2023年浙江省杭州市杭州市第四中学物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对运动员做功为1000J，运动员克服阻力做功为200J，则（）A．运动员动能增加1200JB．支持力对运动员做功1200JC．合外力对运动员做功800JD．运动员重力势能减少800J2、(本题9分)从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为，抛出B球的初速为2，则两球运动到落地的过程中A．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同B．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同C．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同D．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率不同3、(本题9分)如图为人造地球卫星轨道的示意图，则卫星（）A．在a轨道运行的周期为24hB．在b轨道运行的速度始终不变C．在c轨道运行的速度大小始终不变D．在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的4、(本题9分)如图所示，用长为L的轻质杆连着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是()A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时轻杆受到作用力不可能为零C．小球过最低点轻杆对小球的拉力一定大于小球的重力D．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为5、(本题9分)质量为15kg的物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。以下说法正确的是A．物块受到的摩擦力大小为25NB．物块受到的摩擦力大小为50NC．轻绳的张力为150ND．轻绳的张力为75N6、(本题9分)《如图是民用航空客机机舱紧急出口的气囊斜面，机舱出口离底端的竖直高度AB=3．0m，斜面长AC=5．0m，斜面与水平地面CD段间有一段小圆弧平滑连接。旅客从气囊上由静止开始滑下，其与气囊、地面间的动摩擦因数均为A．体重越大的旅客在水平面上滑行距离越短B．体重越轻的旅客在水平面上滑行距离越短C．旅客到达C点速度大小为4m/sD．旅客到达C点速度大小为6m/s7、(本题9分)如图所示，两个完全相同的带正电荷的小球被a、b两根绝缘的轻质细线悬挂于O点，两小球之间用绝缘的轻质细线c连接，a、b、c三根细线长度相同，两小球处于静止状态，且此时细线c上有张力，两小球的重力均为G．现用一水平力F缓慢拉右侧小球，使细线a最终处于竖直状态，两小球最终处于静止状态，则此时与初态相比，下列说法正确的是:A．细线a的拉力变大B．细线b的拉力变大C．细线c的拉力变大D．最终状态时的水平拉力F比小球的重力G大8、(本题9分)如图所示，水平向右直线行驶的小车通过细绳和定滑轮将重物以速率υ竖直向上匀速提升，在此过程中，不计细绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是A．小车做加速运动B．小车做减速运动C．细绳对小车的拉力逐渐变大D．细绳对小车的拉力大小不变9、(本题9分)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。平行板电容器已经充电，实验中保持极板上的电荷量Q不变。下列关于实验现象的描述正确的是A．若保持S不变，增大d，则θ变大B．若保持S不变，增大d，则θ变小C．若保持d不变，减小S，则θ变大D．若保持d不变，减小S，则θ变小10、(本题9分)明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧．若A、B两齿轮半径的大小关系为rA>rB，则A．齿轮A、B的角速度大小相等B．齿轮A的角速度大小小于齿轮B的角速度大小C．齿轮A、B边缘的线速度大小相等D．齿轮A边缘的线速度大小小于齿轮B边缘的线速度大小11、长为l的轻杆一端固定着一个小球A，另一端可绕光滑水平轴O在竖直面内做圆周运动，如图所示，下列叙述符合实际的是()A．小球在最高点的速度至少为B．小球在最高点的速度大于时，受到杆的拉力作用C．当球在直径ab下方时，一定受到杆的拉力D．当球在直径ab上方时，一定受到杆的支持力12、(本题9分)根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如下图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（）A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻C．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低D．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某探究小组为探究向心力与线速度、角速度、圆周半径等大小关系，利用两个相同材质可绕竖直轴转动的水平转盘和两个相同的长方体小橡皮擦进行实验．如图所示，转盘半径分别为2r和r，A点在大转盘的边缘处、B点在大转盘上离转轴距离为r处，C点在小转盘的边缘处，橡皮擦与转盘间的最大静摩擦力是其所受重力的µ倍，大转盘通过皮带带动小转盘无打滑地转动．现将一橡皮擦放置在A处，（1）为探究线速度大小相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在_____（填“B”或“C”）处，当缓慢增大转速，可看到放置在_____处的橡皮擦先开始滑动，此时大转盘的角速度大小ω=__________．（2）为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在______（填“B”“C”）处，缓慢增大转速，可看到放置在_____处的橡皮擦先开始滑动．14、（10分）(本题9分)用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是__________．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车在不挂橡皮筋时能拉着穿过打点计时器的纸带保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值D．可以通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值E．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度F．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示。“摇头飞椅”高O1O2=5.8m，绳长5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg。小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37º。g取10m/s2,sin37º=0.6，cos37º=0.8，在此过程中，求:(1)座椅受到绳子的拉力大小；(2)小明运动的线速度大小；(3)小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴(即图中O1点)的距离(保留两位有效数字)。16、（12分）(本题9分)用弹射器从地面竖直上抛质量m＝0.05kg的小球，如果小球在到达最高点前1s内上升的高度是它上升最大高度的，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，求：（!）小球上升的最大高度；（2）小球抛出的初速度；（3）小球上升到最大高度的时的机械能（以地面为参考面）17、（12分）(本题9分)第21届世界杯足球赛于2018年在俄罗斯境内举行，也是世界杯首次在东欧国家举行．在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．某足球场长90m、宽60m，如图所示．攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2.试求：(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？(3)若该前锋队员追上足球后，又将足球以10m/s的速度沿边线向前踢出，足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。与此同时，由于体力的原因，该前锋队员以6m/s的速度做匀速直线运动向前追赶足球，通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、C【解析】

A、外力对物体所做的总功为，是正功，则根据动能定理得：动能增加800J，故A错误，C正确；B、支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功，故B错误；D、因重力做正的1000J的功，故重力势能减小了1000J，故D错误。2、A【解析】平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，所以两球落地时间相等；高度相等、两球质量相等，重力做功相等；据可得重力的平均功率相同．两球落地时间相等，两球落地时在竖直方向的分速度相等，据，两球落地时重力的瞬时功率相同．故A项正确，BCD三项错误．3、D【解析】同步卫星的运行周期为24小时，即相对地球静止，所以只能在赤道平面内，A错误；b轨道内的卫星做圆周运动，其速度方向时刻变化，所以其速度时刻变化着，B错误；c轨道为椭圆轨道，根据，可知在近地点速度大，在远地点速度小，根据，同一卫星在近地轨道受到的引力大，在远地轨道受到的引力小，C错误D正确．4、C【解析】

AB．在最高点，若重力完全充当向心力，即球和轻质杆之间没有相互作用力，此时有解得此时小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动。若，则球对杆有拉力；若，则球对杆有压力；所以在最高点，充当向心力的不一定是重力，故AB错误；C．在最低点，杆的拉力和重力充当向心力，故有即故C正确；D．小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，在最高点的速度为零，故D错误。故选C。5、C【解析】

AB.物块受到的摩擦力大小为，选项AB错误；CD.轻绳的张力为，选项C正确，D错误。6、C【解析】A、B项：如图，旅客从A由静止滑下到速度为零应用动能定理有：mgh解得：x水C、D项：加速过程，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据动能定理，有：mgh其中θ为斜面的坡角，cosθ=解得：vc=4.0m/s，故C正确，D错误。点晴：旅客从气囊上由静止开始滑下过程，重力和滑动摩擦力做功，根据动能定理求解人滑到斜面底端C时的速度大小。7、BCD【解析】如图所示对初末态小球受力分析可得：所以细线a的拉力变小，故A错误；B项：，，可解得：，故B正确；C项：，，，所以细线c的拉力变大，故C正确；D项：F与G的合力为，F=，故D正确．8、BD【解析】

AB.将小车的速度分解，如图，则，则随着小车向右运动，则θ减小，v车减小，即小车做减速运动，选项A错误，B正确；CD.因物块匀速上升，可知绳子对物块的拉力不变，即绳子的张力不变，绳子对小车的拉力大小不变，选项C错误，D正确.9、AC【解析】保持S不变，增大d时，根据电容器的决定式C=εS4πkd，可知，电容C减小，电容器的电荷量Q不变，由电容的定义式C=QU，可得板间电势差增大，所以θ变大，故A正确，B错误；保持d不变，减小S，根据电容器的决定式C=εS4πkd，可知，电容C减小，电容器的电荷量10、BC【解析】

AB两轮边缘线速度大小相等，且A轮半径比B大，所以A的角速度大小小于齿轮B的角速度大小，AD错误BC正确11、BC【解析】试题分析：小球在最高点的速度至少为0，A错误；球在最高点的速度大于时，向心力大于mg，一定受到杆的拉力作用，B正确；当球在直径ab下方时，重力和轻杆的力提供向心力，一定受到杆的拉力，C正确；当球在直径ab上方时，可能受到杆的支持力或拉力，D错误．考点：本题考查了竖直面内的圆周运动问题．12、BD【解析】试题分析：“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，A错误；如果弯道是水平的，则静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时对应一最大速度，超过这个速度，将发生离心运动而侧翻，B正确；如果弯道倾斜，则要使重力的分力提供向心力，所以应标出外（西）高内（东）低，C错误：D正确：故选BD．考点：生活中的圆周运动．【名师点睛】根据汽车转弯运动的实际情况，为防止侧滑，要使公路内侧低于外侧，形成斜面，使重力的分力提供向心力．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）C，C（2）B，A【解析】（1）因AC两处的线速度相等，则根据可知，为探究线速度大小相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在C处；C处的半径比A处较小，当缓慢增大转速，在C处的橡皮擦首先达到最大静摩擦力，故可看到放置在C处的橡皮擦先开始滑动，此时，且，解得大转盘的角速度大小ωA=；（2）则根据可知，因AB两处的角速度相等，则为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在B处，缓慢增大转速，根据可知，A处的橡皮首先达到最大静摩擦，故可看到放置在A处的橡皮擦先开始滑动．14、ABDE【解析】A、小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化，所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功，所以实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车在不挂橡皮筋时能拉着穿过打点计时器的纸带保持匀速运动，故A正确；B、实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同，故B正确；C、是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故C错误；D、每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，可以通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值，故D正确；F、只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故F错误；EG、由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，故E正确，G错误；故选ABDE．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）500N（2）7.5m/s（3）8.7m【解析】

(1)拉力沿竖直方向的分力等于重力，由平行四边形定则，得拉力(2)根据受力分析，由牛顿第二定律得：联立代入数据解得v=7.5m/s(3)由几何关系可知座椅离地高度：由平抛运动规律，得：代入