浙江省杭州学军中学西溪2022-2023学年高一上学期期中物理Word版含解析.docx

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杭州学军中学西溪2022-2023学年高一上学期期中考试物理试卷注意事项：1.本卷共22小题，满分100分，考试时间90分钟；2.答案须答在答题纸上，用黑色签字笔或钢笔书写。一、选择题I（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.在国际单位制中，下列说法中正确的是（　　）A.力的单位是根据牛顿第三定律定义的B.和都是国际单位制中力学的基本单位C.千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一D.、、都是国际单位制中的导出单位【答案】D【解析】【详解】A．在国际单位制中，力的单位是牛顿，它属于导出单位，是根据牛顿第二定律定义的，故A项错误；BC．在国际单位制中，力学的三个基本量是质量、距离、时间。其对应的基本单位分别是是kg、m、s，故BC错误；D．在国际单位制中，km/h、N、m/s2都是导出单位，故D项正确。故选D。2.北京时间2022年3月23日15时44分，“天宫课堂”第二课开讲，地面主课堂设在中国科技馆，分课堂分别设在西藏拉萨和新疆乌鲁木齐，“天宫课堂”在距地面约400公里的中国空间站。中国空间站的运动可视为匀速圆周运动，每90分钟绕地球一周，航天员翟志刚、王亚平、叶光富三位“太空教师”讲了一堂精彩的太空科普课。这场充满奇思妙想的太空授课，让科学的种子在亿万青少年的心里生根、发芽，如图为课堂截图。据以上信息，下列说法正确的是（　　）A.信息中的北京时间2022年3月23日15时44分指的是时间间隔 B.空间站里“太空教师”处于平衡状态C.空间站里的“太空教师”处于完全失重状态，不受地球引力作用D.中国空间站绕地球飞行一周时，以地心为参考系，位移为零【答案】D【解析】【详解】A．信息中的北京时间2022年3月23日15时44分指的是时刻，故A错误；B．空间站里的“太空教师”围绕地球做匀速圆周运动，所以不是平衡状态，故B错误；C．空间站里的“太空教师”处于完全失重状态，仍受地球引力作用，故C错误；D．位移是由初位置指向末位置的有向线段，可知中国空间站绕地球飞行一周时，以地心为参考系，位移为零，故D正确。故选D。3.经有关方面协商一致，并经亚奥理事会执行会批准，杭州2022年第19届亚运会将于2023年9月举行。目前各大运动场馆均已建设完毕，图为某运动场标准跑道的平面图，所有径赛的终点线相同，下列关于各类径赛说法正确的是（　　）A.比赛时，冠军运动员的平均速度最大B.比赛每位运动员的位移大小为C.比赛中最后一棒运动员的位移大小为D.高水平运动员比赛的平均速度有可能大于其他运动员比赛的平均速度【答案】A【解析】【详解】A．比赛时（直道），冠军运动员所用时间最短，由可知其平均速度最大，A正确；B．比赛每位运动员的路程为，由于各运动员轨迹均为曲线，位移大小都不是400m，B错误；C．比赛中最后一棒运动员的路程为，如果其轨迹不是直线，位移大小不是100m，C错误； D．高水平运动员比赛的平均速率有可能大于其他运动员比赛的平均速率，平均速度为零，D错误。故选A。4.在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述正确的是（　　）A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法B.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想化模型法。C.在“探究两个互成角度的力的合成规律”时用到了放大的思想D.速度和加速度都是采取比值法定义的物理量【答案】D【解析】【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，A错误；B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，B错误；C．合力和分力是等效关系，在“探究两个互成角度的力的合成规律”时用到了等效替代的思想，C错误；D．根据速度和加速度的定义可知，速度和加速度都是采取比值法定义的物理量，D正确；故选D。5.在运用公式vt＝v0＋at时，关于各个物理量的符号下列说法中正确的是（）①必须规定正方向，式中的vt、v0、a才取正、负号②在任何情况下a>0表示加速运动，a<0表示做减速运动③习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向，a>0表示做加速运动，a<0表示做减速运动④vt的方向总是与v0的方向相同A.①③B.②④C.①②D.③④【答案】A【解析】【详解】在运用公式v=v0+at时，必须规定正方向，式中的v、v0、a才取正、负号；故①正确。当加速度方向与速度方向相同，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，做减速运动。当a＞0，v＜0，物体做减速运动；故②错误，③正确。在加速运动中末速度和初速度同向，在减速运动中v的方向与v0的方向可能相反；故④错误。 故选A。6.如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板AO、BO、CO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°，若有三个小孩同时从A、B、C处开始下滑（忽略阻力），则（　　）A.A处小孩最先到O点B.B处小孩最先到O点C.C处小孩最先到O点D.A、B处小孩同时到O点【答案】B【解析】【分析】【详解】根据牛顿第二定律，可得小孩在斜面上解得小孩加速度斜面的长度则有联立求得则有 即即小孩从B下滑先到O点，从AC下滑同时到O点。故选B。7.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉为通过耕索分别拉两种犁，与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（  ）A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力【答案】D【解析】【详解】AB．将拉力F正交分解如下图所示则在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出 Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由题知α<β则sinαcosβ则可得到Fx曲Fy直故AB错误；CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则C错误，D正确。故选D。8.遥控汽车比赛中汽车（可看成质点）沿直线运动的图像如图所示，已知遥控汽车从零时刻出发，在时刻恰好返回出发点。则下列说法正确的是（　　）A.与时间内的位移相同B.遥控汽车在时间内的加速度大小不变，方向改变C.秒末与秒末速度大小之比为D.与时间内的加速度大小之比为【答案】D【解析】【详解】A．汽车在与时间内的初、末位置恰好相反，位移方向相反，A错误；B．汽车在时间图像是一条倾斜的直线，斜率没变，则加速度大小相同，方向相同，B错误；C．汽车在与时间内恰好返回出发点，与时间内位移大小相同，设末的速度大小为，末的速度大小为 解得C错误；D．0～T时间内的加速度为时间内加速度为加速度大小之比为，D正确。故选D。9.明朝谢肇淛《五杂组》中记载，“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形、木楔的顶角为，现在木楔背上加一力。方向如图所示，木楔两侧产生推力，则（　　）A.若一定，小时大B.若一定，大时大C.若一定，小时不变D.若一定，大时小【答案】A【解析】【详解】AB．选木楔为研究对象，当在木楔背上加一力F时，其作用效果是在木楔两侧产生推力，如图所示 则有推力FN=F1=F2所以即若F一定，θ大时FN小，θ小时FN大，故A正确，B错误；CD．由可得，若θ一定，F大时FN大，F小时FN小，故C、D错误。故选A。10.如图所示，轻质弹性绳一端固定于O点，另一端系一小球，小球静止时弹性绳竖直．现对小球施加一个水平力，使其缓慢移动至弹性绳与竖直方向成60°．若弹性绳的形变在弹性限度内，弹性绳原长为，则此过程中小球上升的高度为A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】小球竖直静止时，设伸长量为x1，有；水平力拉动到60°角平衡时，设伸长量为x2，由三力平衡的条件可得：，可得，则由几何关系可知小球上升的高度为，联立解得：；故选B.【点睛】本题考查共点力平衡条件，关键时灵活选择平衡的方法(合成法、作用效果分解法、正交分解法)作图分析. 11.如图所示，倾斜索道与水平面夹角为，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢中的人对厢底的压力为其体重的倍（车厢底始终保持水平），则车厢对人的摩擦力是人体重的（）（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】由于人对车厢底的正压力为其重力的倍，所以在竖直方向上有解得设水平方向上的加速度为，则所以对人受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，即可知车厢对人的摩擦力是人体重的。故选A。12.体育器材室里，篮球摆放在图所示的球架上。已知球架的宽度为，每只篮球的质量为、直径为，不计球与球架之间摩擦，则每只篮球对一侧球架的压力大小为（　　） A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况如图所示设球架对篮球的支持力与竖直方向的夹角为，由几何知识得根据共点力的平衡条件得有以上方程解得有牛顿第三定律得篮球对球架的压力大小为故选D。二、选择题II（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）13.如图所示，用手握住锤子竖直向下做加速度大小为的匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　） A.当小于时，手给锤子的力竖直向下B.当等于时，手给锤子的力为零C.当大于时，手给锤子的力竖直向下D.只要锤头未脱离锤柄，无论加速度多大，锤柄对锤头的力均为竖直向下【答案】BC【解析】【详解】A．当小于时，手给锤子的力竖直向上，满足A错误；B．当等于时，手给锤子的力为零，满足B正确；C．当大于时，手给锤子的力竖直向下，满足C正确；D．当小于时，锤头的合力小于重力，可知锤柄对锤头的力应竖直向上，D错误。故选BC。14.如图所示为2020央视春晚《绽放》中的精彩瞬间，男、女演员成“”型静止状态。下列关于各自受力分析正确的是（　　）A.男演员对女演员的作用力斜向右上方B.男演员受到地面对他向右的摩擦力作用C.男演员受到地面对他的作用力竖直向上D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力和反作用力 【答案】CD【解析】【详解】A．对女演员受力分析：受重力和男演员对其的作用力，根据平衡条件可知，男演员对女演员的作用力竖直向上，故A错误；B．对男演员由平衡条件可知：男演员与地面没有摩擦力作用，故B错误；C．整体由平衡条件可知，只受两个力作用，重力与支持力，则男演员受到地面对他的作用力竖直向上，故C正确；D．地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力，故D正确；故选CD。15.如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的x—t图像。A质点的图像为直线，B质点的图像为过原点的抛物线，两图线交点C、D坐标如图所示，下列说法正确的是（）A.两次相遇的时刻分别是t1、t2B.0~t1时间段内A在前B在后，t1~t2时间段内B在前A在后C.两物体速度相等的时刻一定为t1~t2时间段内的中间时刻D.A在B前面且离B最远时，A的位移为【答案】AC【解析】【详解】A．x—t图像的交点表示同一时刻两物体到达同一位置而相遇，可知，A、B分别在t1和t2两个时刻相遇，A正确；B．有图可知，0~t1时间段内B的纵坐标比A的纵坐标大，所以B在前A在后，t1~t2时间段A的纵坐标比B的纵坐标大，A在前B在后，B错误；C．x－t图像的斜率表示速度，B图线的切线斜率不断增大，而且B图线是抛物线，有x=kt2可知B做匀加速直线运动。因为t1~t2时间段内，B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等，而匀变速直线运动的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，所以两物体速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的中间时刻，C正确；D．当A、B速度相等时，相距最远，该时刻在t1~t2时间段内的中间时刻，由于B 做匀加速直线运动，当B的切线与A平行时，由图可知此时在x1和x2平均值的下方，所以此时B的位移小于，D错误。故选AC。16.如图甲所示，是倾角传送带的两个端点，一个质量的物块（可看作质点），以的初速度自点沿传送带向下运动。物块运动过程的图像如图乙所示，取。下列说法正确的是（　　）A.传送带的速度，皮带顺时针方向转动B.物块最终从点离开传送带C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5D.物块在第时回到点【答案】AD【解析】【详解】AB．从图象可知，物体速度减为零后反向沿斜面向上运动，最终的速度大小为2m/s，方向沿斜面向上，所以没从N点离开，从M点离开；并且可以推出传送带沿斜面向上运动，即皮带顺时针方向转动，速度大小为2m/s，故A正确，B错误；C．速度图象中斜率表示加速度，可知物块沿传送带下滑时的加速度根据牛顿第二定律解得故C错误；D．速度图象与时间轴围成的面积表示位移，由图可知，时，物块的速度为0，之后物块沿斜面向上运动，所以物块沿斜面向下运动的位移 到时，物块沿斜面向上运动的位移因为，所以物块在第6s时回到M点，故D正确；故选AD。三、非选择题（本题共6小题，共48分）17.在“验证牛顿运动定律”实验中，采用如图所示的装置图甲进行实验。（1）对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是________（填字母序号）。A．取下沙和沙桶B.在空沙桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C.小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源不应该断开D.把长木板没有定滑轮一端垫起适当高度（2）实验中，已经测出小车的质量为，沙和沙桶的总质量为，若要将沙和沙桶的总重力大小作为小车所受拉力的大小，这样做的前提条件是____________________________。（3）在实验操作中，下列说法正确的是_______________。A．求小车运动的加速度时，可用天平测出沙和沙桶的质量和，以及小车质量，直接用公式求出B.实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车C.每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度D.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系（4）在平衡摩擦力后，某同学用打点计时器打出的纸带的一段如图乙所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是，则小车的加速度大小是______，当打点计时器打点时小车的速度是__________。（结果均保留3位有效数字）【答案】①.ACD②.③.BD##DB④.0.390⑤.0.377 【解析】【详解】（1）[1]A。对小车进行“平衡摩擦力”操作时，应取下沙和沙桶，小车拖着穿过打点计时器纸带，使小车沿斜面向下的分力平衡摩擦力，A正确；B．对小车进行“平衡摩擦力”操作时，应取下沙和沙桶，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动，B错误；C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应打开，小车能做匀速直线运动，C正确；D．把长木板没有定滑轮一端垫起适当高度，使小车沿斜面向下的分力平衡摩擦力，D正确。故选ACD。（2）[2]据牛顿第二定律得，对对小车M解得当时，沙和砂桶的总质量m远小于小车质量，绳子的拉力近似等于沙和砂桶的总重力。（3）[3]A。本实验是“验证牛顿运动定律”，所以不能把牛顿第二定律当成已知的公式来使用，A错误；B．使用打点计时器时，由于实验过程非常短暂，所以为了得到更多的数据和使得计时器稳定工作，应该先接通电源，后释放纸带，B正确；C．平衡摩擦力后有，小车质量改变时，总满足与小车质量无关，所以不用再调节木板的倾斜角度，即不需要改变垫入的小木块的厚度，C错误；D．本实验涉及多个变量，实验时需要先控制其他变量恒定，改变其中一个变量，所以采用的是控制变量法，D正确。故选BD。（4）[4]由于相邻计数点间还有4个点没有画出来，计数点间的时间间隔t=5T=5×0.02=0.1s 由逐差法得加速度大小为[5]打点计时器打B点时小车的速度18.某实验小组用一个弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定在量角器的圆心O的正上方A处，另一端系上绳套1和绳套2.主要实验步骤如下：Ⅰ.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋与绳套的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数FⅡ.弹簧测力计挂在绳套1上，沿水平方向缓慢拉橡皮筋，同时用手拉着绳套2沿120°方向缓慢拉橡皮筋。使橡皮筋与绳套的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F1Ⅲ.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力大小F1′=①Ⅳ.比较②，若在误差允许的范围内相同，即可初步验证力的平行四边形定则Ⅴ.只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤回答下列问题：（1）完成实验步骤：①___________；②___________。（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋与绳套的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角120°不变。关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是___________（填选项前的字母）。A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大【答案】①.②.F1和F1′③.A【解析】 【详解】（1）[1][2]由力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=Ftan30°=F通过比较F1和F1′，在误差允许范围内相同，则可初步验证力的平行四边形定则。（2）[3]两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图像，如图所示，由图像可知，绳套1的拉力大小逐渐增大。故选A。19.如图所示，有一根长L=5m的铁链悬挂在某楼顶上，楼中有一窗口，窗口上沿离铁链的悬点H=25m，当铁链从静止开始下落后始终保持竖直，不计空气阻力。（g取10m/s2）(1)铁链的下端A下落到窗口的上沿B时，铁链的速度大小？(2)接着铁链经过整个窗口用了t=0.3s的时间，窗口的高度h为多少？【答案】(1)20m/s；(2)1.45m【解析】【详解】(1)铁链的下端到达窗口上沿时速度，由位移时间公式代入数据解得 (2)根据位移时间公式可得继续下落的过程有代入数据解得20.物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成角，长度，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（，）。（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小；（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小；（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过，求水平滑轨的最短长度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设货物的质量为，由牛顿第二定律可得解的（2）根据题意，由动能定理可得解的（3）设滑离水平滑轨的速度为，由动能定理可得 解的故可知的最短长度为。21.如图所示，两个质量均为的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为的木块上，两个小环之间的距离也为，小环和木块均保持静止，重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求小环与杆间的弹力大小；（2）小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）以两个小环和木块整体为研究对象，竖直方向受重力和杆的支持力，根据平衡条件有解得小环与杆间的弹力大小为（2）以木块为研究对象，受重力和两根绳子拉力，如图所示v根据几何知识可知绳子拉力和竖直方向夹角为，由平衡条件有解得 以左边小环为研究对象，受重力、绳子拉力和杆的支持力和摩擦力。如图所示根据平衡条件有解得22.如图所示，质量的一只长方形铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量的木块（可视为质点）恰好能相对静止在后壁上。木块与铁箱侧壁、底部间的动摩擦因数都为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：（1）木块对铁箱后壁的压力大小；（2）水平拉力的大小；（3）减小拉力，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且没有反弹，当铁箱的速度为时撤去拉力，最终木块恰好到达铁箱的右侧壁，求铁箱的长度。【答案】（1）50N；（2）220N；（3）1.5m【解析】【详解】（1）对木块受力分析有 则根据牛顿第三定律可知木块对铁箱侧壁压力的大小为（2）对木块，根据牛顿第二定律有解得对铁箱和木块整体受力分析，根据牛顿第二定律有解得（3）因为所以木块与铁箱不能一起减速，对木块对铁箱设铁箱经过时间t停止运动铁箱发生的位移设铁箱停止时木块发生的位移为x1，速度为v1铁箱停止后，木块继续运动的位移为x2铁箱的长度