2022-2023学年浙江省重点中学高一（下）期中阶段性质量检测物理试卷（含解析）

2022-2023学年浙江省重点中学高一（下）期中阶段性质量检测物理试卷
一、单选题（本大题共13小题，共39.0分）
1. 以下物理量为标量，且给出的单位属于国际单位制的是( )
A. 周期 B. 角速度 C. 速率 D. 力
2. 科学的发展既需要前人的积累，又需要后来人遵循系统方法的创新。下列对于物理方法和物理学史叙述正确的是( )
A. 在研究观察物体微小形变的时候，用到了微元法
B. 在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了控制变量法
C. 伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律
D. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
3. 年月日时分我国长征五号遥四运载火箭将“梦天实验舱”成功发射，月日时分“梦天实验舱”与“天和核心舱”前端口对接，它的加入标志着中国空间站三舱“”字的基本构型完成，如图所示。下列说法正确的是( )
A. “时分”指的是时间间隔
B. 研究“梦天实验舱”与“天和核心舱”对接时，可将“梦天实验舱”视为质点
C. 对接后，以“天和核心舱”为参考系，“梦天实验舱”是运动的
D. 空间站绕地球一周，平均速度为零
4. 如图所示，某探险者在野外攀岩。在攀岩时踩落一小石块，约后听到石块直接落到崖底的声音。则探险者离崖底的高度最接近的是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的、两点做圆周运动，此时点的角速度为，，则( )
A. 点的速度方向垂直于液压杆 B. 点的角速度为
C. 两点的线速度大小关系为 D. 点的向心加速度大小为
6. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞
A. 下落的时间越短 B. 下落的时间越长 C. 落地时速度越小 D. 落地时速度越大
7. 肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 马步是练习武术最基本的桩步。马步桩须双脚分开略宽于肩，采取半蹲姿态，因姿势有如骑马一般，而且如桩柱般稳固，因而得名。如图所示，某人站在水平地面上保持马步姿势不动，则下列说法正确的是( )
A. 人受到个力的作用 B. 人对地面的压力就是重力
C. 地面对人的支持力是由地面的形变产生的 D. 地面对人有水平向后的摩擦力
9. 体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠身体无摆动如图所示，稍作停顿。下列说法正确的是( )
A. 在上升过程中单杠对人体的作用力大于人对单杠的作用力
B. 在上升过程中人始终处于超重状态
C. 初始悬垂时若增大两手间的距离，单臂的拉力均变大
D. 初始悬垂时若增大两手间的距离，两臂拉力的合力变大
10. 如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为。忽略空气阻力，小孩和杆从图示位置静止竖直下落，从弹簧接触地面到小孩运动到最低点的过程中，对小孩和杆组成的系统，下列说法正确的是( )
A. 速度不断减小
B. 加速度先变小再变大
C. 先是加速度增大的加速运动，后是加速度减小的减速运动
D. 到最低点时，小孩和杆处于平衡状态
11. 如图所示，水平横杆上套有圆环，圆环通过绕过固定在横杆下的光滑定滑轮的轻绳与重物相连，轻绳通过光滑动滑轮挂着物体，整个装置在某一位置达到平衡。现将圆环缓慢向左移动一小段距离后，系统仍保持静止，下列说法中正确的是( )
A. 轻绳上的拉力变小 B. 物块的高度上升
C. 物块的高度上升 D. 横杆对圆环的摩擦力变小
12. 如图所示，质量为的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为：( )
A. B. C. D.
13. 研究物体做直线运动图像可以灵活选取纵横轴所表示的物理量，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，物体在这段时间内的位移等于
B. 乙图中，物体的加速度为
C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的位移大小
D. 丁图中，时物体的速度为
二、多选题（本大题共2小题，共6.0分）
14. 如图所示，传送带的水平部分长为，传动速率为，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
A. B. C. D.
15. 有关下列圆周运动，说法正确的是( )

A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对车轮会有挤压作用
B. 如图乙，滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果，衣物运动到最低点点时脱水效果更好
C. 如图丙，小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，周期相同
D. 如图丁，杂技演员驾驶摩托车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动，轨迹离地面的高度升高，摩托车的线速度将不变
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
16. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

下列实验条件必须满足的有_________
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定轴时____选填“需要”或“不需要”轴与重锤线平行。
为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是________
A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
某同学通过实验后在白纸上记录了部分拋物线轨迹，轴沿水平方向，如图所示。由图中数据可求出平拋物体的初速度大小为_______。取，结果保留两位有效数字
17. 小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是：，：和：如题图乙所示。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的处和长槽的或处，、分别到左右塔轮中心的距离相等，到左塔轮中心的距离是到左塔轮中心距离的倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与________的关系；
A.质量 B.角速度 C.半径
若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为________；
在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为________。
四、计算题（本大题共4小题，共41.0分）
18. 如图，用一根轻质细绳将一幅重力为的画框对称悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为。已知绳能承受的最大拉力为。
若绳子夹角，求绳子上拉力的大小？
要使绳不会被拉断，绳子最短要多长？
19. 在某游乐园，小孩沿滑梯下滑的情形如图如示。图是该滑梯的示意图：滑梯由倾斜的平面轨道其中线为及两侧的竖直档板、组成，中线的长度。质量为的小孩下滑时可视为质点从点由静止开始沿中线匀加速下滑，内的位移为，为安全考虑，当滑至中途某处时，他立即用手握紧两侧的竖直挡板、，从而匀减速下滑，又经后到达端，速度传感器测得小孩从点滑至点的图像如图如示。求小孩：
下滑过程中的最大速度；
下滑中第内的位移和第内的位移之比；
减速下滑时的摩擦力比加速下滑时的摩擦力大多少？

20. 如图所示，有一根长的轻杆两端各固定一个质量均为的小球，点为一穿过轻杆的转轴，且位于轻杆的中点。在外界作用力的影响下转轴带动轻杆与小球做的竖直平面上的匀速圆周运动。某一时刻轻杆沿竖直方向，且球在上方。
求该时刻球线速度大小和向心加速度。
求该时刻球对轻杆的作用力。
若球质量可改变，要使该时刻转轴不受轻杆的作用力，球质量应为多少？
21. 如图所示，一轨道由半径为的四分之一竖直圆弧轨道和长度的水平直轨道在点平滑连接而成。现有一质量为的滑块从点无初速度释放，经过圆弧上点时，传感器测得轨道所受压力大小为，然后经过水平直轨道，从点水平飞离轨道，落到水平地面上的点，、两点间的高度差为。滑块运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。取
求滑块运动至点时的速度大小；
若滑块与水平直轨道间的动摩擦因数，求、两点的水平距离；
在点沿图中虚线安放一个竖直挡板，若滑块与水平直轨道间的动摩擦因数可调，问动摩擦因数取何值时，滑块击中挡板时的速度最小，并求此最小速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.周期是标量，周期的单位 ，属于国际单位制，故A正确；
B.角速度是矢量，角速度单位，属于国际单位制，故B错误；
C.速率是标量，速率单位，不属于国际单位制，故C错误；
D.力是矢量，力的单位 ，属于国际单位制，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】A.在研究观察物体微小形变的时候，用到了放大法，故A错误；
B.在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了等效替代法，故B错误；
C.伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律，故C正确；
D.伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】A.“时分”指的是时刻，A错误；
B.研究“梦天实验舱”与“天和核心舱”对接时，“梦天实验舱”的大小不可忽略，故可视为质点，B错误；
C.对接后，以“天和核心舱”为参考系，“梦天实验舱”是静止的，C错误；
D.空间站绕地球一周，位移为零，平均速度为零，D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】设探险者离崖底的高度为 ，则有
若忽略声音传播的时间，则，重力加速度取 ，可得
考虑到声音传播的时间，则略小于，同时取 ，则高度要比略小一些，所以四个选项中，最接近的是。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.吊臂是绕固定转轴旋转的，因此点的速度方向垂直于吊臂，故A错误；
B.、点在吊臂上绕同一固定转轴旋转，有相同的角速度，即点的角速度应该等于点的角速度，故B错误；
C.根据可知，故C错误；
D.根据可知，点的向心加速度大小为，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动，水平方向的分运动对竖直分运动无影响。
本题关键在于水平分运动与竖直分运动互不影响，落地时间由竖直分运动决定。
【解答】
降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动，水平方向的分运动对竖直分运动无影响，故风速变大时，下落的时间不变，根据，若风速越大，水平风速越大，则降落伞落地时速度越大，故D正确，ABC错误。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
从动力学角度看导弹发射后，受到喷射气体产生推力和竖直向下的重力，根据矢量合成的方法求出合力，然后根据受力的情况结合运动分析即可。
本题主要考查了运动的合成和分解、物体做直线运动的条件。抓住曲线运动的条件是解决问题的关键。
【解答】
解：、图中导弹发射后受到喷射气体产生沿水平方向的推力和竖直向下的重力，合力的方向与图中运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故A错误；
B、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向上的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向可以在同一条直线上，所以可以沿斜向上的方向做直线运动，故B正确；
C、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向下的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故C错误；
D、图中推力的方向沿轨迹的切线方向，而重力的方向竖直向下，合力的方向沿轨迹切线方向向外，所以导弹不可能向上弯曲，故D错误。
8.【答案】
【解析】A.人在竖直方向受力平衡，受到水平地面竖直向上的支持力以及竖直向下的重力，水平方向不受力，共个力作用，故A错误；
B.人对地面的压力施力物体是人，重力施力物体是地球，两个力不是同一个力，故B错误；
C.地面对人的支持力是由地面发生微小形变产生的，故C正确；
D.地面对人没有摩擦力，故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.由牛顿第三定律可知，在上升过程中单杠对人体的作用力始终等于人对单杠的作用力，故A错误；
B.在上升过程中，人先做加速运动，后做减速运动，单杠对人的作用力先大于人的重力，后小于人的重力，则人先超重后失重，故B错误；
初始悬垂时两臂拉力的合力始终与人的重力大小相等，若增大两手间的距离，两臂拉力的合力不变，且根据力的合成与分解可知，由于两臂夹角变大，单臂的拉力均变大，故C正确，D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
小孩和杆从接触地面到最低点的过程中，速度先增大后减小、动量先增大后减小，加速度先减小后增大。
本题主要是考查牛顿第二定律，关键是弄清楚整体的受力情况和运动情况，能够根据牛顿第二定律分析加速度的大小。
【解答】
下落过程中，弹簧弹力增大，当时有
加速度向下，且逐渐减小，系统做加速运动；
当时有
加速度向上，且加速度逐渐增大，系统做减速运动；
所以系统先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A、C错误，B正确；
D.最低点时，弹簧弹力最大，系统具有向上的最大加速度，故D错误。
故选B。

11.【答案】
【解析】解：、物体保持静止，受重力和拉力，根据平衡条件，轻绳拉力大小处处相同，等于的重力，保持不变，故A错误；
、圆环缓慢向左移动一段距离，两段绳子夹角不变，滑轮的运动情况如图所示，所以重物必定上升，重物下降，故C错误、B正确。
D、圆环缓慢向左移动一段距离，重物受重力和两侧绳子的拉力，始终平衡，拉力和重力大小都不变，根据平衡条件，动滑轮两侧绳子夹角保持不变，栓接的轻绳与水平方向夹角不变，杆对环的摩擦力也一定不变，故D错误；
故选：。
分别对物体、物体、环受力分析，根据平衡条件得到各个力的变化情况，画出情境图，得到高度的变化情况。
本题中涉及的轻绳为活结模型，此时动滑轮两侧的绳子拉力相等，这是和绳子死结模型有区别的地方，在解题时要注意。
12.【答案】
【解析】解：框架静止在地面上，当框架对地面的压力为零的瞬间，受到重力和弹簧的弹力，根据平衡条件，弹簧对框架的弹力向上，大小等于框架的重力，故弹簧对小球有向下的弹力，大小也等于；
再对小球受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律，有
故小球的加速度为
故选D．
先对框架受力分析，求出弹簧对框架的作用力，在对小球受力分析，求出加速度．
本题关键先对框架受力分析，求得弹簧对小球的弹力，然后根据牛顿第三定律得到弹簧对小球的弹力，最后再根据牛顿第二定律求得小球的加速度．
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了等图象这些知识点；对于物理图象，往往要写出解析式，对照物理规律来分析图象的物理意义，要注意分析图象斜率、面积和截距的意义。
根据图象与时间轴所围的面积表示位移，分析甲图中物体的位移与匀加速直线运动位移的关系；对于乙图象，根据公式列式求解加速度；图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量；对于丁图，写出与的关系式，对照匀变速直线运动的位移公式求出加速度和初速度，再求时物体的速度。
【解答】
A、若物体做初速度为、末速度为的匀加速直线运动，其位移为根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；
B、由图得，根据公式得：，则得加速度大小，做匀变速直线运动，故B错误；
C、根据，可知丙图象中，阴影面积表示到时间内物体的速度变化量，故C错误；
D、由图得，由得，对比可得，，，则时物体的速度为，故D正确。
14.【答案】
【解析】若木块在加速到之前，就已经到达右端，则此种情况下木块一直做匀加速直线运动，过程中加速度
根据
可得
若木块恰好到达右端时的速度为，根据平均速度定义可得
解得
若木块在到达右端前，速度就已经和传送带速度相同了，故此种情况下，木块先做匀加速直线运动，后匀速运动，木块做匀加速直线运动的时间为
匀加速直线运动的时间为
故木块做匀速直线运动的位移为
匀速运动的时间为
联立可得总时间为
故BCD正确，A错误。
故选BCD。
15.【答案】
【解析】A.火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有
解得
当 时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误
B.根据牛顿第二定律，在最低点有
在最高点有
则可得
则弹力越大，水份越容易离心运动，故衣物运动到最低点点时脱水效果更好，故B正确；
C.将圆锥摆所受的重力和拉力合成，合力指向圆心，设悬点到圆周平面的高度差为 ，有
解得圆周摆的周期为
小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，因高度 相同，则周期相同，故C正确；
D.摩托车受重力和支持力，其合力提供向心力做匀速圆周运动，有
解得倒锥摆的线速度为
则轨迹离地面的高度升高，摩托车的线速度将变大，故D错误。
故选BC。
16.【答案】 需要
【解析】小球每次在斜槽轨道上运动时的摩擦力相同，所以斜槽轨道没有必要光滑，A错误；
B.为了使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末段必须水平，B正确；
C.挡板高度没有必要等间距变化， C错误；
D.为了保证小球离开斜槽末端时的速度不变，必须保证每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，D正确。
故选BD。
为了保证轴在竖直方向，在确定轴时需要轴与重锤线平行；
从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
C.铅笔运动时，笔尖不能始终与白纸板接触，白纸上不能留下运动轨迹，该方案不可行，符合题意。
故选C。
设的时间间隔为
解得
平抛的初速度大小为
17.【答案】；：；：。
【解析】解：小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置，将传动皮带调制第一层塔轮，则角速度和质量相等，所以可研究向心力的大小与半径的关系，故AB错误，C正确；
故选：。
根据，若传动皮带套在塔轮第三层，同一皮带的线速度相等，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为：；
两个球的质量 相等，传动皮带位于第二层时因两轮的半径 之比为，则由 可知，两塔轮的角速度之比为；、分别到左右塔轮中心的距离相等即转动时的半径 相等，根据 可知向心力之比为，左右两标尺的露出的格子数向心力的大小关系，则格子数之比为。
故答案为：；：；：。
该实验采用控制变量法，根据题意分析解答；
根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据解得左右两标尺的露出的格子数之比。
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。
18.【答案】 ；
【解析】以画框为研究对象，画框受到重力和两个大小相等的细绳拉力、的作用而处于静止状态，绳子夹角时根据共点力平衡
得
当 时，对应于细绳不被拉断的最小长度
由平衡条件知
得
悬挂点到一个挂钉的最小距离为
所以绳子最短需要
19.【答案】 ； ；
【解析】解：物体在前的位移为
代入数据得
第末速度 满足
且有
得
由平均速度公式有第、第末速度分别为
故第内位移
第内位移
得位移之比
小孩加速下滑阶段有
减速下滑阶段
两式联立可得
根据后内运动情况得
代入数据得
20.【答案】 ， ，方向竖直向上； ，方向竖直向上；
【解析】球的线速度大小
球的向心加速度大小
方向竖直向上；
对球，在最高点时，有
代入数据得
由牛顿第三定律，球对轻杆的作用力
方向竖直向上；
对球，有
对球，有
若轻杆不受转轴的作用力，有
联立解得
21.【答案】解：由牛顿第三定律知滑块经过圆弧上点时，轨道对滑块的支持力
在点滑块做圆周运动，则有：，解得：
在段，滑块做匀减速运动，根据牛顿第二定律可知：
解得：
由，解得：
滑块从点做平抛运动，则在竖直方向：
解得：
的水平位移为：
设间的摩擦因数为，则到达点的速度为，则加速度大小为：，根据得：
从点做平抛运动，击中挡板所需时间为，则有：
在竖直方向获得的速度为，击中挡板的速度为：，当且仅当，取最小值，
解得：，
答：
滑块运动至点时的速度大小为；
、两点的水平距离为；
动摩擦因数取时，滑块击中挡板时的速度最小，此最小速度为。
【解析】滑块在点做圆周运动，根据求得在点的速度；
在段做匀减速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，利用运动学公式求得到达点的速度，从点做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，求得运动时间，即可求得水平距离；
在段做匀减速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，利用运动学公式求得到达点的速度，从点做平抛运动，击中挡板，分别表示出竖直方向和水平方向的速度，即可求得最小值的条件，即可判断；
本题主要考查了运动学公式、牛顿第二定律，平抛运动规律，其中的第三问的难度较大，需要利用数学知识求得极值。
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