2025-2026学年浙江杭州市西湖区杭师大附中高一上学期期末考物理试卷 含解析

/杭师大附中教育集团2025学年第一学期期终考试高一物理试卷一、选择题1（本题共10小题，每小题3分，共30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.下列单位是国际单位制中基本单位的是（）A.牛顿（N） B.速度（m/s） C.克（g） D.米（m）【答案】D【解析】【详解】国际单位制（SI）的7个基本单位为：米（m，长度）、千克（kg，质量）、秒（s，时间）、安培（A，电流）、开尔文（K，热力学温度）、摩尔（mol，物质的量）、坎德拉（cd，发光强度）。故选D。2.2023年9月30日，杭州亚运会男子100米决赛中，我国选手谢震业跑出了9秒97的成绩，夺得金牌。下列对谢震业比赛过程的研究中，下列说法正确的是（）A.研究谢震业到达终点是如何撞线的可以把他当作质点B.谢震业冲过终点线时，他的瞬时速度为10.03m/sC.因为谢震业跑得快，所以他的惯性更大D.新闻报道中，“9秒97”是时间间隔【答案】D【解析】【详解】A．研究谢震业撞线动作时，需要判断其身体不同部位接触终点线的先后，形状大小不可忽略，不能看作质点，故A错误；B．冲过终点线的速度为该时刻的瞬时速度，根据题干信息无法计算，故B错误；C．惯性大小仅由物体质量决定，与运动速度无关，故C错误；D．“9秒97”是谢震业跑完100米全程对应的时间长度，属于时间间隔，故D正确。故选D。3.下列说法正确的是（）A.牛顿通过扭秤实验得到了万有引力常量B.加速度的定义采用了比值定义法C.牛顿首先运用理想斜面实验的方法得出“力不是维持物体运动的原因”D.在运行的空间站中物体能漂浮在空中是因为处于完全失重状态，不受重力【答案】B【解析】【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，万有引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测得的，故A错误；B．加速度的定义为速度变化量与发生该变化所用时间的比值，且加速度的大小与Δv、Δt均无直接关系，符合比值定义法的特征，故B正确；C．首先运用理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是伽利略，不是牛顿，故C错误；D．运行的空间站中物体处于完全失重状态，本质是重力全部提供了圆周运动的向心力，并非不受重力，故D错误。故选B。4.某智能机器人在一段时间内的图像（20s~30s的图线为曲线，其余为直线），则（）A.机器人20s~30s内做曲线运动 B.0~10s内，机器人速度0.5m/sC.10~20s内，机器人做匀减速运动 D.机器人在5s末的速度与15s末的速度相同【答案】B【解析】【详解】BC．图像中，斜率表示机器人的运动速度，则在内机器人做匀速直线运动，速度大小为方向为正方向。内机器人也做匀速直线运动，速度大小为方向为负方向。故B正确，C错误；A．20s~30s内图线斜率逐渐减小，表示机器人速度大小逐渐减小（负方向），并不表示做曲线运动。故A错误；D．由上述分析以及图像可知机器人在5s末的速度大小与15s末的速度大小相等，但方向相反，即速度不相同。故D错误。故选B。5.如图所示，红嘴鸥捕食时自右向左沿曲线减速，在轨迹最低点，速度v与空气作用力F的方向可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】红嘴鸥捕食时自右向左沿曲线减速，在轨迹最低点，速度方向沿轨迹切线向左，由于红嘴鸥受到重力与空气作用力两个力的作用，这两个力的合力方向指向轨迹的内侧，又由于红嘴鸥做减速运动，则合力的方向与速度方向夹角为钝角，即合力方向斜向右上方，根据力的合成规律可知，速度v与空气作用力F的方向只有第四个选择项符合要求。故选D。6.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，一件衣物（可理想化为质点）的质量为m，滚筒半径为R，角速度大小为，a、b分别为衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法错误的是（）A.衣物所受合力的大小始终为B.衣物转到b位置时的脱水效果最好C.衣物所受滚筒的作用力方向始终指向圆心D.衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的小【答案】C【解析】【详解】A．衣物做匀速圆周运动，所受合力提供向心力，大小始终为mω2R，故A正确；BD．根据牛顿第二定律可得，衣物在a、b位置时所受筒壁的支持力大小分别为，根据牛顿第三定律可知衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的小，衣物上的水在b位置时做离心运动的趋势最强，脱水效果最好，故BD正确；C．衣物所受滚筒的作用力与重力的合力提供向心力，且向心力大小不变，方向时刻在变，衣物所受滚筒的作用力方向并非始终指向圆心，故C错误。本题选择错误，故选C。7.一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为，当汽车经过半径为100m的弯道时，下列判断正确的是（）A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为30m/s时所需的向心力为C.汽车转弯的速度为30m/s时汽车不会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过【答案】D【解析】【详解】A．汽车在水平路面上转弯时，受重力、支持力（弹力）和静摩擦力作用。向心力是效果力，由静摩擦力提供，不是物体实际受到的力，故A错误；BC．当汽车转弯速度为

时，所需的向心力为当速度为

时，所需向心力

大于最大静摩擦力，静摩擦力不足以提供向心力，汽车将发生侧滑，故BC错误；D．汽车安全转弯时，静摩擦力提供向心力，且静摩擦力不能超过最大静摩擦力。根据牛顿第二定律，最大向心加速度

，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过，故D正确。故选D。8.如图所示是利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图。已知大齿轮的齿数为48个，小齿轮的齿数为16个，后轮直径约为小齿轮直径的10倍。假设脚踏板在1s内转1圈，下列说法正确的是（）A.小齿轮在1s内也转1圈B.大齿轮与小齿轮的角速度之比为1：3C.后轮与小齿轮的角速度之比为10：1D.后轮边缘与大齿轮边缘的线速度之比为10：3【答案】B【解析】【详解】AB．齿轮的齿数与半径成正比，因此大齿轮的半径是小齿轮半径的3倍，大齿轮与小齿轮是链条传动，边缘点线速度大小相等，令大齿轮为A，小齿轮为B，后轮为C，故vA：vB=1：1又rA：rB=3：1根据v=ωr可知，大齿轮与小齿轮的角速度之比ωA：ωB=rB：rA=1：3所以脚踏板在内转1圈，小齿轮在内转3圈，A错误，B正确；CD．B、C两点为同轴转动，所以ωB：ωC=1：1根据v=ωr可知，后轮C边缘上点的线速度与小齿轮B边缘上点的线速度之比vC：vB=rC：rB=10：1故CD错误。故选B。9.纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，当接触到平整光滑的硬性物体时却会牢牢吸附在物体上。图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机吸附在支架上静止时的侧视图，若手机的质量为200g，手机和水平面的夹角为，手机与纳米材料之间的动摩擦因数为0.8，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取，g取，则（）A.手机受到支持力是由于手机发生形变产生的B.手机支架对手机的作用力竖直向上，手机架和水平面间有摩擦力C.纳米材料对手机的支持力大小为1.2ND.支架对手机的吸附力不可能小于0.8N【答案】D【解析】【详解】A．手机受到的支持力是弹力，是由施力物体（手机支架/纳米材料）发生形变产生的，故A错误；B．对手机和支架整体进行受力分析，整体在水平方向上不受外力，根据平衡条件可知，地面对支架没有摩擦力，故B错误；C．手机静止，沿斜面方向受力平衡，静摩擦力垂直斜面方向，手机受到支持力、重力的分力

和吸附力，由平衡条件得

。因为手机静止，所以

，解得

。所以纳米材料对手机的支持力大小至少为，故C错误；D．由C选项分析可知，又，解得

，即支架对手机的吸附力不可能小于，故D正确。故选D。10.如图所示，长为L的轻质细绳一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球B，小球B与固定在O点正下方的A球用劲度系数为k1的轻弹簧相连。平衡时，细绳拉力为T1，弹簧弹力为F1；现仅把弹簧换成原长相同，但劲度系数为的另一轻弹簧，重新平衡后，细绳拉力为T2，弹簧弹力为F2。下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】对B球受力分析并合成矢量三角形根据图中相似三角形的关系可知绳子长度不变，绳子拉力不变，所以根据当换用另一个劲度系数较大的弹簧k2时，弹簧的压缩量减小，所以AB长度应该变大，则F也应该变大，则故选C。二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12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）11.力是物理学基础的概念，下列受力情况分析正确的是（）A.甲图中，由于桌子的形变，对桌面产生向下的弹力B.乙图中，小车向右压缩弹簧，小车对弹簧的弹力方向向右C.丙图中，半圆形碗对筷子的弹力沿筷子斜向上，如图所示D.丁图中，轻绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向【答案】BD【解析】【详解】A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力，故A错误；B．乙图中，小车向右压缩弹簧，弹簧对小车弹力的方向向左，小车对弹簧的弹力方向向右，故B正确；C．丙图中，碗对筷子的弹力垂直该点切线指向圆心，故C错误；D．丁图中，绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向，故D正确。故选BD。12.2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通信。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0×103km，远月点B距月心约为1.8×104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（）A.鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1B.鹊桥二号在C、D两点的速度相同C.鹊桥二号从C经B到D的运动时间等于12hD.鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s【答案】AD【解析】【详解】A．近月点A距月心约为，远月点B距月心约为km，根据牛顿第二定律有，解得鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1，故A正确；B．根据对称性可知，鹊桥二号在C、D两点的速度大小相等，方向相反，即鹊桥二号在C、D两点的速度不相同，故B错误；C．根据图示可知，鹊桥二号从C经B到D的任意位置的速度均小于从D经A到C的任意位置的速度，即鹊桥二号从C经B到D的时间大于从D经A到C的时间，由于周期为24h，可知，鹊桥二号从C经B到D的运动时间大于12h，故C错误；D．鹊桥二号没有脱离地球的束缚，可知其在地面的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，即鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s，故D正确。故选AD。13.某观光电梯竖直向上运动可以从底层直达观光平台。质量为50kg的游客乘坐该电梯去观光平台，电梯在时刻在一楼由静止开始上升，在这次运行过程中，游客的加速度a随时间t变化的关系如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是（）A.时，游客对电梯的压力为512.5NB.游客在2~12s内做匀速运动C.在0~30s内，游客对电梯的最大压力为525ND.时，游客的速度为5m/s【答案】AC【解析】【详解】A．由图像可知，内加速度随时间线性变化，时加速度对游客由牛顿第二定律，得解得根据牛顿第三定律可知，游客对电梯的压力等于，故A正确；B．内游客加速度恒定为，做匀加速直线运动，不是匀速运动，故B错误；C．加速度向上时游客超重，加速度越大，对电梯的压力越大。本题中最大向上加速度由牛顿第二定律，可得最大支持力根据牛顿第三定律，游客对电梯的最大压力为，故C正确；D．游客初速度为0，时游客速度等于内图像的面积，故D错误。故选AC。三、非选择题（本题共6小题，共58分）14.打点计时器是高中物理力学实验中重要的仪器，在各个力学实验中经常出现。如图所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置。（1）下列关于打点计时器说法正确的是_________；A.打点计时器是一种测位移工具B.打点计时器的打点周期会随电压大小的微小波动而变化C.可以用多节干电池给电磁式打点计时器供电D.实验过程中先接通电源，等打点稳定后再释放小车（2）关于“探究小车速度随时间变化的规律”实验操作正确的是_________；A.在安装打点计时器的纸带时，应该把纸带置于复写纸（或墨粉纸盘）的下面B.实验结束后应该先取下纸带，再断开开关C.本实验必须把轨道一端抬高以平衡阻力D.为了减少实验误差，本实验必须满足小车的质量远大于槽码的质量（3）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，得到一张纸带（如下图），相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则当打点计时器打B点时小车的速度是_________m/s，小车的加速度大小是_________；（计算结果保留三位有效数字）【答案】（1）D（2）A（3）①.0.377②.0.390【解析】【小问1详解】A．打点计时器是一种测时间的工具，选项A错误；B．打点计时器的打点周期不会随电压大小的微小波动而变化，选项B错误；C．电磁式打点计时器使用低压交流电源供电，选项C错误；D．实验过程中先接通电源，等打点稳定后再释放小车，可以充分利用纸带，选项D正确。故选D。【小问2详解】A．在安装打点计时器的纸带时，应该把纸带置于复写纸（或墨粉纸盘）的下面，选项A正确；B．实验结束后应该先断开开关，再取下纸带，选项B错误；CD．本实验不需要平衡摩擦，也不需要满足小车的质量远小于槽码的质量，选项CD错误。故选A。【小问3详解】[1]相邻两个计数点间还有4个点未标出，则根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度，打点计时器打B点时小车的速度是[2]根据逐差法，小车的加速度大小为15.小明同学在科技节的实验室开放期间，进入力学实验室自主探究。（1）他先用如图甲所示装置探究胡克定律，弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧弹力F和相关数据。①根据实验数据，绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示，图中x表示（）A.弹簧的形变量B.弹簧处于竖直状态下的自然长度C.弹簧处于水平状态下的自然长度②小明用两条不同的轻质弹簧a和b，根据实验数据绘制F与x图像（如图丙所示），发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率，由此可知弹簧a的劲度系数_________（“大于”“等于”或“小于”）弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_________（填“a”或“b”）。（2）接着他做探究影响向心力大小因素的实验：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1：2：1，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1：1、2：1和3：1.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”）。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某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式_________；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，作图线如图丁所示，若滑块P运动半径，细线质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由图线可得滑块P质量_________kg（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）①.A②.小于③.a（2）①.D②.一③.④.0.45##0.43##0.44##0.46##0.47【解析】【小问1详解】[1]根据胡克定律，若为弹簧的形变量，则与成正比，图像过原点，与图乙一致；若为弹簧总长度，时等于原长，图像不过原点。故选A。[2]图像的斜率等于劲度系数，a的斜率更小，因此弹簧a的劲度系数小于b。[3]劲度系数越小，相同拉力下伸长量越大，拉力变化对应的伸长变化更明显，测量精确度更高，因此制作高精度弹簧测力计选a。【小问2详解】[1]A．在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。探究小车速度随时间变化规律，利用极限思想计算小车的速度，故A错误；B．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故B错误；C．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故C错误；D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故D正确。故选D。[2]探究向心力与半径的关系，需要控制质量和角速度相同；皮带传动的两个塔轮线速度相等，由，要角速度相等则塔轮半径比为，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。[3]挡光条的线速度又挡光条做圆周运动满足则滑块P的角速度为[4]向心力满足因此图像的斜率由图丁得斜率代入。得16.分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率。如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到θ=37°时，包裹恰好开始下滑，如图乙所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距L=45m的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度，，，求：（1）包裹与托盘间的动摩擦因数μ；（2）机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度a的大小；（3）若机器人运行的最大速度，则机器人从分拣处运行至投递口（恰好静止）所需的最短时间t。【答案】（1）0.75（2）（3）【解析】【小问1详解】当托盘倾角增大到θ=37°时，包裹恰好开始下滑，根据平衡条件有解得【小问2详解】当包裹与水平托盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时，加速度最大，根据牛顿第二定律有解得【小问3详解】当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时，机器人从分拣处运行至投递口所需时间最短。匀加速直线运动阶段有，利用逆向思维，匀减速直线运动阶段有，匀速运动的时间解得17.科技节上航模社团进行了“飞行特技表演”，四翼飞行器（可视为质点）从地面由静止启动，获得竖直向上、大小恒定的升力，开始匀加速起飞，经过一段时间关闭动力，飞行器继续上升到最高点后开始竖直下落，一段时间后重新开启动力装置使飞行器获得跟起飞时相同的升力，飞行器着陆时速度刚好为零，实现完美软着陆，全过程的图像如图所示。已知飞行器的质量，运动过程中所受空气阻力大小视作恒定，方向与速度方向相反，重力加速度g取。求：（1）飞行器上升最大高度；（2）飞行器恒定升力的大小及空气阻力的大小；（3）飞行器下降过程中的最大速度。【答案】（1）24m（2）16N，2N（3）【解析】【小问1详解】由图像0-4s飞行器一直在上升，所以时达到最大高度。根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，可得最大高度【小问2详解】由图像得加速度大小加速度大小，在根据牛顿第二定律解得在根据牛顿第二定律解得【小问3详解】下降阶段：重启动力前根据牛顿第二定律解得重启动力后，根据牛顿第二定律解得下降总位移为，由运动学公式解得18.航天员登陆某星球后站在星球表面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，并以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落于星球表面。已知握绳的手离星球表面的高度为d，手与球之间的绳