2021-2022学年浙江省A9协作体高一（下）期中联考物理试题含解析

绝密★考试结束前

浙江省A9协作体2021学年第二学期期中联考

高一物理试题

考生须知：

1．本卷满分100分，考试时间90分钟；

2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字；

3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；

4．考试结束后，只需上交答题卷。

选择题部分

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个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. 2022年北京冬奥会上，中国选手谷爱凌获得自由式滑雪大跳台的金牌。不计空气阻力，将运动员看作质点，可以把谷爱凌在空中的轨迹看作曲线，关于此过程的曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 速度总是与加速度垂直 B. 速度总是变化的

C. 加速度总是变化的 D. 速率总是不变的

【答案】B

【解析】

【详解】谷爱凌在空中运动，不计空气阻力，只受重力作用，所以是匀变速曲线运动（斜抛运动），加速度始终等于重力加速度，竖直向下，而速度方向在时刻变化，大小也在变化，所以ACD错误，B正确。

故选B。

2. 某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡的过程中，汽车的（　　）

A. 动能减小

B. 动能不变

C. 重力做正功

D. 重力不做功

【答案】A

【解析】

【详解】在汽车冲上斜坡的过程中，汽车的速度减小，动能减小，高度增加，则重力做负功。

故选A。

3. 如图，S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积，由开普勒行星运动定律可知（　　）

A. S1<S2<S3 B. S1<S2=S3

C. S1=S2<S3 D. S1=S2=S3

【答案】D

【解析】

【详解】根据开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等，则有

S1=S2=S3

故选D。

4. 转篮球是现在中学生很喜欢的一项运动娱乐项目，其中包含了许多物理知识。如图所示，假设某转球高手能让篮球在他的手指上（手指刚好在篮球的正下方）匀速转动，下列有关描述正确的是（　　）

A. 篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处

B. 篮球上离轴距离相同的各点速度相同

C. 篮球上各点做圆周运动的角速度相等

D. 篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．只有篮球上运动半径最大的点做圆周运动的圆心才在球心处，其他点做圆周运动的圆心都不在球心处，故A错误；

B．篮球上离轴距离相同的各点速度大小相同，方向不同，故B错误；

C．篮球上各点做圆周运动的角速度相等，故C正确；

D．根据可知篮球上各点离转轴越近，做圆周运动向心加速度越小，故D错误。

故选C。

5. 如图甲所示，檐是中国传统建筑的重要表现之一，通过檐部上的特殊构造，不但扩大了采光面、有利于排水，还增添了建筑物的美感。现把飞檐看成一个弯曲轨道AB，轨道的最低点B的切线沿水平方向，如图乙所示。现有几颗松果以不同初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出落到水平地面上。空气阻力不计，松果之间不发生相互碰撞，则（　　）

A. 松果从A点运动到B点的过程，某时刻所受合力可能等于0

B. 松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功等于动能变化量

C. 所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动时间相等

D. 所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动位移大小相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．松果从A点运动到B点的过程做曲线运动，所受合力不可能为零，故A错误；

B．只有当轨道AB光滑时，松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功才等于动能变化量，若轨道AB粗糙，则重力做功大于动能变化量，故B错误；

C．所有松果从B点飞出后做平抛运动，下落高度相同，所以所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动时间相等，故C正确；

D．所有松果从B点飞出时的速度不一定相等，而做平抛运动的时间都相同，所以从B点飞出落到水平地面上的运动位移大小不一定相等，故D错误。

故选C。

6. 汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据图中可知，车内的挂饰偏向了右方，由此可知，汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A正确，BCD错误。

故选A。

7. 如图所示为教室里可以沿水平方向滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线。若粉笔相对于黑板从静止开始向下匀加速直线滑动，同时黑板以某一速度水平向左匀速滑动，则粉笔在黑板上所画出的轨迹，可能为下列图中的

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知，粉笔相对黑板在水平方向做向右的匀速直线运动，竖直方向做向下匀加速直线运动，其运动轨迹类似于平抛运动，故ACD错误，B正确。

故选B。

8. 滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。滚筒截面如图所示，如果认为湿衣物在竖直平面内做匀速圆周运动，且滚筒洗衣机始终静止于水平地面上，那么，下列说法正确的是（　　）

A. 衣物运动的过程中洗衣机对地面的压力不变

B. 衣物运动到最低点B点时处于失重状态

C. 衣物运动的过程中洗衣机对地面的摩擦力始终为0

D. 衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大，脱水效果更好

【答案】D

【解析】

【详解】AD．衣物做匀速圆周运动，所需向心力大小不变，当衣物运动到最高点A时，重力与滚筒对衣物的作用力同向，此时滚筒对衣物的作用力最小，衣物对滚筒的作用力竖直向上，洗衣机对地面的压力小于其重力；当衣物运动到最低点B时，重力与滚筒对衣物的作用力反向，此时滚筒对衣物的作用力最大，脱水效果更好，且此时衣物对滚筒的作用力竖直向下，洗衣机对地面的压力大于其重力，达到最大值，综上所述可知A错误，D正确；

B．衣物运动到最低点B点时加速度方向竖直向上，处于超重状态，故B错误；

C．衣物在A、B两点之外的任何位置运动时，其对滚筒的作用力都存在水平方向的分量，根据平衡条件可知，此时地面对洗衣机的摩擦力始终不为零，所以除了衣物在A、B两点时，洗衣机对地面的摩擦力始终不为零，故C错误。

故选D。

9. 体育课上，某女同学在一分钟内做了10个俯卧撑，如图所示。若该同学每做一次俯卧撑重心上升的高度约为30cm，则她克服重力做功的功率约为（　　）

A. 2.5W B. 25W C. 250W D. 2500W

【答案】B

【解析】

【详解】女同学质量约为50kg，一分钟内克服重力做功约为

克服重力做功的功率约为

故选B。

10. 北斗卫星导航系统（BDS）是我国自主研发的继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。该系统包括5颗地球同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于其中的地球同步卫星，下列说法中正确的是（　　）

A. 它们的质量一定相同

B. 它运行的线速度大于第一宇宙速度

C. 它可以定点在杭州市的正上方

D. 它绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题目条件无法比较它们的质量。故A错误。

B．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，同步卫星的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误。

C．同步卫星的轨道一定在赤道上空，不能在杭州市的正上方。故C错误。

D．由万有引力提供向心力得

解得

可知，半径大，角速度小。则它绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大。故D正确。

故选D。

11. 2021年12月26日，“神舟十三号”航天员叶光富出舱成功。已知地球的质量为M、半径为R，叶光富的质量为m，引力常量为G，“神舟十三号”绕地球做半径为r的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A. 叶光富绕地球做匀速圆周运动的动能为

B. 叶光富绕地球做匀速圆周运动的周期为

C. 叶光富绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为

D. 若“神舟十三号”要去更高的轨道，需要使“神舟十三号”减速

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律有

叶光富绕地球做匀速圆周运动的动能为

故A正确；

B．设叶光富绕地球做匀速圆周运动周期为T，同理有

解得

故B错误；

C．叶光富绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为

故C错误；

D．若“神舟十三号”要去更高的轨道，需要使“神舟十三号”加速从而做离心运动，故D错误。

故选A。

12. 如图甲所示，用起重机起吊质量为m的重物，重物上升过程中速度的平方v2与上升高度h的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，则重物上升过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 重物加速上升的时间为

B. 起重机对重物做功的最大瞬时功率为

C. 重物上升过程中，克服重力做功的平均功率为

D. 重物加速上升时，起重机对重物做正功，减速上升时，起重机对重物做负功

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题图可知在0~h0高度范围内重物加速上升，且由于该高度范围内图像为直线，所以重物匀加速上升，则重物加速上升的时间为

故A错误；

B．图像的斜率表示加速度的2倍，则重物匀加速上升时的加速度大小为

根据牛顿第二定律可知重物匀加速上升时起重机对重物的牵引力大小为

当重物匀加速至速度大小为v0时，起重机对重物做功的瞬时功率最大，为

故B错误；

C．由图像的对称性可知重物匀减速上升的时间为

重物匀速上升的时间为

重物上升过程中，克服重力做功的平均功率为

故C正确；

D．重物上升时，起重机对重物的牵引力方向始终与速度方向相同，所以始终做正功，故D错误。

故选C。

13. 如图所示，一学生做定点投篮训练。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角α＝60°；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角β＝30°；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 运动时间的比值为3

B. 上升的最大高度的比值为

C. 在C点时，两球的动能相等

D. 两球出手时的动能相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．将篮球运动过程逆向看作是平抛运动，设前后两次运动时间分别为t1、t2，易知两次篮球做抛体运动的水平位移大小相同，均设为s，则根据抛体运动规律有

联立以上四式可得

故A错误；

B．根据可知上升的最大高度的比值为

故B正确；

C．在C点时，两球的动能的比值为

即在C点时，两球的动能不相等，故C错误；

D．因为，所以两球出手时的动能相等，故D正确。

故选BD。

二、选择题II（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 关于地球第一宇宙速度，下列说法正确的是（　　）

A. 地球第一宇宙速度的大小为7.9km/s B. 是发射人造地球卫星所需的最小发射速度

C. 是地球圆形轨道上卫星的最大环绕速度 D. 是脱离地球引力束缚的最小速度

【答案】ABC

【解析】

【详解】ABC．地球的第一宇宙速度的大小为7.9km/s，它既是发射人造地球卫星所需的最小发射速度，也是地球圆形轨道上卫星的最大环绕速度，故ABC正确；

D．第二宇宙速度是脱离地球引力束缚的最小速度，故D错误。

故选ABC。

15. 北京时间2021年12月9日15：40，“天宫课堂”第一课正式开讲，中国航天员再次进行太空授课，这是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6400km，重力加速度为9.8m/s2。则（　　）

A. 空间站绕地球运动的周期约90分钟

B. 空间站中的航天员处于完全失重状态，不受重力作用

C. 空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度

D. 空间站运动时向心加速度大于9.8m/s2

【答案】AC

【解析】

【详解】A．一天可以看见16次日出，则周期为

故A正确；

B．空间站中的航天员处于完全失重状态，仍受重力作用，正是在引力提供向心力而做圆周运动，故B错误；

C．设地球质量为M，引力常数为G，卫星轨道半径为r，则有

可知有

周期越大，卫星轨道半径越大，运行速度越小，同步卫星的周期为24小时，大于空间站的周期，所以同步卫星的运行速度小于空间站的运行速度，故C正确；

D．设地球质量为M，引力常数为G，卫星轨道半径为r，加速度为a，则有

则有

因为卫星的轨道半径不可能小于地球半径，所以空间站的加速度不可能大于9.8m/s2，故D错误。

故选AC。

16. 舟山市地处沿海，风力资源极为丰富，舟山某风力发电的外景如图所示。假设该地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是7.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内12％的空气动能转化为电能。则下列说法正确的是（　　）

A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积约为8800m3

B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能约为25.8kJ

C. 此风力发电机发电功率约为31kW

D. 若风速变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的4倍

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积约为

故A正确；

B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能约为

故B正确；

C．此风力发电机发电的功率约为

故C正确；

D．根据前面分析可知风力发电机发电的功率为

由上式可知，若风速变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的8倍，故D错误。

故选ABC。

非选择题部分

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17. 用如图甲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PQ滑下后从Q点水平飞出，落在水平挡板MN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。

（1）下列实验条件必须满足的有___________；

A．斜槽轨道光滑

B．斜槽轨道末端水平

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

（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，可求得钢球平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

【答案】    ①. BD    ②. 球心    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]通过步骤理解实验原理和方法，控制实验条件，确保平抛的初速度大小一定、方向水平，只要无初速度等高点释放，由动能定理知道，到斜槽末端速度大小一定，和斜槽是否光滑无关；为了描出运动轨迹，和挡板是否竖直等间距移动无关。

故选BD。

（2）[2]为了凸显研究质点的运动，应该体现球心，所以选球心为原点；

 [3]由

可得

18. 用如图所示的实验装置研究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。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力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，塔轮边缘处的________大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）

（2）探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径________（选填“相同”或“不同”）的轮盘上，将相同的小球分别放在挡板________（选填“A”或“B”）处和挡板C处。

（3）皮带套左右两个塔轮的半径分别为R1，R2。某次实验使R1＝2R2，则A、C两处的角速度之比为__________。

【答案】    ①. 线速度；    ②. 不同；    ③. A；    ④. 1：2

【解析】

【详解】（1）[1]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，皮带传动的两塔轮边缘处的线速度大小相等；

（2）[2][3]该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处；

（3）[4]根据皮带套上各点的线速度大小相等，根据公式

有

解得

又由于

故

19. 与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数，在额定输出功率不变的情况下，质量为60kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。求：（g＝10m/s2）

（1）此电动车达到的最大速度为多少？

（2）当车速为2m/s时，其加速度为多少？

【答案】（1）5m/s；（2）0.6m/s2

【解析】

【详解】（1）由题意可知车和人总质量为

当电动车以最大速度vm行驶时，牵引力与阻力大小相等，则

解得

（2）当车速为v=2m/s时，设其加速度大小为a，根据牛顿第二定律有

解得

20. 如图所示，半径为R＝0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时，将一质量为m＝2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ＝37°角。重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：

（1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？

（2）当物块在陶罐中某点（图中未画出）与陶罐一起以转速匀速转动时，物块所受摩擦力恰好为0，求此位置和圆心O的连线与转轴间的夹角α。

【答案】（1）；（2）60°

【解析】

【详解】（1）设物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为μ，当小物块恰能静止于陶罐内壁的A点时，根据平衡条件有

解得

（2）当物块所受摩擦力恰好为0时，设陶罐对物块的支持力大小为N，在竖直方向上有

在水平方向上有

联立以上两式解得

21. 2022年我国北京举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示为简化跳台滑雪的雪道示意图，助滑坡由长度60m的粗糙斜面AB（倾角θ＝37°）和半径25m的光滑圆弧BC组成，两者相切于B点，过圆弧最低点C的切线水平。CD为足够长的着陆坡（倾角α＝30°）。一运动员连同滑板（整体可视为质点）从A点由静止滑下，从C点以水平方向速度飞出，运动员从C点飞出到着陆用时，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6。

（1）运动员在C点的速度大小为多少？

（2）该运动员在斜面AB上的运动时间为多少？

（3）运动员从C点飞出，经过多长时间在空中离坡面CD的距离最大？最大距离是多少？

【答案】（1）26m/s；（2）5s；（3），

【解析】

【详解】（1）设运动员在C点的速度大小为vC，根据平抛运动规律以及几何关系有

解得

（2）设运动员在B点的速度大小为vB，对运动员从B到C的过程，根据动能定理有

解得

易知运动员在AB上做匀加速直线运动，根据运动学规律可知该运动员在斜面AB上的运动时间为

（3）运动员从C点飞出后，他在垂直于CD方向上的分运动为类竖直上抛运动，当他在垂直于CD方向的分速度为零时到CD的距离最大，根据类竖直上抛运动的对称性可知所经历的时间为

根据运动学规律可知最大距离是

22. 如图所示，一游戏装置由安装在水平台面上的高度h可调的斜轨道AB、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道AE和EG相连）和细圆管道GHIJ（HI和IJ为两段四分之一圆弧）组成。可认为所有轨道均处在同一竖直平面内，连接处均平滑。已知，滑块质量为m=0.01kg且可视为质点，竖直圆轨道半径为r=0.45m，小圆弧管道HI半径为R1=0.2m，大圆弧管道IJ的半径R可调节，图中L1=1.5m，L2=0.5m，滑块与AB、EG间动摩擦因数均为μ=0.5，其他轨道均光滑，不计空气阻力，忽略管道内外半径差异。现调节h的大小，让滑块从斜轨道最高点由静止释放，求：

（1）物体在AB段克服摩擦力做的功。

（2）若要保证滑块第一次到达竖直圆轨道时不脱离圆环，求斜轨道高度h调节的范围。

（3）现调节斜轨道的高度为h=3m不变，仍让滑块从B点由静止滑下，调节大圆弧管道IJ的半径R，使滑块能从圆弧最高点J点冲出落在水平地面上，求R调节到多大时，滑块落地点与J点的水平距离最大。

【答案】（1）0.075J；（2）或；（3）0.8m

【解析】

【详解】（1）物体在AB段克服摩擦力做的功

（2）若滑块恰好过F点时，有

滑块的动能为

由动能定理可得

解得

若滑块恰好到达竖直圆轨道圆心高度，由动能定理可得

解得

若要保证滑块第一次到达竖直圆轨道时不脱离圆环，斜轨道高度h调节的范围为

或

（3）滑块到达J点，由动能定理可得

滑块从J点落地时间为

滑块落地点与J点的水平距离为

代入数据可得，当

R=0.8m

滑块落地点与J点的水平距离最大。