浙江省杭州市学军中学紫金港校区2023-2024学年高一下学期期中物理试题2

物理考生注意：1.答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，在本试题卷上的作答一律无效。作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。3.可能用到的相关参数：重力加速度g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是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.直接测量“国际单位制规定的三个力学基本物理量”，应选择下列哪一组仪器（）A.刻度尺、弹簧秤、打点计时器 B.刻度尺、天平、秒表C.量筒、测力计、秒表 D.量筒、天平、打点计时器2.以下说法中正确的是（）A.重力、加速度、平均速度、速度变化量都是矢量B.甲、乙发生位移分别为、，则甲的位移大C.汽车的加速度为，表明汽车在做减速运动D.在直线运动中，位移的大小等于路程3.关于下图的描述中，不正确的是（）A.甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变B.乙图中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼过程，人没有受到静摩擦力作用C.丙图中马拉板车在地面上加速前进，马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力D.丁图中跳高运动员能够跳离地面，是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力4.下列对各图所涉及物理知识的说法中正确的是（）A.图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用高压尖端放电原理将运输中产生的静电导走B.图乙中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号C.图丙中，高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用D.图丁中，燃气灶中针尖形点火器是利用静电平衡原理进行点火5.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（）A.甲图中，物体在这段时间内的平均速度为B.乙图中，物体的加速度大小为C.丙图中，阴影面积表示时间内物体位移D.丁图中，0~3秒内物体的位移大小为6.如图甲所示，北宋曾公亮在《武经总要》中记载了一种古代运输装备，名为“绞车”，因其设计精妙，使用时灵活方便，这种绞车又被称为“中国式绞车”，“合大木为床，前建二叉手柱，上为绞车，下施四轮，皆极壮大，力可挽二千斤。”其原理如图乙所示，将一根圆轴削成同心而半径不同的两部分，其中a、b两点分别是大小辘轳边缘上的两点其上绕以绳索，绳下加一动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动其轴旋转便轻松将重物吊起，则在起吊过程中，下列说法正确的是（）A.a点的角速度小于b点的角速度B.a点的向心加速度等于b点的向心加速度C.滑轮对重物做的功等于重物机械能的增加量D.人对把手做的功等于重物机械能的增加量7.如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为B.香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变小C.香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力变大D.香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变大8.如图所示，武装直升机解救士兵之后，水平向右做匀速直线运动，机内人员将士兵匀加速提升到直升机内，提升过程中轻绳总保持竖直方向，士兵与绳子没有相对运动。不计空气阻力，直升机及舱内人员质量为M，士兵质量为m，重力加速度为g。在士兵进入直升机之前，以下说法正确的是（）A.士兵可能做直线运动 B.士兵的实际速度大小可能不变C.空气对直升机的“升力”大于 D.绳子对士兵拉力等于mg9.如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）的质量为m，滚筒半径为R，周期为T，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（）A.衣物所受合力的大小始终为0 B.脱水过程中衣物上的水做向心运动C.衣物转到b位置时的脱水效果最好 D.衣物在a位置、b位置对滚筒壁的压力都大于mg10.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，强电场使空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它带负电，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于此实验下列说法正确的是（）A.烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动B.场强方向由锯条指向金属片C.起电机工作后烟尘会向锯条运动，最终被锯条吸附D.起电机工作后烟尘运动过程中电势能减小11.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力，若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。下列说法不正确的是（）A比例系数B.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率ⅴ有关C.当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等12.电容式加速度传感器在安全气囊、移动设备等方面应用广泛，其工作原理简化为如图所示，M和N为电容器两极板，充电后与电源断开。M极板固定在上，N极板两端与固定在上的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动，电压传感器与静电计等效，可直接测量电容器的电压。当由静止突然向前加速时，下列说法正确的是（）A.电容器的电容增大B.电压传感器的示数不变C.电容器两极板间的电场强度减小D.随着加速度变大，电压传感器示数的变化量∆U与加速度的变化量∆a之比不变13.某实验兴趣小组对新能源车的加速度性能进行探究。他们根据自制的电动模型车模拟汽车启动状态，并且通过传感器，绘制了模型车从开始运动到刚获得最大速度过程中速度的倒数和牵引力F之间的关系图像，如图所示。已知模型车的质量，行驶过程中受到的阻力恒定，整个过程时间持续，获得最大速度为，则下列说法正确的是（）A.模型车变加速运动位移为 B.模型车受到的阻力大小为C.模型车匀加速运动的时间为 D.模型车牵引力的最大功率为二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6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3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.地月系统认为是月球绕地球做匀速圆周运动如图（a）所示，月球绕地球运动的周期为T1；也可为地月系统是一个双星系统如图（b）所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为T2。若地球、月球质量分别为M、m，两球心相距为r，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A.图（a）月球绕地球运动的周期T1大于图（b）中月球绕O点运动的周期T2B.图（a）中，地球密度为C.地月双星轨道中O点到地心距离为D.图（a）中若把部分月壤运回到地球，最终月球绕地球做圆周运动轨道半径将变小15.如图所示，真空中P、Q两点各有一正点电荷，带电量都为q。以两个电荷连线的中点为中心画一个正立方体，且立方体的面aehd中心O和面cbfg的中心O'过两电荷的连线。M、N关于Q对称，下列说法正确的是（）A.在O点静止释放一个质子，它将会在OO'之间往返运动B.电子沿正方形aehd运动一周，受到的电场力和电势能均保持不变C.a、g两点电场强度大小相等，方向相反，a点电势等于g点电势D.将一个质子从O点移动到N点和从O点移动到M点，电场力做功相同非选择题部分三、非选择题（本题共6小题，共55分）16.实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和。回答以下问题：（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的___________；A.探究小车速度随时间变化规律 B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究平抛运动的特点 D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系（2）某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第___________层塔轮（填“一”、“二”或“三”）。②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：（3）若某次实验中测得挡光条的挡光时间伪，则滑块P的角速度表达式为___________；（4）实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度的关系，作出图线如图丁所示，若滑块P运动半径，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由图线可滑块P质量___________kg（结果保留2位有效数字）。17.“探究加速度与质量的关系”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码。（1）同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A.直流电源、导线B.交流电源、导线C.天平（含配套砝码）D.刻度尺E.秒表其中必要的器材是___________；图中木板右端被垫高，这样做的目的是___________。（2）某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹4时，小车运动的速度___________（结果保留3位有效数字），该小车的加速度___________；（结果保留3位有效数字）（3）根据测量的实验数据作出物体的加速度a和拉力F图线即：图线（右上图），发现其不通过原点，请分析其主要原因是___________；（4）在对上一问中的装置进行了调整后，图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断改变槽码质量，发现随着F增大，图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末端弯曲的原因是___________。18.水平长直公路上，甲、乙两汽车正以相同速度v0=20m/s同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，乙车头与甲车尾的距离d=32m，若t=0时刻甲车以加速度大小为2m/s2减速刹车。（1）若甲车开始刹车后，乙车司机反应了2s后也开始刹车。①甲车刹车到停下通过距离；②乙车至少以多大的加速度刹车减速才能避免两车相撞？（2）若甲车开始刹车后，乙车司机因故一直未采取制动措施，甲车司机发现后立即又以2m/s2的加速度加速前进。为了避免两车相撞，甲车最多减速多长时间？19.北京时间2022年10月31日15时37分，梦天实验舱发射成功，此次发射任务中，航天科工203所研发的空间主动型氢原子钟和频标比对器首次进入空间站执行实验任务，为构建中国空间站高精度时间频率基准发挥重要作用。如图为“203”数字模型，固定在水平地面上。其中数字“2”与“3”均为两个半径的两个半圆相切叠加而成，数字“0”是一个半径为圆轨道，所有管道均平滑连接。现有一质量的小球以初速度从A点水平进入轨道，恰能通过“0”最高点E，并从F点进入数字“3”，经过G处的弯管后无机械能损失且速度反向进入上面的半圆轨道。已知水平地面CD长度为，粗糙水平面CD与DF与小球的动摩擦因数，其余轨道均光滑且不计空气阻力，小球的直径略小于管道直径，小球直径和管道直径远小于和的大小，重力加速度，求：（1）小球经过E点时的速度大小与第一次经过D点时对轨道的压力；（2）小球的初速度；（3）若要求小球不脱离轨道，求水平面DF的长度的最小值s。20.如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。（1）求A、B金属板长度L；（2）求时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。21.2022年冬季奥林匹克运动会在北京圆满举行，借着这股热度，冰雪运动变得越来越大众化。今年冬天东北冰雪旅游爆火，小明同学趁寒假机会前往东北体验冰雪运动。在某滑雪场中有如图所示的滑雪坡道用于体验跳台滑雪项