2023-2024学年浙江省杭州市高一（下）期末考试物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年浙江省杭州市高一（下）期末考试物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.下列器材不能测量国际单位制中基本物理量的是( )
A. B.
C. D.
2.在以下各项冰雪运动中，可以将运动员看成质点的是( )
A. 图甲：研究速滑运动员的冲线技巧时B. 图乙：研究花滑运动员的技术姿态时
C. 图丙：研究滑雪运动员的空中动作时D. 图丁：研究雪车运动员的比赛时间时
3.如图所示，箭在空中飞行的过程是边旋转边游动，并需要尾羽来帮助调节其飞行轨迹。箭在空中运动过程中受到的力有( )
A. 仅受重力B. 重力、空气作用力C. 重力、弓弦弹力D. 重力、向心力
4.物理学中有很多重要的科学思想和方法，下列叙述不正确的是( )
A. 探究加速度与力、质量的关系时运用了等效替代的方法
B. 伽利略用实验和逻辑推理结合的方法得出自由落体规律
C. 瞬时速度的定义运用了极限的思想方法
D. 把物体视为质点运用了理想模型的思想方法
5.如图所示，瘦子甲和大力士乙用一根绳拔河(绳子质量不计)，最后乙获胜。下列说法正确的是( )
A. 两人僵持不下保持静止时，地面对甲的摩擦力水平向右
B. 两人僵持不下保持静止时，甲的重力和地面对甲的支持力是一对相互作用力
C. 甲被加速向右拉时，绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小
D. 甲被加速向右拉时，绳对甲的拉力大小等于甲对绳的拉力大小
6.某电场的电场线分布如图所示，A、B、C、D是电场中的四个点，则关于该电场，下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是某带正电的点电荷形成的
B. 由图可知四点中B点的电场强度最大
C. B、D两点的电场强度方向相同
D. 某电荷仅受电场力时能沿电场线从B点运动到D点
7.如图所示，修正带的大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，使用时大齿轮会带动小齿轮转动。a、b点分别位于小、大齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点。a、b、c三点角速度大小分别为ωa、ωb、ωc，线速度大小分别为va、vb、vc，则当修正带在使用的某个时刻，下列说法正确的是( )
A. ωa<ωbB. ωb>ωcC. vavc
8.如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，贴在下部的两片金属箔是闭合的。手握绝缘棒，把带正电荷的带电体C移近金属导体A，导体A和B下部的金属箔片都张开，下列关于感应电荷的分布情况，正确的是( )
A. A端和B端箔片都带正电B. A端和B端箔片都带负电
C. A端箔片带负电，B端箔片带正电D. A端箔片带正电，B端箔片带负电
9.潜艇从高密度海水突然进入低密度海水时，浮力会快速减少，使得潜艇急剧下沉，这种现象称为“掉深”。某潜艇在沿水平方向缓慢行驶时，突然出现“掉深”现象。以此时为t=0时刻，测得后续过程中潜艇竖直方向速度与时间的图像如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 该图像是以竖直向上为正方向绘制的
B. 0∼t1内潜艇的竖直方向加速度保持不变
C. t1∼t2内潜艇的竖直方向平均速度大于v12
D. 潜艇在t2时刻回到其“掉深”之前的高度
10.2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地球表面高度约为400km的圆形轨道上(远低于同步卫星的高度)，下列说法正确的是( )
A. 组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度
B. 组合体的周期大于24小时
C. 组合体的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
D. 组合体的线速度大小可能为8.1km/s
11.图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg
B. 1∼2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态
C. 0∼8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
D. 该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功
12.如图所示，物体所受重力为20N，用细绳OC悬于O点，现对细绳OC上的A点施加一水平向右的作用力F，缓慢地将物体拉起，使OA偏离竖直方向θ=60∘，则此时的水平力F的大小为( )
A. 40NB. 20NC. 20 3ND. 10 3N
13.用劲度系数400N/m的轻弹簧连接物块A、B，它们的质量均为5kg，与地面的动摩擦因数均为0.2，现用水平拉力F作用在物块B上，恰好使两物块均做匀速直线运动，且轻弹簧未超出弹性限度。如图所示。则轻弹簧的形变量为( )
A. 伸长25.0cmB. 伸长12.5cmC. 伸长5.0cmD. 伸长2.5cm
14.如图所示，一个光滑定滑轮固定在光滑平台边缘。一根轻绳跨过滑轮，两端分别系一个质量均为m的小物块A和B。初始时，轻绳伸直，A底端距离地面的高度为ℎ,B位于平台上。现将整个系统由静止释放，A落地时B还未到达平台边缘。则下列说法正确的是( )
A. A在下降过程中，其机械能守恒B. A在下降过程中，绳上的拉力为mg
C. A落地时的速度大小为 gℎD. A下落过程中轻绳拉力对其做功为12mgℎ
15.用起重机把静置于地面、质量为20kg的重物竖直提升，以地面为重力势能的零势能面，其机械能E随时间t变化的图像如图所示。0∼0.8s，重物做匀加速直线运动，其机械能E(t)=750t2(J);0.8s后图像为直线，两段图像平滑连接。下列叙述正确的是( )
A. t=0.8s时，重物的动能为160JB. t=0.8s时，重物的重力势能为480J
C. t=0.8s时，起重机的功率为1500WD. t=0.8s后，重物受到的拉力为定值
二、非选择题（共55分）
16.某同学利用如图甲所示装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
(1)除了图甲中所示的实验器材外，还需要的是_______(填器材前的字母)
A.刻度尺 B.秒表 C.天平
(2)本实验是否需要倾斜轨道以补偿阻力？(填“是”或“否”)______
(3)实验得到了如图乙的一条纸带。每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未标出，计数点O、A、B对应的读数已标出(单位cm)，C点的读数为______cm(右侧为C处放大图)，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。根据纸带，打A点时小车的速度大小为______m/s。(保留三位有效数字)
17.下图是使用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下：
(a)将气垫导轨放在水平桌面上，并调节导轨两端的支脚，使得轨道水平，测得导轨两端支脚之间的距离为l；
(b)将导轨的其中一端支脚用垫片垫高ℎ的高度；
(c)测出遮光条的宽度d，以及滑块和遮光条的总质量m；
(d)接通导轨开关，让滑块和遮光条从导轨最高处由静止释放，测得释放时遮光条与光电门的距离x以及遮光条通过光电门的遮光时间t。
(e)查阅得当地重力加速度为g。
(f)……
请完成以下问题：
(1)滑块经过光电门时的瞬时速度大小v=______；为了使得瞬时速度测量结果尽量准确，选用的遮光条宽度应适当______(填“宽一些”或“窄一些”)。
(2)上述第(d)步中，滑块和遮光条从释放到遮住光电门的过程中，它们动能的增加量为______，重力势能的减少量为______(均用题给符号表示)。
(3)若多次测量均发现重力势能减少量略大于动能增加量，请写出一种可能的原因：______
18.无人配送车已在很多城市运营。如图所示，一辆无人配送车以v0=4m/s的速度匀速行驶在平直路面上。已知配送车的总质量为m=360kg，电机产生的牵引力恒为F=180N。
(1)求此时配送车受到的阻力f1的大小；
(2)若关闭配送车的电机，此后f1仍保持不变，求其还能前行的时间；
(3)若配送车匀速行驶过程中，发现前方10m处有一静立的人，配送车立即关闭电机并启动制动装置，此后f1仍保持不变。要使配送车能在人前1m处停止，制动装置产生的额外阻力f2需要多大？
19.如图所示为学校操场的铅球投掷场地俯视图，M点是半径r=1m的圆投掷区的圆心，某运动员每次投掷铅球的出手点均在P点，P点在水平地面上的竖直投影均在投掷区边界上的O点，P点离水平地面的高度为ℎ=1.8m。以O点为坐标原点在地面上建立直角坐标系，其中x轴沿投掷区的半径方向并指向外侧。铅球在飞行过程中空气阻力不计，铅球落地后不反弹。
(1)某次试投，将质量m=5kg的铅球以v0=10m/s沿x轴水平推出。
①求此次试投铅球水平位移的大小；
②若以相同的速度大小将铅球斜向上抛出，则铅球在空中的时间会_______(填“变长”或“变短”)。
③求铅球从静止离开水平地面到被水平推出的过程中，人对铅球至少做了多少功；
(2)某次试投，运动员采用旋转式投掷铅球，铅球被水平抛出，沿x轴方向的初速度为vx=5m/s，因旋转而产生的y轴方向的初速度为vy=5m/s，求落地点到圆形投掷区边界的最短距离(即此次试投成绩)。
20.如图所示，一个质量m=0.1kg的小物块(可看成质点)放在水平圆盘上距圆心r=0.3m处，它与圆盘之间的最大静摩擦力为其重力的μ倍，先后进行如下两次实验。
①使圆盘以ω=5rad/s的角速度顺时针匀速转动，此时物块与圆盘之间恰好没有相对滑动。
②将物块固定在圆盘上，将圆盘顺时针转速调为n=10r/s，然后将装置放入暗室，用每秒闪光n0=11次的频闪光源照射圆盘。
(1)求实验①中物块的线速度大小；
(2)求μ的值；
(3)求实验①中圆盘对物块的作用力大小；
(4)实验②中会观察到物块转动的方向为_______(填“顺时针”或“逆时针”)，并求观察到的物块转动周期。
21.某同学设计了如图所示的游戏装置，该游戏装置由竖直平面内的足够长光滑水平轨道AB、光滑圆弧轨道BC、粗糙倾斜轨道CD和光滑细圆管轨道DE平滑连接而成，E处的切线水平。BC和DE的半径R=1m,CD的长度L=3m，倾角θ=53∘(取cs53∘=0.6、sin53∘=0.8)。A处有一弹簧，以弹性势能Ep将一个质量为m=0.2kg的小滑块由静止水平向右弹出，小滑块与CD间的动摩擦因数μ=49。在E点右方d=0.8m处装有两块分别嵌在上下墙面中、厚度不计的竖直挡板M和N，上下墙面分别与E、B点等高。初始时两挡板伸出墙面相同的长度，并接触在一起。在E点的内侧轨道上有一压力开关(不影响小滑块的运动)，若小滑块通过E点时对内侧轨道的压力大于等于F0=1.5N，则开关接通，使挡板M、N立即以u=2m/s的速度匀速收回到墙面中。如果小滑块从E点水平抛出后，能不经过任何碰撞而直接从挡板M、N之间穿过，则游戏成功。
(1)若Ep=8.1J，求小滑块到达B点时的速度大小；
(2)若Ep=8.2J，求：
①小滑块经过圆弧轨道C点时的向心加速度大小。
②小滑块经过E点时压力开关是否会接通？并通过计算说明。
(3)求游戏能成功时Ep的取值范围。
答案
1.B
2.D
3.B
4.A
5.D
6.B
7.D
8.C
9.C
10.A
11.B
12.C
13.D
14.C
15.A
16.(1)A
(2)否
(3) 10.85##10.86##10.84 0.292
17.(1) dt 窄一些
(2) md22t2 mgxℎl
(3)存在空气阻力的影响(滑轮与轴之间有摩擦)
18.(1)配送车匀速行驶，则受力平衡，故有
f1= F=180N
(2)关闭配送车的电机，根据牛顿第二定律有
f1=ma
根据速度与时间的公式有
v0=at
解得t=8 s
(3)发现前方 10m 处有一静立的人，要使配送车能在人前 1m 处停止，则配送车的位移为9m，根据速度与位移的公式有
v 02=2a′x
根据牛顿第二定律有
a′=f1+f2m
解得f2=140 N
19.(1)①6m；②变长；③ 340J ；(2)4m
20.(1) 1.5m/s ；(2)0.75；(3)1.25；(4)逆时针，1s
21.解：(1)根据能量守恒Ep=12mvB2，
解得vB=9m/s。
(2)①当 Ep=8.2J 时，根据动能定理−mgR(1−csθ)=12mvC2−Ep，
小滑块经过圆弧轨道C点时的向心加速度为an=vC2R，
解得an=74m/s2。
②小滑块运动到E点过程，根据动能定理−mgR(1−csθ)−mgsinθ×L−μmgcsθ×L−mgR(1−csθ)=12mvE2−Ep，
在E点时，设轨道对小滑块的支持力为N，根据牛顿第二定律mg−N=mvE2R，
解得N=1.6N，
根据牛顿第三定律，小滑块通过E点时对内侧轨道的压力等于轨道对小滑块的支持力F压=N=1.6N>F0，
所以，压力开关会接通。
(3)当小滑块通过E点时开关恰好接通的速度大小为 v ，则mg−F0=mv2R，
解得v= 102m/s，
则若保证开关接通，小滑块通过E点时的速度范围为
0≤v≤ 102m/s BE两点的高度差为H=R(1−csθ)+Lsinθ+R(1−csθ)=3.2m，
当小滑块恰好可以从最上面穿过挡板时的速度为 v1 ，此时为最大速度，则小滑块做平抛运动，
在水平方向d=v1t1，
竖直方向12gt12=H2−ut1，
解得t1=0.4s，v1=2m/s> 102m/s，
所以，小滑块通过E点时的最大速度为 102m/s ；
当小滑块恰好可以从最下面穿过挡板时的速度为 v2 ，此时为最小速度，则小滑块做平抛运动，在水平方向d=v2t2，
竖直方向12gt22=H2+ut2，
解得t2=0.8s，v2=1m/s，
此时小滑块下落的高度为ℎ=12gt22=3.2m=H，
即此时小滑块恰好从最低点通过挡板。所以，游戏能成功时小滑块通过E点的速度范围为1m/s≤v E′≤ 102m/s，
根据动能定理−mgR(1−csθ)−mgsinθ×L−μmgcsθ×L−mgR(1−csθ)=12mv E ′2−Ep，
解得8.1J≤Ep≤8.25J。