浙江省A9协作体2023-2024学年高一下学期期中联考物理试题

浙江省A9协作体2023学年第二学期期中联考高一物理试题选择题部分一、单选题（共18小题，每小题3分，共54分）1.“青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和的名句。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域并下落一段时间，若雨滴受到的阻力可忽略不计，则下列选项中最接近雨滴真实运动轨迹的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，具有一定的竖直向下的初速度，进入如图所示的斜风区域，可知小球受到竖直向下的重力和斜向下偏右的风力，则小球受到的合力斜向下偏右，小球在斜风区域做曲线运动，且小球受到的合力位于曲线的凹侧。故选A。2.如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取）（）A.0.3m B.0.6m C.0.8m D.1.2m。【答案】C【解析】【详解】人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m，则小球在空中的总时间为当小球再次落入手中时，小船前进的距离为故选C。3.如图所示，用一只飞镖在O点对准前方的一块竖直挡板水平抛出，O与A在同一水平线上，当飞镖的水平初速度分别为、、时，打在挡板上的位置分别为B、C、D，且，（不计空气阻力）则的值为（）A B. C. D.【答案】C【解析】【详解】飞镖做平抛运动，竖直方向有可得则三次飞镖在空中的时间之比为根据由于水平位移相等，可得则有故选C。4.陀螺在我国至少有四五千年的历史，是老少皆宜的娱乐工具之一。它上半部分为圆形，下方尖锐。传统陀螺大致是木制或铁制的倒圆锥形，玩法是用鞭子抽打，流传甚广。如图所示，在鞭子的抽打下，陀螺绕其中心竖直轴线在水平地面上定轴旋转，转速为，此时陀螺上距离中心2cm处的a点线速度大小约为（）A.1m/s B.2m/s C.4m/s D.5m/s【答案】C【解析】【详解】根据线速度与转速的关系有故选C。5.如图所示，A、B两轮通过皮带传动，A、C两轮通过摩擦传动，半径，各接触面均不打滑，则A、B、C三个轮的边缘点的线速度大小和角速度之比分别为（）A.，B，C.，D.，【答案】C【解析】【详解】A、B两轮通过皮带传动，A、C两轮通过摩擦传动，可知A、B、C三个轮的边缘点的线速度大小相等，则有根据可知则有故选C。6.一个半径为R的纸质小圆筒，绕其中心轴O匀速转动，角速度为。一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，如图所示。若AB弧所对的圆心角为θ。则子弹的最大速度v大约为（）A.R B.C. D.【答案】D【解析】【详解】子弹穿过两个弹孔所需的时间为若子弹从B点飞出，则圆桶需要转过的最小角度为，当圆桶转过的角度最小时，圆桶转动的时间最短，对应的子弹速度最大。此时圆桶转动的时间为联立可得解得故选D。7.如图所示是甲、乙两物体做匀速圆周运动时，向心加速度随半径变化的图像，其中图线甲为双曲线的一支。由图像可以知道（）A.甲物体运动时，线速度保持不变B.甲物体运动时，角速度保持不变C.乙物体运动时，线速度保持不变D.乙物体运动时，角速度保持不变【答案】D【解析】【详解】AB．根据可知当线速度大小不变，加速度与半径成反比，由图像可知甲物体运动时，线速度大小保持不变，但方向时刻发生变化，故AB错误；CD．根据可知角速度不变，加速度与半径成正比，由图像可知乙物体运动时，角速度保持不变，故C错误，D正确。故选D。8.未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是A.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小【答案】B【解析】【详解】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误．【点睛】9.如图，一汽车过拱形桥，汽车质量为拱形桥的半径为100m，当汽车行驶到拱形桥的最高点时速度为20m/s，汽车对桥的压力大小约为自身重力大小的（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】汽车行驶到拱形桥的最高点时，根据牛顿第二定律可得可得汽车受到的支持力大小约为根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力大小约为则故选C。10.神舟十七号航天员已于2024年3月2日进行了约8小时的出舱活动，工作中，航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析中正确的是（）A.失重就是航天员不受重力的作用B.失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚C.失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象D.正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动【答案】D【解析】【详解】AB．失重时航天员仍然受到地球引力作用，即仍受重力的作用，故AB错误；C．失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度，均处于失重状态，故C错误D．航天员在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故D正确故选D。11.2021年10月29日，中国成功发射了第一颗太阳探测卫星“羲和号”，标志着中国正式进入探日时代。如图是“羲和号”绕太阳做椭圆运动的轨道示意图，其中、是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心。若“羲和号”经过P点的速率大于经过Q点的速率，则可判断太阳位于（）A.点 B.点 C.O点 D.Q点【答案】A【解析】【详解】根据开普勒定律可知，“羲和号”绕太阳做椭圆运动，太阳位于椭圆的焦点上，行星在近日点的速度大于远日点的速度，即P点为近日点，Q点为远日点，可知太阳位于点。故选A。12.关于天体运动的规律，下列说法正确的是（）A.第谷在万有引力定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的三个规律C.牛顿通过“月一地检验”验证万有引力定律是在已知引力常量数值的基础上进行的D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的短【答案】B【解析】【详解】A．牛顿在开普勒行星运动规律的基础上推导出万有引力定律，故A错误；B．开普勒在他的导师第谷的天文观测数据基础上，总结出行星运动的三个规律，故B错误；C．验证万有引力定律时，引力常量未知，引力常量是100多年后卡文迪许利用扭秤实验测出的，故C错误；D．根据火星到太阳的距离大于地球到太阳的距离，故火星公转周期大于地球的公转周期，故D错误。故选B13.“嫦娥五号”在月球最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近登陆，采集到月球土壤样品后，于2020年12月17日成功带回地球供科学家研究。嫦娥五号从月球返回时，先绕月球做圆周运动，再变轨返回地球。已知地球与月球的半径之比为4:1，地球表面和月球表面的重力加速度之比为6:1，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则从月球表面发射嫦娥五号的最小速度约为（）A.1.6km/s B.6.4km/s C.7.9km/s D.38km/s【答案】A【解析】【详解】根据万有引力定律，可得解得，星球表面发射的最小速度约为则月球表面发射嫦娥五号的最小速度约为故选A。14.神舟十四号在轨期间开展多项航天医学实验，此项活动对航天医学领域有着重要意义。已知地球半径为R，神舟十四号的运行轨道距离地心约为1.06R，可以近似看成圆周运动。地球静止卫星距离地心约为6.6R，下列说法正确的是（）A.神舟十四号在轨运行的角速度比静止卫星小B.神舟十四号在轨运行线速度比静止卫星大C.神舟十四号相对地面保持静止D.神舟十四号在轨运行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度【答案】B【解析】【详解】ABC．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得可得，由于神舟十四号卫星的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，则神舟十四号在轨运行的角速度比静止卫星大，神舟十四号在轨运行的线速度比静止卫星大，神舟十四号在轨运行的角速度大于地球自转角速度，所以神舟十四号相对地面运动，故AC错误，B正确；D．地球第一宇宙速度等于地球表面轨道卫星的运行速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则神舟十四号在轨运行的速度小于第一宇宙速度，故D错误。故选B。15.2015年9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波，填补了爱因斯坦广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论下列说法正确的是（）A.经典时空观认为时间和空间是相互关联的B.相对于观察者运动的时钟会变快C.在运动的参照系中测得的光速与其运动的速度无关D.同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变【答案】C【解析】【详解】A．经典时空观认为时间和空间是绝对不变的，故A错误；B．根据钟慢效应，相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢，故B错误；C．根据爱因斯坦的光速不变原理可知，在运动的参照系中测得的光速与其运动的速度无关，故C正确；D．根据尺缩效应，相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变，故D错误。故选C。16.关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是（）A.当作用力做正功时，反作用力一定做负功B.当作用力不做功时，反作用力也不做功C.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等D.作用力做负功时，反作用力也可以做负功【答案】D【解析】【详解】B．作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，但是相互作用的两个物体不一定都有位移，所以当作用力不做功时，反作用力可以做功，故B错误；ACD．一对作用力与反作用力可以都做正功，也可以都做负功，还可以一个做正功，另一个做负功；如果作用力与反作用力分别与各自作用物体的运动方向相同，则都做正功；作用力与反作用力分别与各自作用物体的运动方向相反，则都做负功；如果作用力与物体的运动方向相同，作用力做正功，反作用力与物体的运动方向相反，反作用力做负功，由于两物体的位移不一定相等，所以作用力与反作用力所做的功不一定大小相等；故AC错误，D正确。故选D。17.如图甲所示，光滑水平面上的小物块，在水平拉力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴正方向运动，F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆（与在数值上相等），则小物块从坐标原点O运动到处过程中拉力做的功为（）A.0 B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据图像与横轴围成的面积等于拉力做功的大小，由于图线为半圆，则有与在数值上相等，则有联立可得拉力做的功为故选C。18.如图为一中学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。某同学在内连续完成10个完整的引体向上，假设每次“上引”过程重心升高的高度大约为，已知该同学的质量为。下列说法正确的是（）A.“上引”过程单杠对人做正功B.“下放”过程单杠对人做负功C.在内重力做的总功约为D.在内克服重力做功的平均功率约为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．将身体向上拉起时，单杠对人有拉力，但没有位移，则不做功，故A错误；B．“下放”过程单杠对人有力，但没有位移，则不做功，故B错误；C．“上引”过程，重力做负功，“下放”过程重力做正功，“上引”和“下放”过程中重力做功的绝对值相同，则在内重力做的总功为0，故C错误；D．完成一次引体向上克服重力做功大约为WG=mgh=60×10×0.5J=300J30s内克服重力做功的功率大约为故D正确。故选D。二、多选题（共2小题，每小题3分，共6分。全对得3分，选对但不全得2分，有错选不得分。）19.如图所示在定点投篮训练时，某同学第一次从B点将篮球斜向上抛出，刚好垂直击中竖直篮板上的A点。第二次该同学向垂直篮板方向移动一小段距离，保持同一高度出手，篮球仍垂直击中A点。若不计空气阻力，两次投篮过程（）A.后一次历时较短 B.后一次抛出速度较小C.后一次抛射角较小 D.篮球运动速度的改变量相等【答案】BD【解析】【详解】A．投篮的逆过程为平抛运动。两次运动的高度一样，所以用时相同，A错误；B．后一次水平位移较小，所以水平分速度较小，而两次竖直分速度相同，所以后一次抛出速度较小，B正确；C．根据速度分解得后一次水平分速度较小，所以后一次抛射角较大，C错误；D．根据结合A选项分析可知两次投篮过程篮球运动速度的改变量相等，D正确。故选BD。20.如图所示，轻杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一个小球，轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动，当小球运动至最高点时，轻杆对小球的作用力（）A.方向可能竖直向上B方向一定竖直向下C.大小可能为0D.大小一定不为0【答案】AC【解析】【详解】设小球质量为，杆的长度为，当小球运动至最高点时，当重力刚好提供向心力时，则有解得小球运动至最高点时，当时，重力大于所需的向心力，轻杆对小球的作用力竖直向上；当时，重力等于所需的向心力，轻杆对小球的作用力为0；当时，重力小于所需的向心力，轻杆对小球的作用力竖直向下。故选AC。非选择题部分三、实验题（共2小题，每空1分，共10分）21.图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：（1）利用仪器测量取水器出水管内径d；（2）调节取水器管口方向，使水从管口沿____方向射出；（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图乙所示，图中a点___________平抛的起点（选填“是”或“不是”）；（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图乙可以计算水从管口喷出时的初速度________（用L、g进行表示）；（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量________（用L、g、d进行表示）。【答案】①.水平②.不是③.④.【解析】【详解】（2）[1]由于是利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量，因此应让取水器启动后水从管口沿水平方向射出。（3）[2]a点处的速度应该与曲线相切，切线方向不是水平方向，因此a点不是平抛的起点。（4）[3]由图可知，水从a点运动到b点再到c点，ab间水平方向位移与bc间水平方向位移都是2L，说明tab=tbc，ab间竖直方向位移与bc间竖直方向位移大小分别为3L和5L，故解得平抛的初速度为（5）[4]水管的横截面解得取水器取水时的流量为22.某同学利用如图所示的装置来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，调节装置，转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮在水平面内匀速转动，槽内的钢球做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的弹力提供向心力，钢球对挡板的弹力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小。图中左侧短槽的挡板距标尺1的距离与右侧挡板距标尺2的距离相等。（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______；A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.演绎推理法（2）实验时，为使两钢球角速度相同，则应将皮带连接在半径______（选填“相同”或“不同”）的变速轮上；（3）在探究向心力大小与角速度关系时，应选用质量与钢球1质量______（选填“相同”或“不同”）的钢球2，并放在图中______（选填“A”或“B”）位置。通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，受到的向心力就越______（选填“大”或“小”）；（4）在某次探究实验中，当a、b两个相同小球转动的半径相等时，若左右标尺上红白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为，由此可知皮带连接的左右两个变速塔轮对应的半径之比为______。【答案】（1）B（2）相同（3）①.相同②.A③.大（4）【解析】【小问1详解】在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，先探究向心力与其中一个物理量的关系，保持另外两个物理量不变，用到的实验方法是控制变量法。故选B。【小问2详解】左右变速轮边缘的线速度大小相等，根据实验时，为使两钢球角速度相同，则应将皮带连接在半径相同的变速轮上。【小问3详解】[1][2]在探究向心力大小与角速度关系时，应保证两球质量相等，两球做圆周运动的半径相等，则应选用质量与钢球1质量相同的钢球2，并放在图中A位置。[3]通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，受到的向心力就越大。【小问4详解】当a、b两个相同小球转动的半径相等时，若左右标尺上红白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为，根据可知左右两个变速塔轮的角速度之比为根据可知皮带连接的左右两个变速塔轮对应的半径之比为四、计算题（共3小题，其中23题9分，24题10分，25题11分）23.在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面间的最大静摩擦力等于车重的0.6倍（）（1）如果忽略汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯时所受的阻力，假设弯道的路面是水平的，该弯道的最小半径是多少？（2）如果这种高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车在不超速的情况下安全通过圆弧拱桥最高点（不起飞），这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（3）如果有一段凹形路面，半径为50m，已知当地面支持力超过车重的2倍时，存在爆胎危险，试求通过这一路段的最大安全车速（计算结果允许用根式表示）。【答案】（1）150m；（2）90m