浙江省杭州市六县九校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

浙江省杭州市六县九校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列仪器中不能测量基本物理量的是(   )

A.弹簧秤 B.天平 C.电火花计时器 D.刻度尺

2、在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是(   )

A.第谷被誉为“天才的观测家”，通过总结20年的天文观测，提出了行星运动三大定律

B.开普勒通过实验测量了引力常量G

C.相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用

D.牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律

3、2021年7月20日，速度可达600km/h的磁悬浮列车在青岛下线投入使用。下列说法正确的是(   )

A.“600km/h”约为2160m/s

B.磁悬浮列车行驶时不受空气阻力

C.此磁悬浮列车的最大速度比高铁的大

D.题中“600km/h”指的是全程平均速度的大小

4、如图所示，在2022年北京冬奥会单板大跳台比赛中，一位运动员从跳台上腾空而起。运动员和单板在空中时，受到的力有(   )

A.重力、冲力  B.重力、空气阻力

C.重力、空气阻力、冲力 D.空气阻力、冲力

5、唐末学者陆龟蒙所撰书籍《来耜经》，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力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(   )

A.耕索对直辕犁拉力的竖直分力比对曲辕犁的小

B.耕索对直辕犁拉力的水平分力比对曲辕犁的小

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.曲辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

6、某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(   )

A.30cm刻度对应的加速度为 B.50cm刻度对应的加速度为0.5g

C.60cm刻度对应的加速度为2g D.各刻度对应加速度的值是不均匀的

7、一小船渡河，河宽60m，河水的流速与船离河岸的距离d变化的关系如图所示，船在静水中的速度，若要使船以最短的时间渡河，则(   )

A.船运动的轨迹是直线 B.船渡河的最短时间是12s

C.船在河水中的加速度大小为 D.船在河水中的最大速度是7m/s

8、如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星。则(   )

A.a、b的角速度比c的大 B.a、b的线速度相等

C.a、b的向心力大小一定相等 D.a、b的向心加速度大小比c的小

9、如图，斜面AC与水平方向的夹角为α.在C处以初速度水平抛出一小球，落至斜面上，重力加速度为g。则小球在空中运动的时间为(   )

A. B. C. D.

10、如图所示，在同竖直面内，两位同学分别以初速度和，将两个小球分别从高度为和的（）a、b两点沿水平方向同时抛出，两小球均落到与两抛出点水平距离相等的P点。不计空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.两球同时落地  B.a球先落地

C.  D.

11、如图，为获得汽车行驶各项参数，汽车测试场内有各种不同形式的轨道。如图所示，在某外高内低的弯道测试路段汽车向左拐弯，汽车的运动可看成做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间垂直前进方向的摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于(   )

A. B. C. D.

12、如图所示，长为3L的轻杆可绕光滑水平转轴O转动，在杆两端分别固定质量均为m的球A、B，球A距轴O的距离为已知。现给系统一定能量，使杆和球在竖直平面内转动。当球B运动到最高点时，水平转轴O对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力，已知重力加速度为g，则球B在最高点时，下列说法正确的是(   )

A.球B的速度为 B.球B的速度为2

C.球B的速度为2 D.杆对球B的弹力方向竖直向上

二、多选题

13、赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有(   )

A. B. C. D.

14、如图所示，水平地面上不同位置的三个小球斜上抛，沿三条不同的路径运动最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是(   )

A.沿路径1抛出的小球在空中运动的时间最长

B.沿路径1的小球抛出时的初速度水平分量最大

C.沿路径1抛出的小球落地的速率最大

D.沿路径1的小球抛出时的初速度竖直分量最大

15、有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(   )

A.如图a，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态

B.如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变

C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力

D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用

三、填空题

16、（1）如图所示，甲、乙是实验室常用的两种打点计时器，其中图乙是___________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，它正常工作时电源采用的是___________（填“8V交流电”或“220V交流电”）。

（2）某同学在研究“探究小车速度随时间变化的关系”的实验中得到一条纸带，如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，在纸带的下方用毫米刻度尺测量计数点与O点间的距离（零刻度线与O点对齐），已知打点计时器电源频率为50Hz，那么，A点读数为___________cm；C点对应的速度大小是___________m/s，小车运动的加速度a为___________。（上述计算结果均保留两位有效数字）

四、实验题

17、某班的一些同学在学习了平抛运动和圆周运动的有关知识后，自发组建了一个物理兴趣小组，想自己动手做实验来研究平抛运动的规律以及探究向心力大小的表达式。实验时，这些同学分成了三个小组，其中第一小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）关于该实验，以下说法正确的是___________。

A.小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平

B.白纸在外侧、复写纸在内侧，让白纸压着复写纸

C.实验中最好选用密度大，体积小的小球

D.为了得到小球的运动轨迹，需要用平滑的曲线把所有的点都连起来

（2）第二小组的同学让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图乙所示的照片，已知每个小方格边长10cm，当地的重力加速度g取，其中第4个点处位置已被污迹覆盖。若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则被拍摄到的小球在第4个点位置的坐标为（___________cm，___________cm）。小球平抛的初速度大小为___________m/s。

（3）第三小组的同学利用如图丙所示的装置探究向心力大小的表达式，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。

①下列实验与第三小组同学的实验中采用的实验方法一致的是___________

A.探究弹簧弹力与形变量的关系

B.探究两个互成角度的力的合成规律

C.探究加速度与力、质量的关系

②若皮带套左右两个塔轮的半径分别为。某次实验使，则A、C两处的角速度之比为___________。

五、计算题

18、一只成年羚羊正被一群鬣狗追赶，前方遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。羚羊往前一冲，顺势就恰好跃到壕沟对面，甩掉了鬣狗。可以将这个过程视为平抛运动。g取。求：

（1）羚羊在空中飞跃的时间；

（2）羚羊的初速度多大；

（3）羚羊落地时的速度大小。

19、游乐场的过山车可以底朝上在轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型，大弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。质量为的小球（可视为质点）从大弧形轨道某位置滚下，进入竖直圆轨道后沿圆轨道内侧运动，小球经过最高点P时恰好不脱离轨道的速度，重力加速度大小为。不考虑小球运动过程中所受阻力。求：

（1）圆形轨道半径r；

（2）若小球经过圆轨道最高点P时对轨道的压力为60N，此时小球的速度大小；

（3）若小球以经过圆轨道最低点时，小球对轨道的压力。

20、为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者华裔物理学家高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。已知“高锟星”半径为R，其表面的重力加速度为g，引力常量为G，在不考虑自转的情况，求：（以下结果均用字母表达即可）

（1）“高锟星”的第一宇宙速度；

（2）假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T，求该卫星距“高锟星”表面的高度。

21、某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度，AB长；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度），轮胎与BC路段间的动摩擦因数，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路段，长为，重力加速度g取。

（1）若轿车到达B点速度刚好为，求轿车在AB下坡段加速度的大小；

（2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值；

（3）轿车从A点到D点全程的最短时间。

参考答案

1、答案：A

解析：弹簧秤可以测量力，天平可以测量质量，电火花计时器可以测量时间，刻度尺可以测量长度，而质量、时间和长度属于基本物理量，力不是基本物理量。故选A。

2、答案：D

解析：A.开普勒提出了行星运动三大定律，故A错误；

B.卡文迪许通过实验测量了引力常量G，故B错误；

C.相对论的出现，使得经典物理学在微观高速的范围内不再适用，但经典物理学在自己的适用范围内仍继续发挥作用，故C错误；

D.牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故D正确。故选D。

3、答案：C

解析：A.根据单位转换关系可知

故A错误；

B.磁悬浮列车行驶时也会受到空气阻力，故B错误；

C.一般高铁的速度为250km/h左右，所以此磁悬浮列车的最大速度比高铁的大，故C正确；

D.600km/h指运行的最大速度，为瞬时速度大小，故D错误。

故选C。

4、答案：B

解析：运动员和单板在空中时，受到重力和空气阻力，没有冲力。故选B。

5、答案：A

解析：AB.将拉力沿水平和竖直方向进行分解，水平方向有

，

竖直方向有

，

由题意，则有

，

则耕索对直辕犁拉力的竖直分力比对曲辕犁的小，耕索对直辕犁拉力的水平分力比对曲辕犁的大，故A正确，B错误；

CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，所以无论曲辕犁怎样运动，这两个力总是等大反向的，故CD错误；

故选A。

6、答案：B

解析：D.设弹簧劲度系数为k，小球质量为m，由题意

取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律

其中，所以代入即得

所以各刻度对应加速度的值是均匀的，D错误；

A.30cm刻度对应的加速度为，A错误；

B.50cm刻度对应的加速度为0.5g，B正确；

C.60cm刻度对应的加速度为g，C错误。

故选B。

7、答案：C

解析：A.由于水流速度变化，船头始终与河岸垂直，所以合速度方向变化，运动的轨迹不可能是直线，故A错误；

B.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，即

故B错误；

C.在到之间时，由图可知，船沿河岸方向的速度

船垂直河岸方向的速度，则

可得

由、的表达式知，船的合加速度

同理可知，在到之间，则船在河水中的加速度大小为，故C正确；

D.船在河水中的最大速度

故D错误。

故选C。

8、答案：A

解析：卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得

解得

由于

则有

可知a、b的角速度比c的大；a、b的线速度大小相等，方向不同；a、b的向心加速度大小比c的大，由于不清楚a、b的质量关系，故无法比较a、b的向心力大小关系。

故选A。

9、答案：C

解析：小球落到斜面上，斜面倾角等于位移方向与水平方向的夹角，则

解得小球在空中运动时间

故选C。

10、答案：D

解析：AB.两个小球都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由

解得

因为

所以

因此小球b先落地，故AB错误；

CD.小球水平方向都做匀速直线运动，由

由题意x相等，联立以上可得

故C错误，D正确。

故选D。

11、答案：B

解析：车轮与路面之间垂直前进方向的摩擦力等于零，此时汽车受到的重力和支持力的合力充当向心力，即

θ为斜面的倾角，则

解得

故选B。

12、答案：C

解析：D.由题意可知，水平转轴O对杆的作用力恰好是零，说明球A、B对杆的作用力是一对平衡力，由于A球在最低点，杆对球A的弹力竖直向上，则杆对球B的弹力竖直向下，且两力大小相等，D错误；

ABC.由以上分析，设球A、B转动的角速度为ω，由牛顿第二定律，对A球则有

对B球则有

联立解得

由线速度与角速度的关系公式，可得球A的速度

球B的速度

AB错误，C正确。

故选C。

13、答案：BD

解析：根据题意可知，五条龙舟同时、同地、沿同一方向做直线运动，途中出现船头并齐，即两条龙舟从出发到相遇的这段时间内位移相等。速度-时间图线与横轴围成的面积表示位移，可知选项A错误，选项B正确；位移-时间图像中，图线的交点表示相遇，可知C错误，D正确。

14、答案：BC

解析：D.设物体抛出初速度的竖直分量为，水平分量为，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v。三个小球上升高度相同，根据

得

可知三个小球抛出时的初速度竖直分量相等，D错误；

A.由对称性，上升过程时间和下降过程时间相同都等于，由运动学公式有

则得

则知三个球运动的时间相等；A错误；

B.物体水平方向做匀速直线运动

根据图像有

可知

沿路径1的小球抛出时的初速度水平分量最大，B正确；

C.根据对称性，落地速度与抛出速度大小相等，则落地速度为

三个物体初速度的竖直分速度大小相同，水平分速度大小关系满足

得

沿路径1抛出的小球落地的速率最大，C正确。

故选BC。

15、答案：ABD

解析：A.如图a，汽车通过拱桥的最高点时，具有竖直向下的向心加速度，可知汽车处于失重状态，A正确；

B.如图b所示是一圆锥摆，设圆锥摆的摆长为L，圆锥的高度为h，对小球则有重力与绳的拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可得

解得

由上式可知，角速度与θ角无关，因此增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，B正确；

C.如图c，设筒壁的支持力与竖直方向的夹角为θ，则有支持力的大小为

由于两球的质量相等，则有支持力大小相等，则在A位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时的支持力大小相等，C错误；

D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，所需的向心力增大，则重力和倾斜轨道的支持力的合力不满足提供向心力，此时需要外轨对外轮缘的作用力提供一部分向心力，因此外轨对外轮缘会有挤压作用，D正确。

故选ABD。

16、答案：（1）电火花；220V交流电（2）0.30；0.080；0.20

解析：（1）图乙是电火花打点计时器，它正常工作时电源采用的是220V交流电。

（2）由图可知A点读数为：。

每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则C点对应的速度大小为

根据逐差法可得，小车运动的加速度为

17、答案：（1）AC（2）60；60；2（3）C；1:2

解析：（1）A.小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平，以保证小球在空中做平抛运动，A正确；

B.复写纸外侧，白纸在内侧，让复写纸压着白纸，B错误；

C.实验中最好选用密度大，体积小的小球能有效减少空气阻力对小球在空中运动的影响，C正确；

D.实验中有个别偏离轨迹太远的点要舍弃，将轨迹上的点连成一条平滑曲线，故D错误。

故选AC。

（2）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以相邻两点水平间距相等，由乙图可知

所以第4个点的横坐标为

平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由匀加速直线运动规律

所以

所以第4个点的纵坐标为

由竖直方向上

可求得相邻两点的时间间隔为

则小球平抛的初速度大小为

（3）第三小组采用了控制变量法进行实验研究。

A.探究弹簧弹力与形变量的关系没有涉及多个变量的相互影响，没有使用控制变量法，A错误；

B.探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法，B错误；

C.探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法，C正确。

故选C。

两塔轮用皮带传动，所以塔轮边缘线速度大小相等，由可得

所以A、C两处的角速度之比为1:2。

18、答案：（1）0.4s（2）10m/s（3）

解析：（1）羚羊在空中做平抛运动，竖直方向有

解得

（2）设羚羊的初速度为，水平方向有

解得

（3）羚羊落地时的竖直分速度大小为

则羚羊落地时的竖直速度大小为

19、答案：（1）0.4m（2）4m/s（3），方向竖直向下

解析：（1）小球经过最高点P时恰好不脱离轨道的速度，由重力提供向心力可得

解得圆形轨道半径为

（2）若小球经过圆轨道最高点P时对轨道的压力为60N，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得

由牛顿第三定律可知

联立解得此时小球的速度大小

（3）若小球以经过圆轨道最低点时，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得

解得

由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为，方向竖直向下。

20、答案：（1）（2）

解析：（1）根据万有引力提供向心力有

对“高锟星”表面物体

所以

（2）根据万有引力提供向心力有

解得

21、答案：（1）（2）20m（3）

解析：（1）初速度，AB长，，对AB段匀减速直线运动有

代入数据解得。

（2）轿车在BC段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有

为了确保安全，则要满足，解得，即。

（3）设AB段时间为，BC段时间为，CD段时间为，全程所用最短时间为t。则通过

而

联立解得。