浙江省培优联盟2023-2024学年高一下学期4月联考物理试题

浙江培优联盟2023学年第二学期高一4月物理试题考生须知：1.本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分为100分，考试时间90分钟。2.本卷答案必须做在答题卷的相应位置上，做在试题卷上无效。3.本卷中所有g取|0m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，第Ⅰ卷选择题部分（共45分）一、单项选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分，每个小题只有一个选项符合题意，多选、错选均不给分）1.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。下列单位属于国际单位制导出单位的是（）A.米（m） B.千克（kg） C.牛顿（N） D.秒（s）【答案】C【解析】【详解】在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本物理量，其他的物理量为导出量，则米（m）、千克（kg）、秒（s）属于国际单位制的基本单位，牛顿（N）属于国际单位制的导出单位。故选C。2.京津城际铁路由北京南站经天津站至滨海站，全长约166千米，是中国大陆第一条高标准、设计最大运行速度为350km/h的高速铁路。下列说法正确的是（）A.“166千米”指的是位移大小B.运行中的列车不可以看成质点C.“350km/h”指的是平均速度D列车行驶速度很大时加速度可能很小【答案】D【解析】【详解】A．“166千米”指的是路程大小，故A错误；B．如在研究全程运行时间时，列车长度远小于路程，可以将列车看成质点，故B错误；C．“350km/h”指的是瞬时速度大小，故C错误；D．若列车以很大的速度做匀速运动，则加速度为0，故D正确。故选D。3.有关运动与力的关系，下列说法正确的是（）A.离地球越远的物体所受的重力越小，所以物体惯性也越小B.力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因C.只有物体所受的合力发生改变，物体的运动状态才会发生改变D.作用力和反作用力作用在同一个物体上【答案】B【解析】【详解】A.惯性只和质量有关，选项A错误；B.由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；C.只要物体所受的合力不为0，物体的运动状态就会发生改变，选项C错误；D.作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上，选项D错误。故选B。4.一个质点做变速直线运动的vt图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.在AB段时物体处于静止状态B.前2s内的运动方向与第5s内的运动方向相反C.BC段的加速度方向与速度方向相反D.第2s内的加速度为6m/s2【答案】C【解析】【详解】A．在AB段时物体处于匀速运动状态，故A错误；B．图像在t轴上方，前2s内与第5s内的运动方向相同，故B错误；CD．由得OA段和BC段的加速度分别为a1=3m/s2，a2=6m/s2则BC段的加速度方向与速度方向相反，故C正确，D错误。故选C。5.如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力．与b球相比，a球A.初速度较大B.速度变化率较大C.落地时速度一定较大D.落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大【答案】D【解析】【详解】A.由可得，高度越高，下落时间越大，由可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间短，故b球初速度较大，A错误；B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；C.a球的水平速度小于b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大于b球，C错误；D.由，a球落地时间t大，但是小，故a球的一定大于b球，即a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，D正确；故选D。6.如图所示，水平地面上放着由两块相同的软垫组成的支架，软垫的上端相连，下端可左右移动，支架上静置一重为G的篮球，下列说法错误的是（）A.支架对篮球作用力等于GB.左支架受到地面水平向右的摩擦力C.支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的D.若右支架缓慢向右移一小段距离，则支架对球的作用力将变大【答案】D【解析】【详解】由于篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力等于G；左支架由于受到篮球斜向左下方的压力，因此受到地面水平向右的摩擦力；支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的；只要篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力就等于G，和底下角度无关。本题选择错误选项，故选D。7.如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的图像，下列说法正确的是（）A.若甲是vt图像，则物体做匀速直线运动B.若乙是at图像，则物体做匀加速直线运动C.若丙是xt图像，则物体做匀加速直线运动D.若丁是vt图像，则物体静止【答案】C【解析】【详解】A．甲是vt图像，斜率的大小代表加速度，斜率不变，所以加速度不变，即物体做匀变速直线运动，故A错误；B．若乙是at图像，则物体做加速度增大的变速直线运动，故B错误；C．若丙是xt图像，根据可知物体做匀加速直线运动，故C正确；D．若丁是vt图像，则表示物体做匀速直线运动，故D错误。故选C。8.如图甲所示，热气球在竖直Oy方向做匀速运动，在水平Ox方向做匀加速运动，热气球的运动轨迹可能为图乙中的（）A.直线OA B.曲线OB C.曲线OC D.曲线OD【答案】C【解析】【详解】热气球在竖直Oy方向做匀速运动，则此方向上合力为零，在水平Ox方向做匀加速运动，合外力沿Ox方向，所以合运动的加速度方向沿Ox方向，但合速度方向不沿Ox方向，热气球做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OC，故C正确，ABD错误。

故选C。9.如图所示为电脑的硬盘，工作时电动机使磁盘以5400r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时保持不动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比（）A. B. C. D.【答案】AB【解析】【详解】CD.磁盘上各点为同轴转动，转速和角速度相同，故CD错误；A.由可知aP>aQ故A正确；B.由可知vP>vQ故B正确。故选AB。10.如图所示，物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成53°角，物块也恰好做匀速直线运动，则物块与桌面间的动摩擦因数为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】当拉力水平时，物体匀速运动，则F=mg当拉力倾斜时Fcos53°=（mgFsin53°）联立解得故选B。11.如图所示为某卫星发射过程的示意图，卫星先发射进入停泊轨道1，再进入转移轨道2，最后进入静止轨道3。则（）A.卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期B.卫星在轨道1上的速度小于在轨道3上的速度C.卫星在轨道2上经过B点的速度大于在轨道3上经过B点的速度D.卫星在轨道2上经过B点的加速度大于在轨道3上经过B点的加速度【答案】A【解析】【详解】A．由开普勒第三定律，可知卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期，选项A正确；B．由得因轨道1高度低，所以速度大，选项B错误；C．卫星在轨道2上经过B点时需要加速才能进入轨道3上运动，所以卫星在轨道2上经过B点的速度小于在轨道3上经过B点的速度，选项C错误；D．由得卫星在轨道2上经过B点的加速度等于在轨道3上经过B点的加速度，选项D错误。故选A。12.如图所示，A、B两球质量均为m，A球上端用一根不可伸长的细绳和天花板连接，A球下端用一根轻弹簧和B球相连。求在剪去细绳的瞬间，A、B两球的加速度大小分别为（）A.0，0 B.g，g C.2g，0 D.0，2g【答案】C【解析】【详解】由受力分析可知，剪断绳子前细绳的拉力为弹簧的拉力为剪断绳子瞬间，拉力消失，弹簧弹力不变，则故选C。13.如图所示，长度为0.4m的轻绳OA，A端系有一质量为1kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动。若某时刻小球通过与圆心等高的A点时的速度为2m/s，g取10m/s2，则此时轻绳OA受到的拉力为（）A.0N B.10N C. D.20N【答案】B【解析】【详解】如图所示小球在A点的受力分析图，绳子拉力提供向心力，由解得故选B。14.某跳伞运动员做低空跳伞表演。从该运动员离开悬停的飞机开始计时，运动员先做自由落体运动，当速度达到50m/s时打开降落伞做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2，到达地面时速度为5m/s。下列说法正确的是（）A.运动员离开飞机10s后打开降落伞B.运动员在空中下落过程用时9sC.运动员距离地面245m时打开降落伞D.悬停的飞机距离地面372.5m【答案】D【解析】【详解】A．由速度—时间公式有解得t1=5s故A错误；B．减速时，由速度—时间公式有解得t2=9s下落时间为t=t1+t2=14s故B错误；C．由位移—时间公式有故C错误；D．由位移—时间公式有h1=故D正确。故选D。15.如图所示，倾角为a的光滑斜面体固定不动，质量均为m的两物体P、Q在力F的作用下一起沿斜面向上做加速度a=gsinα的加速运动，则下列说法正确的是（）A.拉力F的值为3mgsinαB.物体Q受到5个力的作用C.物体P受摩擦力的大小为2mgsinαD.物体P给Q的摩擦力方向和F方向相反【答案】C【解析】【详解】A．将P、Q看成一个整体，由牛顿第二定律F2mgsinα=2ma解得F=4mgsinα故A错误；BD．对物体Q进行受力分析，如图所示物体Q受到4个力的作用，由受力分析可知，物体P给Q的摩擦力方向沿斜面向上，和F方向相同，故BD错误；C．对P沿斜面向上由牛顿第二定律有Fmgsinαf=ma解得f=2mgsinα故C正确。故选C。第Ⅱ卷非选择题部分（共55分）二、非选择题（本题共5小题，共55分）16.在“探究物体的加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学的实验装置如图甲所示。(1)在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫做________；A.控制变量法B.等效替代法C.理想化方法(2)本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码的重力代替绳子拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在保持小车质量不变，探究加速度与力的关系时，做出a随F变化的关系图象接近下图中哪一个______（选填“A”“B”“C”）(3)已知打点计时器的打点周期为0.02s，在一条记录小车运动的纸带上，每5个点取一个计数点（中间有四个点未画出），相邻计数点的时间间隔为_______s，分别标为1、2、3、4、5，如图乙所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为2.98cm、3.85cm、4.70cm、5.55cm，则小车运动的加速度大小a=______m/s2（结果保留两位有效数字）。【答案】①A②.C③.0.1s④.0.86(0.85~0.87)【解析】【详解】(1)[1]先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系．这种研究方法叫做控制变量法，故选A；(2)[2]随着砝码桶与砝码总质量的增加，绳子的拉力比砝码桶与砝码的总重力小的越来越多，误差越来越大．小车质量不变时，小车加速度应与受到的合力应成正比，因为用砝码桶与砝码重力代替绳子的拉力(实际上小车受到的拉力要小于砝码桶与砝码的总重力)，图线向下偏折,故选C；(3)[3]每5个点取一个计数点，则计数点间时间间隔,[4]由纸带上的数据由逐差法可得，小车的加速度代入数据解得(0.85~0.87m/s2)17.用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮左塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与的关系；A.质量m B.角速度 C.半径r（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_______；（3）在（1）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是（）A.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小B.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变C.左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小D.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大【答案】（1）B（2）2：1（3）B【解析】【小问1详解】因两球的质量和半径相同，所以比较的是向心力的大小和角速度的关系。故选B。【小问2详解】由向心力计算公式F=m2r，向心力之比1：4，则角速度之比1：2，又因皮带连接的左、右塔轮线速度相同，由v=r可知，左右塔轮半径之比2：1。【小问3详解】若增大手柄转动的速度，由F=m2r可知向心力增大，但比值不变。故选B。18.2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：（1）空间站运行所需的向心力大小；（2）地球的质量；（3）第一宇宙速度的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）卫星的角速度卫星的向心力（2）由万有引力提供向心力解得（3）由万有引力提供向心力解得将（2）中M值代入，得19.近年来，中国在无人机研发方面取得了显著进展，不仅在无人机种类和功能上不断创新，而且在技术参数和性能上也有了显著提升。如图所示为我国生产的某型号无人机竖直向上运送货物时的情景，已知无人机从地面启动时匀加速上升，加速度大小为3m/s2，达到最大速度18m/s后匀速运动，制动时匀减速上升，加速度大小为2m/s2，从起飞到悬停全程用时45s。求：（1）无人机加速阶段上升的高度；（2）质量为20kg的货物用细绳系于无人机下方，在加速阶段货物对细绳的拉力；（3）无人机上升的总高度。【答案】（1）54m；（2）260N，方向竖直向下；（3）675m【解析】【详解】（1）由运动学公式v2=2a1h1解得h1=54m（2）由牛顿第二定律Fmg=ma1由牛顿第三定律=F可得=F=260N，方向竖直向下（3）加速上升时间减速上升时间减速上升高度匀速上升高度总高度20.如图为某小区门口车牌自动识别系统示意图。离地高1m的栏杆可绕O点在竖直面内做匀速圆周运动。自动识别起始线ab与栏杆正下方cd的距离为4.5m，路面宽度ab为2.4m，ac与O点的水平距离为0.4m。某货车前端行驶到起始线ab时的速度为3m/s。货车可看成长宽高分别为4.5m、1.6m和1.9m的长方体，忽略车牌识别时间。（1）求货车匀速通过识别区域所用时间；（2）若货车过自