浙江省杭州市第四中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（Word版附解析）

杭州第四中学2023学年第一学期高一年级期中考试物理试题卷考生须知：1.本试卷分试题卷和答题卷，满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，在答题卷上填写班级、姓名、试场号、座位号，并填涂卡号。3、所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效。4、考试结束，只上交答题卷。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是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列各组物理量中，均属于矢量的是（　　）A.路程、瞬时速度、重力B.加速度、时间、质量C.速度变化量、平均速度、位移D.摩擦力、位移、速率【答案】C【解析】【详解】A．瞬时速度、重力属于矢量，路程属于标量，A错误；B．加速度属于矢量，时间、质量属于标量，B错误；C．速度变化量、平均速度、位移都属于矢量，C正确；D．摩擦力、位移属于矢量，速率属于标量，D错误。故选C。2.2021年东京奥运会上我国运动员取得了优异成绩。下图是比赛精彩瞬间，则相关说法错误的是（　　）A.图甲，研究巩立姣掷出的铅球轨迹时，可将铅球视为质点B.图乙，研究全红婵10米台跳水的满分动作时，可将其看作质点C.图丙，研究陈雨菲扣球时羽毛球的飞行速度，可将羽毛球看作质点D.图丁，计算徐诗晓、孙梦雅在500米双人划艇项目中的平均速度时，可将小艇视作质点 【答案】B【解析】【详解】A．研究比赛中研究铅球被掷出后在空中的轨迹时，铅球的大小相对于运动的轨迹能忽略不计，故可以将它视为质点，故A正确；B．研究全红婵10米台跳水的满分动作时，运动员的大小和形状不能忽略，故不可将运动员视为质点，故B错误；C．物体的形状和大小对于研究的问题可忽略不计时，可以把物体看做质点，研究球离开球拍后的飞行速度时，与球的形状无关，故可以看做质点，故C正确；D．在500米双人划艇项目中艇的长度相对500m来讲长度可以忽略，可以将小艇视作质点，故D正确。故选B。3.关于加速度与速度、速度变化量的关系，下列说法正确的是（　　）A.加速度为零的物体，速度一定为零B.物体的加速度逐渐减小，速度一定逐渐减小C.加速度方向可能与速度变化量的方向相同，也可能相反D.加速度方向一定与速度变化量的方向相同【答案】D【解析】【详解】A．物体做匀速运动时，加速度为零，但速度不为零，故A错误；B．物体的加速度逐渐减小，如果加速度方向与速度方向相同，则速度逐渐增大，故B错误；CD．根据可知加速度方向一定与速度变化量的方向相同，故C错误，D正确。故选D。4.下列说法中正确的是（　　）A.建立惯性定律的物理学家是伽利略B.只要物体速度方向发生变化，其运动状态一定发生变化C.只有不受任何力作用的物体，运动状态才不变D.合力恒定的物体，其运动状态不变【答案】B【解析】 【详解】A．建立惯性定律的物理学家是牛顿，选项A错误；B．只要物体速度方向发生变化，其运动状态一定发生变化，选项B正确；C．不受任何力作用的物体或者受合外力为零的物体，运动状态都不变，选项C错误；D．合力恒定的物体，加速度恒定，其运动状态一定变化，选项D错误。故选B。5.关于重力和弹力，下列说法正确的是（　　）A.重力只作用在物体的重心上B.在弹性限度内，一个弹簧的弹力大小与弹簧长度成正比C.杯子对桌面的压力是由于桌面发生了形变而产生的D.杯子对桌面的压力是由于杯子发生了形变而产生的【答案】D【解析】【详解】A．重心是重力的等效作用点，不是只有重心才受重力，故A错误；B．根据胡克定律可知，在弹性限度内，一个弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比，故B错误；CD．杯子对桌面的压力是由于杯子发生了形变而产生的，故C错误，D正确；故选D。6.在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）A.用质点来代替物体的研究方法是微元法B.伽利略在研究自由落体运动时采用了放大法C.当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了极限法D.在推导匀变速直线运动位移公式时运用了控制变量法【答案】C【解析】【详解】A．用质点来代替物体的方法是理想模型法，故A错误；B．伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，故B错误；C．当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了极限法，故C正确；D．在推导匀变速直线运动位移公式时运用了微元法，故D错误。故选C。 7.在一次极限项目表演中，选手正沿倾斜钢丝小心翼翼地缓慢上行。在这一过程中（　　）A.选手手中的平衡杆所受合力竖直向上B.选手受到钢丝的摩擦力沿钢丝斜向下C.钢丝对人的作用力垂直钢丝向上D.钢丝对选手的支持力和选手对钢丝的压力是一对作用力和反作用力【答案】D【解析】【详解】选手沿倾斜钢丝小心翼翼地缓慢上行，可以看做平衡状态A．平衡杆每个状态也看做平衡状态，所以所受合力为0，故A错误；B．选手相对钢丝有向下滑的趋势，则选手受到钢丝的摩擦力沿钢丝斜向上，故B错误；C．钢丝对人施加了垂直钢丝向上的支持力、沿钢丝向上的摩擦力，二者的合力竖直向上与重力平衡，故C错误；D．根据牛顿第三定律知：钢丝对选手的支持力和选手对钢丝的压力是一对作用力和反作用力，故D正确。故选D。8.拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用的力拉开拉力器，使其比原长伸长了，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　）A.每根弹性绳的劲度系数为B.每根弹性绳的劲度系数为C.若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大 D.若对拉力器的拉力减为，则弹性绳长度变为【答案】A【解析】【分析】【详解】AB．由胡克定律可得则故A正确，B错误；C．弹性绳的劲度系数与弹性绳自身因数有关，与外力无关，故C错误；D．若对拉力器的拉力减为，则有得则此时弹性绳的长度一定大于20cm，故D错误。故选A。9.如图所示，轻杆一端固定一个轻滑轮，另一端嵌入竖直的墙中。一根轻绳一端连接一个物体，另一端通过滑轮固定在墙上的某一个位置，把绳子端点沿墙面向点缓慢移动，轻杆位置不变，忽略绳子与滑轮的摩擦力，关于轻绳的拉力大小和绳对滑轮作用力的说法正确的是（　　）A.轻绳的拉力变大B.绳对滑轮的压力变大C.绳对滑轮的压力大小始终不变D.绳对滑轮的压力方向始终沿杆指向墙里【答案】B【解析】【详解】A．由于同一根绳子的张力处处相等，故轻绳的拉力一定等于物体的重力G保持不变；故A错 误；BC．根据平行四边形定则，两边轻绳的拉力相等故合力在角平分线上，由于两拉力的夹角不断减小，故两个拉力的合力不断变大，故滑轮受到的压力不断变大，故B正确，C错误。D．根据前面分析可知两个拉力的合力在角平分线上，随着两拉力的夹角不断改变，合力方向不断改变，故绳对滑轮的压力方向不可能始终沿杆指向墙里，故D错误。故选B。10.如图所示，竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为，升降机运行的最大速度为，加速度大小不超过。假定升降机到井口的速度为0，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】由题意可知，当升降机的加速度大小为时，时间最短。升降机的运动过程分成三阶段，开始匀加速启动，接下来以6m/s的速度匀速运动，最后匀减速运动到井口。匀加速阶段有位移匀减速阶段与匀加速阶段具有对称性，可得，匀速阶段位移和时间为所以总时间为 故选B。11.如图所示，用筷子夹质量为的光滑小球，两根筷子与小球球心均在竖直平面内，两根筷子和竖直方向的夹角均为，下列说法正确的是（　　）A.两根筷子对小球作用力的合力的方向垂直于筷子B.每根筷子对小球的弹力均为C.若要以同样大小弹力夹起一更重的光滑小球，则应增大夹角D.夹起同一光滑小球，若减小夹角，每根筷子对小球的弹力变小【答案】C【解析】【详解】A．对小球受力分析结合平衡条件可知，两根筷子对小球作用力的合力与小球的重力等大反向，即两根筷子对小球作用力的合力的方向竖直向上，故A错误；B．对球受力分析，如图所示在竖直方向上有解得故B错误；CD．若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球，则弹力不变，mg变大，应增大夹角θ；当夹起同一光滑小球，若减小夹角，每根筷子对小球的弹力变大，故C正确，D错误。故选C。12.轻绳两端分别与A、C两物体相连接，与与，物体A、B、C及C与地面 间动摩擦因数均为，假设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，若要用力将C物拉动，g取。则作用在C物上水平向左拉力最小为（　　）A.5NB.6NC.7ND.8N【答案】D【解析】【详解】首先由于A和C用轻绳相连，时刻有相同的速度，而B分别受到A和C的摩擦力，而由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力要大，所以物体B一定随C一起运动；由此，我们发现B和C之间是相对静止的，可以看做一个物体，BC整体受到向左的拉力，向右绳子的拉力和A给摩擦力，根据受力平衡，有又代入数据联立可得故D正确，ABC错误。故选D。13.从离地高处自由下落小球，同时在它正下方处以速度竖直上抛另一小球，不计空气阻力，以下说法不正确的（　　）A.若，小球在上升过程中一定与球相遇B.若，小球在下落过程中一定与球相遇C.若，小球和一定不会在空中相遇D.若，两球在空中相遇时球速度为零 【答案】B【解析】【详解】设经过时间t物体a、b在空中相遇，a做自由落体运动的位移b做竖直上抛运动的位移为由几何关系有联立以上各式解得小球b上升的时间小球b运动的总时间为A．若小球b在上升过程中与a球相遇，则解得故A正确；B．若下落过程相遇，则即得 若，小球b在下落过程中不会与a球相遇，故B错误；C．若，小球b落回地面的时间即时，小球b和a相遇点在地面上，小球b和a不会在空中相遇，故C正确；D．若，则相遇时间此时b球刚上升到最高点，速度为零，故D正确。本题选错误的，故选B。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题4分，共8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）14.中国书法是一种艺术，在楷书笔画中，长横的写法要领如下∶起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带，该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，则下列关于行笔过程中各物体的受力情况（　　）A.行笔过程中毛笔对纸的压力可能大于毛笔的重力B.行笔过程中镇纸受到向右的静摩擦力C.行笔过程中白纸受到毛笔施加向右的滑动摩擦力作用 D.行笔过程中白纸受到毛笔施加向左的滑动摩擦力作用【答案】AC【解析】【详解】A．毛笔在书写过程中受到重力、手的作用力、纸的摩擦力以及纸的支持力处于平衡状态，由于手对毛笔的作用力是未知的，所以行笔过程中毛笔对纸的压力可能大于毛笔的重力，可能小于毛笔的重力，可能等于毛笔的重力，A正确；B．白纸始终处于静止状态，所以镇纸始终不受摩擦力，镇纸的作用是增大纸与桌面的压力与摩擦力，B错误；CD．行笔过程中，毛笔受到水平向左的滑动摩擦力，则纸受到毛笔对纸水平向右的滑动摩擦力，C正确，D错误；故选AC。15.甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动，甲和乙的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）A.甲在末回到出发点，甲运动过程中，距出发点的最大距离为B.内乙的加速度不变C.第内甲、乙两物体速度方向相同D.内甲的位移大小为，乙的位移大小为【答案】ABD【解析】【详解】A．由图甲可知，在内甲位移为零，则甲在末回到出发点，甲运动过程中，位移大小的最大值为，则甲运动过程中，距出发点的最大距离为，故A正确；B．图象的斜率表示加速度，内乙的斜率不变，乙的加速度不变，故B正确；C．图象的斜率表示速度，第内甲的斜率为负值，甲物体向负方向运动，由图乙可知第内乙的速度为正值，乙物体向正方向运动，故第内甲、乙两物体速度方向相反，故C错误；D．内甲的位移为 图象与坐标轴围成的面积表示位移，乙的位移故内甲的位移大小为，乙的位移大小为，故D正确。故选ABD。非选择题部分三、非选择题（本题共6小题，共53分）16.在如图甲所示的“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：（1）本实验选用了如图乙所示的打点计时器，它的工作电源是___________；A.交流B.直流C.交流约为D.直流约为（2）下列操作中正确的有___________A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C.应先接通电源，后释放小车（3）小姜同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况：在纸带上确定出共5个计数点。测得计数点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出，频率为。①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下点时小车的瞬时速度，___________；（结果保留三位有效数字）②选择合适的单位长度，在图2所示的坐标系中作出了小车的图线，根据图线求出______；（结果保留三位有效数字） 【答案】①.A②.AC##CA③.3.90④.1.25【解析】【详解】（1）[1]图中是电火花打点计时器，它的工作电源是约为220V的交流电源；故选A。（2）[2]A．在释放小车前，为了纸带能够多打点，小车应该要靠近打点计时器，故A正确；B．打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端，故B错误；C．为了充分利用纸带，也为了打点的稳定，应该先接通电源，在释放小车，故C正确。故选AC（3）[3]每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，电源的频率是50Hz，可知两计数点间的时间间隔为则[4]根据可得17.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。（1）已有器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列器材还需要选取___________A.B.C.D.（2）某次用弹簧测力计拉橡皮筋时弹簧测力计的指针位置如图1所示，弹簧测力计示数为___________N； （3）关于此实验的操作，下列说法正确的是___________A.两细绳套应适当长一些B.实验过程中，两个分力的方向要垂直C.重复实验再次探究时，结点位置可以与前一次不同D.只有一把弹簧测力计也可以完成此实验（4）做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图2所示，其中处为结点位置。图中的与两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是___________（填“”或“”）【答案】①.AB##BA②.4.00③.ACD④.【解析】【详解】（1）[1]刻度尺是确定力的方向和作图所必需的；弹簧测力计是测力所必需的，本实验不用测物体速度和质量，故需要选取AB。（2）[2]弹簧测力计分度值为0.1N，估读一位，则读数为4.00N。（3）[3]A．为了方便确定力的方向，两细绳套应适当长一些，故A正确；B．两个分力的方向夹角适当大一些但不一定要垂直，故B错误；C．实验过程中用一个弹簧测力计的作用效果替代两个弹簧测力计作用效果，只需同一次实验小环的位置相同即可，故C正确；D．只有一把弹簧测力计，可以先将结点拉力到某一位置，记下两个拉力的方向，读出一个读数，然后拆开仪器重做，再拉到原位一个读数，然后拆开仪器重做，再拉到原位，故D正确。故选ACD。（4）[4]方向一定沿橡皮筋方向的是用一个弹簧秤拉的力，而不是作图作出的力，所以方向一定沿橡皮筋方向的是。18.如图所示，一个光滑圆环竖直放置，固定在地面上，圆心为点（未标出）。一个质量为m的小球套在圆环上，用一根轻绳连接，轻绳另一端固定在圆环上的最高点A，小球静止不动。轻绳与竖直方向的夹角，已知重力加速度为，求：（1）轻绳对小球的拉力大小；（2）小球对圆环的压力大小和方向。 【答案】（1）；（2），方向沿圆环圆心与小球连线指向圆心【解析】【详解】（1）对小球受力分析如图，根据正弦定理得解得轻绳对小球的拉力大小为（2）根据正弦定理得解得根据牛顿第三定律可得小球对圆环的压力大小为方向沿圆环圆心与小球连线方向指向圆心。19.如图所示为一种叫“控子”的游戏：让小滑块从A点由静止释放，游戏者通过控制段上的可控区域的长度，让滑块到达C点时速度刚好为零。滑块自由落入洞D中即为成功。已知轨道、可视为斜面，长，长，高，滑块在段加速下滑时加速度大小为，在段非可控区域加速下滑时加速度大小为，在可控区减速时的加速度大小为，滑块在B点、可控点前后速度大小不变，，求游戏成功时：（1）滑块到达B点时的速度大小； （2）可控区域的长度L；（3）滑块从A到洞D所经历的时间t。【答案】（1）1m/s；（2）0.375m；（3）1.7s【解析】【分析】【详解】（1）设滑块在B点时速度大小为，则由运动学规律知解得=1m/s（2）在AB段运动的时间为=0.5s设滑块在E点进入可控区域，由运动学规律知：从B到E从E到C联立解得L=0.375m（3）由解得=1.5m/s又有 －==解得==0.5s滑块从C到D，由自由落体运动规律知代入数值解得：=0.2s所以滑块从A到D所经历的时间为t=+++=1.7s20.2023年10月12~13日杭州四中在学校体育场隆重举行了第61届校运会。其中高三男子“”决赛非常精彩，冠军队的第二棒甲同学与第三棒乙同学恰好在直道上接力，若他们奔跑能达到的最大速度相同，第三棒同学乙从静止开始全力奔跑需跑出才能达到最大速度，且这一过程可看作匀变速运动，现在第二棒同学甲持棒以最大速度向站在接力区起点的第三棒同学乙奔来，乙在接力区伺机全力奔跑，若要求第三棒同学乙接棒时速度达到。则（1）第三棒同学乙在接力区须奔跑的距离为多少；（2）第三棒同学乙应在距第二棒同学甲多远时起跑。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）乙达到最大速度时根据位移速度公式乙接棒时奔跑达到有 代入数据解得（2）设乙加速至交接所用时间为t，得对甲有则乙距第二棒同学甲距离为21.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑．保持斜面倾角为，对物体施加一水平向右的恒力F，使物体沿斜面匀速向上滑行（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．增大斜面倾角，当倾角超过某一临界角时，则不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，已知重力加速度为g，试求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数；（2）水平恒力F的大小；（3）这一临界角的大小．【答案】（1）(2)（3）.【解析】【详解】(1)斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足：mgsin30°＝μmgcos30°解得μ＝ (2)设斜面倾角为α，受力情况如图，由匀速直线运动条件： Fcosα＝mgsinα+fFN＝mgcosα＋Fsinαf＝μFN解得：(3)由第（2）问可知，当时，