，故D正确。
故选ACD。
8．BC
【详解】A．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星运动，选项A错误；
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，选项B正确；
C．地球的第一宇宙速度是环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，选项C正确；
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，只适用于宏观低速，不适用于微观高速，选项D错误。
故选BC。
9．CD
【详解】球有可能落在斜面上，也有可能落在水平面上，可用临界法求解，如果小球恰好落在斜面与水平面的交点处，则满足，，联立可得：。故当v大于时，小球落在水平面上，，与v无关；当v小于时，小球落在斜面上，，，，联立可得；即与v有关，故选项C、D正确。
10．BCD
【详解】AB．根据题意可知，所有游客为同轴转动，则所有游客做圆周运动的角速度相同，由可知，游客做圆周运动的半径不同，线速度大小不同，游客的线速度方向也不同，由可知，所有游客做圆周运动的周期都相同，故A错误，B正确；
CD．根据题意，设绳长为L，悬绳与竖直方向的夹角为，则有，解得，可知，悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关，悬绳越长，越大，即悬绳越长，悬绳与竖直方向的夹角就越大，故CD正确。
故选BCD。
11．BCD 10 1.5 2.0
【详解】（1）[1]AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D．为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；
E．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。
故选BCD。
（2）[2]由图乙可知，在竖直方向上
根据，可得，故
[3]小球平抛的初速度大小为
[4]经过B点时的竖直分速度大小为
12．（1）
（2） 遮光条经过光电门a时滑块的速度大小
【解析】（1）滑块做匀变速直线运动，可根据平均速度公式求位移，于是有
（2）根据匀变速直线运动位移与时间的关系，有，可得；根据表达式可知图线的纵轴截距为即，可得。
13．（1） （2） （3）
【详解】（1）根据，解得行星“北极”表面的重力加速度为
（2）根据，可得行星的质量为，则行星的平均密度为
（3）万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
联立解得同步卫星距离行星表面的高度为
14．（1）船头应朝垂直河岸方向，36s，；（2）船头向上游偏，，180m
【详解】（1）欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向，
当船头垂直河岸时，如图所示
合速度为倾斜方向，垂直分速度为，
小船的合速度
小船的位移
（2）欲使船渡河航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角
如图所示
有，得
所以当船头向上游偏时航程最短，渡河时间，位移
15．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）设货物到达平台时速度大小为，货物在平台上受到摩擦力大小为，解得，
由于物块最终减速为零，
物块在传送带上匀加速直线运动，解得
（2）货物在传送带上受力如图所示
，所以
（3）设货物到达传送带底端的速度为，情况一：若传送带速度为零，则货物到达位置不变，即
情况二：若物块一直受到传送带向下的摩擦力则，启动加速度为，得，，得，
当时，
情况三：当时，货物经历两段加速度不同的加速运动到达底端。
分别分析两段加速过程，设两段加速的位移分别为和，，，
解得
