浙江省杭州地区(含周边)重点中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题

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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。
5．可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求，不选、多选、错选均不得分)
1. 下列单位不属于国际单位制中的单位是( )
A. 焦耳B. 瓦特C. 牛顿D. 千米
2. 下列选项中物理量全是矢量是( )
A. 速率 加速度B. 向心力 速度变化量
C. 功率 重力势能D. 周期 线速度
3. 2022年6月，我国第一艘完全自主建造的大型航母福建舰正式下水，标志着我国从此进入大航母时代。福建舰之后将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是( )
A. 测试时福建舰全速航行时速可达30节，30节指的是平均速度
B. 福建舰在海面上大角度转弯以模拟规避空袭时可以看成质点
C. 福建舰在拖船的作用下加速移动，拖船对福建舰的作用力大小等于福建舰对拖船的作用力
D. 福建舰匀速转弯，其所受的合外力为0
4. “判天地之美，析万物之理”，实验探究是物理学研究问题的重要方法，下列实验中，所采用的实验方法和其他选项不同的是( )
A. 显示桌面受力形变B. 卡文迪许扭称实验
C. 探究影响向心力大小因素D. 有机玻璃受力形变
5. 在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法正确的是( )
A. 1916年，普朗克创立了广义相对论
B. 伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
C. 研究自由落体运动中，伽利略通过直接测量速度得到自由落体运动的规律
D. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量
6. 民间手工艺品平衡蜻蜓广受大小朋友喜欢，它的奇妙之处在于放在任何一个部位都能保持静止。如图所示为平衡蜻蜓静止在指尖的图片，下列关于平衡蜻蜓的分析正确的是( )
A. 平衡蜻蜓只受重力和支持力两个力的作用
B. 平衡蜻蜓对手的压力是由于手形变而引起的
C. 手指对平衡蜻蜓的作用力一定竖直向上
D. 手指对平衡蜻蜓的支持力与平衡蜻蜓所受的重力是一对平衡力
7. 齿轮传动是现代各种设备中应用最广泛的一种机械传动方式。它具有传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长等优点。如图甲所示为某款机械手表内部的部分结构图，A、B、C三个传动轮通过齿轮咬合，C、D与轴承咬合，A、B、C、D四个轮子，现将其简化成如图乙所示模型。a、b、c、d分别为A、B、C、D轮缘上的点，半径之比。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
8. 2022年11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”，并在空间站留下了能够载入史册的太空合影。若中国空间站绕地球可视为匀速圆周运动，如图所示。已知空间站运行周期为T，轨道离地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是( )
A. 空间站的运行速度为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 空间站绕地球运动的向心加速度大于地面的重力加速度
D. 合影中左后排航天员能处于漂浮状态是因其受到的合力为零
9. 图甲为某水上乐园的滑道，我们将其简化为图乙。某次游玩时，游客从倾斜滑道顶端静止滑下，停在水平滑道的A点。倾斜滑道与水平滑道材料相同且平滑连接。游客的质量m，倾斜滑道高度h、倾角，游客与滑道间的动摩擦因数，A点到O点的水平距离x，下列说法正确的是( )

A. h和一定，m越大，x越小B. h和一定，m越大，x越大
C. h和一定，越小，x越小D. x大小只与h和有关，与、m无关
10. 人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像(图)如图所示，则( )

A. 下蹲过程中最大加速度为6m/s2B. 人在下蹲过程中，力示数先变大，后变小
C. 人在站起过程中，先失重后超重D. 人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作
11. 如图所示，一塔式起重机正在工作，在某段时间内，吊车将质量为M的重物从静止开始以恒定的加速度竖直下降，当下降高度为h时，速度为v，在这个过程中，下列说法正确的是( )
A. 重物重力势能增加了MghB. 重物的机械能减少了
C. 起重机对物体做功为D. 重物的合外力做功为
12. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0，加速度为4cm/s2的匀加速直线运动。下列判断正确的是( )
A. 蜡块做匀加速直线运动B. 蜡块按轨迹1运动
C. 经1s蜡块的速度为5cm/sD. 经1s蜡块的位移为
13. 如图为某城市广场喷泉喷出的水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度。靠近看，喷管的直径为10cm。请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率约为( )
A. 45kWB. 450kWC. 90kWD. 900kW
二、选择题Ⅱ(本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，全部选对得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)
14. 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律，教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是( )
A. 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越大
B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力
C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大
D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出
15. 受自动雨伞开伞过程的启发，某同学设计了如图所示的弹射模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时处于静止在A处。某时刻，滑块以初速度被向上弹出，滑到B处与滑杆发生碰撞(碰撞过程有部分机械能损失)，并带动滑杆一起向上运动。若滑块的质量为m，滑杆的质量M，滑杆A、B间的距离L，滑块运动过程中受到的摩擦力为f，重力加速度为g，不计空气阻力。下列判断正确的是( )

A. 无论滑块静止还是向上滑动，桌面对滑杆的支持力始终等于
B. 滑块沿滑杆向上滑动的过程中的加速度
C. 滑块碰撞前瞬间的动能Ek
D. 滑杆能上升的最大高度为
非选择题部分
三、非选择题部分(本题共6小题，共55分)
16. 某实验小组用甲、乙所示的装置做了“探究小车加速度与力、质量的关系”和“探究向心力表达式”两个实验。
(1)两个实验都用到的研究方法是________。
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法
(2)甲实验中，不计绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是________。
A．实验前需进行阻力补偿
B．实验中，改变小车质量后再做该实验，需要重新补偿阻力
C．实验中必须用天平测出沙和沙桶的总质量
D．本实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(3)丙图是“探究向心力表达式”实验装置的俯视图，图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。
Ⅰ．当a、b两轮在皮带的传动下匀速转动时：两槽转动的角速度________ 。
Ⅱ．现有两质量相同的钢球①、②分别放在A、B槽边缘，他们到各自转轴的距离之比为，则钢球①、②的向心力之比为________。
17. 验证“机械能守恒定律”的方案有很多种，让重物做自由落体运动来验证“机械能守恒定律”就是实验室常用的一种方案。
(1)本实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、重物、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________；(选填器材前的字母)
A．天平 B．刻度尺 C．直流电源
D．交流电源 E．秒表 F．弹簧测力计
(2)不同组学生在实验操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是________；
A. B. C. D.
(3)用打点计时器打出一条纸带，截取其中一段如图所示，选取连续打出的点A、B、C、D、E为计数点，各计数点间距离已在图上标出，单位为cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打点计时器打C点时，重锤的速度大小为________m/s(结果保留3位有效数字)；
(4)小华认为可通过测量重锤下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设O点到测量点的距离为h，v为对应测量点的速度，他做出的关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度________(结果保留二位有效数字)。
18. 如图所示，一小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉O做匀速圆周运动。若小球质量，转动半径，小球线速度大小。
(1)求细线上拉力的大小；
(2)若小球转动的过程中，在桌面P点再固定一图钉，OP间距离为0.2m，当细线碰到图钉的瞬间，求细线上拉力的大小；
(3)若细线能承受的最大拉力为4.8N，要使细线碰到图钉瞬间恰好断裂，固定图钉的P点位置应满足什么条件？
19. 水平桌面上固定一“U型”游戏装置，其俯视图如图所示。装置由粗糙水平轨道AB、CD和光滑的半圆形轨道BC组成，B、C两处轨道平滑连接。在AB轨道左侧放置一弹射装置，某次游戏将小滑块从A点弹出，其初速度为，若小滑块沿“U型”装置运动到D点视为游戏成功。已知小滑块质量，与AB轨道的动摩擦因素，与CD轨道的动摩擦因素(x为小滑块到C端的距离)，AB、CD轨道长均为。游戏过程其他阻力不计，。(提示：图像围成的面积等于力F所做的功)求：
(1)弹簧弹性势能；
(2)小滑块到达B点的速度和在AB轨道上的运动时间；
(3)试通过计算说明本次游戏能否成功？
20. 如图所示，高为h、厚度不计的档板AB竖直放置在水平面上，档板右边为倾角的斜面。可视为质点的小球从高为2h的桌面上水平飞出。桌面右端和挡板的水平距离为L，重力加速度为，不计空气阻力和桌面的摩擦力。
(1)若，，小球飞出后恰好击中档板AB的中间，求小球飞出的初速度；
(2)若，小球落到A点恰好能沿斜面向下运动，求水平距离L的大小；
(3)若调整L，使小球分别击中档板A端和B端时动能相等，求的值。
21. 受电影情节的启发，某同学设想了一款“人体大炮”的极限游戏，为了获得相关数据，他设计了如下实验，实验装置如图乙所示。水平传送带上表面和轨道A端处于同一水平面。传送带在电动机的带动下，顺时针匀速转动，物块O(可视为质点)质量为m，从传送带左端静止释放，被加速后，经衔接轨道从A点进入轨道Ⅰ或轨道Ⅱ，到B点后到达平台。传送带长为L，轨道AB端的高度差为h，物块O与传送带间的动摩擦因数为，其他阻力不计。若，，，。
(1)若物块O能沿轨道Ⅰ到达B点，求O离开传送带运动的速度至少是多少？
(2)若传送带运动速度为2m/s，求物块O在传送带上的运动时间。
(3)若传送带运动的速度为2m/s，求物块O在传送带上运动过程中传送带电动机多做的功。
(4)若轨道Ⅱ由AE、螺旋圆形EFG和GB三段轨道平滑连接而成，且最高点F点与A点等高。传递带运动的速度为5m/s，物块O能否上升到B点？请通过计算说明理由。