长沙市南雅中学2022-2023学年高一上学期入学考试物理试题（答案解析）

物理测试 考生注意：本试卷共4 道大题，17 道小题，满分100 分，时量75 分钟。 一、单选题（每小题3 分，共18 分） 1、把一块−5℃的冰投入0℃的水中（周围气温为0℃），过了一段时间，下面说法正确的 是（ ） A．有些冰融化成水使水增多 B．有些水凝固成冰使冰增多 C．冰和水的数量都没有变化 D．以上三种情况都有可能发生 【答案】B 【解析】把一块−5℃的冰投入0℃的水里，冰的温度低于水的温度，要吸收热量；水因放 出热量而发生凝固；冰吸收热量，温度有可能到达0℃，与水的温度相同，但不会再吸收 热量，不会发生熔化；故冰量会变大。 故选：B。 2、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加 B．在汽油机的压缩冲缩中，内能转化为机械能 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 【答案】A 【解析】 A、把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块从冰箱中吸收热量， 内能一定增加，故A 正确； B、汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故B 错误； C、锯条锯木板，锯条克服摩擦做功，内能增加，温度升高，故C 错误。 D、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高，热量是一个过程量，不能说 汤含有的热量较多，故D 错误； 3、如图1 所示，虚线框内为一透镜，MN 为透镜的主光轴，O 是透镜光心，a（双箭头） 和（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a 通过透镜之后与MN 交于P 点，光线b 通过透镜之后与MN 交于Q 点。由图可知，下列说法中正确的是（ ） A．透镜是凸透镜，距离OP 小于焦距 B．诱镜是凹透镜，距离OQ 小于焦距 C．透镜是凸透镜，距离OP 大于焦距 D．透镜是凹透镜，距离OQ 大于焦距 图1 图2 图3 【答案】A 【解析】根据光线经透镜后会聚的特点，可判定此透镜为凸透镜，再根据平行主光轴的光 线经凸透镜后会聚焦点，可知P 点在焦点的左侧，然后即可判定OP 和焦距的关系。 由图中可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。经透镜的作用后光 线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜； 因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而a 光线如果不发生折射，将射向OP 的 外侧，又因为a 不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所 以此时OP 小于焦距； 平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而b 光线如果不发生折射，将会偏离主光轴 射出，又因为b 不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的右侧，所 以此时OQ 大于焦距。 故选：A。 4、如图2 所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α 角的细绳拴接一小 球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是（ ） A．细绳一定对小球有拉力的作用 B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用 C．细绳对小球可能有拉力，可能没有拉力 D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力 【答案】B 【解析】当小车处于匀速直线运动状态时，小球受重力和弹簧弹力平衡，竖直方向上的合 力为零，绳子拉力为零。 如果小球受到弹簧弹力和绳子拉力作用，则弹簧弹力方向向上，绳子拉力会在水平方 向有分力，使得小球的加速度不为零； 所以小车处于匀速直线运动时，弹簧的弹力F 等于重力，即F=mg，绳子拉力为零， 故B 正确、ACD 错误。 故选：B。 5、如图3 所示，与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以某一初速度滑上传送带。若传 送带静止时，物块离开传送带后落在地上P 点，若传送带顺时针匀速转动时，则物块将落 在（ ） A．P 点 B．P 点或P 点左侧 C．P 点右侧 D．P 点或P 点右侧 【答案】D 【解析】当传送带顺时针转动时，通过滑块滑上传送带的速度与传送带速度的大小关系分 析判断。 若传送带静止时，物块在传送带上运动会受到向左的摩擦力，使得物块的速度逐渐减 小，此时物块离开传送带后落在地上P 点； 设物块滑上传送带时速度为 ，传送带的速度为 ，若传送带顺时针匀速转动时， ①当 时，物块受到向左的摩擦力，物块滑上传送带可能一直做减速运动，其运动情 况与传送带静止时相同，当滑到传送带右端时，其速度与传送带静止时相同，则物块仍落 在P 点； ②当 时，物块滑上传送带时两者相对静止，一起做匀速运动，物块滑到传送带右端 时，其速度大于传送带静止时的速度，则物块落在P 点右侧。 ③当 时，物块受到向右的摩擦力，物块滑上传送带可能一直做加速运动，也可能先 做加速运动，后与传送带一起匀速运动，滑到传送带右端时，其速度大于传送带静止时的 速度，则物块落在P 点右侧。 综上所述，传送带顺时针转动时，物块落在P 点或P 点的右侧。 故选：D。 6、如图4 所示，是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电 源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R 最大阻值未知，实验中只能 闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ） A．只有① B．只有② C．只有②③ D．只有②③④ 【答案】D 【详解】①S 接1 和2 时电流方向改变，电压表会出现反偏，故①不可行； ②闭合S1，两电阻串联，测出Rx电压，再闭合S2，测出电源电压，可计算出R0电压，根 据 计算出电流，根据 计算Rx电阻，故②可行； ③闭合S1，两电阻串联，测出电流，根据U=IR 可推导出总电压，再闭合S2，R0短路，测 出电流，根据U=IR 可推导出总电压，两次总电压相同，解方程可得Rx电阻，故③可行； ④闭合S1，S 接1，Rx和R 串联，将R 阻值调到0，测得电流，S 接2，R0和R 串联，将R 阻值调到0，测得电流，两次电源电压相等，可解得Rx 电阻，故④可行。 故选D。 二、多选题（每小题4 分，若只选一个答案且正确可得2 分，错选或不选均不得分。共16 分） 7、如图5 所示，将系在细线下的小球拉至A 点释放，小球将在A、C 两点之间往复摆动， 下列分析中正确的是（ ） A．小球摆至B 位置时，如果细线突然断裂，则小球将竖直下落 B．小球摆至B 位置时，若一切外力消失，则小球将做匀速圆周运动 C．小球摆至C 位置时，若细线突然断裂，则小球将沿竖直下落 D．小球摆至C 位置时，若一切外力消失，小球将静止在C 位置 图5 图6 【答案】CD 【解析】小球从A 到B 处于运动状态，速度增大，当摆至B 位置时，速度最大， A、如果细线突然断裂，小球由于惯性会保持原来的运动状态，将沿水平方向向右运动； 同时受到重力，所以将向右下方运动。故A 错误； B、若一切外力消失，小球由于惯性会保持原来的运动状态，将沿水平方向向右运动。故B 错误； C、小球从B 到C 处于运动状态，速度减小，当摆至C 位置时，速度为0，若细线突然断 裂，则小球只受到重力作用，将竖直向下自由下落，故C 正确； D、若一切外力消失，小球将静止在C 位置。故D 正确。 8、如图6 甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0 时刻，将一重为G=50N 的金 属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又 被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感 器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）A．t2时刻小球的动能最大 B．t3时刻小球处于平衡状态 C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减小 D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能 【答案】CD 【解析】 A、由图像可知，t2时刻弹力最大，此时小球压缩弹簧到最低点，此时小球的速度减小为 0，动能最小，故A 错误； B、t3时刻小球的弹力为0，也具有一定的速度，即将离开弹簧，受到重力的作用，处于非 平衡状态，故B 错误。 C、t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度 最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述，t2 到t3时间内，小球的动能先增加后减少，故C 正确； D、t2～t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程中小球和 弹簧组成的整体机械能守恒，所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势 能，故D 正确。 9．如图7 所示的电路中，电源电压恒定，R1 为滑动变阻器，R2、R3 均为定值电阻，且 R2=2R3。下列说法正确的是（ ） A．闭合开关S1，变阻器滑片向右滑动过程中，电压表V 与电流表A 的示数之比不变，两 表示数乘积变大 B．保持变阻器滑片不动，先闭合开关S1、S3，再闭合S2，电压表V 与电流表A1的示数之 比不变，电压表V 与电流表A 的示数乘积变大 C．开关都闭合，变阻器滑片向右滑动过程中，三个电流表示数均变大，电路总功率变大 D．若将电流表A1、A2换成电压表V1、V2，开关都闭合，无论滑片如何移动，电压表V 与 电压表V2示数之比保持1：3，电压表V1示数变化量△U1与电流表A 示数变化量△I 的比值 不变 图7 【答案】AD 【详解】A．闭合开关S1，R1、R2、R3串联，电流表A 测串联电路的电流，电压表V 测R3 两端的电压，滑动变阻器滑片向右移动，R1减小，串联电路的总电阻减小，电流表A 示数 变大；电压表V 与电流表A 的示数之比为R3的电阻，R3是定值电阻，阻值不变；通过R3 的电流变大，所以定值电阻R3两端的电压变大，所以两表示数乘积变大。故A 正确； B．保持变阻器滑片不动，先闭合开关S1、S3，只有R3接入电路，电流表A 与A1测得的电 流相等，电压表V 测R3两端的电压等于电源电源。再闭合S2，三个电阻并联，电压表V 始 终测电源电压，A1测R2、R3得总电流，这次A1测得的电流比只接入R3时，A1测得的电流 大，所以根据欧姆定律可得 R= 电源不变，电流变大，则电阻变小，所以电压表V 与电流表A1的示数之比变小；电流表A 在干路中，测三个支路的总电流，电流表A 变大，电压表V 不变，所以电压表V 与电流表 A 的示数乘积变大。故B 错误； C．开关都闭合，三个电阻并联，电流表A 在干路中，滑动变阻器向右移动电阻变小，整 个电路电阻变小，电源电压不变，所以电流表A 示数变大；R2、R3是定值电阻，电流表A1 测通过R2、R3的两支路电流之和，所以滑动变阻器向右移动与R2、R3两支路电流没有关系， 所以电流表A1示数不变；电流表A2测滑动变阻器和R2两支路的电流之和，通过R2的电流 不变，而滑动变阻器电阻变小，通过的电流变大，所以两支路电流变大，即电流表A2示数 变大；电路总电流变大，电源电压不变，根据P=UI，所以电路总功率变大。故C 错误； D．将A1、A2换成V1和V2，开关都闭合，R1、R2、R3串联，A 测串联电路的电流，V1测 R1、R2两端的电压，V2测R2、R3两端的电压，V 测R3两端的电压，电压表V 与电流表V2 的示数之比为 = = = 电压表V1的示数为 =U1+U2=U U3 则 - =- 所以 为正值，则 故D 正确。 故选AD。 10、在如图8 甲所示装置中，物体甲重100N，滑轮重40N，物体乙是边长为0.2m 的实心 正方体。轻质杆AB 可以绕O 点转动，且OA：OB=3：5。当轻质杆AB 在水平位置时，整 个装置处于平衡状态，此时地面对人的支持力为500N，地面对物体乙的支持力为240N。 若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻质杆AB 在 水平位置时，整个装置仍处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为610N。已知人站立在水 平地面上时，脚底与地面的总接触面积为0.05m2，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是 （ ） 图8 A．人重为500N B．丙物体重为355N C．甲图中乙物体对地面的压强为15250Pa D．乙图中人对地面的压强为4900Pa 【答案】BD 【详解】a 图中杠杆平衡时，根据杠杆平衡条件可知，A 端的拉力为 甲 乙 物体乙受到杠杆的拉力处于静止状态，所以物体乙的重力为 则乙物体对地面的压强为 人处于静止状态，地面对人的支持力为500N，则人的重力为 加入弹簧后，物体乙受弹力F2，拉力 和重力G 乙作用处于静止状态，则拉力 大小为 根据杠杆平衡条件可知，此时B 端的拉力为 物体丙替代物体甲后，杠杆B 端受力为 则物体丙的重力为 此时人处于静止状态，此时人对地面的压力为 则人对地面的压强为 故选BD。 三、填空题（每空3 分，共30 分） 11、如图9 甲所示，完全相同的A、B 两物块叠放在水平桌面上，用F1=20N 的水平力作用 在B 物块上，AB 一起做匀速直线运动，此时B 物块所受的摩擦力为________N；若将F1 换为大小为50N 的水平力F 按如图乙所示作用在A 物块上，它们仍能一起向前运动，此时 B 物块所受的摩擦力为________N。 图9 【答案】20N 0N 【解析】 （1）甲图中推力在B 上，以AB 为研究对象，AB 做匀速直线运动，所以其受到的推力F1 与摩擦力平衡，以B 为研究对象，相对于A 处于静止状态，所以其受到的推力F1与摩擦力 平衡，B 物块所受的摩擦力为20N； （2）若将它们叠放在水平地面上，用F2=50N 的水平力按如图乙所示作用在A 物块上，它 们一起做匀速直线运动，则B 受到的合力为0，B 与A 之间没有发生相对滑动的趋势，所 以B 与A 之间没有摩擦力，即摩擦力为0N。 12、蹦极运动简化后与下列情景相似：如图10 甲所示，不计空气阻力，弹性细绳的一端固 定在O 点，另一端系着一个小球，小球从O 点释放后上下往复运动。已知小球速度v 与下 落高度h 的关系如图乙所示，细绳拉力F 与下落高度h 的关系如图丙所示。请根据图象解 答下列问题。（g 取10N/kg） （1）弹性细绳原长为________m； （2）小球的质量为________kg； （3）已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹 性细绳的最大弹性势能为________J。 20 10 图10 【答案】1.2m 0.6kg 14.4J 【解析】 （1）由图丙可知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m； （2）由图乙可知，速度最大时，高度为1.5m；因为小球在下落的过程中先做加速运动， 当拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大，然后做减速运动；故当下落高度为1.5m 时， 速度最大，拉力等于重力；由图丙可知h=1.5m 时，F=G=6N ，小球的质量 . （3）小球在下落过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，重力势能转化为动能和弹性势 能，当动能是零时，弹性势能最大，这时速度是零，从图乙可以看到，下落的高度是 h=2.4m，重力做的功大小等于弹性势能的大小；从图丙可以看到，当下落高度是1.5m 时， 拉力大小等于重力大小，则G=F=6N 那么最大弹性势能为W 弹=Gh=6N×2.4m=14.4J 弹性细绳的最大弹性势能为14.4J； 13、如图11 甲所示的电路中，电源电压不变，灯泡RL的阻值小于变阻器R2的最大阻值， 且R1的阻值是灯泡电阻RL的两倍，灯泡电阻不随温度发生变化。现只闭合S2，滑动变阻 器滑片P 从a 端滑到b 端的过程中，变阻器R2的电功率与它两端电压的关系图线如图乙所 示，滑动变阻器滑片到达b 端时，R2 的功率为此时电路总功率的60%，则此时RL： R2=________；若同时闭合S1、S2、S3，电路消耗的最小总功率为________W。 【答案】 2：3 28 【分析】（1）只闭合S2，灯泡与滑动变阻器串联，由串联电路特点和P=I2R 表示出滑片到 达b 端时R2的功率和电路总功率，根据两电路关系列式计算RL和R2的电阻关系； （2）由图象知，滑片P 从a 端滑到b 端的过程中R2的最大功率为6W，由串联电路特点和 欧姆定律表示出电路中电流，由P=I2R 表示出R2的电功率；三个开关都闭合时，R1、R2并 联，当P 在b 端时电路消耗的功率最小，由R1、R2与RL的关系和P=I2R 计算出电路消耗的 最小总功率． 【详解】（1）由图甲知，只闭合S2时，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片到达b 端时，变阻器连入阻值为其最大值，且R2的功率为此时电路总功率的60%，即： P2=60%P，由串联电路的电流特点，根据P=I2R 得到：I2R2=60%×I2（RL+R2），即： R2=60%×（RL+R2），所以：2R2=3RL，即：RL：R2=2：3； （2）由图象知，滑片P 从a 端滑到b 端的过程中R2的最大功率为6W，由串联电路特点和 欧姆定律可得，电路中电流 ，由P=I2R 可得，R2的电功率： ，当R2=RL时，P2有最大值，由图象知，其最大值为 6W， ，即有： ，由图甲知，当同时闭合S1、S2、S3时， R1、R2并联，当滑片在b 时，变阻器连入阻值最大，电路的总电阻最大，电源电压一定， 由 可知此时电路消耗总功率最小，因为，R1=2RL，R2= RL，所以 ． 14、如图12 所示将一由A 和B 构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容 器．A、B 的横截面积分别为SA和SB，且SA=4SB=80cm2．（容器壁的厚度忽略不计）将容 器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，未倒入水时电子秤的 读数为零。往容器内缓慢倒入体积为480cm3的水后，水进入了容器中B 部分，且在B 内的 高度为2cm。 （1）容器中水的质量为________kg； （2）此时水对容器底的压强P1为________Ра； （3）接下来将一小合金块浸没在容器中最后沉底，B 内水面上升了1cm，电子秤的读数增 加了200g，则合金块的密度为________g/cm3． 6 图11 图12 【答案】（1）0.48kg （2）750 Pa （3）7 g/cm3 【详解】 解：（1）由ρ=m/V 可得，容器中水的质量： m 水=ρ 水V 水=1.0g/cm3×480cm3=480g=0.48kg； （2）B 内水的体积： VB=SBhB=20cm2×2cm=40cm3， A 内水的体积： V A=V 水-VB=480cm3-40cm3=440cm3， A 内水的深度： ， 则容器内水的深度： h 水=hA+hB=5.5cm+2cm=7.5cm=0.75m， 此时水对容器底的压强： p1=ρ 水gh 水=1.0×103kg/m3