浙江省金华市曙光学校2022-2023学年高一物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

曙光学校2022-2023学年第二学期期中考试

高一年级物理试题卷

考试总分：100   ；考试时间：90   分钟；

一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39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. 下列属于国际单位制中力学基本物理量的是（　　）

A. 秒 B. 牛顿 C. 质量 D. 速度

【答案】C

【解析】

【详解】国际单位制中力学基本物理量是质量、时间和长度。

故选C。

2. 下列各组物理量都属于矢量的是（　　）

A. 位移、速率 B. 时刻、重力 C. 路程、速度 D. 加速度、速度变化量

【答案】D

【解析】

【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，位置、重力、速度、加速度、速度变化量均是矢量；标量是只有大小没有方向的物理量，速率、时刻、路程均是标量。

故选D。

3. 汽车行驶的过程中，经常会出现如下提示，下列4幅图片的情景说法正确的是（　　）

A. 甲图是高速上的指示牌，上面的“105km”、“16km”等指的是位移

B. 乙图是高速上的指示牌，上面的“120”“100”等指的是瞬时速度的大小

C. 丙图是汽车上的时速表，上面的“72”指的是平均速度的大小

D. 丁图是导航中的信息，上面的“1小时40分”、“1小时59分钟”指的是时刻

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．甲图是高速上的指示牌，上面的“105km”、“16km”等指的是路程，选项A错误；

B．乙图是高速上的指示牌，上面的“120”“100”等指的是瞬时速度的大小，选项B正确；

C．丙图是汽车上的时速表，上面的“72”指的是瞬时速度的大小，选项C错误；

D．丁图是导航中的信息，上面的“1小时40分”、“1小时59分钟”指的是时间间隔，选项D错误。

故选B。

4. 科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要，下列哪个成果是运用理想实验法得到的（　　）

A. 伽利略发现“力不是维持物体运动的原因” B. 胡克发现“胡克定律”

C. 牛顿发现“万有引力定律” D. 开普勒发现“行星运动定律”

【答案】A

【解析】

【详解】伽利略通过斜面实验，运用演绎归纳推理，得出了“力不是维持物体运动的原因”的结论，称为理想实验法，则选项A正确，BCD错误。

故选A。

5. 甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为(　　)

A. 8F B. 4F

C. F D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据万有引力定律可知，若甲物体的质量m1不变，乙物体的质量m2增加到原来的2倍，同时它们之间的距离r减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小为，故A正确，BCD错误．

6. 如图所示，一块磁性黑板倾斜放置，黑板平面与竖直方向的夹角为，质量为m的磁性黑板擦静止在黑板上，已知黑板与黑板擦之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则黑板擦（　　）

A. 一定受到了3个力的作用 B. 受到的摩擦力为

C. 可能会随着角的减小而下滑 D. 受到的支持力随着角的增大而减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．黑板擦受重力、支持力、摩擦力和黑板的吸引力作用，共4个力作用，故A错误；

B．黑板擦处于静止状态，不能用滑动摩擦力公式计算其所受摩擦力，根据平衡条件可知黑板擦受到的摩擦力大小为

故B错误；

C．随着角的减小，黑板擦的重力沿黑板向下的分力增大，若分力能够增大到大于黑板擦与黑板之间的最大静摩擦力时，黑板擦将下滑，故C正确；

D．设黑板擦与黑板之间的吸引力大小为F，则黑板擦受到的支持力大小为

可知N随θ的增大而增大，故D错误。

故选C。

7. 小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速，恰好使小船到达河对岸时速度为0，若小船在静水中的行驶速度和水的流速如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 小船的运动轨迹为直线 B. 小船渡河的河宽是240m

C. 小船渡河的过程中最大速度是 D. 小船到达对岸时沿河岸方向运动了180m

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于小船在垂直于河岸方向的分运动不是匀速直线运动，所以小船的合运动不是匀速直线运动，而是曲线运动，其轨迹为曲线，故A错误；

B．根据v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移可知小船渡河的河宽是

故B错误；

C．小船渡河的过程中最大速度是

故C错误；

D．小船到达对岸时沿河岸方向运动的距离为

故D正确。

故选D。

8. 走廊上，某学生用力推课桌，使它在水平地面上向前加速运动，则（　　）

A. 她对课桌的作用力大于课桌对他的作用力

B. 她对课桌的推力大于地面对课桌的摩擦力

C. 地面对课桌的摩擦力和课桌对地面的摩擦力是一对平衡力

D. 课桌对地面的压力和课桌的重力是一对作用力和反作用力

【答案】B

【解析】

【详解】A．她对课桌的作用力与课桌对他的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误；
B．课桌在水平地面上向前加速运动，可知她对课桌的推力大于地面对课桌的摩擦力，故B正确；
C．地面对课桌的摩擦力和课桌对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力，故C错误；
D．课桌对地面的压力的施力物体是课桌，受力物体是地面；而课桌的重力的施力物体是地球，受力物体是课桌，两个力不是两个物体之间的相互作用，不是一对作用力和反作用力，故D错误；
故选B。

9. 对于宇宙速度的理解，下列说法正确的是（　　）

A. 太阳系所有行星的第一宇宙速度大小都为

B. 中国空间站“天宫”环绕速度一定大于第一宇宙速度

C. 火星探测器“天问一号”发射速度一定达到了第二宇宙速度

D. 从地面附近发射的飞行器不达到第三宇宙速度也能逃离太阳系

【答案】C

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，由

可得

可知行星的第一宇宙速度与行星的质量和行星的半径有关，故A错误；

B．由以上分析可知，卫星在轨道运行的速度为

轨道半径越大，运行速度越小，所以“天宫”的环绕速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；

C．当航天器的速度达到第二宇宙速度时，就可以完全摆脱地球引力，去往太阳系内的其他行星或者小行星，因此火星探测器“天问一号”发射速度一定达到了第二宇宙速度，故C正确；

D．从地面附近发射的飞行器不达到第三宇宙速度不能逃离太阳系，第三宇宙速度是飞行器逃离太阳系引力的最小的发射速度，故D错误。

故选C。

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. 如图为游乐场中的一个游乐设施，小孩乘坐的小飞机固定于机械臂上，电机以一定的转速带动机械臂转圈，在此过程中，机械臂时而举高时而放平，在小飞机被举高时与被放平时相比（　　）

A. 角速度大小不变 B. 线速度大小不变

C. 向心加速度大小不变 D. 所受合外力大小不变

【答案】A

【解析】

【详解】A．在小飞机被举高时与被放平时相比，其角速度大小不变，故A正确；

BC．由于机械臂长度一定，所以小飞机被举高时，其做匀速圆周运动的半径比放平时小，根据可知，举高时小飞机的线速度比放平时小，根据可知，举高时小飞机的向心加速度比放平时小，故BC错误；

D．小飞机所受合外力提供向心力，因为举高时小飞机的向心加速度比放平时小，则向心力减小，所受合外力减小，故D错误。

故选A。

12. 变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度挡，下图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿。那么该车可变换各种不同挡位（　　）

A. 当A与C轮组合时，两齿轮的边缘线速度之比

B. 当A与C轮组合时，两齿轮的边缘向心加速度之比

C. 当B与C轮组合时，两齿轮的角速度之比

D. 当B与C轮组合时，两齿轮的转速之比

【答案】D

【解析】

【详解】A．A与C轮属于皮带传动模型，所以线速度大小相等，故A错误；

B．由题意知

又 ，可知

故B错误；

C．B与C轮线速度大小相等，由 知

故C错误；

D．两齿轮的转速之比就等于角速度之比，由C选项分析可知，D正确。

故选D。

13. 为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（　　）

A. 王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的

B. 火星表面的重力加速度是g

C. 王跃以相同的初速度在火星上起跳时，在空中的时间为在地球上的倍

D. 王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是h

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据万有引力定律有：

A错误；

B．在星球表面，万有引力等于重力，则有：

得：

则有：

解得：，B错误。

C．由竖直上抛的运动时间为：

则有：

C正确；

D．由竖直上抛的最大高度：

则有：

解得：，D错误。

故选C。

二、有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分，选择题2（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题至少有一个符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14. 如图所示分别为汽车转弯和火车转弯，图1中为水平路面上，汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.64倍，转弯半径为；图2中轨道的转弯处外轨高于内轨，倾角截面如图所示，火车转弯半径为R，则下列说法中正确的是（　　）

A. 图1中汽车所受合力恒定，做匀变速运动

B. 图1中汽车以速度转弯时将发生侧滑

C. 图2中火车实际行驶速度大于安全速度时，轮缘将挤压外轨

D. 图2中火车在该转弯处规定的安全行驶的速度为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．汽车转弯，做匀速圆周运动，所受的合力大小不变，但方向始终改变，加速度大小恒定，方向改变，故A错误；

B．根据摩擦力提供向心力，有

解得最大速度为

因为

所以汽车以20m/s速度转弯时将发生侧滑，故B正确；

CD．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由图得

合力为

F合=mgtanθ

（θ为轨道平面与水平面的夹角），根据合力提供向心力得

又因为

联立解得

火车实际行驶速度大于安全速度时，将要做离心运动，所以轮缘将挤压外轨，故C正确,D错误。

故选BC。

15. 一苹果在距地面高的地方由静止开始自由下落，地面上与苹果在同一竖直平面内且与苹果水平相距的地方斜向上射出一飞刀，要使飞刀在空中射中苹果，则飞刀射出时的速度大小可能的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】苹果由静止开始自由下落，则下落高度

解得苹果落地时间大约为

飞刀水平方向的分速度为

苹果即将落地时飞刀射中苹果时飞刀竖直方向的分速度最小，竖直方向的速度至少为，则

解得

故飞刀的初速度至少为

故选CD。

非选择题部分

三、实验题（本题共3小题，每空2分，共18分）

16. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

(1)如上右图所示为实验室常用的装置，该装置用的电源是___________

A.交流220V                B.直流220V

C.交流8V                  D.直流8V

(2)关于此实验，下列说法正确的是___________

A.槽码牵引小车运动时，一定要让细线与水平桌面保持平行

B.槽码的质量要比小车的质量小很多

C.补偿阻力时小车的牵引细线上需要挂上槽码

D.在探究小车加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-m图象

(3)如图是某次实验得到的纸带，两计数点间还有四个点未画出，部分实验数据如图所示，小车加速度大小a=___________m/s2。（答案保留2位有效数字）

【答案】    ①. A    ②. B    ③. 0.61~0.63

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]如上右图所示为实验室常用电火花打点计时器，该装置用的电源是交流220V，故选A；    

(2)[2]A．槽码牵引小车运动时，一定要让细线与木板保持平行，选项A错误；

B．槽码的质量要比小车的质量小很多，这样才能认为槽码的重力近似等于小车的牵引力，选项B正确；

C．补偿阻力时小车的牵引细线上不要挂槽码，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项C错误；

D．在探究小车加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出 图象，选项D错误；

故选B。

(3)[3]结合逐差法可知小车加速度大小

17. 如图所示，探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，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比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

(1)在这个探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中，采用了___________

A.理想实验法            B.控制变量法            C.等效替代法

(2)若变速塔轮半径相同，两小钢球质量相同，是在研究向心力的大小F与___________的关系

A.质量m                B.半径r C.角速度

(3)在探究F与关系时，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个相同小球所受向心力的比值为1：9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________

A.1：2                B.1：3                C.2：1 D.3：1

【答案】    ①. B    ②. B    ③. D

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]在这个探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中，采用了控制变量法，故选B。

(2)[2]若变速塔轮半径相同，则角速度相同，两小钢球质量相同，是在研究向心力大小F与半径r的关系，故选B。

(3)[3]在探究F与关系时，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个相同小球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的两个变速轮塔的角速度之比为1∶3，因塔轮边缘的线速度相同，根据v=ωr，则两变速塔轮的半径之比为3∶1，故选D。

18. 一同学做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外

(1)下列器材中还需必要器材有___________

A.秒表                B.弹簧测力计        C.重锤线 D.天平

(2)实验中，下列说法正确的是___________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下

B.斜槽轨道必须光滑

C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当少一些

D.斜槽轨道末端可以不水平

(3)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s；（g取9.8m/s2）（保留两位有效数字）

【答案】    ①. C    ②. A    ③. 1.6

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]下列器材中还需必要的器材有重锤线，不需要秒表、弹簧测力计和天平，故选C。

(2)[2]A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以保证到达底端时速度相同，选项A正确；

B．斜槽轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相同即可，选项B错误；

C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，选项C错误；

D．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球能做平抛运动，选项D错误。

故选A。

(3)[3]水平方向

x=vt

竖直方向

解得小球做平抛运动的初速度为

四、计算题（本题共4小题，共37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）

19. 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，继续滑行45m后减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg，斜直雪道倾角为。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）当滑至斜直雪道时速度最大

解得

（2）由牛顿第二定律

解得

（3）斜直雪道上

水平雪道上

总时间为

20. 如图所示，塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，也叫塔式起重机，它可实现竖直、水平和旋转运动达到全方位搬运工程物料，可大大提升工程的效率。某次，一塔吊搬运的物料，它在水平方向运动的速度时间图像如图甲所示，它在竖直方向的位移-时间图像如图乙所示，此搬运过程塔架不旋转，不计空气阻力，不考虑塔架和吊索晃动等因素，取重力加速度，求：

（1）第末物料的速度大小；

（2）第末物料离出发点的距离；

（3）第末物料受钢索的拉力大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物料在x方向的分运动是匀加速直线运动，初速度为

加速度为

时，物料在x方向的速度大小为

物料在y方向做匀速直线运动，速度大小为

故时，物料的速度大小为

（2）内物料沿x方向的位移大小为

沿y方向的位移大小为

故此时物料离出发点的距离为

（3）对物料受力分析，如图所示

受重力、钢索拉力，其合力沿x方向；其中

，

则第末物料受钢索的拉力大小为

21. 如图1所示，有一小物块置于水平圆形转台的边缘，当转台的转速达到某一临界值时，小物块恰好滑离转台。现测得圆形转台的半径，离水平地面的高度，落地点离转轴的距离。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，g取10m/s2。

（1）求物块落地的时间t。

（2）求转台的动摩擦因数。

（3）如图2所示，将一小球用细线固定于转台边缘，该细线能承受的最大拉力为小球重力的倍，若转台继续以小物块滑离时的角速度转动，则该细线恰好未断裂，求该细线的长度。

【答案】（1）0.4s；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块滑离转台后做平抛运动，落地的时间为

（2）根据几何关系可知物块做平抛运动水平位移大小为

物块滑离转台时的速度大小为

根据牛顿第二定律有

解得

（3）转台转动的角速度为

设细线长度为L，与竖直方向夹角为θ，由题意知此时细线的拉力大小为

在竖直方向上有

在水平方向上有

联立解得

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。