2022-2023学年浙江省金华市高一上学期期末考试 物理

2022-2023学年浙江省金华市高一上学期期末考试 物理

一、选择题

1. 在物理学大厦建立的过程中，许多科学家做出了卓越的贡献，有关下列说法中正确的是（ ）

A. 笛卡尔发现了弹簧弹力和形变量的关系

B. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

C. 伽利略依据小球在斜面上运动的实验和“理想实验”得出惯性定律

D. 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

【答案】D

【解析】

【详解】A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系；故A错误；

B．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因；故B错误；

C．牛顿依据小球在斜面上运动的实验和“理想实验”得出惯性定律。故C错误；

D．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D正确。

故选D。

2. 某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象。下列说法正确的是（　　）

A. 下蹲过程中人始终处于失重状态

B. 起立过程中人始终处于超重状态

C. 下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态

D. 起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态

【答案】D

【解析】

【详解】AC．下蹲过程中，人的重心是先加速下降后减速下降，故人的加速度先向下，后向上，根据牛顿第二定律可知，人先处于失重后处于超重状态，AC错误；

BD．起立过程中，人的重心是先加速上升，后减速上升，故人的加速度先向上，后向下，故该过程中，先是超重状态后是失重状态，B错误，D正确。

故选D。

3. 两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时，合力大小为20 N，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为(　　)

A. 40 N B. 10N

C. 20N D. 10N

【答案】B

【解析】

【详解】设F1＝F2＝F0，当它们的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则知其合力为F0，即

F0＝20 N

故

F0＝10N

当夹角为120°时，如图乙所示，同样根据平行四边形定则，其合力与F0大小相等。

故选B。

4. 伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，并且通过实验加以验证：伽利略手稿中记录了一组铜球从斜槽的不同位置由静止下落的距离和所用时间的实验数据，伽利略对上述的实验数据进行了数学处理及逻辑分析，并得出了结论．下列各式哪一个是伽利略通过这个实验直接得出的结论（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】ACD．伽利略最初猜想沿斜面向下运动的物体的运动的速度与时间成正比，即：v=kt；但是由于速度的测量是不容易的，因此不能直接得到速度与时间的关系以及速度和位移的关系，则选项ACD错误；

B．根据实验数据可知，位移与时间的平方成正比，则：x=kt2，即：，考虑到测量的误差等原因，可以认为是一个常数，即位移与时间的平方成正比，选项B正确．

5. 如图所示，在注满清水的竖直密封玻璃管中，红蜡块R正以较小的速度v0沿y轴匀速上浮，与此同时玻璃管沿水平x轴正方向做匀速直线运动。从红蜡块通过坐标原点O开始计时，直至蜡块运动到玻璃管顶端为止。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 红蜡块做匀速直线运动

B. 红蜡块做变速曲线运动

C. 红蜡块的速度与时间成正比

D. 仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块将更快运动到顶端

【答案】A

【解析】

分析】

【详解】AB．两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动，则红蜡块做匀速直线运动，所以A正确；B错误；

C．红蜡块做匀速直线运动，红蜡块的速度保持不变，所以C错误；

D．根据运动的独立性原理，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，则仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块运动到顶端的时间不变，所以D错误；

故选A。

6. 如图所示，甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上，用水平力F拉位于中间的物体乙，它们仍保存静止状态，三个物体的水平接触面均粗糙，则乙物体受力的个数为（　　）

A 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个

【答案】C

【解析】

【详解】与物体发生相互作用的有地球、丙物体及甲物体；则乙物体受重力、物体丙的支持力、甲对乙的压力及水平力F；因在拉力作用下，物体乙相对于丙有相对运动的趋势，故乙受丙对物体乙的摩擦力；而甲与乙相对静止，无相对滑动趋势，故甲对乙没有摩擦力；故乙受五个力；

故选C

7. 如图所示，在水平面上有一个质量为 的小物块，在某时刻给它一个初速度，使其沿水平面做匀减速直线运动，其依次经过  A、 、 三点，最终停在 点。A、 、 三点到 点的距离分别为 、 、 ，小物块由  A、 、 三点运动到 点所用的时间分别为 、 、 。下列结论正确的是（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A C．小物块由A点到O点的匀减速运动过程可看成由O点到A点的初速度为0的匀加速运动过程，由此可得

联立以上各式可得

A正确；C错误；

B D．由知

因为

所以

BD错误。

故选A。

8. 一个大人拉着载有两个小孩小车（其拉杆可自由转动）沿水平地面匀速前进（如图所示），则对小孩和车下列说法正确的是（　　）

A. 拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力

B. 拉力与摩擦力的合力大小等于车和小孩重力大小

C. 拉力与摩擦力的合力方向竖直向上

D. 小孩和车所受的合力为零

【答案】CD

【解析】

【详解】A．小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故A错误；

BC．小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故B错误，C正确；

D．小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故D正确；

故选CD。

9. 如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜面平行。现给小滑块施加一竖直向上的拉力 ，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜面，则有（   ）

A. 小球对斜面的压力逐渐减小 B. 小球对斜面的压力逐渐增大

C. 轻绳对小球的拉力逐渐增大 D. 拉力 不变

【答案】AC

【解析】

【详解】A B C．对小球进行受力分析可知，受重力、支持力和绳的拉力，如图

由平衡条件可知，细线的拉力T增大，支持力N减小，根据牛顿第三定律，小球对斜劈的压力减小，A正确，B错误，C正确；

D．对球和滑块整体分析，受重力G、支持力N、杆的弹力 和拉力F，设斜面倾角为 ，由平衡条件得

水平方向

竖直方向

由于N减小，故 减小，F增加，D错误。

故选AC。

10. 如图甲所示，一水平传送带以初速度v0沿顺时针匀速转动，在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块，小物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示，t=6s时恰好到B点，重力加速度g取10m/s2，则（　　）

A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1

B. 物块从A端运动到B端过程中一直受到水平向右的摩擦力

C. 改变物块的质量，物块从A端运动到B端的时间不变

D. AB间的距离为24m

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由图乙知，加速过程的加速度

由牛顿第二定律得

联立解得

故A正确；

B．在内，小物块随传送带一起做匀速运动，在水平方向不受摩擦力，故Ｂ错误；

C．改变物块的质量，在加速阶段，由于加速度不随质量的改变而改变，故物块从端运动端的时间不变，故C正确；

D．在图象中，直线与时间轴所围面积表示物块运动的位移，则

故传送带的长度为，故D错误。

故选AC。

三、实验题

11. 用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。

（1）本实验中“等效代替”的含义是_____。

A．橡皮筋可以用细绳替代

B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果

C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果

D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代

（2）图乙中的与两力中，方向一定沿着AO方向的是_________，图中________是、合力的理论值。

【答案】    ①. D    ②.     ③. F

【解析】

【详解】（1）[1]该实验采用了等效代替法，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，D正确，ABC错误；

故选D。

（2）[2]是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到点，根据二力平衡可知，方向一定沿着AO方向；

[3]是通过平行四边形定则作图得到的合力，是、合力的理论值。

12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。

（1）本实验主要应用的方法是____。

A．类比法     B．假设法     C．理想实验法     D．控制变量法

（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验中，以下说法正确的是____。

A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

D．为得出加速度与质量的关系而作出图像

（3）在某次实验中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为，且相邻两个计数点之间有个点未画出，经测量得出各计数点间的距离如图所示，由纸带求出打点时的速度=____，小车加速度的大小为____

（4）图丙是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的图线，其中图线不过原点的原因是________，图线在末端弯曲的原因是_______

A．补偿阻力时长木板倾角过大         

B．补偿阻力时长木板倾角过小    

C．砝码及砝码盘总质量不满足远远小于小车总质量

D．砝码及砝码盘总质量不满足远远大于小车总质量

【答案】    ①. D    ②. BD##DB    ③. 0.32    ④. 0.8    ⑤. B    ⑥. C

【解析】

【详解】（1）[1]本实验采用的实验方法是控制变量法；

故选D。

（2）[2]A．平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；

C．实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；

D．因为为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；

故选BD。

（3）[3]计数点间的时间间隔

打C计数点时小车的速度大小为

根据逐差法得

[4]小车的加速度

（4）[5]由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力，故选B；

[6]图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量，故选C。

四、解答题

13. 物体甲、乙做直线运动的图像分别如图中的图线①、②所示。

(1)在时间内，甲、乙两车之间的距离如何变化？

(2)试比较时刻两辆车的速度大小，并说明理由。

【答案】(1)先增大后减小；(2)见解析

【解析】

【详解】(1)由图可知，时刻，甲、乙在同一位置，时间内，甲、乙两车之间的距离先增大后减小，时刻，甲、乙相遇。

(2)图线的斜率表示速度，斜率大速度大。由图可知，时刻甲的斜率大，则甲的速度大于乙的速度。

14. 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。

（1）用弹簧测力计称量一个相对于地球静止物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同结果。已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是F0。

①若在北极上空高出地面h处称量，弹簧测力计读数为F1，求比值的表达式，并就 h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；

②若在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2，求比值的表达式。

（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳与地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？

【答案】(1)①，②；(2)“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同

【解析】

【分析】

【详解】(1)在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是

，

解得

②在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2

解得

(2)根据万有引力定律，有

解得

又因为

解得

从上式可知，当太阳半径减小为现在的1.0%时，地球公转周期不变。

【点睛】解决本题的关键知道在地球的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力。

15. 抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动，现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)：

（1）若球在球台边缘O点正上方高度为处以速度水平发出，落在球台的 (如图实线所示)，求点距O点的距离；

（2）若球在O点正上方以速度水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的点(如图虚线所示)，求的大小；

（3）若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘处，求发球点距O点的高度。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）如图所示：

设发球时飞行时间为，根据平抛运动：

解得：

（2）如上图所示，设发球高度为，飞行时间为，同理根据平抛运动：

且，

解得：

（3）如图乙所示:

设发射高度为，飞行时间为，同理根据平抛运动得：

且

设球从恰好越过球网到最高点的时间为，水平距离为，有：

由几何关系知

解得：

【名师点睛】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，一般利用竖直运动求时间，水平运动求位移；水平方向和竖直方向运动的等时性，结合运动学公式和位置关系求解．