2022_2023学年浙江省杭州地区（含周边）重点中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022~2023学年浙江省杭州地区（含周边）重点中学高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共13小题，共52.0分）
1. 下列单位不属于国际单位制中的导出单位是( )
A. 焦耳 B. 瓦特 C. 牛顿 D. 千米
2. 下列选项中物理量全是矢量的是
A. 速率 加速度 B. 向心力 速度变化量
C. 功率 重力势能 D. 周期 线速度
3. 年月，我国第一艘完全自主建造的大型航母福建舰正式下水，标志着我国从此进入大航母时代。福建舰之后将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是( )
A. 测试时福建舰全速航行时速可达节，节指的是平均速度
B. 福建舰在海面上大角度转弯以模拟规避空袭时可以看成质点
C. 福建舰在拖船的作用下加速移动，拖船对福建舰的作用力大小等于福建舰对拖船的作用力
D. 福建舰匀速转弯，其所受的合外力为
4. “判天地之美，析万物之理”，实验探究是物理学研究问题的重要方法，下列实验中，所采用的实验方法和其他选项不同的是( )
A. 显示桌面受力形变
B. 卡文迪许扭称实验
C. 探究影响向心力大小因素
D. 有机玻璃受力形变
5. 在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法正确的是( )
A. 年，普朗克创立了广义相对论
B. 伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
C. 研究自由落体运动中，伽利略通过直接测量速度得到自由落体运动的规律
D. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量
6. 民间手工艺品平衡蜻蜓广受大小朋友喜欢，它的奇妙之处在于放在任何一个部位都能保持静止。如图所示为平衡蜻蜓静止在指尖的图片，下列关于平衡蜻蜓的分析正确的是( )
A. 平衡蜻蜓只受重力和支持力两个力的作用
B. 平衡蜻蜓对手的压力是由于手形变而引起的
C. 手指对平衡蜻蜓的作用力一定竖直向上
D. 手指对平衡蜻蜓的支持力与平衡蜻蜓所受的重力是一对平衡力
7. 齿轮传动是现代各种设备中应用最广泛的一种机械传动方式。它具有传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长等优点。如图甲所示为某款机械手表内部的部分结构图，、、三个传动轮通过齿轮咬合，、与轴承咬合，、、、四个轮子，现将其简化成如图乙所示模型。、、、分别为、、、轮缘上的点，半径之比。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
8. 年月日，神舟十五号名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”，并在空间站留下了能够载入史册的太空合影。若中国空间站绕地球可视为做匀速圆周运动，如图所示。已知空间站运行周期为，轨道离地面的高度为，地球半径为，引力常量为，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是( )
A. 空间站的运行速度为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 空间站绕地球运动的向心加速度大于地面的重力加速度
D. 合影中左后排航天员能处于漂浮状态是因其受到的合力为零
9. 图甲为某水上乐园的滑道，我们将其简化为图乙。某次游玩时，游客从倾斜滑道顶端静止滑下，停在水平滑道的点。倾斜滑道与水平滑道材料相同且平滑连接。游客的质量为，倾斜滑道高度为、倾角为，游客与滑道间的动摩擦因数为，点到点的水平距离为，下列说法正确的是( )
A. 和一定，越大，越小
B. 和一定，越大，越大
C. 和一定，越小，越小
D. 的大小只与和有关，与、无关
10. 人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像图如图所示，则( )
A. 下蹲过程中最大加速度为
B. 人在下蹲过程中，力的示数先变大，后变小
C. 人在站起过程中，先失重后超重
D. 人在内完成了两次下蹲和两次站起动作
11. 如图所示，一塔式起重机正在工作，在某段时间内，吊车将质量为的重物从静止开始以恒定的加速度竖直下降，当下降高度为时，速度为，在这个过程中，下列说法正确的是( )
A. 重物重力势能增加了 B. 重物的机械能减少了
C. 起重机对物体做功为 D. 重物的合外力做功为
12. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体。从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动。下列判断正确的是( )
A. 蜡块做匀加速直线运动 B. 蜡块按轨迹运动
C. 经蜡块的速度为 D. 经蜡块的位移为
13. 如图为某城市广场喷泉喷出的水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了层楼的高度。靠近看，喷管的内径为。请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率约为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）
14. 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律，教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是( )
A. 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越大
B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力
C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大
D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出
15. 受自动雨伞开伞过程的启发，某同学设计了如图所示的弹射模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时静止在处。某时刻，滑块以初速度被向上弹出，滑到处与滑杆发生碰撞碰撞过程有部分机械能损失，并带动滑杆一起向上运动。若滑块的质量为，滑杆的质量，滑杆、间的距离，滑块运动过程中受到的摩擦力为，重力加速度为，不计空气阻力。下列判断正确的是
A. 无论滑块静止还是向上滑动，桌面对滑杆的支持力始终等于
B. 滑块沿滑杆向上滑动的过程中的加速度
C. 滑块碰撞前瞬间的动能
D. 滑杆能上升的最大高度为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
16. 某实验小组用甲、乙所示的装置做了“探究小车加速度与力、质量的关系”和“探究向心力表达式”两个实验。
两个实验都用到的研究方法是________。
A.等效替代法 控制变量法 理想模型法
甲实验中，不计绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是________。
A.实验前需进行阻力补偿
B.实验中，改变小车质量后再做该实验，需要重新补偿阻力
C.实验中必须用天平测出砂和砂桶的总质量
D.本实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
丙图是“探究向心力表达式”实验装置的俯视图，图中、槽分别与、轮同轴固定，且、轮半径相同。
Ⅰ当、两轮在皮带的传动下匀速转动时：两槽转动的角速度________。
Ⅱ现有两质量相同的钢球、分别放在、槽边缘，它们到各自转轴的距离之比为，则钢球、的向心力之比为________。
17. 验证“机械能守恒定律”的方案有很多种，让重物做自由落体运动来验证“机械能守恒定律”就是实验室常用的一种方案。
本实验中，除打点计时器含纸带、复写纸、重物、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________；选填器材前的字母
A.天平 刻度尺 直流电源
D.交流电源 秒表 弹簧测力计
不同组学生在实验操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是________；
A. B.
C. ．
用打点计时器打出一条纸带，截取其中一段如图甲所示，选取连续打出的点、、、、为计数点，各计数点间距离已在图上标出，单位为。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打点计时器打点时，重锤的速度大小为________结果保留位有效数字；
小华认为可通过测量重锤下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设点到测量点的距离为，为对应测量点的速度，他做出的关系图线如图所示，由图乙可得重物下落的加速度________结果保留位有效数字。
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
18. 如图所示，一小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。若小球质量，转动半径，小球线速度大小。
求细线上拉力的大小；
若小球转动的过程中，在桌面点再固定一图钉，间距离为，当细线碰到图钉的瞬间，求细线上拉力的大小；
若细线能承受的最大拉力为，要使细线碰到图钉瞬间恰好断裂，固定图钉的点位置应满足什么条件？
19. 水平桌面上固定一“型”游戏装置，其俯视图如图所示。装置由粗糙水平轨道、和光滑的半圆形轨道组成，、两处轨道平滑连接。在轨道左侧放置一弹射装置，某次游戏将小滑块从点弹出，其初速度为，若小滑块沿“型”装置运动到点视为游戏成功。已知小滑块质量，与轨道间的动摩擦因素，与轨道间的动摩擦因素为小滑块到端的距离，、轨道长均为。游戏过程中其他阻力不计，。提示：图像围成的面积等于力所做的功求：
弹簧的弹性势能；
小滑块到达点的速度和在轨道上的运动时间；
试通过计算说明本次游戏能否成功？
20. 如图所示，高为、厚度不计的挡板竖直放置在水平面上，挡板右边为倾角的斜面。可视为质点的小球从高为的桌面上水平飞出。桌面右端和挡板的水平距离为，重力加速度为，不计空气阻力和桌面的摩擦力。
若，，小球飞出后恰好击中挡板的中点，求小球飞出的初速度；
若，小球落到点恰好能沿斜面向下运动，求水平距离的大小；
若调整，使小球分别击中挡板端和端时动能相等，求的值。
21. 受电影情节图甲的启发，某同学设想了一款“人体大炮”的极限游戏，为了获得相关数据，他设计了如下实验，实验装置如图乙所示。水平传送带上表面和轨道端处于同一水平面。传送带在电动机的带动下，顺时针匀速转动，物块可视为质点质量为，从传送带左端静止释放，被加速后，经衔接轨道从点进入轨道Ⅰ或轨道Ⅱ，到点后到达平台。传送带长为，轨道端的高度差为，物块与传送带间的动摩擦因数为，其他阻力不计。若，，，，取重力加速度。
若物块能沿轨道Ⅰ到达点，求离开传送带运动的速度至少是多少？
若传送带运动的速度为，求物块在传送带上的运动时间。
若传送带运动的速度为，求物块在传送带上运动过程中传送带电动机多做的功。
若轨道Ⅱ由、螺旋圆形和三段轨道平滑连接而成，且最高点点与点等高。传递带运动的速度为，物块能否上升到点？请通过计算说明理由。
答案和解析
1.【答案】
【解析】焦耳、瓦特和牛顿都是国际单位制中的导出单位；千米不是国际单位制中的导出单位。
故选D。
2.【答案】
【解析】A.速率是只有大小没有方向的标量，加速度是既有大小又有方向的矢量，故A错误；
B.向心力、速度变化量都是既有大小又有方向的矢量，故B正确；
C.功率、重力势能都是只有大小没有方向的标量，故C错误；
D.周期是只有大小没有方向的标量，线速度是既有大小又有方向的矢量，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.测试时福建舰全速航行时速可达节，节指的是瞬时速度，故A错误；
B.福建舰在海面上大角度转弯以模拟规避空袭时不能忽略本身，所以不可以看成质点，故B错误；
C.拖船对福建舰的作用力和福建舰对拖船的作用力是一对相互作用力，所以一定等大，故C正确；
D.福建舰匀速转弯，是做曲线运动，其所受的合外力不为，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】显示桌面受力形变、卡文迪许扭称实验、有机玻璃受力形变都采用了微小形变放大法，探究影响向心力大小的因素采用了控制变量法。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.年，爱因斯坦创立了广义相对论，故A错误；
B.伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故B正确；
C.研究自由落体运动中，伽利略时代无法直接测定物体的瞬时速度，他通过数学运算得到结论：假设物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样只要测出物体通过不同位移所用的时间，从而检验假设的方法得到自由落体运动的规律，故C错误；
D.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】A. 平衡蜻蜓受重力、支持力、摩擦力三个力的作用，A错误；
B. 平衡蜻蜓对手的压力是由于平衡蜻蜓形变而引起的，B错误；
C. 手指对平衡蜻蜓的作用力与重力方向相反，为竖直向上，C正确；
D. 手指对平衡蜻蜓的支持力与平衡蜻蜓所受重力不在同一直线上，不是一对平衡力，D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】A.、属于同缘传动，边缘点的线速度相等，则，A错误；
B.、属于同轴传动，角速度相等，则，B错误；
C.由向心加速度公式，得，C错误；
D.根据匀速圆周运动的周期，可得，D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】A.空间站运行速度，A错误；
B.第一宇宙速度为环绕地球最大速度，对应半径为，对质量为的物体有，对于空间站，解之得第一宇宙速度，B正确；
C.空间站绕地球运动的向心加速度满足，因此空间站绕地球运动的向心加速度小于地面的重力加速度，C错误；
D.合影中左后排航天员能处于漂浮状态是因处于完全失重状态，合力不为零，D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】设倾斜轨道长为，游客在水平轨道上运动的距离为，则整个过程中根据动能定理，
即，即，即 的大小只与和 有关，与 、无关。
故选D。
10.【答案】
【解析】A.由图可知，传感器的最小压力约为，则根据牛顿第二定律得下蹲时的最大加速度为，故A正确；
B.人在下蹲过程中，先加速下降再减速下降，所以力的示数先变小，后变大，故B错误；
C.人在站起过程中，先加速起立再减速起立，所以先超重后失重，故C错误；
D.人在下蹲过程中，力的示数先变小，后变大，人在站起过程中，力的示数先变大，后变小，所以人在内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。
故选A。
11.【答案】
【解析】A.重物下降，重物重力做正功，重力势能减小，故A错误；
由牛顿第二定律可得，且，重物的合外力做功为，则重物的机械能减少量为，故B正确，D错误；
C.起重机对物体做功为，故C错误。
故选B。
12.【答案】
【解析】A.依题意，蜡块的两个分运动为轴正方向的匀加速直线运动，轴正方向的匀速直线运动，初速度方向沿轴正方向，加速度沿轴正方向，即二者不共线，所以蜡块做匀变速曲线运动，故A错误；
B.根据曲线运动的受力特点可知，轨迹向着加速度一侧弯曲，根据上面选项分析可知，蜡块加速度沿轴正方向，所以蜡块不按轨迹运动，故B错误；
C.经蜡块沿轴方向的速度为，根据合速度与分速度关系，可得，故C错误；
D.经蜡块两个分位移大小为，则蜡块的位移为，故D正确。
故选D。
13.【答案】
【解析】管口的圆形内径约有，则半径，根据实际情况，每层楼高，所以喷水的高度，
由 ，解得水离开管口的速度为，设给喷管喷水的电动机输出功率为，
在接近管口很短一段时间 内水柱的质量为，根据动能定理可得，解得，
代入数据解得。
故选B。
14.【答案】
【解析】A.图甲旋转木马工作时，由 可知越靠外侧的木马线速度越大，故A正确；
B.图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力与重力的合力提供向心力，故B错误；
C.图丙空中飞椅游戏中，由 可知外排飞椅向心加速度更大，故C正确；
D.图丁脱水机工作时，衣服中的水在转动时，合力小于所需要的向心力时做离心运动，水被甩出，并不是受离心力，故D错误。
故选AC。
15.【答案】
【解析】A.滑块向上滑动时，整体加速度方向向下，处于失重状态，桌面对滑杆的支持力小于 ，故A错误；
B.根据牛顿第二定律，滑块沿滑杆向上滑动的过程中的加速度，故B正确；
C.根据动能定理 ，得，故C正确；
D.若碰撞过程没有机械能损失，根据能量守恒，得滑杆能上升的最大高度为，因为有机械能损失，所以滑杆能上升的最大高度小于，故D错误。
故选BC。
16.【答案】；
；
；
【解析】在研究向心力的大小与质量的关系时，控制角速度和半径不变，在研究向心力的大小与角速度的关系时，控制质量和半径不变，在研究向心力的大小与和半径之间的关系时，控制角速度和质量不变，主要用到了物理学中的控制变量法。在探究“探究加速度与力、质量的关系“时，探究加速度与力关系时，保证质量不变；探究加速度与质量关系时，保证外力不变，所以实验方法为控制变量法。故选B。
为消除摩擦力对实验的影响，实验数据测量前需要对小车进行阻力补偿，故A正确；
B.实验前补偿阻力后，在实验过程中若改变小车质量，不需要重新补偿阻力，故B错误；
对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故C错误，D正确。
故选AD。
Ⅰ因为该模型为皮带传动模型，则两槽的线速度大小相等，根据，、轮半径相同，所以两槽转动的角速度；
Ⅱ现有两质量相同的钢球，球放在槽的边缘，球放在槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比，受到的向心力之比为。
17.【答案】；
；
；

【解析】实验需要测量纸带上计数点间的距离，需要刻度尺；打点计时器需要连接交流电源。
故选BD。
打点计时器应接交流电源，操作时应由应由静止释放纸带，为减小纸带和打点计时器之间的摩擦，应使纸带竖直。
故选B。
中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，故。
设打下点时的速度为，根据运动学知识，得，
结合图像斜率，有，可得重物下落的加速度。
18.【答案】解：由，代入数据解得；
点固定图钉，圆周半径变为，则有，
解得；
根据，
解得，
所以固定图钉的点位置距离点，即要使细线碰到图钉瞬间恰好断裂，的间距应等于。

【解析】见答案
19.【答案】解：由功能关系有；
到做匀减速运动，加速度，
由，
解得，
又，
解得；
小滑块在轨道的摩擦力，
若小滑块恰好停在点，小滑块克服轨道摩擦力做功，
解得，
设小滑块从到静止在上克服摩擦力做功为，由动能定理得，
则，故游戏不能成功。

【解析】见答案
20.【答案】解：恰好击中挡板的中点，小球下落，
则，
解得小球下落时间，
由，
解得小球飞出的初速度；
若小球落在点，则，
解得，
小球落到点恰好能沿斜面向下运动，则，
解得，
则水平距离的大小；
小球击中端，由 ， ，解得，
则在端时的动能，
小球击中端，由 ， ，解得，
则在端时的动能，
由 ，解得。

【解析】见答案
21.【答案】解：当物块离开传送带的速度最小时物块恰好能到达点，
设物块离开传送带的最小速度为，则，
解得；
物块从左端开始加速，加速度，
加速到和传送带共速时，
解得加速时间，
物块匀加速阶段位移，
匀速运动位移，
由，
得匀速运动时间，
则总时间；
传送带速度还是，物块在传送带上发生相对运动的时间为，
在这段时间内传送带的位移，
则传送带克服摩擦力做功，故电机多做的功为；
物块恰好到点，有 ，
设物块在传送带上全程加速到达端时的速度为，则，
解得且，
物块只要能绕过点就可以到达点；由于与等高，则在点的速度，
设物块恰好可以过点时螺旋圆形的半径为，
则物块绕过点时有，，得，
当圆形轨道半径 时，物块能到达点；当圆形轨道半径 时，物体不能到达点。

【解析】见答案
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