浙江省杭州师范大学附属中学2023-2024中学高一上学期期末物理试题 Word版含解析.docx

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物理试题考生须知：1、本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。2、答题时，请按照答题卡上“注意事项”的要求，在答题卡相应的位置上规范作答，在试题卷上的作答一律无效。3、非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4、可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10。选择题部分一、选择题Ⅰ（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.下列物理量中，属于标量的是（　　）A速率B.位移C.速度D.加速度【答案】A【解析】【分析】【详解】位移、速度、加速度都是有大小有方向的矢量，速率只有大小，是标量。故选A。2.杭州亚运会共设游泳、射箭、田径、羽毛球、棒球、篮球、拳击等40个大项（31个奥运项目和9个非奥运项目），61个分项。对于比赛的研究，下列说法中正确的是（）A.研究图甲中接力运动员接力动作时可以将运动员看成质点B.研究图乙中运动员发旋转球的技巧动作时可以将乒乓球看成质点C.研究图丙中花样游泳运动员技术动作时可以将运动员看成质点D.研究图丁中公路自行车运动员骑行快慢时可以将运动员看成质点【答案】D【解析】 【详解】A．研究图甲中接力运动员接力动作时，运动员的大小不能忽略不计，不可以将运动员看成质点，选项A错误；B．研究图乙中运动员发旋转球的技巧动作时，球的大小不能忽略，不可以将乒乓球看成质点。选项B错误；C．研究图丙中花样游泳运动员技术动作时，运动员的大小不能忽略不计，不可以将运动员看成质点，选项C错误；D．研究图丁中公路自行车运动员骑行快慢时，运动员的大小可忽略不计，可以将运动员看成质点，选项D正确。故选D。3.在2023福冈国际马拉松赛上，中国选手杨绍辉以2小时07分09秒完赛，刷新了中国马拉松纪录。马拉松赛是一项长跑比赛项目，其距离为42.195公里。下列说法中正确的是（）A.2小时07分09秒指的是时间间隔，42.195公里指的是位移大小B.2小时07分09秒指的是时刻，42.195公里指的是位移大小C.2小时07分09秒指的是时间间隔，42.195公里指的是路程D.2小时07分09秒指的是时刻，42.195公里指的是路程【答案】C【解析】【详解】2小时07分09秒指的是时间间隔，42.195公里指的是路程。故选C。4.单位是测量过程中的重要组成部分，根据单位制，以下公式表述可能正确的是（）A.（P为压强）B.（P为功率）C.D.【答案】C【解析】 【详解】A．的单位是v的单位m/s，选项A错误；B．的单位功率P的单位为W，选项B错误；C．和都是速度单位，选项C正确；D．体积V单位是m3；而单位是m4，选项D错误。故选C。5.百公里加速指的是汽车从静止加速至100km/h的时间，是对汽车动力最直观的体现。比如布加迪威龙SuperSport，这款车平均极速为431km/h，百公里加速只需要2.5s，在此加速过程中，汽车的平均加速度大小约为（）A.1m/s2B.11m/s2C.50m/s2D.100m/s2【答案】B【解析】【详解】v=100km/h=27.8m/s，则汽车的平均加速度大小约为故选B。6.如下图所示的情景中，下列说法正确的是（）A.雨雪天汽车装防滑铁链是为了帮助汽车克服惯性B.喷洒农药无人机（包括携带的药液）在进行喷洒工作时惯性不变C.滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小 D.磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力，所以它的惯性比较小【答案】C【解析】【详解】A．雨雪天汽车装防滑铁链不是为了帮助汽车克服惯性，而是为了增大摩擦力，防止车辆打滑，故A错误；B．喷洒农药无人机（包括携带的药液）在进行喷洒工作时，随着质量的减小，惯性减小，故B错误；C．惯性只由质量决定，所以滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小，故C正确；D．磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力，但它的惯性由质量决定，不一定惯性小，故D错误。故选C。7.冰箱贴是人们非常喜爱的用来装饰冰箱的物品，兼有做记事备忘的即时贴功能，记录冰箱里食物变化和采购需求等。也可以把需要告知家人的事情记在纸上再把其吸附在冰箱上面，家人可以比较容易注意到。已知图中的冰箱面板竖直放置，磁力冰箱贴吸附于冰箱板上，则冰箱贴受到的力为（）A.重力、支持力B.重力、支持力、弹力C.重力、弹力、磁力、摩擦力D.重力、支持力、弹力、磁力、摩擦力【答案】C【解析】【详解】冰箱贴水平方向受到磁力和弹力作用，竖直方向受到重力和摩擦力作用。故选C。8.国宝大熊猫的一举一动备受大家的关注，其中北京动物园的萌兰则是以高超的智商和翻墙事迹为人津津乐道。如图所示，萌兰静止在固定不动的树上小憩，下列说法中正确的是（） A.萌兰的重力和树对萌兰的弹力是一对相互作用力B.萌兰对树的弹力和树对萌兰的支持力是一对平衡力C.萌兰和树保持静止所以没有摩擦力D.萌兰对树的作用力竖直向下【答案】D【解析】【详解】A．萌兰对树的压力和树对萌兰的弹力是一对相互作用力，选项A错误；B．萌兰对树的弹力和树对萌兰的支持力是一对相互作用力，选项B错误；C．若树干倾斜，则萌兰和树之间存在摩擦力，选项C错误；D．树对萌兰的作用力与其重力是平衡力，等大反向，则萌兰对树的作用力竖直向下，选项D正确。故选D。9.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，会带来很大的社会危害。假设某楼房层高为3m，将一个鸡蛋从16楼无初速度丢下，则鸡蛋落地时的速度最有可能是（）A.3m/sB.10m/sC.28m/sD.32m/s【答案】C【解析】【详解】16楼到地面的高度约为h=45m，若鸡蛋做自由落体运动，则落地速度考虑到鸡蛋下落时受阻力作用，可知鸡蛋落地时的速度最有可能是28m/s。故选C10.在杭州第19届亚运会蹦床比赛中，中国队包揽了男女个人项目的两枚金牌，严浪宇获得男子项目金牌，朱雪莹获得女子项目金牌。不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是（） A.运动员离开蹦床竖直向上运动再下落的过程可视为自由落体运动B.运动员在最低点受到的弹力大于运动员自身的重力C.运动员在比赛过程中始终处于失重状态D.运动员下落过程中刚接触蹦床时速度最大【答案】B【解析】【详解】A．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速运动，则运动员离开蹦床竖直向上运动过程不是自由落体运动，下落的过程可视为自由落体运动，选项A错误；B．运动员在最低点时加速度向上，则受到的弹力大于运动员自身的重力，选项B正确；C．运动员落在蹦床上下落过程中的后一阶段，加速度向上，处于超重状态；在从最低点上升的开始阶段，加速度也向上，处于超重状态，在空中及接触到蹦床的前阶段处于失重状态，选项C错误；D．运动员下落过程中刚接触蹦床时重力大于蹦床向上的弹力，加速度向下，此时速度不是最大，当蹦床的弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，选项D错误。故选B11.充气火箭是一种操作非常简单的玩具，只需要踩一下气囊，小火箭就会飞起来。某次游玩时，同学将火箭竖直向上摆放，发射后测量发现火箭到达最高点和从最高点下落回地面的时间之比约为，火箭的运动视为只在竖直方向上，上升和下落的过程中小火箭所受阻力大小不变，则可估算小火箭受到的阻力大小约为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】 【详解】将上升过程看做是反向的匀加速运动，则根据可得上升过程下降过程可得故选A。12.一场别开生面的国际象棋比赛日前在英国首都伦敦举行：棋盘放在游泳池底，参赛选手每走一步棋之前，都要憋一口气沉入水下。水下国际象棋比赛没有计时钟，选手每走一步棋的用时限制取决于能在水下待多长时间，一旦浮出水面，就轮到对手潜入水中下棋。棋子以磁吸的方式吸附在棋盘上。假设有一质量为m的棋子，选手对其施加一个与水平面夹角为θ的推力F1将其向前推进一段距离。下列对棋子运动和受力分析正确的是（）A.棋子在运动过程中共受到了5个力的作用B.棋子在运动过程中，随着推力F1增大，受到滑动摩擦力也增大C.开始施加这个推力F1并逐渐增大时，静止的棋子受到的静摩擦力大小等于F1sinθD.棋子运动过程中，随着推力F1增大，棋子所受的浮力增大【答案】B【解析】【详解】A．棋子在运动过程中受到重力、推力、磁力、支持力、浮力和摩擦力作用，共受到了6个力的作用，故A错误；B．棋子在运动过程中，随着推力F1增大，竖直方向根据受力平衡可知 可知，随着推力F1增大，棋子受到的支持力增大，根据可知棋子受到的滑动摩擦力也增大，故B正确；C．开始施加这个推力F1并逐渐增大时，静止的棋子受到的静摩擦力大小等于故C错误；D．棋子运动过程中，随着推力F1增大，棋子所受的浮力不变，故D错误。故选B。二、选择题Ⅱ（本题共3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题目要求的。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.下列物理量中用比值定义法定义的有（）A.位置B.位移C.速度D.加速度【答案】CD【解析】【详解】AB．位移是初末位置的变化，位置和位移都不是比值定义法定义的，故AB错误。C．速度表示运动的快慢，等于位移与发生这段位移所用时间的比值，是比值定义法定义的物理量，故C正确。D．加速度等于速度变化量与时间的比值，是比值定义法定义的物理量，故D正确。故选CD。14.下列说法正确的有（）A.牛顿第二定律可表述为，也可以写成等式，其中定义力的单位为牛顿后才有了比例系数k=1B.弹簧弹力的表达式F=kx由英国科学家胡克发现，其中x为弹簧发生形变后的总长度C.太空中由于失重，无法用天平测量质量，但是可以借助牛顿第二定律测量物体的质量D.工程设计中，常通过光学的方法观察有机玻璃的微小形变，这是运用了物理学中转换测量的方法。【答案】ACD【解析】【详解】A．牛顿第二定律可表述为，也可以写成等式 ，其中定义力的单位为牛顿后才有了比例系数k=1，选项A正确；B．弹簧弹力的表达式F=kx由英国科学家胡克发现，其中x为弹簧发生形变后的形变量，选项B错误；C．太空中由于失重，无法用天平测量质量，但是可以借助牛顿第二定律测量物体的质量，选项C正确；D．工程设计中，常通过光学的方法观察有机玻璃的微小形变，这是运用了物理学中转换测量的方法，将微小量放大，选项D正确。故选ACD。15.小王同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：较大的雨滴是从大约1000m的高空形成并下落的，到达地面的速度大约为4m/s。根据以上信息，可以把雨滴的运动模型看成是1000m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，落地速度4m/s。分析雨滴下落的运动过程，其中a为雨滴加速度，v为雨滴运动速度，F为雨滴运动过程中受到的合力，h为雨滴距地面距离，空气阻力满足关系：f=kv（k为常数），则下列图像描述可能与实际符合的是（）A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】AB．雨滴下落时的加速度则随速度增加，加速度逐渐减小，当a=0时雨滴匀速运动，则图像A错误，B正确；C．雨滴受的合外力则图像C正确；D．雨滴距离地面的距离开始时因雨滴的加速度逐渐减小，则h-t图像为曲线，当加速度减为零时h-t图像为直线，选项D错误。 故选BC。非选择题部分三、实验题（本题共2小题，共12分）16.某学习小组用如图所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。如图1所示，在竖直平面内，橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条原长为GE，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环。（1）实验过程中，小王将弹簧测力计向上拉测量拉力大小，而非将橡皮条挂在上方，向下拉弹簧测力计测量拉力，这样做有什么好处（）A.可以保证弹簧拉力和细线在同一直线上B.方便调零且较为准确测量拉力大小C.可以不用考虑弹簧秤外壳的重力影响（2）本实验采用的科学方法是等效替代法，具体操作指的是_________（填正确选项前字母）。A橡皮条沿同一方向伸长B.橡皮条伸长到相同长度C.橡皮条沿同一方向伸长相同长度D.两个弹簧测力计拉力大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小（3）小黄则是在水平桌面上做实验（如图2），通过实验小黄确定了F1、F1、F的方向，并记录三个力的大小，其中测量F时弹簧测力计示数如图4，读数为__________N。（4）小黄绘制结果如图5，F与两力中其中_________（填“F”或“”）为合力的实际值。（5）若将细绳改用橡皮筋来拉弹簧测力计，这对实验结果_________（填“有”或“无”）影响。 【答案】①.B②.C③.1.78##1.79##1.80##1.81##1.82##1.83④.F⑤.无【解析】【详解】（1）[1]实验过程中，小王将弹簧测力计向上拉测量拉力大小，而非将橡皮条挂在上方，向下拉弹簧测力计测量拉力，这样做的好处是方便调零且较为准确测量拉力大小，故选B；（2）[2]本实验采用的科学方法是等效替代法，具体操作指的是橡皮条沿同一方向伸长相同长度，故选C。（3）[3]由图4可知弹簧测力计最小刻度为0.1N，则读数为1.80N。（4）[4]小黄绘制结果如图5，F与两力中其中F为合力的实际值，即用一个弹簧秤拉橡皮条时的拉力的值；是利用平行四边形法则求得的两个力合力的理论值。（5）[5]若将细绳改用橡皮筋来拉弹簧测力计，这对实验结果无影响。17.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小王同学组装了如图1所示装置。（1）小王将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器。先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上运动。若打点计时器在纸带上打出的计时点越来越疏（从打出的点的先后顺序看），则应将长木板底下的小木块垫得比原先__________（填“高”或“低”）些。重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的计时点。小王称量出小车的质量为200.0g，应选择图（2）中的___________（填“A”、“B”、“C”）作牵引小车的悬挂物。（2）操作过程中，小王回想起学习运动学时也用到该实验装置做了“探究小车速度随时间变化的规律”，这个实验中__________（填“需要”、“不需要”）完成以上（1）的操作。（3）图3为实验得到的一条纸带（每两点间有四个点未画出），则其对应的加速度a=__________m/s2（保留两位有效数字）。（4）小王保持悬挂的重物质量不变，研究小车的加速度a与小车质量M的关系。小王改变小车的质量M，得到小车的加速度a，并描绘图线后，发现图线在 值较大的区间发生弯曲，其他区间为直线，他分析认为可能是由于细绳拉力不再等于悬挂物重力引起的，于是调整了研究参数，结果得到了一条完整的直线，他的调整可能是____________。A.描绘a与的关系图线B.描绘a与的关系图线C.描绘a与（M+m）的关系图线D.描绘a与的关系图线【答案】①.低②.B③.不需要④.0.20⑤.A【解析】【详解】（1）[1]打点计时器在纸带上打出的计时点越来越疏，说明小车做加速运动，木板的一端抬的过高，则应将长木板底下的小木块垫得比原先低些。[2]要使的悬挂物的重力等于小车的牵引力，必须要使得悬挂物的质量远小于小车的质量，小王称量出小车的质量为200.0g，应选择图（2）中的B作牵引小车的悬挂物。（2）[3]在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，只需要小车做加速运动即可，不需要平衡摩擦力，即这个实验中不需要完成以上（1）的操作。（3）[4]因每两点间有四个点未画出，可知T=0.1s，则其对应的加速度（4）[5]该同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，故小车和悬挂物整体的质量应为M+m，作图时应作出图象，得到了一条完整的直线，故A正确。故选A；四、计算题（本题共4小题，共40分。解题过程应有必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，有数值运算的应写清数值和单位，只有最终结果的不得分）18.消防滑竿曾是消防员经常接触的一种设备，可简化为一根竖直放置的滑竿，消防员可顺着滑竿迅速下滑，节约下楼时间，增加出警效率。某次训练中，消防员顺着消防滑竿从高处无初速度滑下，运动过程可简化为先匀加速再匀减速的直线运动。消防员先以5m/s2的加速度下滑1s，然后匀减速下滑4m到达地面时速度大小为1m/s。求此过程中：（1）消防员下滑1s后的速度大小；（2）消防员匀减速阶段的加速度a的大小；（3）消防员下滑的总高度； 【答案】（1）；（2）3m/s2，方向竖直向上；（3）【解析】【详解】（1）消防员做初速度为0的匀加速直线运动，由得（2）消防员做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，若规定向下为正方向，由得即消防员匀减速阶段的加速度a的大小为3m/s2，方向竖直向上。（3）消防员下滑的高度有两段组成。第一段由得由题意得第二段消防员下落距离为所以消防员下落得总高度为19.滑雪圈是当下非常火的一项冬季户外活动项目，人们可以坐在滑雪圈内，由小伙伴拉着自己在雪地上肆意滑行。某次小明用滑雪圈拉着小孙向前直线滑行的运动可简化为图2所示的情形，小明用与水平方向夹角θ=37°，大小F=50N的拉力拉动质量为M=40kg的小孙和m=3kg的滑雪圈在水平雪面上以1m/s的速度匀速前进，则可求得：（1）雪面对滑雪圈的摩擦力大小；（2）滑雪圈与雪面间的动摩擦因数μ；（3）若小明突然放手，则撤去拉力后小孙还能继续前进的距离L； 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）匀速前进时物体受力平衡，求得（2）竖直方向受力平衡求得滑雪圈与雪面间的弹力大小由滑动摩擦力公式可求得（3）撤去拉力后滑雪圈与雪面的弹力大小变为求得则滑动摩擦力大小变为求得则由牛顿第二定律可求得加速度大小 由公式可求得前进距离20.在很多农村建筑工地，工人们通过吊装滑轮把建筑材料搬运到高处，如图1。在吊装过程中，为了避免货物的晃动，通常采用主绳牵引，辅助绳协助的办法，如图2。为研究方便，我们可以将该装置简化为如图3。将重物挂在结点O上，用力F1拉OA绳来升高货物，用力F2拉OB绳稳定货物，其中OA与竖直方向的夹角为θ=30°（如图3）。现有一质量m=50kg的货物需要被吊升（绳子的质量忽略不计，忽略空气、绳与滑轮间的阻力），问：（1）若OB绳水平向右拉，货物静止，求拉力F2的大小；（2）货物保持静止，OB绳方向可调，求拉力F2的最小值；（3）若OA绳能承受的最大张力为N，匀速提升货物，求OB绳拉力F2的最小值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对结点O进行受力分析，因为结点O静止处于受力平衡状态，则三个力可以围成首尾相连的矢量三角形，由几何关系得：即求得 （2）由几何关系得，当力F2垂直于力F1时，F2有最小值，由图得求得（3）由（2）得，在力F2垂直于力F1时求得所以当F1取到临界情况时，F2可以取到最小值，由几何关系得，在三角形ABC中，由此可得在三角形BCD中由勾股定理得即F2最小取到 21.如图为“我要上春晚”节目中杂技团的双人表演。在单人表演中，表演者用手不断将小球上抛，都能够稳稳地接住。表演者在某次动作中，将小球竖直向上抛出，球抛出和接住时刻离地面高度均为1m，从抛出到接住历经时间1s；在双人表演中，一名表演者直立在同伴的肩膀上，下方表演者将球竖直向上抛出，上方表演者在离地3m处接住下落的球，从抛出到被接住，共计1.4s。已知两位表演者的身高均为180cm，体重均为60kg，肩高均为150cm，其重心位于离脚底100cm的位置，小球质量为200g，不计空气阻力，整个过程中小球可以视为质点，重力加速度g=10m/s2。（1）单人表演中，球离地面的最大高度为多少？（2）求双人表演中，下面的表演者将球竖直向上抛出的最小速度。（保留两位小数）（3）完成动作后，上方的表演者向上跳起0.3m，在空中完成转体后到最高点，以水平的姿态下落并趴着落地，此刻重心离地10cm，落地后经过1s的缓冲，以1m/s的速度弹起。求接触地面的过程中该表演者对地面的平均压力。（若结果带根号可参考；；；；进行化简）【答案】（1）2.25m；（2）；（3），方向竖直向下【解析】【详解】（1）由题意得小球离地面的高度由两段组成。小球运动前离地高度为接着小球做竖直上抛运动，由竖直上抛运动的对称性得，小球竖直上抛的时间为由竖直上抛可以看作自由落体运动的逆运动，由自由落体运动的位移表达式可得 单人表演中，球离地面的最大高度为（2）该题目中小球的运动为初速度竖直向上，加速度向下的竖直上抛运动，小球经历了先向上减速，后向下加速的运动过程，小球最后的位移为由匀变速直线运动位移与时间的关系可得解得（3）落地后一瞬间表演者速度向下，短暂接触后速度先减为0，再变成向上1m/s。即表演者的加速度向上，处于超重状态。考虑上面的表演者从上面下落的过程中，重心下落的高度包括表演者脚离地的高度即下面表演者的肩高1.5m，上面表演者的重心离脚底1m，减去落地后重心离地0.1m，可得由匀变速直线的规律得解得由加速度的定义得可得由牛顿第二定律得解得 由牛顿第三定律得方向竖直向下。