浙江省杭州重点中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题（含解析）

2023-2024学年高一上学期期中物理试题
本试题满分100分，考试时间90分钟
一、单项选择题（本题共15 小题， 每小题3分， 共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个选项符合题目要求， 不选、多选、错选均不得分。）
1．“现代五项（Modern Pentathlon）”是由马术、击剑（单剑）、射击、游泳及跑步5个单独的运动项目组成的一种综合性比赛项目。下列说法正确的是（　　）
A．在研究马跨栏动作时，可以将马看作质点
B．在击剑比赛中可以将运动员视为质点
C．教练在指导游泳运动员划水动作时，不能将运动员看作质点
D．跑步比赛中，终点采用传感器计时，运动员过终点线时可以看作质点
2．南非选手范尼凯克在2016里约奥运会400米决赛中以43秒03的成绩打破了尘封17年的世界纪录，刷新世界纪录0.15秒。他也是目前男子400米世界纪录的保持者，下图是他在第9跑道起跑前的情景。下列说法正确的是（　　）

A．题中的0.15s指的是时刻
B．400米决赛过程中所有运动员的路程都相等
C．400米决赛过程中所有运动员的位移都相等
D．根据题意，可以计算出范尼凯克400m比赛中的平均速度
3．将一条纸带穿过打点计时器限位孔、接通电源后，手拉纸带的一端使其做直线运动，纸带上打点情况如图所示，将其中的几个打点标记为“1”“2”“3”“4”“5”“6”。若打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则（　　）
A．手拿的是纸带的右端
B．打点计时器从打“1”到打“6”过程，纸带先加速后减速
C．打点计时器从打“1”到打“6”过程的总时间是0.12s
D．“1”到“4”时间内的平均速度比“3”到“4”的平均速度大
4．交警叔叔在给高一新生上交通安全课：“同学们，平时在骑车时应注意安全，避免急停急起。”下列物理量中描述“急停急起”最恰当的一个是（　　）
A．瞬时速度 B．瞬时速率
C．速度改变量 D．加速度
5．小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动说法正确的是（　　）
A．双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上
B．在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动
C．双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的
D．当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处：当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处。
6．上海中心大厦总高为632米，是中国第一高楼，如图所示。在顶楼外壁固定保温材料时，装修人员不小心掉落一颗螺钉，由静止加速下落，在空气阻力作用下，加速度逐渐减小直至为零，然后进入收尾阶段。下列说法中正确的是（　　）
A．开始下落阶段，每经历相等时间，速度增加量越来越大
B．开始下落阶段，每经历相等时间，速度增加量越来越小
C．在下落的收尾阶段，速度的变化率大于零
D．在下落的收尾阶段，速度均匀增大
7．对如下四幅图，以下说法正确的是（　　）
甲图：某质点的x-t图像
乙图：伽利略研究自由落体运动的示意图
丙图：小球碰到墙壁反弹的情景。其中v=5m/s，v′=4m/s
丁图：某道路上的限速标识牌

A．由甲图可知，该质点做曲线运动
B．乙图中伽利略直接验证了小球下落的速度与所用时间成正比，即v∝t
C．丙图中的小球速度变化量的大小为9m/s
D．丁图表示在前方路段，汽车行驶的瞬时速度大小始终为60km/h
8．为了骑行舒适，电动车装有减震弹簧，如图，当骑行者对车的压力增大时，弹簧的（　　）
A．劲度系数增大 B．劲度系数减小 C．压缩量增大 D．压缩量减小
9．可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要的发展方向，经过多年努力，我国也有属于自己的第一款可回收复用运载火箭，如图1所示。在某次测试中，该型火箭竖直起降的速度—时间图像如图2所示，则下列判断中错误的是（　　）

A．0~内，火箭的加速度先增大后减小
B．时刻火箭高度达到最大，随后开始下降
C．~内，火箭处于悬停状态，时刻开始下降
D．图2中，在时间段0~与~内图线与时间轴t所围成图形的面积相等
10．如图所示为目前世界最高的建筑哈利法塔。游客可乘坐世界最快观光电梯从地面到达观景台，观景台高度大约，观光电梯运行的最大速度大约为，加速和减速的加速度大小均不超过，游客从地面乘坐观光电梯抵达观景台的最短时间是（　　）

A． B． C． D．
11．用水平力将黑板擦压在竖直黑板上，在逐渐减小力直至为0的过程中，黑板对黑板擦的摩擦力将（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．先保持不变然后逐渐减小为0 D．先逐渐减小然后保持不变
12．如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，当施加竖直向下的力F时，则（　　）

A．同一斧子，若施加的力F越小，越容易劈开木桩
B．同一斧子，若施加的力F越大，越不容易劈开木桩
C．施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易壁开木桩
D．施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩
13．在亚马孙河流域有一种鱼叫阿氏丝鳍脂鲤，繁殖时会把卵产在河边的树叶上。如图有一条此类鱼摆尾击水跃出水面，静止吸附在树叶上，则下列说法正确的是（　　）
A．鱼静止在树叶上，树叶对鱼的作用力方向一定竖直向上
B．鱼静止在树叶上，鱼对树叶的吸力与树叶对鱼的弹力是一对平衡力
C．鱼能跃出水面，主要是因为受到水的浮力作用
D．鱼在水中向上加速时，水对鱼的作用力大于鱼对水的作用力
14．如图所示，水平地面上质量为2kg的木块向右运动，推力F = 10N，方向与水平方向夹角为37°斜向下。已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，木块受到的摩擦力为（g = 10m/s2）（ ）
A．10N B．7N C．6N D．13N
15．如图甲，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为，小球通过光电门的时间为，画出图像，如图乙，下列说法正确的是（　　）

A．实验中可以选密度较小的泡沫球
B．实验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源
C．若图乙中直线斜率为，则重力加速度
D．比小球球心通过光电门的真实速度偏小
二、实验题（每空2分， 共22分）
16．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。
(1)打点计时器是一种 的仪器（填“计时”或“测位移”）。
(2)甲图是 （填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。
(3)使用打点计时器时，应先 后 。（均填“接通电源”或“拉动纸带”）
(4)如图为小车运动实验中获得一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出，已知所用电源的频率为 50Hz，则打C点时小车运动的速度vC= m/s，小车的加速度a= m/s （结果均保留两位有效数字）。
(5)用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，为使速度的测量值更接近瞬时速度，正确的措施是（　　）
A．换用宽度更宽的遮光条 B．换用宽度更窄的遮光条
C．使滑块的释放点更靠近光电门 D．使滑块的释放点更远离光电门
17．用木板、白纸、图钉、橡皮条，细绳套、弹簧测力计、三角板和刻度尺等器材进行“互成角度二力合成”的探究实验。
(1)在某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图1所示， 其读数为 N。
(2)图2是甲、乙两位同学对各自实验数据进行处理的示意图，图中F是用平行四边形作出的合力，表示用一只弹簧测力计拉橡皮条时拉力，其 中同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)用刻度尺测出所用弹簧秤的标为“0”刻度线到标为“2”刻度线的距离为5.00cm，则该弹簧称的劲度系数为 N/m。（保留两位有效数字）
(4)某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示， 如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。根据图线可以得出的结论是（　　）
A．作用力大时反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力变化后反作用力才随之发生变化
D．图中的两个力是一对平衡力
三、计算题（本大题共33分， 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 只写出最后答案的不能得分， 答案中必须明确写出数值和单位）
18．比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，据说伽利略曾在该塔上做了自由落体运动实验而使该塔变得更加出名。某天，有两位同学在学习了自由落体运动的规律后，模仿伽利略估测比萨斜塔的高度。在塔顶上的同学一只手托住铁球伸出塔顶，且从与塔顶在同一高度处由静止释放铁球同时在塔底的同学开始计时，经过3s铁球落地，取重力加速度大小。求：
（1）铁球落地时的速度大小；
（2）比萨斜塔的高度；
（3）铁球经过距离地面25m距离过程中所用的时间。

19．近年来，垃圾分类整治力度逐年加强，垃圾运输车的“抓臂”将垃圾桶竖直夹起，再将垃圾桶内垃圾倾斜倒入车斗。已知垃圾桶质量，桶内垃圾质量，两个“抓手”与桶外壁间的动摩擦因数，垃圾与内曈间的动摩摖因数为，垃圾桶搭至车尾部，卸除“抓手”弹力后，斜向下至少倾斜到与水平面成时才能将垃圾倒出。重力加速度取，将垃圾桶视为竖直圆柱体。求：
（1）若垃圾桶不会竖直滑脱，每个“抓手”至少要给侧壁多大的弹力;
（2）的大小。

20．某天下雨，由于天气原因导致开车视线条件较差，一辆汽车A在匀加速通过一倾斜下坡的时候，突然发现前方不远处的坡底停放着一辆汽车B。A车准备制动，但发现刹车失灵，汽车以的初速度、的加速度，匀加速驶来，B车司机听到A车鸣笛示警后，经过4s反应时间，立即以1m/s2的加速度匀加速驶离。已知开始时A、B相距100m，A车运动到水平方向后速率不变，且运动可近似看成加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动，则：
（1）A车运动到坡底的速度大小为多少？
（2）当A车运动到坡底时，B车速度大小vB和A、B此时距离分别为多少？
（3）A、B能否避免相撞，若能请说明理由，若不能请计算为避免相撞B车匀加速运动的最小加速度。
21． 小明观察到爸爸汽车的前挡风玻璃上水珠运动在不同情况各不相同，决心收集数据好好进行运动学和力学分析。车子停在车库里，小明发现自己滴一滴水珠在挡风玻璃的顶端， 水珠会沿玻璃直线滑到底端。测得下滑时间为1.3s，玻璃倾斜角度为53°，长度为1.2m。小明几次回学校路上发现雨大中在玻璃上的雨珠有时会向上运动，更多情况是静止，有时也会匀速下滑。小明观察车速表，记录数据，车速36km/h，水珠匀速下滑。小明建立模型认为水珠受到水平方向的风力，其大小为。其中v为车子的速度，v0为设定的一个参照速度。小明查询资料了解到雨珠在玻璃表面移动会受到滞后阻力，阻力大小与玻璃表面粗糙，液滴的特性有关。小明将其简化为阻力大小与压力成正比。小明测量得阻力为压力的0.5倍。（已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2）求：
（1）车子静止的时候水珠从挡风玻璃滑下先做匀加速直线运动，后再做匀速运动，匀速运动速度大小为1m/s。求加速度多大？
（2）根据小明的模型和记录数据，参照速度v0多大？
（3）根据小明的模型，当车子速度多大时，挡风玻璃上的水珠会向上匀速运动？
试卷第8页，共9页
1．C
【详解】A．在研究马跨栏动作时，马的大小不可以忽略，不可以将马看作质点，故A错误；
B．在击剑比赛中，运动员的大小不可以忽略，不可以将运动员视为质点，故B错误；
C．教练在指导游泳运动员划水动作时，运动员的大小不可以忽略，不能将运动员看作质点，故C正确；
D．跑步比赛中，终点采用传感器计时，运动员过终点线时，运动员的大小不可以忽略，不可以看作质点，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．刷新世界纪录0.15秒，0.15s指的是时间，故A错误；
BC．400米决赛过程中400米指的是轨迹长度，所有运动员的路程都相等，而起点不一定相同，则位移不一定相等，故B正确C错误。
D．因为位移不确定，无法计算平均速度，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】A．手拖动纸带从静止开始运动，先做加速后做减速运动，打点计时器打点间隔时间为0.02s，开始部分因为速度很小，纸带上点迹比较密集，所以纸带上左边的点是先打出来的，手拿的是纸带的左端，故A错误；
B．由相等时间内位移先增大后减小可知，打点计时器从打“1”到打“6”过程，纸带先加速后减速，故B正确；
C．从打“1”到打“6”，时间间隔是5个0.02s，所以总时间是0.10s，故C错误；
D．由平均速度定义式可知，“1”到“4”时间是“3”到“4”时间的3倍，但是从图中可以看出，“1”到“4”的位移小于“3”到“4”位移的3倍，所以“1”到“4”时间内的平均速度比“3”到“4”的平均速度小，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】“急停急起”指速度变化快，描述速度变化快慢的物理量是加速度，D正确。
故选D。
5．C
【详解】BC．锥体上滚的原理是重心运动，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的，B错误，C正确。
A．锥体的重心在锥体的内部几何重心上，不在物体外面，重心的具体位置在锥体的中心轴的中间，A错误。
D．双锥体放在轨道的低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当双锥体在轨道的最低处时，它的重心在最高处；当双锥体在轨道最高处时，它的重心却在最低处，D错误。
故选C。
6．B
【详解】AB．螺钉在开始下落阶段，每经历相等时间内速度增量
因为加速度逐渐减小，所以每经历相等时间，速度增加量越来越小，故A错误，B正确；
CD．在下落的收尾阶段，加速度为零，速度达到最大且不在变化，所以速度的变化率为零，故CD错误。
故选B。
7．C
【详解】A．x-t图像只能描述直线运动，故A错误；
B．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，故B错误；
C．取末速度为正，丙图中的小球速度变化量的大小为
故C正确；
D．丁图表示在前方路段，汽车行驶的最大速度为60km/h，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】AB．弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，所以当骑行者对车的压力增大时，劲度系数不变，故AB错误；
CD．根据胡克定律
当压力增大时，弹簧的弹力增大，则弹簧的压缩量增大，故C正确，D错误。
故选C。
9．B
【详解】A．图像斜率代表加速度，所以0~内，火箭的加速度先增大后减小，故A正确不符合题意；
B．时刻之后，速度仍为正值，说明速度仍向上，火箭高度未达到最大，故B错误符合题意；
C．~内，火箭处于悬停状态，时刻速度变为负方向，开始下降，故C正确不符合题意；
D．因为总位移为零，则横轴上方面积等于横轴下方面积，图2中，在时间段0~与~内图线与时间轴t所围成图形的面积相等，故D正确不符合题意；
故选B。
10．D
【详解】根据题意可知，由公式可得，电梯加速和减速的时间均为
则加速和加速过程电梯运动距离为
则电梯匀速运动的时间为
则最短时间是
故选D。
11．C
【详解】初始时最大静摩擦力大于黑板擦的重力，黑板擦静止压在黑板上，此时黑板擦受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于黑板擦的重力。随着F逐渐减小，黑板擦与黑板之间的最大静摩擦力逐渐减小。当最大静摩擦力小于黑板擦的重力时，黑板擦开始沿黑板向下滑动，此时黑板擦受到的摩擦力为滑动摩擦力，根据滑动摩擦力与正压力的关系
可知，F继续减小减至0，滑动摩擦力也逐渐减小到0。综上可知，摩擦力先保持不变然后逐渐减小为0。
故选C。
【点睛】先判断黑板擦的运动情况，再根据运动情况确定黑板擦所受摩擦力的类型，再根据摩擦力类型的特点，分析其变化情况。
12．D
【详解】AB．同一斧子，θ一定，F越大，其分力越大，越容易劈开木桩，故AB错误；
CD．F一定时，θ越小的斧子，其分力越大，越容易劈开木桩，故C错误，D正确。
故选D。
13．A
【详解】A．鱼静止在树叶上，鱼的合力为零，根据共点力平衡可知，树叶对鱼的作用力方向一定与重力等大反向，即竖直向上，A正确；
B．鱼静止在树叶上，鱼对树叶的吸力与树叶对鱼的弹力是一对作用力与反作用力，B错误；
C．鱼能跃出水面，主要是因为鱼摆尾击水，水对鱼尾的反作用力大于重力，所以才能跃出水面，C错误；
D．无论鱼运动状态如何，水对鱼的作用力与鱼对水的作用力等大反向，属于作用力与反作用力，D错误。
故选A。
14．D
【详解】由题知木块在推力F = 10N的作用下向右运动，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦，则有
f = μFN
FN = mg＋Fsin37°
联立解得
f = 13N
故选D。
15．D
【详解】A．为了减小空气阻力带来的影响，实验中应选密度较大的金属球，故A错误；
B．根据实验顺序，实验中应该先接通光电门计时器的电源再释放小球，防止打开计时器时，小球已经下落到计时器下面，故B错误；
C．小球经过光电门的速度
根据
整理得
若图乙中直线斜率为，则
即
故C错误；
D．是平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据匀变速规律可知，中间时刻的速度小于中间位置的速度，所以比小球球心通过光电门的真实速度偏小，故D正确。
故选D。
16．(1)计时
(2)电磁打点计时器
(3) 接通电源 拉动纸带
(4) 0.41 0.38
(5)BD
【详解】（1）打点计时器是一种计时的仪器。
（2）甲图是电磁打点计时器。
（3）[1][2]使用打点计时器时，为了充分利用纸带，应先接通电源后拉动纸带。
（4）[1]两相邻计数点间有四个点未画出，可得相邻计数点的时间间隔为
则打C点时小车运动的速度为
[2]根据逐差法可得小车的加速度为
（5）由可知，当时，可看成物体的瞬时速度。
AB．换用宽度更窄的遮光条，则遮光时间也就更小，更接近瞬时速度，故A错误，B正确；
CD．使滑块的释放点更远离光电门，滑块通过光电门时的速度更大，则遮光时间也就更小，更接近瞬时速度，故C错误，D正确。
故选BD。
17．(1)2.10
(2)甲
(3)40
(4)B
【详解】（1）图中弹簧测力计的分度值为，由图1可知其读数为。
（2）F是用平行四边形作出的合力，由于存在物块，F的方向不一定与橡皮条在同一直线上；表示用一只弹簧测力计拉橡皮条时拉力，根据二力平衡可知，的方向与橡皮条在同一直线上，故甲中同学的实验结果比较符合实验事实。
（3）用刻度尺测出所用弹簧秤的标为“0”刻度线到标为“2”刻度线的距离为5.00cm，根据胡克定律可得该弹簧称的劲度系数为
（4）由记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线可以得出的结论是：作用力和反作用力的方向总是相反的，大小总是相等的，总是同时产生，同时变化；图中的两个力是一对相互作用力。
故选B。
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据自由落体运动的规律，有
（2）根据自由落体运动的规律，有
（3）设铁球经过距离地面25m时为v1，则可得
解得
则可得所用时间为
19．（1）250N；（2）0.75
【详解】（1）若垃圾桶不会竖直滑脱，桶壁两侧所受两个最大静摩擦力的合力应大于等于垃圾桶总重力，即
又
联立得
（2）垃圾在倾斜的桶内被倒出的过程中，只与下面内侧壁之间存在弹力和摩擦力，桶倾斜至时垃圾将要下滑，有
代入数据得
20．（1）；（2），；（3）不能，
【详解】（1）根据位移速度关系可得
代入数据可得
即A车运动到坡底的速度大小为；
（2）A车运动到坡底的时间
此时B车速度大小
代入数据可得
B向前运动的距离即为A、B此时距离
（3）设再经过时间，两车速度相等，则有
解得
A车在水平面上发生的位移
B车向前继续运动的位移
由于
所以不能避免相撞；
设需要的最小加速度为，当A车运动到坡底时，B的速度为
此时两辆车的距离
当两辆车速度相等时，满足
此时位移满足
且
联立解得
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设做匀加速直线运动的时间为，做匀速直线运动的时间为，则有
，，
又
，，
联立解得加速度为
（2）车速36km/h，水珠匀速下滑，根据受力平衡可得
又
，，
联立解得参照速度为
（3）设车子速度为时，挡风玻璃上的水珠会向上匀速运动，根据受力平衡可得
又
，，
联立解得
答案第10页，共10页
答案第9页，共10页