精品解析：浙江省G5联盟2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷

2023-2024学年浙江省G5联盟高一（下）期中联考物理试卷 一、单选题：本大题共13小题，共52分。 1. 下列四组物理量中均为矢量的是（　　） A. 速率  重力 B. 弹力  向心加速度 C. 摩擦力  功率 D. 周期  动能 【答案】B 【解析】 【详解】A．速率只有大小没有方向，是标量，重力既有大小也有方向，是矢量，故A错误； B．弹力、向心加速度均为矢量，故B正确； C．摩擦力为矢量，功率为标量，故C错误； D．周期、动能均为标量，故D错误。 故选B。 2. 2023年9月21日的“天宫课堂”第四课中，航天员演示了关于陀螺的实验。对于在空间站中处于“静止”状态的陀螺，下列说法正确的是（　　） A. 陀螺相对于地球表面静止 B. 陀螺所受合外力不为零 C. 陀螺受到万有引力和向心力的作用 D. 陀螺处于失重状态，不受重力 【答案】B 【解析】 【详解】A．陀螺与空间站相对静止，则陀螺随空间站在万有引力作用下绕地球做匀速圆周运动，故A错误； B．陀螺随空间站在万有引力作用下绕地球做匀速圆周运动，其合外力不为0，故B正确； C．陀螺受到万有引力作用，向心力是效果力，故C错误； D．陀螺处于失重状态，依然受重力作用，故D错误。 故选B。 3. 体育课上，两位同学在打羽毛球，羽毛球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，某时刻羽毛球处于上升过程，则此时羽毛球所受合外力示意图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．羽毛球在空中做曲线运动，可知羽毛球所受合力应指向轨迹的凹侧，故AB错误； CD．羽毛球处于上升过程，速度在减小，可知所受合力与速度之间的夹角应为钝角，故D错误，C正确。 故选C。 4. 在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法正确的是（　　） A. 亚里士多德提出了动力学的第一条定律——惯性定律 B. 研究自由落体运动中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 C. 开普勒通过分析第谷的观测数据，总结出了行星运动三大定律 D. 卡文迪许利用“地-月检验”验证了万有引力定律的正确性，使其得到了广泛的应用 【答案】C 【解析】 【详解】明确有关物理学理论建立过程中各位物理学家的主要贡献即可正确解答。 本题考查对物理学史的掌握情况；物理学史属于常识性问题，平时要加强记忆，注意积累。 【解答】A．牛顿提出了动力学的第一条定律——惯性定律，故A错误； B．研究自由落体运动中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但没有直接用实验进行验证，只是在斜面实验的基础上进行了合理外推得到了结论，故 B错误； C．开普勒通过分析第谷的观测数据，总结出了行星运动三大定律，故 C正确； D．牛顿利用“地-月检验”验证了万有引力定律的正确性，使其得到了广泛的应用，故 D错误。 故选C。 5. 在名著《西游记》中讲述了一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒渡过通天河的故事。如图所示，通天河中水流的速度大小恒为，方向平行于河岸，大龟从处出发后沿直线将唐僧师徒四人和白龙马送达对岸的处，与河岸成角。已知，，则大龟在静水中的速度至少为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当大龟的速度方向与合速度方向垂直时，其速度最小，则最小速度 故选A。 6. 如图所示，一个小球分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，B轨道轨迹称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（ ） A. 下滑过程中重力做功的功率一样大 B. 沿C轨道滑下，轨道对小球的支持力做功最多 C. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球速度最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球重力功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 ，重力做功与路径无关，小球沿三条轨道下滑到底端时下降高度相同，所以重力做功相同，而小球沿B轨道下滑过程中所用时间最短，所以重力做功的平均功率最大，A错误； B．小球沿着三条轨道下滑，支持力都始终与速度方向垂直，支持力都不做功，B错误； C．根据机械能守恒定律，小球在三条轨道的终点处速度大小相同，C错误； D．重力的瞬时功率为 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球速度与竖直方向的夹角θ最小，cosθ最大，重力的瞬时功率最大，D正确。 故选D。 7. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置 a、最低位置c、与滚筒圆心等高位置b、d，则下列说法正确的是（　　） A. 洗衣机能脱水是因为水滴受到离心力的作用 B. 该小衣物在a、b、c、d四点的线速度相同 C. 该小衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向不同 D. 该小衣物在c位置对滚筒壁的压力大于它在a位置对滚筒壁的压力 【答案】D 【解析】 【详解】A．洗衣机能脱水是因为水滴受到离心作用，而不是离心力，无离心力，只有离心作用，故A错误； B．衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，故小衣物在a、b、c、d位置的线速度大小相等，但方向不同，故B错误； C．在b、d两位置受到的摩擦力方向都竖直向上，与重力平衡，方向相同，故C错误； D．在a点时，根据牛顿第二定律，在c点时 并根据牛顿第三定律可知，该小衣物在c位置对滚筒壁的压力大于它在a位置对滚筒壁的压力，故D正确； 故选D。 8. 2023年我国“天宫号”太空实验室实现了长期有人值守，我国迈入空间站时代。如图所示，“天宫号”太空实验室轨道可视为圆形，“天舟号”货运飞船沿椭圆轨道运行， A、B两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点，则以下说法正确的是（　　） A. “天舟号”与“天宫号”在B点对接前必须先启动助推器加速 B. “天舟号”在A点的线速度小于“天宫号”在B点的线速度 C. “天舟号”在B点的加速度小于“天宫号”在B点的加速度 D. “天舟号”在椭圆轨道的周期比“天宫号”周期大 【答案】A 【解析】 【详解】A．天舟号与天宫号对接前必须先加速，做离心运动，才能与天宫号对接。故A正确； B．根据变轨原理可知，“天舟号”在A点从圆轨道加速可进入椭圆轨道。根据 解得 可知天舟号“在A点所在圆轨道的线速度大于在B点所在圆轨道的线速度。所以“天舟号”在A点的线速度大于“天宫号”的线速度。故B错误； C．根据 可得 “天舟号”在B点的加速度小于“天宫号”在B点的加速度。故C错误； D．由开普勒第三定律 “天舟号”在椭圆轨道的周期比“天宫号”周期小。故D错误。 故选A。 9. 2024年2月23日，“长征5号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球静止卫星的轨道半径是地球半径的n倍，已知地球自转周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（　　） A. 静止卫星运行速度是第一宇宙速度的倍 B. 静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 C. 静止卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 D. 若忽略地球的自转效应，地球的密度可表示为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力得 则 第一宇宙速度 地球静止卫星的轨道半径是地球半径的n倍，所以静止卫星运行速度是第一宇宙速度的，故A错误； B．静止卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，根据 可知，静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转的速度的n倍，故B错误； C．根据 可得 则静止卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的，故C正确； D．若忽略地球的自转效应，则 解得 地球的密度可表示为 故D错误。 故选C。 10. 仰卧起坐是高中毕业生体育测试的项目之一、如图所示，一中等身材女生小李同学在此次测试过程中，一分钟完成42个仰卧起坐，每次起坐时下半身不动，g取10m/s2，则小李同学在此次测试过程中，克服重力做功的平均功率约为（　　） A. 70W B. 140W C. 280W D. 560W 【答案】A 【解析】 【详解】设上半身的质量为小李质量的0.6倍，小李的质量设为45kg，他每一次克服重力做的功为 1min内克服重力所做的总功为 克服重力做功的平均功率为 所以最接近的是70W。 故选A。 11. 有一种叫“飞椅”的游乐项目。如图所示，长为 L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力。以下说法正确的是（　　） A. 钢绳的拉力大小为 B. 钢绳的拉力大小为 C. 如果角速度足够大，可以使钢绳成水平拉直 D. 两个体重不同的人，摆开的夹角一样大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对座椅受力分析，如图所示 y轴上 解得 x轴上 解得 故AB错误； C．对飞椅受力分析，在竖直方向合力为零，故绳子在竖直方向上有分力，故绳子不可能水平方向，故C错误； D．当质量不同时，根据牛顿第二定律可得 解得 与质量无关，摆开的夹角一样大，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上。质量分别为1kg、2kg的两物块A、B置于斜面上，质量为的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上，A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线与斜面平行，滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角，A、B、C均处于静止状态， B的上表面水平，A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则（　　） A. 细线对定滑轮的作用力大小为2N，方向竖直向下 B. B对斜面的摩擦力大小为11N，方向沿斜面向上 C. 剪断细线后， A对B的压力为10N D. 剪断细线后， A、B之间摩擦力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．依题意有，以C为研究对象对其受力分析，设绳子张力为T，杆对C的作用力为N，则有 解得 两绳子的夹角为，则细线对定滑轮的作用力大小为 方向竖直向下，故A错误； B．对A、B整体，根据共点力平衡条件有 解得 斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力沿斜面向下，故B错误； CD．将A、B视为一整体，剪断细线后，假设水平方向上没有相对滑动，则有共同的加速度沿斜面下滑，设为a，有 解得 则在竖直和水平方向的分加速度为 ， 设B对A的支持力为  ，根据牛顿第二定律有 解得 水平方向的摩擦力为 可见A、B没有相对滑动，故C错误，D正确。 故选D。 13. 将一小球从地面竖直向上抛出，其在空中的动能随小球离地高度h变化的关系图像如图中的直线甲、乙所示图中九个小正方形的边长均相等。下列说法正确的是（　　） A. 图线甲反映了小球下降过程中的动能变化规律 B. 小球下降过程减少的重力势能等于增加的动能 C. 小球上升过程中的机械能变化量等于下降过程中的机械能变化量 D. 小球上升过程所用的时间与下降过程所用的时间之比等于 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球上升过程中动能逐渐减小，下降过程中动能逐渐增大，由于阻力的作用，小球返回到抛出点时的动能小于抛出时的动能，故图线甲反映了小球上升过程中的动能变化规律，故A错误； B．因为下降过程受到阻力作用，故下降过程减少的重力势能大于增加的动能，故B错误； C．小球上升过程中和下降过程中，克服阻力做功相等，故机械能的变化量相等，故C正确； D．由动能定理可知，小球上升过程中有 小球下降过程中返回到抛出点时的动能为 ，则下降过程中有 联立解得 根据牛顿第二定律可知，上升过程 下降过程 小球上升过程中的加速度与下降过程中的加速度大小之比为 根据运动学公式 小球上升过程所用的时间与下降过程所用的时间之比等于  ，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共2小题，共8分。 14. 下列关于教材中插图表述正确的是（　　） A. 甲：某质点做一般的曲线运动，在分析某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法来处理 B. 乙：自行车行驶过程中，小齿轮边缘的点比大齿轮边缘的点线速度更大 C. 丙：汽车上坡时采用低速挡是为了获得更大的牵引力 D. 丁：天王星的发现证明了万有引力定律的正确性 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲：某质点做一般的曲线运动，在分析某位置的运动时，根据曲率半径的概念，可以采用圆周运动的分析方法来处理，故A正确； B．乙：自行车行驶过程中，小齿轮边缘的点比大齿轮边缘的点由于链条传动，线速度相等，故B错误； C．汽车上坡时的牵引力为 由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时可以获得更大的牵引力，故C正确； D．海王星的预言和发现极大地支持了万有引力定律的正确性，故D错误。 故选AC。 15. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40 kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 在a时刻演员速度为零 B. 在b时刻演员速度最大 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功等于1280 J D. 从a时刻到b时刻，演员机械能不守恒 【答案】AD 【解析】 【详解】A．a时刻蹦床的弹力最大，此时演员运动到最低点，速度为零，故A正确； B．当蹦床对演员的作用力等于重力大小时，合力为零，加速度为零，演员的速度达到最大，则演员速度最大的点在b点之前，故B错误； C．从a时刻到b时刻演员上升的距离不能计算，则不能计算出此段时间内重力对演员做的功，不能计算出蹦床对演员做的功，故C错误； D．该过程中有弹力对运动员做功，机械能不守恒，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共3小题，共27分。 16. 用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，白纸和复写纸固定在装置的背板上，小球从斜槽 M轨道末端滑出后，被水平放置的倾斜挡板 N挡住，调整倾斜挡板N的位置，记录小球运动经过的多个位置，描出平抛运动的轨迹。 （1）本实验除木板、小球、白纸、复写纸、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的有___________ A. 重锤线 B. 秒表 C. 天平 D. 刻度尺 （2）关于实验应注意的问题，下列做法合理的是：___________ A. 斜槽轨道必须光滑且末端水平 B. 钢球运动时要靠近但不接触装置的背板 C. 要使描绘出的轨迹更好的反映真实运动，应用平滑曲线把所有的点连接起来 D. 小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达白纸右下角为宜 （3）如图乙为某位同学在实验中获得的一些钢球印迹，发现印迹并不是一个圆点，而是一段曲线，则画轨迹时应选图中的A（曲线左边最高点）、B（曲线最低点）、C（曲线右边最高点）三点中的___________点。 【答案】（1）AD （2）BD （3）A 【解析】 【小问1详解】 需要重垂线确保木板在竖直平面内，也可方便确定坐标轴，还需要白纸和复写纸记录小球平抛过程的位置，需要刻度尺测量水平位移、竖直方向位移；不需要测小球的质量，运动时间；不需要秒表和天平。故AD正确，BC错误。 故选AD。 【小问2详解】 A为了保证小球初速度相同，让小球多次从斜槽同一点由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故A错误； B．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，故B正确； C．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，用平滑曲线连接各点，偏离较远的点可以舍去，故C错误； D．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 根据图乙可知，曲线左边最高点是小钢球刚接触白纸的点，画轨迹时应选图中的A点。 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探究加速度与力的关系。 （1）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车的加速度的测量值___________m/s2结果保留两位有效数字 （2）正确补偿阻力后，保持小车的质量 M不变，用砂和小桶的总重力 mg作为小车受到的合外力F，改变砂的质量，多次实验，利用测得的数据，可得到小车的加速度 a和F的关系图像。拉力F较大时，图线明显弯曲如图丙所示。若不断增加小桶中砂的质量，图像中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为___________用题中出现的物理量字母表示。 【答案】（1） （2）g 【解析】 【小问1详解】 邻两个计数点之间时间间隔为 根据逐法，可得加速度为 【小问2详解】 当小桶和沙的总质量远大于小车的质量时，把小桶和沙还有小车看成一个整体，由牛顿第二定律可得 解得 当时 18. 在“验证机械能守恒定律”实验中： （1）用图甲装置进行验证，则下列说法合理的是（　　） A. 实验前必须先用天平测出重物和夹子的质量 B. 选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零 C. 本实验数据处理中必须每隔4个计时点取1个计数点 D. 重物下落的高度用刻度尺测量，某位置的速度用来计算 （2）用图甲所示的实验装置得到如图乙所示的一条纸带，O点是打下的第一个点，A、B、C为另外3个连续打下的点。已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g=9.8m/s2，则从O点到B点，重物的重力势能变化量的绝对值、B点的动能EkB=___________J（计算结果均保留3位有效数字。从计算结果中发现EkB___________（选填“大于”、“小于”、“等于”），分析出现这一结果的原因可能是___________。 A.交流电源的工作电压偏高 B.交流电源的实际频率大于50Hz C.接通电源前释放了纸带 D.存在空气阻力和摩擦力 （3）用图丙装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则（　　） A. 调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能 B. 调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力 C. 不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒 （4）用图丁装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，滑块移至图示位置，遮光条到光电门的距离为l。滑块由静止释放，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________（用题中字母表示）。 【答案】（1）B （2） ①. 0.490 ②. 大于 ③. C （3）A （4） 【解析】 【小问1详解】 A．由实验过程中我们比较mgh与可知，m可以消掉，则不需要测出重物和夹子的质量，故A错误； B．在验证“机械能守恒定律”的实验中，不需要初速度等于零，则选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零，故B正确； C．纸带第一个打点的点迹不一定清晰，为了计数方便可任意间隔相等的计时点取一个计数点，所以选取的两个计数点不一定需间隔4个计时点，故C错误； D．根据打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出重锤的速度，不能根据某点O点的距离h，由公式求出重锤速度，或根据某点到O点的时间t再根据公式v=gt求出重锤的速度，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据匀变速直线运动一段时间的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度可得 B点的动能为 [2]由实验结果可知EkB大于； [3]A．打点计时器的工作电压偏高，并不会影响重物与纸带的受力与运动，对实验结果无影响，故A错误； B．交流电源的实际频率大于50Hz，测得的速度偏小，则结果减少的重力势能应大于增加的动能，与实验结果不符，故B错误； C．接通电源前释放了纸带，会使打下的第一个点时重物已经具有了速度，即重物的初速度大于零，则使末动能偏大，符合实验结果，故C正确； D．重物与纸带下落过程中受到空气阻力和摩擦力，会使机械能发生损失，结果减少的重力势能应大于增加的动能，与实验结果不符，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 A．将气垫导轨调成倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能，故A正确； B．在该实验中不需要平衡摩擦力，故B错误； C．由于气垫导轨的摩擦力很小，可以忽略不计，则可以用该装置验证机械能守恒，故C错误。 故选A。 【小问4详解】 遮光条通过光电门的速度为 砝码和砝码盘重力势能的减小量为 砝码和砝码盘以及滑块动能的增加量为 若系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则满足机械能守恒定律，即为验证机械能守恒，需要满足的关系式为 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 19. 美国职业跳伞玩家卢克艾金斯曾不带降落伞从近万米高空一跃而下，后落入一张的缓冲网中，毫发无损。卢克艾金斯的起跳高度离地约7280m，经过空中140s下落过程，以的速度竖直落入缓冲网兜中心。已知缓冲网兜离地面高度100m，艾金斯体重70 kg，在落入网中以后还要下降60 m才能停稳。忽略起跳初速度， g近似取。求： （1）若艾金斯触网前做自由落体运动，触网时速度（答案中可以保留根号）； （2）空中下落过程中（触网前）艾金斯损失的机械能。 （3）触网后艾金斯受到的平均阻力。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据公式 其中 解得 （2）实际落入网兜重心的速度大小为 损失的机械能为 解得 （3）触网后，由动能定理有 解得 20. 如图所示的玩具转盘半径为l，角速度可以调节，转盘中心 O点固定了一竖直杆。质量为m的小球用轻绳AC和轻杆BC一起连接在竖直杆上，轻绳 AC长为l，与竖直杆上 A点相连，轻杆 BC用铰链连接在竖直杆上的B点且可绕B点自由转动，。圆盘静止时轻绳AC与竖直方向夹角，轻杆BC与竖直方向夹角。不计摩擦阻力，重力加速度为g。 （1）要保持轻绳拉直，求的取值范围 （2）当时，求轻绳 AC、轻杆BC所受的弹力大小 （3）在转动过程中小球忽然脱离，要求小球不能碰到圆盘，求的取值范围。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 当AC拉力时，对应的为最大，由牛顿第二定律可得 可得 则的范围为。 【小问2详解】 设轻绳 AC的弹力为，轻杆BC的弹力为，当时，小球的受力如图所示 水平方向有 竖直方向有 联立解得， 【小问3详解】 在转动过程中小球忽然脱离，由平抛运动的规律可得，水平方向有 竖直方向 设小球刚好碰到圆盘边缘，由几何关系可得 可得， 当增大时，不管轻绳是否拉直，水平位移一定增大，则要小球不能碰到圆盘，的范围为。 21. 一辆货车运载着规格相同、质量均为m的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶 C，自由地摆放在桶 A、B之间，没有用绳索固定，重力加速度为g，如图所示。求： （1）当卡车匀速行驶时，油桶 B和油桶C之间的弹力大小； （2）为保证行车安全，卡车刹车时的最大加速度； （3）大雾天，卡车以的速度行驶时突然发现前方处有电动自行车在以的速度匀速同向行驶，卡车司机经过反应后以（2）问中的最大加速度紧急刹车，若骑车人对危险毫无察觉，请通过计算判断卡车能否避免发生事故。（g取） 【答案】（1）；（2）；（3）能避免交通事故 【解析】 【详解】（1）对C受力分析，如图 由平衡条件得 解得 （2）当时，加速度最大，如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得卡车刹车时的最大加速度为 （3）由题意可知， 卡车从开始刹车到与电动自行车共速所用时间为 从卡车发现电动自行车到卡车与电动自行车共速过程，卡车经过的位移为 电动自行车经过的位移为 由于 所以卡车能避免发生事故。 22. 一游戏装置由水平弹射装置、传送带、水平直轨道BC、足够长的凹槽CHID、水平直轨道DE、螺旋圆形轨道EFP、水平直轨道PQ和放在Q处的竖直挡板组成，除传送带和 PQ段外各段表面均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道 DE、PQ相切于处，螺旋圆形轨道半径。传送带的水平部分AB长，沿顺时针运行的速率。PQ间距离。凹槽CHID内有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁 CH处，摆渡车质量，上表面与 A、B、C、D、E、Q点在同一水平面，若摆渡车碰到凹槽的 DI侧壁时将立刻被锁定。现将一个质量的滑块（可视作质点）向左压缩弹簧至O点由静止释放，弹簧的弹力F与滑块在OA段运动的位移x的关系如图乙所示。已知滑块与传送带、摆渡车上表面间的动摩擦因数均为，滑块与轨道 PQ间的动摩擦因数为，重力加速度取。求： （1）滑块滑上传送带的初速度； （2）滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量Q； （3）为了使滑块能碰到Q处的挡板，求摆渡车长度 x的范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图像得弹簧弹力做功 根据功的计算公式有 解得 （2）若滑块在传送带上一直加速，根据牛顿第二定律得 根据运动学公式有 解得，故假设合理。 此过程中皮带位移 滑块与皮带的相对位移 滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量 （3）若滑块刚好过F点 根据动能定理有 解得 若刚好能到Q点 解得 所以，若使滑块即能过F点又能到达Q点，则， 所以 滑块在摆渡车上时，根据牛顿第二定律有 解得，滑块加速度 关于摆渡车的运动，根据牛顿第二定律有 解得，摆渡车加速度 两者共速时， 联立解得， 在相对滑动过程中，滑块的位移 解得 在相对滑动过程中，摆渡车的位移 解得 相对位移 所以，车长，故 设摆渡车停止后，滑块继续在摆渡车上减速运动，根据动能定理有 又知 联立解得 所以，车长 所以，车长的取值范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年浙江省G5联盟高一（下）期中联考物理试卷 一、单选题：本大题共13小题，共52分。 1. 下列四组物理量中均为矢量的是（　　） A. 速率  重力 B. 弹力  向心加速度 C. 摩擦力  功率 D. 周期  动能 2. 2023年9月21日的“天宫课堂”第四课中，航天员演示了关于陀螺的实验。对于在空间站中处于“静止”状态的陀螺，下列说法正确的是（　　） A. 陀螺相对于地球表面静止 B. 陀螺所受合外力不为零 C. 陀螺受到万有引力和向心力的作用 D. 陀螺处于失重状态，不受重力 3. 体育课上，两位同学在打羽毛球，羽毛球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，某时刻羽毛球处于上升过程，则此时羽毛球所受合外力示意图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法正确的是（　　） A. 亚里士多德提出了动力学的第一条定律——惯性定律 B. 研究自由落体运动中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 C. 开普勒通过分析第谷的观测数据，总结出了行星运动三大定律 D. 卡文迪许利用“地-月检验”验证了万有引力定律的正确性，使其得到了广泛的应用 5. 在名著《西游记》中讲述了一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒渡过通天河的故事。如图所示，通天河中水流的速度大小恒为，方向平行于河岸，大龟从处出发后沿直线将唐僧师徒四人和白龙马送达对岸的处，与河岸成角。已知，，则大龟在静水中的速度至少为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，一个小球分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，B轨道轨迹称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（ ） A. 下滑过程中重力做功的功率一样大 B. 沿C轨道滑下，轨道对小球的支持力做功最多 C. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球速度最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球重力功率最大 7. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置 a、最低位置c、与滚筒圆心等高位置b、d，则下列说法正确的是（　　） A. 洗衣机能脱水是因为水滴受到离心力的作用 B. 该小衣物在a、b、c、d四点的线速度相同 C. 该小衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向不同 D. 该小衣物在c位置对滚筒壁的压力大于它在a位置对滚筒壁的压力 8. 2023年我国“天宫号”太空实验室实现了长期有人值守，我国迈入空间站时代。如图所示，“天宫号”太空实验室轨道可视为圆形，“天舟号”货运飞船沿椭圆轨道运行， A、B两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点，则以下说法正确的是（　　） A. “天舟号”与“天宫号”在B点对接前必须先启动助推器加速 B. “天舟号”在A点的线速度小于“天宫号”在B点的线速度 C. “天舟号”在B点的加速度小于“天宫号”在B点的加速度 D. “天舟号”在椭圆轨道的周期比“天宫号”周期大 9. 2024年2月23日，“长征5号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球静止卫星的轨道半径是地球半径的n倍，已知地球自转周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（　　） A. 静止卫星运行速度是第一宇宙速度的倍 B. 静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 C. 静止卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 D. 若忽略地球的自转效应，地球的密度可表示为 10. 仰卧起坐是高中毕业生体育测试的项目之一、如图所示，一中等身材女生小李同学在此次测试过程中，一分钟完成42个仰卧起坐，每次起坐时下半身不动，g取10m/s2，则小李同学在此次测试过程中，克服重力做功的平均功率约为（　　） A. 70W B. 140W C. 280W D. 560W 11. 有一种叫“飞椅”的游乐项目。如图所示，长为 L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力。以下说法正确的是（　　） A. 钢绳的拉力大小为 B. 钢绳的拉力大小为 C. 如果角速度足够大，可以使钢绳成水平拉直 D. 两个体重不同的人，摆开的夹角一样大 12. 如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上。质量分别为1kg、2kg的两物块A、B置于斜面上，质量为的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上，A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线与斜面平行，滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角，A、B、C均处于静止状态， B的上表面水平，A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则（　　） A. 细线对定滑轮的作用力大小为2N，方向竖直向下 B. B对斜面的摩擦力大小为11N，方向沿斜面向上 C. 剪断细线后， A对B的压力为10N D. 剪断细线后， A、B之间摩擦力的大小为 13. 将一小球从地面竖直向上抛出，其在空中的动能随小球离地高度h变化的关系图像如图中的直线甲、乙所示图中九个小正方形的边长均相等。下列说法正确的是（　　） A. 图线甲反映了小球下降过程中的动能变化规律 B. 小球下降过程减少的重力势能等于增加的动能 C. 小球上升过程中的机械能变化量等于下降过程中的机械能变化量 D. 小球上升过程所用的时间与下降过程所用的时间之比等于 二、多选题：本大题共2小题，共8分。 14. 下列关于教材中插图表述正确的是（　　） A. 甲：某质点做一般的曲线运动，在分析某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法来处理 B. 乙：自行车行驶过程中，小齿轮边缘的点比大齿轮边缘的点线速度更大 C. 丙：汽车上坡时采用低速挡是为了获得更大的牵引力 D. 丁：天王星的发现证明了万有引力定律的正确性 15. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40 kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 在a时刻演员速度为零 B. 在b时刻演员速度最大 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功等于1280 J D. 从a时刻到b时刻，演员机械能不守恒 三、实验题：本大题共3小题，共27分。 16. 用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，白纸和复写纸固定在装置的背板上，小球从斜槽 M轨道末端滑出后，被水平放置的倾斜挡板 N挡住，调整倾斜挡板N的位置，记录小球运动经过的多个位置，描出平抛运动的轨迹。 （1）本实验除木板、小球、白纸、复写纸、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的有___________ A. 重锤线 B. 秒表 C. 天平 D. 刻度尺 （2）关于实验应注意的问题，下列做法合理的是：___________ A. 斜槽轨道必须光滑且末端水平 B. 钢球运动时要靠近但不接触装置的背板 C. 要使描绘出的轨迹更好的反映真实运动，应用平滑曲线把所有的点连接起来 D. 小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达白纸右下角为宜 （3）如图乙为某位同学在实验中获得的一些钢球印迹，发现印迹并不是一个圆点，而是一段曲线，则画轨迹时应选图中的A（曲线左边最高点）、B（曲线最低点）、C（曲线右边最高点）三点中的___________点。 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探究加速度与力的关系。 （1）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车的加速度的测量值___________m/s2结果保留两位有效数字 （2）正确补偿阻力后，保持小车的质量 M不变，用砂和小桶的总重力 mg作为小车受到的合外力F，改变砂的质量，多次实验，利用测得的数据，可得到小车的加速度 a和F的关系图像。拉力F较大时，图线明显弯曲如图丙所示。若不断增加小桶中砂的质量，图像中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为___________用题中出现的物理量字母表示。 18. 在“验证机械能守恒定律”实验中： （1）用图甲装置进行验证，则下列说法合理的是（　　） A. 实验前必须先用天平测出重物和夹子的质量 B. 选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零 C. 本实验数据处理中必须每隔4个计时点取1个计数点 D. 重物下落的高度用刻度尺测量，某位置的速度用来计算 （2）用图甲所示的实验装置得到如图乙所示的一条纸带，O点是打下的第一个点，A、B、C为另外3个连续打下的点。已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g=9.8m/s2，则从O点到B点，重物的重力势能变化量的绝对值、B点的动能EkB=___________J（计算结果均保留3位有效数字。从计算结果中发现EkB___________（选填“大于”、“小于”、“等于”），分析出现这一结果的原因可能是___________。 A.交流电源的工作电压偏高 B.交流电源的实际频率大于50Hz C.接通电源前释放了纸带 D.存在空气阻力和摩擦力 （3）用图丙装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则（　　） A. 调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能 B. 调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力 C. 不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒 （4）用图丁装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，滑块移至图示位置，遮光条到光电门的距离为l。滑块由静止释放，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________（用题中字母表示）。 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 19. 美国职业跳伞玩家卢克艾金斯曾不带降落伞从近万米高空一跃而下，后落入一张的缓冲网中，毫发无损。卢克艾金斯的起跳高度离地约7280m，经过空中140s下落过程，以的速度竖直落入缓冲网兜中心。已知缓冲网兜离地面高度100m，艾金斯体重70 kg，在落入网中以后还要下降60 m才能停稳。忽略起跳初速度， g近似取。求： （1）若艾金斯触网前做自由落体运动，触网时速度（答案中可以保留根号）； （2）空中下落过程中（触网前）艾金斯损失的机械能。 （3）触网后艾金斯受到的平均阻力。 20. 如图所示的玩具转盘半径为l，角速度可以调节，转盘中心 O点固定了一竖直杆。质量为m的小球用轻绳AC和轻杆BC一起连接在竖直杆上，轻绳 AC长为l，与竖直杆上 A点相连，轻杆 BC用铰链连接在竖直杆上的B点且可绕B点自由转动，。圆盘静止时轻绳AC与竖直方向夹角，轻杆BC与竖直方向夹角。不计摩擦阻力，重力加速度为g。 （1）要保持轻绳拉直，求的取值范围 （2）当时，求轻绳 AC、轻杆BC所受的弹力大小 （3）在转动过程中小球忽然脱离，要求小球不能碰到圆盘，求的取值范围。 21. 一辆货车运载着规格相同、质量均为m的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶 C，自由地摆放在桶 A、B之间，没有用绳索固定，重力加速度为g，如图所示。求： （1）当卡车匀速行驶时，油桶 B和油桶C之间的弹力大小； （2）为保证行车安全，卡车刹车时的最大加速度； （3）大雾天，卡车以的速度行驶时突然发现前方处有电动自行车在以的速度匀速同向行驶，卡车司机经过反应后以（2）问中的最大加速度紧急刹车，若骑车人对危险毫无察觉，请通过计算判断卡车能否避免发生事故。（g取） 22. 一游戏装置由水平弹射装置、传送带、水平直轨道BC、足够长的凹槽CHID、水平直轨道DE、螺旋圆形轨道EFP、水平直轨道PQ和放在Q处的竖直挡板组成，除传送带和 PQ段外各段表面均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道 DE、PQ相切于处，螺旋圆形轨道半径。传送带的水平部分AB长，沿顺时针运行的速率。PQ间距离。凹槽CHID内有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁 CH处，摆渡车质量，上表面与 A、B、C、D、E、Q点在同一水平面，若摆渡车碰到凹槽的 DI侧壁时将立刻被锁定。现将一个质量的滑块（可视作质点）向左压缩弹簧至O点由静止释放，弹簧的弹力F与滑块在OA段运动的位移x的关系如图乙所示。已知滑块与传送带、摆渡车上表面间的动摩擦因数均为，滑块与轨道 PQ间的动摩擦因数为，重力加速度取。求： （1）滑块滑上传送带的初速度； （2）滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量Q； （3）为了使滑块能碰到Q处的挡板，求摆渡车长度 x的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $