2018-2019学年湖南省衡阳市高一下学期新高考选科摸底考试物理试题（解析版）

2018-2019学年湖南省衡阳市高一下学期新高考选科摸底考试物理试题（解析版）

湖南省衡阳市2018-2019学年高一下学期选科摸底物理试题 一、选择题（共12小题每题4分，共48分。第1~8题只有一项符合题目要求第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（ ）‎ A. 亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B. 伽利略通过逻辑推理和实验验证，认为重物比轻物下落的快 C. 开普勒发现了行星运动的三大定律，为万有引力定律奠定了基础 D. 牛顿总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律并率先较为准确地测出了万有引力常量G，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.亚里土多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；‎ B. 伽利略通过逻辑推理和实验验证，认为重物与轻物下落一样快，故B错误；‎ C. 开普勒关于行星运动的三大定律是牛顿总结万有引力定律的基础，所以说开普勒发现了行星运动的三大定律，为万有引力定律奠定了基础，故C正确；‎ D. 卡文迪许率先较为准确地测出了万有引力常量G，牛顿只总结出万有引力定律，但没有测出万有引力常数，故D错误。‎ ‎2.下列几组物理量中，全部为矢量的一组是（ ）‎ A. 时间、位移、速度 B. 加速度、速度变化量、力 C. 速度、速率、加速度 D. 路程、时间、位移 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 时间不是矢量是标量，位移、速度是矢量，故A错误； ‎ B. 加速度、速度变化量、力都是矢量，故B正确；‎ C. 速率不是矢量是标量，加速度、速度是矢量，故C错误；‎ D. 路程、时间不是矢量是标量，位移是矢量，故D错误。‎ ‎3.一物体运动的速度-时间关系图象如图所示，根据图象可知（　　）‎ A. 内，物体在做变速曲线运动 B. 内，物体的速度一直在减小 C. 内，物体的加速度先减小再增大 D. 内，物体速度的变化量为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：速度时间图象只能表示直线运动的规律，不能表示曲线运动，故A错误；‎ B项：内，物体的速度先减小后反向增大，故B错误；‎ C项：图象的斜率表示加速度，由图象可知，内，物体的加速度先减小后增大，故C正确；‎ D项：内，物体速度的变化量，故D错误。‎ ‎4.如图所示某小孩在广场游玩时将一气球用轻质细绳与地面上木块相连，气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直线成角．假若气球和木块的质量分别为m、M。当水平风力缓慢增大时，则下列说法中错误的是（ ）‎ A. 水平风力足够大时，木块一定会脱离水平面 B. 细绳拉力变大 C. 水平面对木块的支持力不变 D. 水平面对木块的摩擦力变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC. 对气球和砖块的整体，竖直方向受到重力、浮力和地面的支持力作用，则G=FN+F浮，若水平风力缓慢增大，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面，故A错误，C正确；‎ B. 对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图所示 根据共点力平衡条件，有：Tsinθ=F；Tcosθ+mg=F浮， 解得，当风力缓慢增大时，绳子的拉力T也增大，故B正确；‎ D. 水平方向，整体受到水平风力和地面给砖块的摩擦力作用，所以砖块受到的摩擦力总等于水平风力，当风力缓慢增大时，砖块受到的摩擦力也缓慢增大，故D错误。‎ ‎5.如图所示，在水平的桌面上有M、m两个物块，现用力F推物块m，使M、m两物块在桌上一起向右加速运动，则M、m间的相互作用力为（ ）‎ A. 若桌面光滑，则M、m间的相互作用力为 B. 若桌面光滑，则M、m间的相互作用力为 C. 若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力为+Mg D. 若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力为+Mg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 若桌面光滑，对整体为对象，由牛顿第二定律得：F=(M+m)a；以M 为对象，由牛顿第二定律得：FN=Ma；解得则M、m间的相互作用力为，故A错误，B正确；‎ CD. 若桌面的摩擦因数为，对整体为对象，由牛顿第二定律得：F-μ(M+m)g=(M+m)a；以M为对象，由牛顿第二定律得：FN-μMg =Ma；解得则M、m间的相互作用力为，故CD错误。‎ ‎6.共享单车已成为人们低碳出行的重要交通工具，如图所示，某共享单车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为3112，在用为蹬脚踏板前进的过程中，下列法正确的是（ ）‎ A. 小齿轮和后轮的角速度大小之比为112‎ B. 大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小之比为13‎ C. 大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为31‎ D. 大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为112‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 小齿轮和后轮共轴，它们的角速度大小之比为11，故A错误。‎ B. 大齿轮和小齿轮用链条相连，它们轮缘的线速度大小之比为11，故B错误；‎ C. 大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，它们的向心加速度与半径成反比，所以向心加速度大小之比为13，故C错误；‎ D. 小齿轮和后轮共轴，它们的角速度相等，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度的线速度与半径成正比，所以，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为112，大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，所以大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比也为112，故D正确 ‎7. 研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 A. 距地面的高度变大 B. 向心加速度变大 C. 线速度变大 D. 角速度变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律 可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；‎ BCD．而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项BCD错误。‎ ‎8.蹦极是一项既惊险又刺激的运动深受年轻人的喜爱．如图所示蹦极者从P点静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，离水面还有数米距离．若不计空气阻力，则蹦极者从A到B的过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 蹦极者的机械能守恒 B. 蹦极者的重力势能和动能之和一直减小 C. 蹦极者的动能是先变小后变大 D. 蹦极者在B点的速度为零，处于平衡状态 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 蹦极者从A到B的过程中， 弹性绳对蹦极者做了负功，蹦极者的机械能减少，蹦极者的重力势能和动能之和一直减小，故A错误，B正确；‎ C. 蹦极者从A到B 的过程中，刚开始重力大于弹性绳的弹力，蹦极者向下做加速运动，当重力等于弹性绳的弹力时，速度最大，之后弹性绳弹力继续增大，重力小于弹性绳的拉力，蹦极者向下做加速运动，直到速度为0，所以蹦极者的速度是先变大后变小，蹦极者的动能是先变大后变小，故C错误；‎ D. 由C分析可知，尽管蹦极者在B点的速度为零，但此时弹性绳的弹力大于重力，处于非平衡状态，故D错误。‎ ‎9.一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽为50m、水流速度恒为5m/s的平直河流，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小船渡河的最短时间为5s B. 小船渡河的最短时间为10s C. 若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程不变 D. 若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 当小船船头指向河对岸时，小船渡河时间最短，小船渡河的最短时间为，故A正确，B错误； ‎ CD. 因为小船在静水中的速度为10m/s大于水流速度恒为5m/s，小船渡河的最短路程是河的宽度50m，所以若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程仍是河的宽度保持不变，故C正确，D错误。‎ ‎10.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）‎ A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B. b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期 C. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度 D. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星做匀速圆周运动向心力由万有引力提供，所以，解得： ‎ A. 由 可知 b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；‎ B. 由 可知，b、c的环绕周期相等，且大于a的环绕周期，故B正确；‎ C. 由 可知，b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C正确；‎ D. 当c加速后，所需要的向心力大于提供的向心力，将做离心运动，所以不可能追上同一轨道上的b，b减速后，所需要的向心力小于提供的向心力，将做近心运动，所以不可能等候同一轨道上的c，故D错误。‎ ‎11.张家界百龙天梯，总高度达335米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以达观光平台，若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图像如图所示．则下列相关说法正确的是（ ）‎ A. t=4.5s时，电梯处于超重状态 B. t在5s~55s时间内，绳索拉力最小 C. t=59.5时，电梯处于超重状态 D. t=60s时，电梯速度恰好为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电梯t=0时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a>0。t=4.5s时，a>0，电梯也处于超重状态，故A正确；‎ B. t在5s~55s时间内，a=0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小．故B错误；‎ C. t=59.5s时，a<0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误．‎ D. 根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内a-t图象与坐标轴所围的面积为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t=60s时，电梯速度恰好为0。故D正确．‎ ‎12.如图所示，水平传送带长为L，运动速率恒为v，在其左端无初速放上可视为质点的小木块，若小木块与传送带间的动摩擦因数为，则小木块从左到右的运动时间可能是（ ）‎ A. B. + C. D. ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】小木块在传送带上的运动有以下几种可能：①木块先做匀加速直线运动，后做匀速运动；②只做匀加速运动，但到达最右端的速度小于传送带的速度；③只做匀加速运动，但到达最右端的速度等于传送带的速度；‎ B. 小木块放到传送带上之后，若L较长，木块先做匀加速直线运动，后做匀速运动，运动到最右端时间 ，故B正确；‎ C. 小木块放到传送带上之后，若L较短，木块只做匀加速运动，运动到最右端时间，故C正确；‎ D. 小木块放到传送带上之后，若L可能为某一个值，木块只做匀加速运动，且运动到最右端时，速度就是传送带的速度v，运动时间，故D正确；‎ A. 由BCD分析可知，A错误。‎ 二、实验题（共2小题14分，请把答案写到答卷上指定的地方）‎ ‎13.某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。‎ ‎（1）除了甲图中所给器材以及交流电源和导线外，为完成实验在下列器材中，还必须使用的器材是____。（选填正确选项的字母）‎ A．秒表 B．天平（含砝码） C．弹簧测力计 D．刻度尺 ‎（2）在实验中，得到一条符合要求的打点纸带，如乙图所示。已知相邻计数点间的时间间隔为T，已测量出相邻计数点间距为x1、x2、x3、x4、x5、x6。为了减小实验误差，较准确得出小车的加速度，则小车加速度的表达式为a=_____。‎ ‎（3）某组同学在验证加速度与力的关系时，获得数据后，在坐标系中作出了如丙图所示的a-F图象。‎ ‎①此图线不过坐标原点的原因是____________。‎ ‎②这组同学使用的小车的质量为___kg。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). (3). 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (4). 0.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空. 依据实验特点，打点计时器有计时功能，合力近似等于砂桶的重力，因此实验中不需要秒表和弹簧测力计；但是要用天平测量小车及砂桶的质量，用刻度尺测量纸带计数点之间的距离，故AC错误，BD正确；‎ 第二空. 由匀变速直线运动规律可知：x4-x1=a1T2；x5-x2=a1T2；x6-x3=a1T2；所以小车加速度的表达式为 ；‎ 第三空. 当绳子上拉力时小车没有加速度，说明小车的摩擦力大于重力沿斜面向下的分力．该组同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 第四空. 在a-F图像中，斜率是质量倒数，所以小车的质量 ‎14.某同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。‎ ‎（1）如图是实验中得到的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，则打下B点时，重锤的动能表达式EkB=______。‎ ‎（2）在实验过程中下列实验操作和数据处理不正确的是___。‎ A．释放重锤前，使纸带保持竖直 B．做实验时，先接通打点计时器的电源再释放重锤 C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v=计算 D．在利用公式mgh计算重锤重力势能的减少量时，g应取当地的重力加速度 ‎（3）某同学在纸带上选取计数点后测量它们到起始点O（初速度为零的点）的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是图中的哪一个____。‎ ‎【答案】 (1). (2). C (3). A ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空. 由匀变速直线运动规律可知，B的速度等于AC段的平均速度，；所以打下B点时，重锤的动能表达式 ‎ 第二空. A. 释放重锤前，为了减小阻力的影响，使纸带保持竖直，故A正确；‎ B. 实验时，为了让打点计时尽量在纸带上打更多的点，应先接通电源，再释放纸带，故B正确；‎ C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可以根据纸带上某段时间内的平均速度等于瞬时速度求出．不能根据公式v=计算，故C错误；‎ D. 用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确；‎ 第三空. 若机械能守恒，有，则 ，可知v2-h图线为过原点的一条倾斜直线。‎ A. A选项图是为过原点的一条倾斜直线，故A正确；‎ BC. BC选项图是为没有过原点的一条倾斜直线，故BC错误；‎ D. C选项图是为过原点的一条曲线，故D错误。‎ 三、计算题（4小题，共38分，要求写出必要的计算步骤，计算结果用已知量或数值表示，请把答案写到答卷上指定区域内）‎ ‎15.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止落下，如图所示，经过8s后打开降落伞，运动员做匀减速直线运动再经过16s后刚好到达地面且速度恰好为零。忽略打开降落伞前的空气阻力和打开降落伞的时间，取重力加速g=10m/s2．求：‎ ‎（1）打开降落伞时运动员速度大小；‎ ‎（2）打开降落伞后运动员的加速度大小。‎ ‎【答案】（1）80m/s；（2）5m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）打开降落伞前，人和伞做自由落体运动，由速度公式得：‎ v=gt ‎ 解得： ‎ ‎（2）打幵降落伞后，人和伞一起做匀减速直线运动，由加速度的定义得 ‎ ‎ ‎ 解得： ‎ ‎16.额定功率为80kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s．已知汽车的质量为2×103 kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为2m/s2．假定汽车在整个运动过程中阻力不变．求：‎ ‎（1）汽车受到的阻力Ff大小；       ‎ ‎（2）汽车匀加速运动过程中发动机牵引力大小； ‎ ‎（3）汽车匀加速运动过程的时间。‎ ‎【答案】（1）4103N （2）8103N （3）5s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 速度最大时，牵引力等于阻力，根据P=Fvm=fvm求出阻力的大小，根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，从而求出匀加速过程中的最大速度，根据速度时间公式求解匀加速的时间。‎ ‎【详解】（1）当速度最大时，F=Ff，则有：P=Ffvm 代入数据解得：Ff=4000N ‎（2）根据牛顿第二定律得：F-Ff=ma 代入数据解得发动机牵引力：F=8103N ‎（3）匀加速运动的最大速度为：‎ 则匀加速直线运动的时间为：‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道发动机功率P=Fv，知道当速度达到最大时，牵引力等于阻力．以及知道以恒定加速度运动在整个过程中的运动情况。‎ ‎17.如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B两车相距L=7m时，B车正以vB=4m/s速度匀速行驶，A车正以vA=8m/s的速度借道超越同向行驶的B车，此时A车司机发前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，A车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与B车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则 ‎（1）A车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B车相撞。‎ ‎（2）若A车驶回原车道时，司机估计会与B车相碰的危险，立即以大小为aA=1m/s2的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B车司机加速，B车司机经过t0=1s的反应时间后，立即以aB=0.5m/s2的加速度匀加速。（不计A车司机的反应时间）。则：‎ ‎①B车加速后经过多长时间A、B两车速度相等；‎ ‎②A会不会追尾B车（请通过计算分析）。‎ ‎【答案】（1）m/s2；（2）2s, 不会追尾 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A车减速到与B车同速时，若恰未与B车相碰，则A车将不会与B车相碰，‎ 设经历的时间为t，则 A车位移： ①‎ B车位移： ②‎ ‎ ③‎ 由①②③式代值解得：t=3.5s ‎ 则A车与B车不相碰，刹车时的最小加速度大小：‎ ‎ ‎ ‎（2）①设B车加速后经过t1秒两车同速，则：‎ ‎ ‎ 代值解得： ‎ ‎②A、B车同速时，若A车未追尾B车，则A车不会追尾B车，设两车同速时速度为v，则：‎ 此过程中，A车位移： ‎ B车位移： ‎ 两车位移差： ‎ 故A车不会追尾B车.‎ ‎18.如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部AB是一长为2R的竖直细管，上部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管管口，C处切线水平，AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧，在弹簧上端放置一粒质量为m，可视为质点的鱼饵解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，此时弹簧的弹性势能为8mgR（g为重力加速度），不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）鱼饵到达管口C时的速度大小v1；‎ ‎（2）鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向；‎ ‎（3）已知地面比水面高出1.5R，若竖直细管的长度可以调节，圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降，求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO′之间的最大距离Lmax。‎ ‎【答案】（1）；（2）10mg，竖直向上；（3）11R ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）鱼饵到达管口C的过程中，机械能守恒，有：‎ ‎ ‎ 解得： v1= ‎ ‎（2）设在C处管子对鱼饵作用下向下，大小为FN，由牛顿第二定律可得：‎ ‎ ‎ 解得： ‎ 根椐牛顿第三定律可得鱼饵对管子的作用力为10mg，方向竖直向上. ‎ ‎（3）设AB长度为h，对应平抛水平距离为x，由机械能守恒定律可得：‎ ‎ ‎ 鱼饵从管口C做平抛运动，则 水平方向： ‎ 竖直方向： ‎ 联立解得： ‎ 当h=2.5R时，x有最大值为 ‎ 则 ‎ ‎ ‎