2021-2022学年浙江省杭州第十四中学高一下学期期中学情调研物理试题含解析

这是一份2021-2022学年浙江省杭州第十四中学高一下学期期中学情调研物理试题含解析，共26页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
杭十四艮中二〇二一学年第二学期高一期中学情调研物理学科试卷一、选择题（本题共16小题，每小题3分，共48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. 下列物理量的单位属于导出单位的是（　　）A. 千克kg B. 秒s C. 米m D. 牛顿N【答案】D【解析】【详解】千克kg、秒s和米m都是国际单位中的基本单位，牛顿N是国际单位中的导出单位，故选D。2. 下列物理量中属于矢量的是（　　）A. 时间 B. 路程 C. 加速度 D. 速率【答案】C【解析】【详解】矢量是包含大小和方向的物理量，例如：位移、速度、加速度；标量是只有大小的物理量，例如：时间、路程、速率。故选C。3. “物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。同学们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列叙述不正确的是（　　）A. 合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想B. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的结果，能用实验直接验证C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法D. 研究变速运动时，把变速运动看成很多小段匀速直线运动的累加，采用了微元法【答案】B【解析】【详解】A．合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想，选项A正确；B．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的结果，但是不能用实验直接验证，选项B错误；C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，选项C正确；D．研究变速运动时，把变速运动看成很多小段匀速直线运动的累加，采用了微元法，选项D正确。此题选择不正确的选项，故选B。4. 物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　）A. 牛顿最早指出力不是维持物体运动原因B. 伽利略利用斜面实验直接验证了自由落体运动是匀变速直线运动C. 开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说D. 卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值【答案】D【解析】【详解】A．伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”，选项A错误；B．伽利略通过斜面实验合理外推解释了自由落体运动是匀变速直线运动，而不是通过实验直接验证，选项B错误；C．开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了行星运动三定律，选项C错误； D．卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值，选项D正确。故选D。5. 人用手托着质量为m的“小苹果”，沿水平方向以速度为v匀速前进（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则对于“小苹果”的受力情况，下列说法正确的是（    ）A. 重力、压力、摩擦力B. 重力、支持力、摩擦力C. 重力、支持力D. 重力、支持力、压力【答案】C【解析】【详解】苹果在水平方向匀速运动，所以水平方向上不受摩擦力的作用，只受到竖直方向上的重力和手给的支持力的作用。故选Ｃ。6. 2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上，作为陆航突击梯队的一部分，六架直-20首次公开亮相。如图为某直升飞机抢救伤员的情景，飞机水平方向做匀速直线飞行的同时轻绳把伤员匀加速提升到飞机上，伤员受到的空气阻力不计。下列判断正确的是（　　）
 A. 轻绳对伤员的拉力大小大于伤员对轻绳的拉力大小B. 伤员运动的轨迹是一条倾斜直线C. 空气对直升机的作用力方向一定竖直向上D. 此过程中轻绳对伤员做功的功率保持不变【答案】C【解析】【详解】A．根据牛顿第三定律可知轻绳对伤员的拉力大小等于伤员对轻绳的拉力大小，选项A错误；B．伤员水平方向上匀速运动，竖直方向上匀加速运动，合力向上，与速度方向不在一条直线上，运动的轨迹是曲线，选项B错误；C．伤员竖直方向上匀加速运动，合力向上，所以轻绳对伤员的拉力竖直向上，则轻绳对直升机的拉力竖直向下，而直升飞机匀速运动，因此空气对直升机的作用力方向一定竖直向上，选项C正确；D．伤员竖直方向上匀加速运动，合力不变，但速度在增加，因此此过程中轻绳对伤员做功的功率逐渐增大，选项D错误。故选C。7. 游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经 历的路程产生的影响是(        )A. 路程变大，时间延长 B. 路程变大，时间不变C. 路程变大，时间缩短 D. 路程和时间均不变【答案】B【解析】【详解】游泳运动员实际参与了两个分运动，沿垂直于河岸方向的匀速运动和沿水流方向的匀速运动，两分运动同时发生，互不影响，因而渡河时间等于沿垂直于河岸方向分运动的时间；水流的速度突然变大时，对垂直河岸的运动没有影响，又游泳运动员的速度是恒定的，所以渡河的时间是不变的．沿水流方向速度增大，相等时间内沿水流方向位移增大，路程增大，故B正确，ACD错误．8. 对于火箭在加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 火箭受到的合力方向竖直向下B. 飞船内的宇航员处于失重状态C. 火箭受到的重力与喷出的气体对火箭的作用力是一对相互作用力D. 飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力【答案】D【解析】【详解】A．火箭加速上升，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律可知火箭受到的合力方向竖直向上，故A错误；B．火箭内的宇航员加速度竖直向上，处于超重状态，故B错误；C．火箭受到的重力受力物体是火箭，气体对火箭的作用力受力物体也是火箭，相互作用力是作用在两个不同的物体上，故C错误；D．飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力，故D正确。故选D。9. 2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲，这是首次在距地面约的中国载人空间站天宫上进行的太空授课活动。授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（　　）
 
 A. 在天宫中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态B. 即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体C. 天宫的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间D. 天宫能和地面课堂实时交流，是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同【答案】B【解析】【详解】A．在“天宫”中宇航员仍然要受到地球引力，但是由于处于完全失重状态，使得处于漂浮状态，故A错误；B．即使在“天宫”中处于完全失重状态，但弹簧弹力仍然存在，宇航员仍可用弹簧拉力器炼身体，故B正确；C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据 可知天宫绕地球运行的角速度大于地球同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，可知天宫绕地球运行角速度大于地球自转角速度，故D错误。故选B。10. 如图所示，已知秋千的两根绳长均为10m，女孩和秋千踏杆的总质量约为40kg，绳的质量忽略不计。当女孩运动到最低点时速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力最接近于（　　）A. 50N B. 100N C. 250N D. 500N【答案】C【解析】【详解】ABCD．由牛顿第二定律可得解得故选C。11. 洗衣机脱水时衣服附着在筒壁上，此时（　　）A. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供B. 衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用C. 筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D. 因为衣服重力不变，所以弹力保持不变【答案】A【解析】【详解】AB．对衣服进行受力分析，衣服受到竖直方向上的重力、摩擦力与水平方向上的弹力，离心力是一种效果力，实际上不存在，圆周运动由径向的合力提供向心力，即衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供，A正确，B错误；C．衣服受到竖直方向上的重力与摩擦力平衡，则转速增大，筒壁对衣服的摩擦力一定，C错误；D．弹力提供向心力，根据可知，当转速增大时，弹力增大，D错误。故选A。12. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。C为A盘上的一点，已知，。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小、向心加速度大小a之间的关系说法正确的是（　　）
 A.  B. C.  D. 条件不足，无法判断【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知，两轮边缘处线速度大小相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、B两点的角速度之比为1：2，由公式可知，A、B两点的向心加速度之比为1：2，A、C两点同在大齿轮上，角速度相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、C两点的线速度大小之比为2：1，由公式可知，A、C两点的向心加速度之比为2：1，所以、、故选B。13. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，幼儿园里有一种亲子游戏——投壶。如图所示，家长和儿童在同一竖直线的不同高度，分别以不同的水平速度与同时抛出“箭矢”，都将“箭矢”投进壶内。若“箭矢”离手后的运动可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　）
 A. 家长先将“箭矢”投进壶内 B. 两人同时将“箭矢”投进壶内C.  D. 【答案】C【解析】【详解】AB．家长的“箭矢”抛出的位置高，由 可知家长的的“箭矢”平抛运动的时间长，则儿童先将“箭矢”投进壶内，故AB错误；CD．由 、家长和儿童的“箭矢”的水平位移相等、家长的“箭矢”的运动时间长知家长抛出的“箭矢”的速度小，即，故C正确，D错误。故选C。14. 游乐场有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示。已知模型飞机质量为m固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（    ）
 A. 模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力B. 旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直C. 旋臂对模型飞机的作用力大小为D. 若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力减小【答案】C【解析】【分析】【详解】A．向心力是效果力，是合力作用，物体实际不受向心力作用，A错误；B．飞机在水平面内匀速圆周运动，竖直方向平衡，所以杆的一个分力平衡了飞机的重力，另一个分力提供了飞机匀速圆周运动的向心力，所以旋臂对模型飞机的作用力方向不一定与旋臂垂直，B错误；C．根据B选项分析旋臂对模型飞机的作用力大小C正确；D．根据选项C的分析，夹角θ增大，旋臂对模型飞机的作用力增大，D错误。故选C。15. 2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。其中B、C卫星由浙江大学研制，该卫星主要提供大气空间环境测量和轨道预报模型修正等服务。若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动，离地高度分别是hA、hB和hC，环绕周期分别是TA、TB和TC，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）A. 天平二号A星可能在地表上空沿某一地球经线做匀速圆周运动B. 根据开普勒第三定律有C. 卫星离地越高，环绕半径越大，环绕线速度越大D. 根据题中所给信息，可计算地球的质量和密度【答案】D【解析】【详解】A．由于地球在自转，所以地球卫星不可能地表上空沿某一地球经线做匀速圆周运动，故A错误；B．根据开普勒第三定律有故B错误；C．根据得所以，卫星离地越高，环绕半径越大，环绕线速度越小，故C错误；D．因为，得，所以根据题中所给信息，可计算地球的质量和密度，故D正确。故选D。16. 在O点处固定一力传感器，被测细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做半径为r的圆周运动。t1时刻小球通过轨道最高点时力传感器的示数恰好为零，运动半个圆周，t2时刻小球通过最低点时速度为。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 小球在竖直平面内圆周运动过程中机械能守恒B. t2时刻力传感器的示数为FT=4mgC. 从t1时刻到t2时刻过程中小球克服空气阻力做的功为2mgrD. 小球不可能再次经过圆周最高点【答案】D【解析】【详解】A．小球通过轨道最高点时力传感器的示数恰好为零，则只有重力提供向心力，有可得有机械能守恒可得可得如果机械能守恒，小球在最低点速度应为故A错误；B．由可得t2时刻力传感器的示数为故B错误；C．由动能定理可得从t1时刻到t2时刻过程中小球克服空气阻力做的功为故C错误；D．如果能再次到达最高点，不考虑克服空气阻力做功，由动能定理可得到最高点的动能为结合圆周运动的知识可知，小球不可能再次经过圆周最高点，故D正确。故选D。非选择题部分二、实验题（本题共3小题，每空2分，共18分）17. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学利用如图甲所示的装置。
 （1）下列实验与该实验采用相同实验方法的是______A 斜面理想实验B. 共点力合成实验  C. 影响向心力大小因素实验  D. 验证机械能守恒定律（2）图乙是小王同学在实验中打出的一条纸带，使用50Hz的打点计时器，每打5个点取一个计数点，但第3个计数点没有画出，则该物体的加速度为______。（计算结果保留三位有效数字）（3）由于供电电网不稳定，当时电网中交变电流的实际频率是f＝52Hz，小张同学依然用f＝50Hz代入计算得到的加速度测量值比实际值偏______。（选填“大”或“小”）【答案】    ①. C    ②. 0.737    ③. 小【解析】【详解】（1）[1] A．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，用的是控制变量实验方法，A图是斜面理想模型实验追寻守恒量，不符合题意；B．B图是用等效法探究二力合成的定则，不符合题意；C．C图是用向心力实验仪探究向心力的大小与半径、质量、角速度的关系实验，用的是控制变量实验方法。符合题意；D．D图是自由落体法验证机械能守恒定律，不符合题意。故选C。（2）[2] 使用50Hz的打点计时器，每打5个点取一个计数点，因此有相邻两个计数点的时间间隔为T=0.1s，由匀变速直线运动的推论公式，可得该物体的加速度为（3）[3]如果当时电网中交变电流的实际频率是f＝52Hz，依然用f＝50Hz代入计算得到的相邻两个计数点的时间间隔比实际频率的时间间隔大，则有加速度测量值比实际加速度值偏小。18. 如图所示是探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。（1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（      ）A.探究弹簧弹力与形变量的关系B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究加速度与力、质量关系（2）如图所示，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球______的比值。A.半径r            B.所受向心力F                C.角速度（3）将左塔轮和右塔轮上的皮带一起往下移动一级，则长槽和短槽的转动角速度之比会（      ）。A.变大                B.变小                C.不变【答案】    ①. C    ②. B    ③. B【解析】【详解】（1）[1]本实验采用控制变量法，与探究加速度与力、质量的关系的方法相同。故选C。（2）[2]红白相间等分标记对应弹簧形变量，即弹簧弹力，也就是向心力。故选B。（3）[3]两塔轮与皮带接触未知线速度大小相等，皮带一起往下移动一级，根据左塔轮半径变大，长槽角速度变小，右塔轮半径变小，短槽角速度变大，所以长槽和短槽的转动角速度之比会变小。故选B。19. 在“探究平抛运动的特点”实验中，采用如图甲所示的实验装置。
 （1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是______。A．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B．安装斜槽时应使其末端切线水平C．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D．小球在斜槽上释放的位置尽可能靠近斜槽末端（2）如果小球每次从斜槽上不同位置静止释放，离开斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小球每次在空中运动的时间______（选填“相同”或“不同”）。（3）如图乙所示，A、B、C是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格长L＝5cm，g取，则小球平抛的初速度______m/s。（计算结果保留两位有效数字）
 【答案】    ①. BC##CB    ②. 相同    ③. 1.5【解析】【详解】（1）[1]A．小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；B．研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是保证小球飞出时初速度水平，故B正确；C．由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；D．为了保证小球做平抛运动的初速度适当，小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误。故选BC。（2）[2]小球每次滚下初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。（3）[3]由图可知，从到与从到时间间隔相等，设为，竖直方向，根据解得水平方向解得三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）20. 一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿长为50m斜直雪道下滑，滑行了5s后进入水平雪道，继续滑45m后减速到零。已知小明和滑雪车的总质量70kg，斜直雪道倾角为37°（）。求小明和滑雪车（1）滑行过程中的最大速度的大小；（2）在斜直雪道上受到的平均阻力的大小；（3）滑行的总时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由位移时间公式得（2）由牛顿第二定律可得（3）由得21. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀飞快地削下一片片很薄的面片，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.8m，锅的直径为0.4m。已知重力加速度g取，不计空气阻力，面片可视作质点。求：（1）面片落到锅中所用时间；（2）若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件；（3）若一质量为m的面片以的速度滑过碗内最低点，此时半径为r，求碗底受到来自该面片的压力（结果可用已知物理量符号表示）。【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向下【解析】【详解】（1）根据位移公式有解得（2）根据平抛运动公式，水平方向有根据题意有解得（3）在最低点有根据牛顿第三定律解得方向竖直向下22. 某物理兴趣小组，设计如下组合装置，它们由三角斜劈BCD、弧形轨道AB、圆弧轨道DE、弧形轨道FGH、圆管状的变速装置EF（可对小球进行加速或者减速）和弹性材料MN组成。已知弧形轨道AB末端B端水平，CD间的水平距离是10cm，BC竖直高度是5cm，D点和E点的竖直高度差，圆弧轨道DE和GH的末端水平，轨道半径r均为10cm，其中轨道DE的圆心角，轨道GH的圆心角是90°。现把小钢球从斜槽轨道A处无初速度释放，沿斜槽末端B飞出，恰好飞行至D点且无碰撞进入轨道DE，穿过圆管状变速装置EF后，沿轨道FGH水平飞出。在距离H点水平距离处放有一中间镂空的挡板，其中，，。（本题中）（1）求小球从B点飞出的初速度大小；（2）求D点和E的竖直高度差；（3）现把小球不断从A处释放，通过圆管状变速装置（加速或者减速），保证小球以不同的速度沿轨道运动至H点飞出。为了使不同速度的小球都能从中间镂空挡板穿过，试求小球过H点的速度范围；（4）若钢球在H点水平抛出后与弹性材料MN发生弹性碰撞，碰撞前后速度水平分量不变，速度的竖直分量大小不变，方向相反。已知弹性材料MN的长度为50cm，在镂空挡板N后面弹性材料MN上放置一高度的竖直挡板，恰好能将第3问中通过镂空挡板的小球全部挡住，试求竖直挡板距离H点的水平距离的可能范围。
 【答案】（1）1m/s；（2）0.03m；（3）；（4）20cm~37.4cm之间或60.5cm~64cm之间【解析】【详解】（1）小球从B运动到D做平抛运动，设运动时间为、小球从B点飞出的初速度大小为，由平抛运动规律可知解得（2）将小球在D点的速度分解，则水平方向速度为，设竖直方向分速度为由几何关系可知D点速度与水平方向夹角为D点和E点的竖直高度差（3）若小球刚好从镂空挡板的最上端飞出，设此时小球飞过H点的速度为v1，由图可知小球从H点飞出做平抛运动的竖直位移由平抛运动规律可知代入数据解得若小球刚好从镂空板的下端飞出，设此时小球从H点水平飞出的速度为v2，则小球做平抛运动的竖直位移代入数据解得由上述分析可知，为了使不同速度的小球都能从中间镂空挡板穿过，小球过H点的速度范围（4）小球自由下落45cm所用时间为，则解得，另根据第（3）问，小球自由下落10cm所用时间为。小球落地后原速率反弹，做斜上抛运动，水平方向一直为匀速直线运动，根据对称性分析小球的运动。过孔下沿的小球落地后反弹到35cm过程中的水平位移又竖直挡板在挡板N的后面，故挡板据H点的水平距离范围可以为20cm~37.4cm之间；过孔下沿的小球落地后反弹到最高点在下落到35cm高过程中的水平位移过小孔上沿的小球落地后反弹到35cm高过程中的水平位移故挡板据H点的水平距离范围还可以为60.5cm~64cm之间。小球再次下落时已经超出MN的范围，不再考虑。综上，若竖直挡板能将第3问中通过镂空挡板的小球全部挡住，竖直挡板距离H点的水平距离的可能范围为20cm~37.4cm之间或60.5cm~64cm之间。