湖北省新高考联考协作体2023-2024学年高一下学期（2月）开学考试物理试题（含答案解析）

2024年新高考联考协作体高一2月收心考试高一物理试卷注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、选择题：本题共10小题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求；第8～10题有多项符合题目要求。1.下列关于概念的理解说法正确的是（）A.位移和路程在大小上总是相等，只是位移有方向是矢量，路程无方向，是标量B.速度是描述运动快慢的物理量，速度变化越大表示物体运动越来越快C.加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度的变化率越大，加速度越大D.只有物体的大小和形状在研究的问题中属于主要因素才能将物体看作质点【答案】C【解析】【详解】A．位移与路程的关系是位移大小小于等于路程，故A错误；B．速度是描述运动快慢的物理量，速度变化越大可能是减小得多，物体运动变慢，故B错误；C．加速度是描述速度变化快慢的物理量，变化率的大小反应变化的快慢，则加速度越大，故C正确；D．只有物体的大小和形状在研究的问题中属于次要因素才能将物体看作质点，故D错误。故选C。2.浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最大的瀑布。第一漈约200米，第二漈约68米，第三漈约12米，三漈相加约是280米，折合古时鲁班尺是一百多丈，故名百丈漈。假设忽略上游水的初速度和空气的阻力，g取，那么研究水仅仅下落第一漈的过程，下列说法正确的是（）A.水下落时间为20s B.水在前两秒内的平均速度是10m/sC.第二秒内下落的高度是20m D.水下落一半高度时的速度大小是20m/s【答案】B【解析】【详解】A．根据可得故A错误；B．前2秒内的位移代入数据故B正确；C．第二秒内的高度就等于前两秒的位移减去第一秒的位移根据可知故C错误；D．下落一半的下落高度解得故D错误。故选B。3.如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船的质量为，其推进器的平均推力为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，则下列说法正确的是（）A.整体的加速度是 B.空间站的质量是C.飞船给空间站的推力是900N D.空间站给飞船的反推力是870N【答案】D【解析】【详解】A．根据加速度的定义式可知故A错误；B．对整体由牛顿第二定律得解得故B错误；C．对空间站有代入数据解得故C错误；D．由牛顿第三定律得则故D正确。故选D。4.如图所示有1、2、3三个质量为1kg的木块，a，b为两个劲度系数为4N/cm的轻弹簧。三个木块如图形式连接并处于静止状态，其中水平桌面光滑，现在用水平外力F缓慢向左拉动木块1，直至木块3刚好脱离水平地面。g取，下列说法正确的是（）A.初态时，木块3受到的支持力为10NB.初态时，弹簧b处于压缩状态，压缩量为5cmC.当木块3刚离开地面时，弹簧a向左移动了5cmD.当木块3刚离开地面时，弹簧a向左移动了10cm【答案】D【解析】【详解】AB．依题意，初态时，木块1、2之间无作用力，对木块2、3作为一个整体受力分析，可得可知木块3受到的支持力为20N，对木块2受力分析，由平衡条件可得解得可知初态时，弹簧b处于压缩状态，压缩量为2.5cm。故AB错误；CD．当木块3刚离开地面时，对其受力分析，由平衡条件可得此时弹簧b处于拉伸状态，伸长量为2.5cm。对木块2、3进行整体分析细线对木块2的拉力大小为，由1保持平衡所以弹簧a的弹力大小也是，则所以弹簧a向左运动了故C错误；D正确。故选D。5.我国无人机技术发展迅猛，应用也越来越广泛，其中无人机配送快递能够有效解决传统的快递配送方式存在着的人力成本高、交通拥堵、配送时间长等问题，提高了配送效率。某次配送质量为2kg的物体飞行时，无人机带动物体在竖直平面内做曲线运动，水平方向的速度时间图像，竖直方向的位移时间图像（二次函数曲线）如图所示，下列说法正确的是（）A.物体做匀变速曲线运动 B.1秒末物体的速度大小为3m/sC.0-2s内质点的位移大小为4m D.质点所受合力为2N【答案】A【解析】【详解】A．在x方向的图像可知方向以3m/s进行匀速直线运动，在y方向的图像满足二次函数则代入图中数据可得加速度为物体做匀变速曲线运动，故A正确；D．所受合力牛顿第二定律故D错误；B.在一秒末，y方向上速度是故B错误；C．在0-2秒内，质点位移等于故C错误。故选A。6.为营造良好的学习、生活环境，本校每周都要进行大扫除活动。如图所示，某同学某次用水冲洗楼梯时水从楼梯口以1.6m/s的水平速度冲出，所有阶梯均20cm宽、20cm高，g取，忽略空气阻力。则本次冲洗中有几阶台阶完全没有被冲洗到（）A.一阶 B.二阶 C.三阶 D.四阶【答案】B【解析】【详解】设水流到台阶的时间为t，由平抛运动规律，可知水平方向和竖直方向满足，依题意，有解得可得相应水平方向所以台阶数为则水流落在第3台阶上，有2阶没有冲洗到。故选B。7.如图所示，是一种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，正好经历了这两个过程，则能正确反映该乘客在这两个过程中的受力示意图的是（）A.匀速 B.匀速C.匀加速 D.匀加速【答案】C【解析】【详解】AB．当匀速时重力和台阶支持力平衡，受力分析如图故AB错误；CD．当匀加速时物体受力分析如图所示故C正确；D错误。故选C。8.骑马射箭是蒙古族传统的体育项目，如图所示。在某次比赛中，选手骑马沿直线AB匀速前进，速度大小为，射出的箭可看作做匀速直线运动，速度大小为，靶中心距AB所在竖直面的垂直距离为d，某次射箭时箭的出射点恰好与靶心等高，下列说法正确的是（）A.为确保可以命中靶心，且箭运动时间最短，箭射出方向需指向靶心B.为确保可以命中靶心，且箭运动时间最短，箭的运动时间为C.为确保可以命中靶心，且箭运动位移最短，若，则最短位移为dD.为确保可以命中靶心，且箭运动位移最短，若，则命中时的速度大小为【答案】BC【解析】【详解】A．为确保可以命中靶心，且箭运动最短时间，则箭射出方向一定要垂直于AB，使合速度指向靶心。故A错误；B．为确保可以命中靶心，且箭运动最短时间，箭射出方向一定垂直与AB，最短时间为故B正确；C．确保可以命中靶心，且箭运动最短位移，由于，如图合速度可以垂直于AB，所以最短位移等于d。故C正确；D．由于，则合速度为故D错误。故选BC。9.抖空竹是国家非物质文化遗产之一。在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成θ角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹静止，不考虑轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是（）A.若换挂质量更大的空竹，则空竹的静止位置不会变化B.若换更长的轻绳，绳子的拉力不会变化C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至的过程中绳子拉力逐渐变小D.若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至的过程中，绳子拉力逐渐变大【答案】AD【解析】【详解】设两段绳子之间的夹角为，由平衡条件可知解得设绳子总长为L，两杆之间的水平距离为s，悬挂点两边的绳子长度为，由几何关系可知解得A．空竹质量增加，其他条件不变，则两段绳子之间的夹角不变，由于α不变，所以空竹静止位置不变，故A正确；B．绳长增加，L变大，变小，变大，空竹质量不变，则绳子拉力F变小，故B错误；C．杆下移，L，s都不变不变，所以拉力不会变化，故C错误；D．杆顺时针走圆弧使s增大，变大，变小，F变大，故D正确。故选AD。10.如图所示，一个质量为m，长为L的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，其板的左端有一个质量为M的物块，物块上连接了一根细绳，细绳跨过斜面顶端的光滑定滑轮并与斜面平行，现用一恒力F竖直向下拉细绳，木块向上滑动而木板不动，则下列说法正确的是（）A.物块与板间的动摩擦因数为B.物块在板上滑行时间为C.物块在板上滑行最大速度为D.物块在板上滑行的加速度为【答案】BC【解析】【详解】A．对板子m，由平衡条件可得解得故A错误；D．设物体的加速度为a，由牛顿第二定律解得故D错误；BC．运动学公式，解得故BC正确。故选BC。二、实验题：本大题共2小题，总分16分。11.在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验的简要步骤如下：（1）以下是实验过程中一些做法，其中必要的有__________；A.要求斜槽光滑且轨道末端水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C.每次小球应从同一位置由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点用折线连接（2）若用边长为2.5cm的正方形小方格坐标纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，重力加速度，则P小球抛出时的初速度的大小__________m/s，P小球在b处的瞬时速度的大小为__________m/s，a处__________（填“是”或者“不是”）平抛运动的起点。【答案】（1）C（2）①.1②.1.25③.不是【解析】【小问1详解】[1]A．为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，对于斜槽是否光滑没有要求，故A错误；BC．为了保证每次小球平抛运动的初速度相等，则每次要从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B错误，C正确；D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连成曲线，故D错误。故选C。小问2详解】[2]由于小球为平抛运动在竖直方向为自由落体运动，水平方向为匀速，在竖直方向上存在[3][4]在竖直方向上中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度故a不是起点。12.图中为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及物体质量M的关系”实验装置简图。（1）实验中以下操作正确的是__________；①调整定滑轮高度，使连接它们的轻绳与长木板平行②阻力补偿的方法是在托盘中添加砝码，使小车能匀速滑动③每次改变拉小车的拉力后都需要重新进行阻力补偿④实验中释放小车时，小车的位置应靠近打点计时器⑤实验中应先放开小车，然后再接通打点计时器的电源A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.①④（2）通过实验得到乙图所示的纸带，纸带上O为小车运动所打的起始点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。此实验测得的小车的加速度a为__________（保留3位有效数字）。（3）某同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到的图线应该是图丙中的__________（填“①”“②”或“③”）。（4）某同学在上述实验基础上思考了改进方案，设计出如图丁所示的实验装置，这样在垫高长木板左端使小车做匀速运动后，再取下砝码与砝码盘同样可以达到探究上述实验的目的，这样设计相比较上述实验，其中的改进点是_______。【答案】（1）D（2）（3）③（4）不需要满足砝码及其托盘质量远小于小车质量（使小车的合外力测量更准确等）【解析】【小问1详解】①调整定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行，故①正确；②平衡摩擦力的方法是小车不挂砝码盘，将打点计时器一端的木板垫高到适当角度，轻推小车使小车能匀速滑动，故②错误；③每次改变拉小车的拉力后不需要再次平衡摩擦力，故③错误；④实验中释放小车时，小车的位置应靠近打点计时器，故④正确⑤实验中应先接通电源待打点计时器稳定，后释放小车，故⑤错误。故选D。【小问2详解】根据逐差法求加速度代入数据可得【小问3详解】在其他条件不变的情况下，砝码和砝码盘的总重力提供小车的合力，设砝码盘的质量为m，根据牛顿第二定律可得得到，图像与加速度轴存在截距，所以选择③。【小问4详解】小车匀速运动时合外力为零，此时取下砝码与盘，比较取下前后的受力，小车其它受力不变，仅少了等于砝码与盘重力的拉力，即小车的合外力精确等于砝码与盘的重力，这样就不需要像前面实验方案中控制砝码及盘质量远小于小车质量，去保证小车的合外力更趋近于砝码与盘的重力。三、计算题：本大题共3小题，总分44分。13.如图所示，航母舰载机降落时需依靠飞行员手动操作钩住“拉阻索”使其速度从200km/h左右快速归零，其运动可看成水平减速直线运动。（1）某次降落时“歼-15”速度从216km/h减速至停止用时2s，则其减速的平均加速度大小为多少；（2）若某时刻一架质量约为的“歼-15”的瞬时加速度大小为，此时拉阻索水平且所成的夹角为60°如图所示，则此时这根拉阻索承受的张力为多大？（忽略飞机与甲板间的摩擦力等其他阻力）【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）初速度由运动学公式得解得（2）受力分析如图：两段拉阻索的张力相等，合力沿角平分线方向，以这个方向建立x轴牛顿第二定律则代入数据解得14.水平放置的圆柱体正上方有一点P，将一个小球从P点以沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出，其飞行一段时间后，恰由Q点沿切线飞过，测得圆心O与Q的连线与OP的夹角为θ，试求：（1）小球从P运动到Q的时间t；（2）小球的初始位置P点到圆柱体最高点的高度H。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设小球在Q点时的速度为，在Q点竖直方向的速度为，如图所示根据几何关系可得到Q点速度同水平方向夹角为，则可得小球做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，代入数据得（2）平抛运动，在水平方向匀速运动由几何关系竖直方向位移可得小球距圆柱体的高度联立可得15.某工厂打磨一批工件，为了检验这批工件的光滑程度，采用了如