浙江省杭州第二中学等四校联盟2022-2023学年高一下学期期中物理试题

试卷更新日期：2023-05-02 类型：期中考试

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一、选择题1（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备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. 用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是（　　）

A、N·m/s² B、J·m²/s C、kg·m²/s² D、kg·s²/m²

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2. 下列各组物理量都是矢量的是（）

A、位移、时间 B、力、功率 C、加速度、速度的变化 D、速度、路程

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3. 在物理学的发展过程中，物理学家们做出了巨大的贡献，下列说法正确的是（）

A、亚里士多德首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法 B、库仑首先提出电荷周围存在电场的概念 C、开普勒提出了行星运动的规律 D、牛顿发现了万有引力定律，并通过扭称装置测得了引力常量G

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4. 无人机空载时，由静止沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速直线起飞，刚起飞的第1s内飞行了5m。已知无人机的质量为2kg，g=10m/s²。下列说法正确的是（　　）

A、无人机在第1s末的速度为5m/s B、无人机在刚起飞的0.5s内飞行了1.5m C、空气对无人机的作用力方向竖直向上 D、空气对无人机的作用力大小为20 $\sqrt{3}$ N

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5. 如图所示，从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘，紧贴钢管管壁方向向管内水平抛入一钢球，球一直沿管壁做曲线运动直至落地。若换一根等高但内径更大的内壁光滑的空心竖直管B，用同样的方法抛入此钢球，下列说法正确的是（）

A、在A管中的球运动时间长 B、在B管中的球运动时间长 C、球在两管中的运动时间一样长 D、无法确定

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6. 蹦床表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，重为 $m g$ 的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳dO与cO、bO与gO间的夹角均为120°，如图乙所示，两侧对称。此时O点受到向下的作用力大小为 $4 m g$ ，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（）

A、 $2 m g$ B、 $m g$ C、 $\frac{m g}{2}$ D、 $\frac{m g}{4}$

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7. 仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。如图所示，若某高三女生一分钟内连续做了60个仰卧起坐，且每次仰卧起坐时间近似相等。其质量约为60kg，上半身质量为总质量的0.60倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，上半身重心升高约为0.4m，重力加速度g=10m/s² ，此次测试过程中，下列说法正确的是（）

A、重力做功约为8640J B、重力做功平均功率约为144W C、克服重力做功平均功率为零 D、克服重力做功的平均功率约为144W

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8. 如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为+q（q>0）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（）

A、增加点电荷的带电量，导体静电平衡时O处的电子受到的电场力将增大 B、导体棒A点会感应出正电荷 C、导体棒上的感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小为零 D、导体棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小 $E = k \frac{q}{{(R + \frac{l}{2})}^{2}}$

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9. 甲、乙两位同学玩相互抛接球的游戏，其中一位同学将球从A点抛出后，另一同学总能在等高处某点B快速接住，如图所示。假设甲同学出手瞬间球的速度大小为v，方向与水平面成θ角，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、球在空中相同时间内速度变化量不相同 B、球到达B点时速度与A点时相同 C、球在空中上升的最大高度 $\frac{v^{2} \sin^{2} θ}{2 g}$ D、保持θ角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间越短

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10. 如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=2kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，g取10m/s² ，则（　　）

A、水斗速度随时间变化规律为 $v = 2 t$ B、井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为 $P = 5 t$ C、0~10s内水斗上升的高度为4m D、0~10s内井绳拉力所做的功为255J

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11. 如图甲所示，有一固定光滑斜面体ABC，一物块在平行于斜面的力F作用下从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动，该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示，图线在 $x_{1}$ ~ $x_{2}$ 段为平行于x轴的直线。则（）

A、力F先减小后增大 B、从 $E - x$ 图线中不能确定零势能面位置 C、在 $x = x_{1}$ 位置物块所受力 $F = 0$ D、在 $0 \sim x_{1}$ 过程中物块做加速度不断减小的加速运动

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12. 如图所示，质量为m的带电小球A固定在绝缘轻杆C的一端，轻杆的另一端与墙壁上的O点通过较链连接在一起，带电量为Q的小球B固定在杆AC的正下方的绝缘柱上，A与B的距离为h，此时绝缘轻杆与竖直面夹角为 $α$ ，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（）

A、轻杆对小球A的作用力为零 B、小球A的带电量为 $\frac{m g h^{2}}{k Q}$ C、当小球A的电荷量略微减少，重新达到平衡后，两球之间的库仑力减小 D、当小球A的电荷量略微增加，重新达到平衡后，轻杆对小球A的作用力将增大

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二、选择题II（本题共3个小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

13. 下列关于物理思想方法的说法中正确的是（）

A、“探究两个互成角度的力的合成规律”实验用到了等效替代法 B、“探究加速度与力、质量的关系”实验用到了控制变量法 C、卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想 D、电场强度 $E = \frac{F}{q}$ ，速度 $v = \frac{Δ x}{Δ t}$ ，加速度 $a = \frac{F}{m}$ ，都是采用了比值定义法

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14. 2023年3月1日，国际小行星中心发布了一颗新彗星的确认公告，这颗彗星由中科院紫金山天文台首次发现，明年有望成为肉眼可见的大彗星。目前这颗彗星正在朝着它的近日点方向运动，其运行轨道可简化为半长轴为a的椭圆轨道，即图中的II轨道。I、III为绕太阳做匀速圆周运动的两个行星，其做匀速圆周运动运行半径分别为 $r_{1}$ 、 $r_{3}$ ，且有 $a = r_{3}$ 。行星I的绕行速率为 $v_{1}$ ，慧星运行到B点时的速率为 $v_{B}$ ，运行到E点时的速率为 $v_{E}$ ，行星III的绕行速率为 $v_{3}$ 。则下列说法正确的是（）

A、行星I的绕行速率 $v_{1}$ 小于行星III的速率 $v_{3}$ B、行星I的绕行速率 $v_{1}$ 小于慧星在B点的速率 $v_{B}$ C、行星I的绕行周期等于慧星沿椭圆轨道运行周期 D、彗星运行到P点的加速度等于行星III运行到P点的加速度

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15. 如图所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，物块A与斜面，斜面与地面间动摩擦因数均为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ ，斜面体、物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻绳DO的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻绳DO沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾 $α = 30^{\circ}$ ，物块A和B的质量分别为 $m_{A}$ =5kg， $m_{B}$ =1.8kg，取重力加速度g=10m/s²（cos53°=0.6，sin53°=0.8）.可得（）

A、轻绳DO的拉力大小为24N B、物块A受到的摩擦力为5N，方向沿斜面向上 C、斜面体受到地面的摩擦力为24N，水平向右 D、更换物体B，保持O点位置不变，为使系统仍保持静止状态，物体B的质量不得超过3kg

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三、非选择题（本题共5小题，共52分）

16. 如图所示，为某同学设计的“探究加速度与力、质量的关系”实验装置简图。
（1）在保持小车受力相同，探究加速度与质量关系的实验中，以下说法正确的是。
A．与小车相连的细线必须与木板平行
B．每次改变小车的质量时，需要重新补偿阻力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．为更直观地看出加速度a与小车质量m的关系，需作出 $a - \frac{1}{m}$ 图像
（2）如图是实验中获取的一条纸带的一部分，已知打点计时器电源频率为 $50 Hz$ ，其中A、B、C、D、E、F、G是计数点，每相邻两计数点间还有 $4$ 个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，由纸带求出小车打“C”点时的速度为m/s，加速度的大小为m/s²。（计算结果均保留2位有效数字）
（3）该同学在实验前没有测量小车的质量，就进行了多次实验，得到了如图3所示的图像，根据图像可求得小车的质量为kg（结果保留两位有效数字）。此图线不过坐标原点的原因是。

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17. （1）如图甲为向心力演示仪的示意图，图乙为俯视图。图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。a、b两轮在皮带的传动下匀速转动。
现将两个小钢球分别放入A、B槽中，①球的质量是②球的2倍，①球放在A槽的边缘，②球放在B横的边缘，它们到各自转轴的距离之比为 $2 : 1$ ，如图乙所示，则钢球①，②的线速度大小之比为，向心力大小之比为。
（2）利用如图甲装置做“验证机械能定恒定律”实验。
①除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是。
A．低压交流电源 B．刻度尺 C．弹簧秤
②实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 $h_{A}$ 、 $h_{B}$ 、 $h_{C}$ ，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 $Δ E_{p} =$ ，动能变化量 $Δ E_{k} =$ 。
③某次实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，最可能的原因是（单选）。
A．处理纸带时，没有每隔4点取一个计数点
B．重力加速度取值偏大
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法

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18. 如图所示为一条平直公路，其中A点左边的路段为足够长的柏油路面，A点右边路段为水泥路面，已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为μ₁=0.9，与水泥路面的动摩擦因数为μ₂=0.6。某次测试发现，当汽车以12m/s速度在路面上匀速行驶，刚过A点时紧急制动（车轮立即停止转动），汽车恰好滑到B点停下。另一次测试时，该汽车以24m/s的速度在柏油路面上向右行驶，突然发现B处有障碍物，需在A点左侧柏油路段上某处紧急刹车，才能避免撞上障碍物，忽略司机的反应时间。（重力加速度g=10m/s²）
（1）求AB段的长度；
（2）为防止汽车撞上障碍物，至少离A点多远处开始紧急刹车？

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19. 如图所示，均可视为质点的三个物体A，B、C放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，开始A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为 $m_{A}$ =0.40kg， $m_{B}$ =0.10kg，其中A绝缘且不带电，B、C的电荷量分别为 $Q_{B} = Q_{C} = + 5 \times 10^{- 5} C$ ，且保持不变，开始时三个物体均保持静止，现用一平行于斜面向上的力F拉物体A，使它沿斜面向上做匀加速直线运动，运动2m后F不再变化。已知静电力常量为 $k = 9.0 \times 10^{9} N^{2} \cdot m^{2} {/C}^{2}$ ， g取10m/s² ，求：
（1）开始时BC间的距离 $L$ ；
（2）物体A向上运动2m所用的时间；
（3）此过程中F的最大值和最小值。

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20. 为丰富课余活动，高一某课外活动小组设计了一个游戏装置，该装置的简化图如图所示，粗糙水平直轨道OB、半径 $R = 0.5 m$ 的光滑竖直圆轨道、水平传送带相切于B点，圆轨道最低点略微错开，C点右侧有一陷阱，图中C、D两点的竖直高度差 $h = 5.0 m$ ，水平距离为 $s$ ，将质量为m=1kg的小物块（大小忽略不计）锁定在O点，此时轻质弹簧的弹性势能为 $E_{p}$ 。物块与水平轨道OB和传送带间的动摩擦因数均为 $μ = 0.1$ ， OB间的距离 $s_{O B} = 6.0 m$ ， BC间的距离 $S_{B C} = 8.0 m$ ，水平传送带顺时针匀速传动，其中 $v_{传} = 2 m / s$ 。某时刻解除锁定，小物块在弹力作用下从静止开始运动，恰好通过圆形轨道最高点A后，经水平传送带BC从C点水平抛出，恰好落到D点。不计空气阻力，求：
（1）通过A点时速度的大小 $v_{A}$ ；
（2）弹簧弹性势能的大小 $E_{p}$ ；
（3）CD水平距离 $s$ 及全程摩擦生热Q。

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