浙江省杭州市“六县九校”联盟2021-2022学年高一下学期期中联考试题 物理 Word版含解析

杭州“六县九校”联盟2021学年第二学期期中联考高一年级物理学科试题

考生须知：

1.本卷共8页满分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纸上，写在试卷上无效；

4.考试结束后，只需上交答题纸。

选择题部分

一、单项选择题（本题共12题、每小题3分，共36分。每小题列出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. 物理观念的形成是学好物理的基础，下列物理量属于矢量的是（　　）

A. 速率 B. 时间 C. 路程 D. 力

【答案】D

【解析】

【详解】矢量既有大小又有方向，速率、时间、路程都只有大小，没有方向。力既有大小又有方向，则力是矢量。

故选D。

2. 物理观念的形成是学好物理的基础，发现万有引力定律的科学家是（　　）

A. 牛顿 B. 开普勒 C. 卡文迪什 D. 焦耳

【答案】A

【解析】

【详解】牛顿在前人研究的基础上总结和发现了万有引力定律，故选A。

3. 人用手托着质量为m的“小苹果”，沿水平方向以速度为v匀速前进（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则对于“小苹果”的受力情况，下列说法正确的是（    ）

A. 重力、压力、摩擦力

B. 重力、支持力、摩擦力

C. 重力、支持力

D. 重力、支持力、压力

【答案】C

【解析】

【详解】苹果在水平方向匀速运动，所以水平方向上不受摩擦力的作用，只受到竖直方向上的重力和手给的支持力的作用。

故选Ｃ。

4. 我国的航天事业快速发展，让世界羡慕，让中国人自豪，而这离不开科学家的努力，2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。新的组合体在中国空间站轨道运行，轨道高度约为，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。根据以上信息，下列选项中正确的是（　　）

A. “10月16日6时56分”指的是时间间隔

B. 神舟十三号绕地球飞行一圈，通过的路程和位移都为零

C. 研究神舟十三号载人飞船与空间站组合体对接时，可以将飞船看成质点

D. “180吨”对应的物理量是基本物理量

【答案】D

【解析】

【详解】A．“10月16日6时56分”指的是时刻，故A错误；

B．神舟十三号绕地球飞行一圈，通过的位移为零，路程不为零，故B错误；

C．研究神舟十三号载人飞船与空间站组合体对接时，飞船的形状和体积不能忽略，不可以将飞船看成质点，故C错误；

D．“180吨”对应的物理量是质量，属于基本物理量，故D正确。

故选D。

5. 我国的航天事业快速发展，让世界羡慕，让中国人自豪，而这离不开科学家的努力，2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。新的组合体在中国空间站轨道运行，轨道高度约为，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。对于火箭在加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 火箭受到的合力方向竖直向下

B. 飞船内的宇航员处于失重状态

C. 火箭受到的重力与喷出的气体对火箭的作用力是一对相互作用力

D. 飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．火箭在加速上升的过程中，加速度竖直向上，处于超重状态，故AB错误；

C．火箭对喷出的气体的作用力与喷出的气体对火箭的作用力才是一对相互作用力，故C错误；

D．飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力，大小相同，方向相反，故D正确。

故选D。

6. 2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲，这是首次在距地面约的中国载人空间站天宫上进行的太空授课活动。授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（　　）
 

A. 在天宫中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态

B. 即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体

C. 天宫的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间

D. 天宫能和地面课堂实时交流，是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．在“天宫”中宇航员仍然要受到地球引力，但是由于处于完全失重状态，使得处于漂浮状态，故A错误；

B．即使在“天宫”中处于完全失重状态，但弹簧弹力仍然存在，宇航员仍可用弹簧拉力器炼身体，故B正确；

C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；

D．根据

可知天宫绕地球运行的角速度大于地球同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，可知天宫绕地球运行角速度大于地球自转角速度，故D错误。

故选B。

7. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心轴匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时同样大小的支持力。已知地球表面的重力加速度大小为g，圆环的半径为r，宇航员可视为质点。那么在宇航员体验“重力”的实验过程中以下分析正确的是（　　）

A. 宇航员处于平衡状态 B. 宇航员绕其转轴转动的向心加速度大小为g

C. 旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为 D. 旋转舱绕其轴线转动的线速度大小为

【答案】B

【解析】

【详解】A．宇航员在旋转舱内的侧壁上，随着旋转舱做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，A错误；

B．由题意知，宇航员受到和地球表面相同大小的支持力，支持力大小为mg，而支持力提供圆周运动的向心力，故向心加速度大小为g，B正确；

C．由题意知，支持力提供圆周运动的向心力，则有

解得

C错误；

D．线速度大小

D错误。

故选B。

8. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，如图所示为某游泳爱好者横渡富春江，他以恒定的速度向对岸游去，面部始终保持于河岸垂直。设江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是（　　）

A. 水速变大后，路程变长，时间不变 B. 水速变大后，路程变长，时间变长

C. 水速变大后，合速度变大，时间变短 D. 路程、时间与水速无关

【答案】A

【解析】

【详解】游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间

与水速无关，BCD错误，A正确。

9. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，幼儿园里有一种亲子游戏——投壶。如图所示，家长和儿童在同一竖直线的不同高度，分别以不同的水平速度与同时抛出“箭矢”，都将“箭矢”投进壶内。若“箭矢”离手后的运动可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　）

A. 家长先将“箭矢”投进壶内 B. 两人同时将“箭矢”投进壶内

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．家长的“箭矢”抛出的位置高，由 可知家长的的“箭矢”平抛运动的时间长，则儿童先将“箭矢”投进壶内，故AB错误；

CD．由、家长和儿童的“箭矢”的水平位移相等、家长的“箭矢”的运动时间长知家长抛出的“箭矢”的速度小，即，故C正确，D错误。

故选C。

10. 小明家餐桌的上面一层是半径为的转盘，餐具放在上面可随盘绕盘中心的转轴转动，已知碗和转盘表面的动摩擦因数为0.64，妈妈将一碟菜放在转盘边缘后离开了，调皮的小明转动转盘，结果菜碟子从转盘上滑落，若转盘的转动可认为是匀速转动，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则小明转动转盘的角速度至少为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据

解得

若小明转动转盘的角速度大于时盘子掉落，则小明转动转盘的角速度至少。

故选B。

11. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，如图所示的杂技演员在表演水流星的节目时，手持两端系有盛水的杯子的绳子中点在竖直平面内做圆周运动，若两只杯子内盛水的质量相等，当一只杯子在最高点时水恰好洒不出来时，另一只处于最低点的杯子中的水对杯底的压力大小是水的重力的（　　）

A. 2倍 B. 4倍 C. 5倍 D. 6倍

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知两只杯子做圆周运动有相同大小线速度，有相同的半径，当一只杯子在最高点时水恰好洒不出来时，该杯子中水的重力刚好提供向心力，则有

设杯底对另一只处于最低点的杯子中水的支持力为，根据牛顿第二定律可得

联立解得

根据牛顿第三定律可知水对杯底的压力大小为

故处于最低点的杯子中的水对杯底的压力大小是水的重力的倍，A正确，BCD错误；

故选A。

12. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中一些现象，如图所示，环保人员发现有一根水平排污管正在向外排出大量污水，这根管道水平放置。为估测其排放情况，测出此排污管口直径约为，管口离河面高度约为，管口到落点的水平距离约为。假定管口横截面上各处污水的速度都相同，则该排污管每秒排放的污水体积约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意可知，水从管口出来做平抛运动，竖直方向根据

可得

水平方向根据

可得

该排污管每秒排放的污水体积约为

故选C。

二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求。全选对的得分，漏选得2分，错选或不选不得分）

13. 同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中，此过程忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　）

A. 相对于小火车，小球运动的轨迹是曲线

B. 相对于地面，小球运动的轨迹是曲线

C. 小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力

D. 小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．相对于小车，小球与小车的水平速度相同，做的是竖直上抛运动，运动的轨迹是直线，故A错误；

B．相对于地面，小球抛出时有竖直向上和水平方向的速度，做的是斜抛运动，轨迹是曲线，故B正确；

CD．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故C错误，D正确。

故选BD。

14. 关于下列四幅图中物体的运动描述正确的是（　　）

A. 图甲中，汽车通过拱形桥最高点时，对桥的压力小于汽车自身的重力

B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体的向心力由它的重力和绳的拉力的合力提供

C. 图丙中，火车以任意速度转弯时，铁轨对火车轮缘均不会产生侧向的作用力

D. 图丁中，洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在物体上的水甩掉

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．图甲中，通过拱形桥最高点的汽车，加速度向下，则汽车处于失重状态，则对桥的压力小于汽车自身重力，故A正确；

B．图乙中，做圆锥摆运动的物体，物体仅受重力、绳的拉力，两者的合力提供向心力，故B正确；

C．图丙中，火车以理想速度转弯时，支持力和重力的合力才恰好可以提供向心力，铁轨和火车轮缘才不会产生侧向的作用力，故C错误；

D．图丁中，洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在物体上的水甩掉，故D正确。

故选ABD。

15. 狮河公园有一种叫做“快乐飞机”游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）

A. 模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力

B. 旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直

C. 旋臂对模型飞机的作用力大小为

D. 若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．向心力是效果力，是合力作用，物体实际不受向心力作用，故A错误；

B．模型飞机在水平面内匀速圆周运动，竖直方向平衡，所以杆的一个分力平衡了飞机的重力，另一个分力提供了飞机匀速圆周运动的向心力，所以旋臂对模型飞机的作用力方向不一定与旋臂垂直，故B错误；

CD．旋臂对模型飞机的作用力大小

当夹角θ增大，旋臂对模型飞机的作用力增大，故CD正确。

故选CD。

非选择题部分

三、实验题（本题共2小题，共17分）

16. 在“研究小球平抛运动”的实验中：

（1）如图甲所示的演示实验中，下面选项中说法正确和必要的是___________（单选）

A．要用眼睛看两球是否同时落地

B．调整A、B两球释放的高度，再次观察两球是否同时落地

C．如果A、B两球同时落地，说明A球运动规律可以看成竖直方向做自由落体运动，水平方向匀速运动

D．该实验能说明平抛运动的轨迹是一条抛物线

（2）小李设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明___________。

（3）为了进一步研究平抛运动，小军用如图丙所示的装置实验。实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。

①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列操作正确的是___________（多选）

A．必须调整斜槽，使其末端水平

B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直

C．每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球

D．斜槽末端必须是光滑的，以消除摩擦力的影响

②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，竖直方向高度分别为，按照自由落体规律，若___________，则段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若___________，则可进一步说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。

【答案】    ①. B    ②. 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动    ③. ABC    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1] A．要用听声音的方法判断两球是否同时落地，故A错误；

B．要多次实验，调整A、B两球释放的高度，再次观察两球是否同时落地，故B正确；

C．如果A、B两球同时落地，说明两球竖直方向运动规律相同，说明A球运动规律可以看成竖直方向做自由落体运动，但水平方向的规律无法判断，故C错误；

D．该实验只能说明平抛运动的竖直方向分运动是自由落体运动，故D错误。

故选B。

（2）[2]此实验说明两小球水平方向运动规律相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。

（3）[3] A．为保证小球做平抛运动，必须调整斜槽，使其末端水平，故A正确；

B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直，减小阻力带来的影响，故B正确；

C．为保证每次平抛的初速度相同，每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球，故C正确；

D．斜槽末端不必须光滑，只要平抛初速度相同即可，故D错误。

故选ABC。

[4]根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间段的位移之比规律可知，若，则段时间间隔相等。

[5] 在误差允许的范围内，若，则相等时间内水平位移相等，则说明水平方向速度不变，小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。

17. 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，套有皮带的塔轮边缘处的___________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不同的轮盘上，将___________相同的小球分别放在挡板___________和挡板___________处（后两空选填“A”或“B”或“C”）

（3）皮带套在半径分别为与的左右两个塔轮上。某次实验使，则A、C两处的角速度之比为___________。

【答案】    ①. 线速度    ②. 质量    ③. A    ④. C    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]根据皮带传动可知，套有皮带的塔轮边缘处的线速度大小相等。

（2）[2][3][4]由向心力公式

则探究向心力和角速度的关系时，根据控制变量法可知，需要保证小球的质量相等，两个小球做圆周运动的半径相等，则应将质量相等的两个小球分别放在挡板A和挡板C处。

（3）[5]根据

可知，当线速度相等时，角速度和半径成反比，由于，则A、C两处的角速度之比为。

四、计算题（本题共4小题，共35分，18题8分，19、20、21题每题9分要求画出必要的图形，写出必要的文字说明，重要的方程式和验算的步骤。有数值计算的必须明确写出数值和单位。）

18. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀飞快地削下一片片很薄的面片，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.8m，锅的直径为0.4m。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，面片可视作质点。求：

(1)面片落到锅中所用时间；

(2)若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件。

【答案】（1）0.4s；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）面片落到锅中所用时间

代入数据

（2）平抛水平位移

因锅的直径为0.4m，若保证削出的面片落入锅中，面片水平位移应满足

所以，初速度的范围为

19. 完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图甲所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板是与水平甲板相切的一段圆弧，如图乙所示，长，水平投影，图中C点切线方向与水平方向的夹角。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经到达B点进入。已知飞行员的质量，，求：

（1）舰载机运动到B点的速度；

（2）舰载机刚经过B点时，飞行员受到竖直向上的支持力多大。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为v，则有

可得，舰载机运动到B点的速度为

（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有

得到

舰载机刚经过B点时，由牛顿第二定律有

联立上式，代入数据，得

20. 2020年12月19日，中国“嫦娥五号”任务月球样品正式交接。中国月球探测工程的形象标志是以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测工程的终极梦想。一位勤于思考的同学，为未来探月宇航员设计了如下的实验：在月球表面以初速度竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（远小于月球半径）。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：

（1）月球表面的重力加速度；

（2）月球的质量；

（3）宇宙飞船环绕月球表面运行时的速率。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设月球表面重力加速度为，则由题意，根据运动学规律有

①

解得

②

（2）设月球质量为M，则月球表面质量为的物体所受重力等于万有引力，即

③

月球的质量为

④

（3）设宇宙飞船绕月球表面运行时的速率为v，则根据牛顿第二定律有

⑤

联立②③⑤解得

⑥

21. 小明同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。求：

（1）绳突然断掉时球的速度大小；

（2）轻绳能承受的最大拉力多大？

（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）绳突然断掉，小球做平抛运动，平抛高度

则水平方向上做匀速直线运动

竖直方向上自由落体运动

联立可解得

（2）当小球在最低点时，绳恰好断，故绳能承受的拉力满足

代入数据解得

（3）设绳长为x，最低点的速度为，绳仍在球运动到最低点时断掉，则

得

小球以在最低点做平抛运动，则有

得

联立得

当时，即时，最大水平距离为