湖北省荆州市重点高中2023-2024学年高一上学期12月学生素养测试物理试题（含答案）

荆州市省市重点高中2023级高一学生素养测试
物理试题
本试卷共6页，15题，满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证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。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
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，每小题4分。第8~10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.物理学中经常看到形如的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关；另一种情形是x虽然可由y、z计算，但与y、z无关。下列四个公式中，属于前一种情形的是（ ）
A.电流 B.电阻 C.比热容 D.密度
2.在凸透镜主轴上的一物点P，物距大于焦距，如果沿直径对称切除透镜很小一部分，如图所示，再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢，则成像情况与原来相比（ ）
A.相同
B.成两个像，上半截透镜A成像点上移，下半截透镜B成像点下移
C.成两个像，上半截透镜A成像点下移，下半截透镜B成像点上移
D.不能成像
3.一根两端开口的粗细均匀的U形细玻璃管注入一定量的水银，液面相平。再从其右端注入高度为的某种液柱，该液体与水银不相溶，结果使右端管内水银面下降了。如果水银密度为，则该液体密度为（ ）
A. B. C. D.
4.如图所示电路中，电阻，。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（ ）
A. B. C. D.
5.如图所示，将木块和合金块用细绳相连放入水中时，木块有八分之三的体积露出；剪断细绳后，合金块沉底，受到容器底对它的支持力为，木块有一半体积露出水面。若木块和合金块的体积比为，则下列说法不正确的是（ ）
A.木块的重力为
B.细绳剪断后，两物体受到的浮力相差
C.合金块受到的浮力为
D.合金块的密度为
6.如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为，电流表量程为“”，电压表量程为“”，闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中错误的是（ ）
甲 乙 丙
A.小灯泡的额定功率为
B.滑动变阻器R的最大阻值为
C.若将电压表量程换为，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为
D.若将电压表量程换为，电路的总功率范围为
7.如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A.三个物块由于惯性，将一起保持静止不动
B.物块a将相对于容器向左运动，直至与容器左侧壁触碰
C.物块c将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压
D.物块b将保持静止，相对容器向左做匀加速直线运动
8.甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，时刻甲车开始刹车，甲车的速度随时间变化的图像如图甲所示，以时刻甲车所在位置为坐标原点O，以甲车速度方向为正方向建立x轴，乙车的位置坐标随时间变化的图像如图乙所示，图像为顶点在处的抛物线。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.甲车做匀变速直线运动的加速度大小为
B.乙车做匀变速直线运动的加速度大小为
C.时甲车已经追上并超过了乙车
D.甲、乙两车会相遇两次，且第二次相遇的时刻为
9.如图甲所示A、B两个物体叠放在水平面上，质量分别为、。B的上、下表面均水平且B足够长，物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从时刻起，用一水平向右的力（k为常数）作用在物体B上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，k、、已知，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.A、B之间的动摩擦因数
B.时间内，B处于静止状态，且时刻B与地面之间的静摩擦力达到最大
C.时间内，B相对地面滑动，且A、B之间的摩擦力逐渐增大到
D.B与水平面间的动摩擦因数
10.a、b、c、d是一个质点做匀变速直线运动依次经过的四点，质点经过ab、bc、cd三段的时间之比为，已知ab段和cd段的长度均为L，质点经过b点时的速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A.bc段的长度为 B.质点从a运动到d的时间为
C.质点的加速度大小为 D.质点在c点的速率为
二、实验题（本题共2小题，共15分，第11题8分，每小问1分；第12题7分，第①问1分，其余每空2分）
11.电学实验课上，老师提供了“”字样的滑动变阻器、定值电阻（、、、）、标有“”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
甲 乙 丙
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确；___________________
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于____________；
③电路中接入定值电阻，闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为____________；
④用电阻替换电阻后，滑片应该向_______________调节。
（2）小鹏想测量标有“”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“”的滑动变阻器和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验：
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、；
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、，断开开关，再将的滑片移至最左端，电流表的示数为；
③将的滑片移至最右端。断开开关，闭合开关、，向左移动_____________的滑片，直至电流表的示数为；
④______________，断开开关，闭合开关、，电流表的示数恰好为；
⑤小灯泡的额定功率____________。
12.物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定重力加速度。实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。
甲 乙
①若已知小球直径为d，小球经过光电门的时间为，则可计算出小球经过光电门的速度___________。
②改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式___________。
③根据实验数据作出图象如图乙所示，根据图象得出：小球经过光电门2的速度为v为________，重力加速度g大小为____________。
三、计算题（本题共3小题，第13题14分，第14题11分，第15题20分，共45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分）
13.北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以的速度行驶到达B地，消耗氢燃料，所产生电能的用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为。已知每加注氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程）
（1）求此过程中产生的电能？
（2）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取。已知每加注汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？
②请判断乙车能否到达B地？
（3）如果动力系统改用汽油机，在某次油品调价中，90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少？
14.图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表内阻，所有最后结果均保留1位小数）：
甲 乙 丙
（1）将三个这样的灯泡如图乙所示接入电路中，电流表的示数为，求电源电压。
（2）如图丙所示，将两个这样的灯泡并联后再与的电阻串联，接在电压的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率。
（3）若把三个这样的灯泡串联后再与的电阻串联，接在电压的电源上，求每个灯泡的电阻。
15.如图所示，物块A、B之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，竖直放置于水平地面上，且，。轻绳的一端与A连接并绕过其正上方的光滑定滑轮P及与P等高的光滑定滑轮Q，另一端可挂到放在斜面上的物块C上。轻绳挂上C之后，将把A往上拉升直至新的平衡位置。已知B未离开地面，段轻绳与斜面平行，固定的斜面倾角为，C与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，C与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求所挂C的质量的最大值；
（2）若轻绳挂上质量为M的C后，C恰好不会向上滑动，求因轻绳挂上C而使A上升的高度；
（3）若轻绳挂上质量为M的C后，C恰好不会向上滑动，再将C沿斜面向上移动一段距离，C恰好不会向下滑动，求这段距离。
荆州市省市重点高中2023级高一学生素养测试
物理试题参考答案
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，每小题4分。第8~10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.A 2.C 3.D 4.B 5.D 6.D 7.B 8.BCD 9.AB 10.AC
二、实验题（本题共2小题，共15分，第11题8分，每小问1分；第12题7分，第①问1分，其余每空2分）
11.（1）① ；
甲
②1.5； ③0.4或0.40均可； ④左；
（2）① ③；
丙
④保持滑片位置不变； ⑤1.75。
12.① ② ③
三、计算题（本题共3小题，第13题14分，第14题11分，第15题20分，共45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分）
13.解：（1）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为
（1分）
汽车牵引力做的功为
（2分）
此过程中产生的电能为
（2分）
（2）①由每加注氢燃料所需的费用为30元可知，消耗氢燃料的费用为
元 （1分）
由每加注汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油为
（1分）
乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为
（1分）
②燃烧汽油时汽车获得的机械能为
（1分）
汽车行驶的距离为
因此乙车不能到达B地（2分）
（3）90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元，
则每吨汽油的体积 （1分）
则汽油的密度
（2分）
14.（1） （2）， （3）（均给分）
解：（1）电流表的示数为时，流过两并联灯泡的电流为，
由图甲知对应的电压，，故电源电压：
（均给分） （2分）
（2）图丙中设每盏灯两端电压为U，流过每盏灯的电流为I，
则满足：
代入数据得关系： （2分）
在甲图中做出对应的图线如图所示，得交点
， （2分）
所以通过电流表的电流： （2分）
每个灯泡的实际功率： （1分）
（3）设每盏灯两端电压为U，流过每盏灯的电流为I，
则满足：
代入数据得关系： （2分）
在甲图中做出对应的图线如图所示，得交点
， （1分）
每个灯泡的电阻：
（均给分） （1分）
15.解：（1）C在细绳拉力下处于平衡状态，其受力情况如图所示：
当C的质量到达最大值时，有， （2分）
将A、B作为一个整体，此时地面支持力为零，细绳拉力 （2分）
解得 ； （1分）
（2）细绳连接C之前，弹簧处于压缩状态，形变量为，
则， （1分）
当细绳挂上C之后，A位置上升处于新的平衡状态时，
对于C有， （2分）
对于A，若，则弹簧处于拉伸状态，形变量为，
则 ，
A的上升高度 ， （2分）
解得 ， （1分）
若，则弹簧仍处于压缩状态，形变量为，
则，
A的上升高度 ， （2分）
解得 ， （1分）
（说明：不用讨论也可以直接得到A上升的高度）
（3）由题意可知C移动前后，细绳拉力的变化 （2分）
即弹簧弹力的变化 （2分）
所以C移动的距离 。 （2分）