浙江省杭州市學軍中學西溪校區(qū)2023-2024學年高一下學期期中物理試題

高中物理命題人：胡曉雄審題人：周晶考生須知：1．本卷滿分100分，考試時間90分鐘；2．答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫學校、班級、姓名、試場號、座位號及準考證號。3．所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效；4．考試結束后，只需上交答題卷。第I卷（選擇題）一、單項選擇題（本題共13小題，每小題3分，共39分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合要求的，選對的得3分，不選、多選、錯選均不得分）1.下列物理量中，屬于矢量的是（）A.動能 B.速度 C.重力勢能 D.功【答案】B【解析】【分析】【詳解】動能、重力勢能、功均為標量。速度是矢量。故選B。2.某點電荷的電場線如圖，a、b兩點的場強大小分別為Ea、Eb，則這兩點的場強（）A.方向相同，Ea>Eb B.方向不同，Ea>EbC.方向相同，Ea<Eb D.方向不同，Ea<Eb【答案】D【解析】【詳解】電場線的方向表示場強的方向，電場線越密集表示場強越大，由此可知a、b兩點的場強方向不同，且Ea<Eb故選D。3.在下面各實例中，機械能守恒的是（）A.樹上飄落的樹葉B.在空中勻速下降的跳傘運動員C.在空中做平拋運動的鉛球D.草坪上滾動的足球【答案】C【解析】【詳解】A：樹上飄落的樹葉受重力、空氣對樹葉的作用力，重力、空氣對樹葉的作用力均對樹葉做功，則樹上飄落的樹葉的機械能不守恒．B：在空中勻速下降的跳傘運動員受重力和空氣阻力，重力、空氣阻力均對運動員做功，則在空中勻速下降的跳傘運動員機械能不守恒．C：在空中做平拋運動的鉛球只受重力，只有重力對鉛球做功，則在空中做平拋運動的鉛球機械能守恒．D：草坪上滾動的足球，受重力、支持力和阻力，只有阻力做足球做功，則草坪上滾動的足球機械能不守恒．綜上，機械能守恒的是C．點睛：物體機械能守恒的條件是除重力外，其余力對物體所做的功為零．4.如圖所示，虛線a、b、c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為、和，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示。由圖可知（）A.粒子從K到L的過程中，電場力做負功 B.粒子從L到M的過程中，電場力做負功C.粒子從K到L的過程中，電勢能減小 D.粒子從L到M的過程中，動能減少【答案】A【解析】【詳解】AC．根據(jù)圖中等勢面形狀可知此電場是點電荷形成，由帶正電粒子的軌跡可知，粒子受到的電場力為斥力，則場源點電荷帶正電，粒子從K到L的過程中，電場力對粒子做負功，粒子的電勢能增加，故A正確，C錯誤；BD．粒子從L到M的過程中，電場力先做負功后做正功，所以粒子的動能先減小后增加，故BD錯誤。故選A。5.如圖是質(zhì)量為m的學生正在蕩秋千，取重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.從最高點擺到最低點過程中，學生重力的功率一直增大B.從最高點擺到最低點過程中，學生和秋千組成的系統(tǒng)機械能一直增大C.擺到最低點時，秋千對學生的作用力小于mgD.擺到最高點時，身體上半部分位置不變，將腿抬高些，可以增加學生和秋千系統(tǒng)的機械能【答案】D【解析】【詳解】A．釋放時，速度為零，故重力的功率為零，到達最低點時，速度最大，但速度方向與重力方向垂直，功率為零，故重力的功率先增大后減小，故A錯誤；B．從最高點擺到最低點過程中，由于空氣阻力做負功，學生和秋千組成的系統(tǒng)機械能一直減小，故B錯誤；C．擺到最低點時，由牛頓第二定律解得所以秋千對學生作用力大于mg，故C錯誤；D．擺到最高點時，身體上半部分位置不變，將腿抬高些，腿部的重力勢能增加，從而可以增加學生和秋千系統(tǒng)的機械能，故D正確。故選D。6.研究表明，人步行時重心升降的幅度約為腳跨一步距離的0.1倍．某同學體重為70kg，在水平地面上勻速步行的速度為5km/h，此過程中他的平均功率約為（）A.5W B.50W C.100W D.200W【答案】C【解析】【詳解】人步行時重心升降的幅度約腳跨一步距離的0.1倍，設在時間t內(nèi)在水平面上運動的距離為vt，此過程中重心上升的高度為△h=0.1vt人的重力為G=700N所以平均功率故C正確．7.一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點，如圖所示。E表示極板間的場強，U表示極板間的電壓，表示正電荷在P點的電勢能。若保持負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（）A.U變小，E變小 B.E變大，變大C.U不變，不變 D.U變小，不變【答案】D【解析】【詳解】一平行板電容器充電后與電源斷開，可得電容器所帶電荷量不變；將正極板移到圖中虛線所示的位置，根據(jù)，由于板間距離減小，可知電容器電容增大，則極板間的電壓變??；根據(jù)可知板間場強不變，由于P點與接地下極板的距離不變，則P點與接地下極板的電勢差不變，P點的電勢不變，則正電荷在P點的電勢能不變。故選D。8.2021年10月，中國發(fā)射了首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星——“羲和號”，用于實現(xiàn)太陽波段光譜成像的空間探測，該衛(wèi)星軌道為圓軌道，通過地球南北兩極上方，離地高度約為。如圖所示，a為“羲和號”，b為地球同步衛(wèi)星，c為赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動的物體。已知地球的半徑約為，下列說法正確的是（）A.a的發(fā)射速度大于第二宇宙速度B.a、b、c的線速度大小關系為C.a的向心加速度大于c的向心加速度D.a的運行周期大于【答案】C【解析】【詳解】A．若衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度，則衛(wèi)星將脫離地球引力的束縛，而a仍是地球衛(wèi)星，所以a的發(fā)射速度小于第二宇畝速度，故A錯誤；B．根據(jù)引力提供向心力可得所以因為b是同步衛(wèi)星，所以而，所以則故B錯誤；C．根據(jù)引力提供向心力可得所以因為b是同步衛(wèi)星，所以而，由可得則故C正確；D．根據(jù)由于所以故D錯誤。故選C。9.如圖所示，某次訓練中，一運動員將排球從A點水平擊出，球擊中D點；另一運動員將該排球從位于A點正下方的B點斜向上擊出，最高點為C，球也擊中D點已知B、D等高，A、C等高，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.兩過程中，排球的飛行時間相等B.兩過程中，排球的初速度大小一定相等C.前一個過程中，排球擊中D點時的速度較大D.兩過程中，擊中D點時重力做功的瞬時功率相等【答案】CD【解析】【分析】【詳解】AB．由于從B點擊出的排球能豎直到達C點。從C到地面豎直方向做自由落體運動。根據(jù)豎直方向的運動可知由于水平方向的位移相同，根據(jù)可知根據(jù)速度的合成可知，排球從A點擊出時的速度排球從B點擊出時的初速度故兩過程中，排球的初速度大小可能相等。AB錯誤；C．落地時，根據(jù)運動的對稱性可知。排球從B點擊出時的速度大小與落地時速度大小相等，從A點擊出的排球落地時的速度故前一個過程中，排球擊中D點時的速度較大，C正確；D．由于豎直方向做的時自由落體運動，下落的高度相同，故落地時豎直方向的速度相同，則重力的瞬時功率相同，D正確。故選CD。10.圖甲所示的救生緩降器由掛鉤（或吊環(huán)）、吊帶、繩索及速度控制裝置等組成，是一種可使人沿（隨）繩（帶）緩慢下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一次險情中，將安全帶系于腰部，從離地面某高度處通過鋼絲繩先勻加速運動后勻減速運動安全著陸，圖丙是工人運動全過程的圖像。已知工人的質(zhì)量m=70kg，，則下列說法中錯誤的是（）A.發(fā)生險情處離地面的高度為B.加速下滑時鋼絲繩對工人的拉力大小為C.整個過程中工人所受重力做功為31500JD.時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為630W【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)vt圖像與坐標軸所圍面積表示位移可知發(fā)生險情處離地面的高度為故A正確；B．根據(jù)vt圖像的斜率表示加速度可得工人加速下滑時的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得加速下滑時鋼絲繩對工人的拉力大小為故B正確；C．整個過程中工人所受重力做功為故C正確；D．t=4s時工人的加速度大小為工人速度大小為此時鋼絲繩對工人的拉力大小為此時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。11.驚險的娛樂項目——娛樂風洞：是在豎直的圓筒內(nèi)，從底部豎直向上的風可把游客“吹”起來，讓人體驗太空飄浮的感覺。若風洞內(nèi)向上的風速、風量保持不變，讓質(zhì)量為m的表演者通過身姿調(diào)整，可改變所受向上的風力大小，以獲得不同的運動效果。假設人體受風力大小與有效面積成正比，已知水平橫躺時受風力有效面積最大，站立時受風力有效面積最小，為最大值的，與豎直方向成一定角度傾斜時，受風力有效面積是最大值的一半，恰好可以靜止或勻速漂移。在某次表演中，質(zhì)量為m的表演者保持站立身姿從距底部高為H的M點由靜止開始下落；經(jīng)過N點時，立即調(diào)整身姿為水平橫躺并保持；到達底部的P點時速度恰好減為零．則在從M到P的過程中，下列說法正確的是（）A.人向上的最大加速度是B.人向下的最大加速度是C.NP之間的距離是D.若在P點保持水平橫躺，經(jīng)過N點時，立即調(diào)整身姿為站立身姿恰好能回到M點并持靜止【答案】C【解析】【詳解】AB．設人所受的最大風力為Fm，由于人體受風力大小與正對面積成正比，故人站立時風力為Fm，據(jù)題意由于受風力有效面積是最大值的一半時，恰好可以靜止或勻速漂移，故有則表演者保持站立身姿時，向下的最大加速度為人平躺時，向上的最大加速度為故AB錯誤；C．設下降的最大速度為v，由速度位移公式有加速下降過程位移x減速下降過程位移因解得即NP之間的距離是，故C項正確；D．若在P點保持水平橫躺，經(jīng)過N點時，立即調(diào)整身姿為站立身姿，設人到達M的速度為v，對上升的整個過程，由動能定理得可得則人恰好能回到M點．但在M點受合力向下，不能保持靜止，故D項錯誤。故選Ｃ。12.如圖所示是示波管的原理圖，它是由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY'、水平偏轉(zhuǎn)電極XX'和熒光屏組成．電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏上將出現(xiàn)亮點，不加任何電壓時，電子打在熒光屏中心．若亮點很快移動，由于視覺暫留關系，能在熒光屏看到一條亮線．現(xiàn)在加上頻率較高的偏轉(zhuǎn)電壓，則下列說法正確的是()A.如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加上如圖（3）所示U=Umsinωt的電壓，應觀察到一條水平的亮線B.如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加上如圖（2）所示的電壓，應觀察到一條傾斜的亮線C.如果在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加上如圖（3）所示U=Umsinωt的電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加上圖（2）所示的電壓，應觀察到一條正弦曲線，如圖（4）D.如果在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加上如圖（3）所示U=Umsinωt的電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加上圖（2）所示的電壓，應觀察到一條正弦曲線，如圖（5）【答案】C【解析】【分析】示波管是帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實際應用．偏轉(zhuǎn)電極YY'：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號電壓）；XX'：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）．【詳解】如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加上如圖（3）所示的電壓，則在水平向不運動，只在豎直向偏轉(zhuǎn)，應觀察到一條豎直的亮線，故A錯誤；如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加上如圖（2）所示的電壓，應觀察到一條水平的亮線，故B錯誤；如果在偏轉(zhuǎn)電極YY'上加上如圖（3）所示的電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加上圖（2）所示的電壓，因（2）圖中的電壓為單一方向上，則形成的圖象只在O點的一側(cè)為圖（4），故C正確，D錯誤．故選C．【點睛】考查示波器的工作原量，會分析兩個方向上所加不同電壓對應的不同波形．13.如圖所示，有一對等量異種點電荷分別位于空間中的a點和f點，以a點和f點為頂點作一正立方體．現(xiàn)在各頂點間移動一試探電荷，關于試探電荷所受電場力和具有的電勢能，以下判斷正確的是（）A.在b點和d點受力大小相等，方向不同B.在c點和h點受力大小相等，方向不同C.在b點和d點電勢能相等D.在c點和h點電勢能相等【答案】AC【解析】【詳解】根據(jù)等量異種電荷電場線的分布情況和對稱性可知，b點和d點場強大小相等、方向不同，則試探電荷在b點和d點受力大小相等，方向不同．故A正確；c點和h點場強大小相等、方向相同，則試探電荷在c點和h點受力大小相等，方向相同．故B錯誤．根據(jù)對稱性可知，b點和d點電勢相等，則試探電荷在b點和d點電勢能相等．故C正確．由圖看出，c點離場源正電荷較遠，而h點離場源正電荷較近，所以c點和h點電勢不等，則試探電荷在c點和h點電勢能不相等．故D錯誤．故選AC．【點睛】本題的解題關鍵是抓住對稱性進行分析，等量異種電荷電場線和等勢線的分布情況是考試的熱點，要熟悉，并能在相關問題中能恰到好處地應用．二、不定項選擇題（本題共2小題，每小題3分，共6分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）14.如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓，AB是一條直徑，∠=30°，空間有勻強電場，方向與水平面平行，在圓上A點有—發(fā)射器，以相同速率v向各個方向發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，圓形邊界上的各處均有電子到達，其中到達B點的電子速度恰好為零，不計電子的重力和電子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.電場的方向由B指向AB.電場強度的大小為C.到達E點電子的速率為D.到達C點的電子電勢能比到達E點的電子電勢能大【答案】BC【解析】【詳解】A．電子做減速直線運動時速度才會減小為零，故電子沿AB方向運動做減速運動時恰好到達B點，電子受到的電場力方向和電場方向相反，所以電場方向從A到B，A錯誤；B．根據(jù)動能定理可得解得B正確；C．根據(jù)幾何知識可得而故可得AE間的電勢差為根據(jù)動能定理可得解得C正確；D．AC在沿電場方向上距離小于AE沿電場方向上的距離，故克服電場力較少，所以到C點的電勢能的增加量小于到E點時電勢能的增加量，故到達C點的電子電勢能比到達E點的電子電勢能小，D錯誤。故選BC。15.如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率運行，一質(zhì)量為初速度大小為的小物塊，從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶；若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的圖像（以地面為參考系）如圖乙所示。則（）A.小物塊向左運動的過程中離A處的最大距離為B.時間內(nèi)，摩擦力對小物塊做功為C.時間內(nèi)，傳送帶克服摩擦力做功為D.小物塊與傳送帶之間由摩擦產(chǎn)生的熱量為【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖像可知，2s時小物塊向左運動的距離最遠，根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示位移可知，小物塊向左運動過程中離A處的最大距離為故A錯誤；B．時間內(nèi)，根據(jù)動能定理可得摩擦力對小物塊做功為故B正確；C．小物塊做勻變速運動的加速度大小由牛頓第二定律得由圖像可知，傳送帶的速度大小為前3s小物塊與傳送帶間有相對運動，存在摩擦力，則時間內(nèi)，傳送帶克服摩擦力做功為故C錯誤；D．由圖像可知，前3s小物塊與傳送帶間有相對運動，前3s小物塊發(fā)生的相對位移大小為方向向左；前3s傳送帶發(fā)生的相對位移大小為方向向右；則小物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移為物塊與傳送帶之間由摩擦產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題）三、非選擇題（本題共5小題，共55分）16.某實驗小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置“研究平拋物體運動”，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。（1）下列關于實驗步驟的說法錯誤的是___________。A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平B.通過重錘線將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行C.小球每次必須從斜面上的同一位置由靜止開始釋放D.斜槽軌道必須光滑（2）某同學做實驗時，忘記了標記平拋運動的拋出點O，只記錄了A、B、C三點，于是就取A點為坐標原點，建立了如圖乙所示的坐標系。運動軌跡上的這三點坐標值圖中已標出。那么小球平拋的初速度大小為___________m/s（保留三位有效數(shù)字），經(jīng)過B點時速度大小為___________m/s（可保留根號），小球拋出點的坐標為___________（單位cm）。（重力加速度g取10m/s2）【答案】（1）D（2）①.1.00②.③.【解析】【小問1詳解】A．為了保證小球做平拋運動，將斜槽的末端切線調(diào)成水平，所以A正確；B．將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行，能準確記錄小球在豎直平面上的運動，所以B正確；C．小球每次必須從斜面上的同一位置由靜止開始釋放，樣子才能保證小球能具有相同的初速度做平拋運動，所以C正確；D．斜槽軌道不需要光滑，只要從同一位置滑下小球就具有相同初速度，所以D錯誤。本題選擇錯誤的，故選D。【小問2詳解】[1]由題圖乙可知A、B、C中相鄰兩點間水平距離相等，所以運動時間相等，均設為T，根據(jù)運動學公式有解得T=0.2s小球平拋的初速度大小[2]小球經(jīng)過B點時豎直方向上的速度大小為則經(jīng)過B點的速度大小為[3]小球從拋出點運動到B點的時間則拋出點的橫坐標為縱坐標故小球拋出點的坐標為17.在“驗證機械能守恒定律”實驗中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示。O點是打下的第一個點，A、B、C和D為另外4個連續(xù)打下的點。①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是___________。②已知交流電頻率為，重物質(zhì)量為，當?shù)刂亓铀俣?，則從O點到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值___________J、C點的動能___________J（計算結果均保留3位有效數(shù)字）。比較與的大小，出現(xiàn)這一結果的原因可能是___________。A.工作電壓偏高B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶【答案】①.阻力與重力之比更?。ɑ蚱渌侠斫忉專?0.547③.0.588④.C

【解析】【分析】【詳解】①[1]在驗證機械能守恒實驗時阻力越小越好，因此密度大的阻力與重力之比更小②[2]由圖中可知OC之間的距離為，因此機械能的減少量為[3]勻變速運動時間中點的速度等于這段時間的平均速度，因此因此動能的增加量為[4]工作電壓偏高不會影響實驗的誤差，存在摩擦力會使重力勢能的減少量大于動能的增加量，只有提前釋放了紙帶，紙帶的初速度不為零，下落到同一位置的速度偏大才會導致動能的增加量大于重力勢能的減少量。18.如圖所示，在勻強電場中，將帶電荷量的電荷從電場中的A點移到B點，電場力做了的功，再從B點移到C點，克服電場力做了的功．（1）求A、B兩點間的電勢差和B、C兩點間的電勢差；（2）若B點的電勢為0V，則A點和C點的電勢分別為多少？（3）作出過B點的一條電場線?！敬鸢浮浚?），；（2），；（3）見解析【解析】【詳解】（1）根據(jù)電場力做功與電勢差關系，可得（2）若B點的電勢為0V，則有可得可得（3）由于可得連線為等勢線，故電場方向垂直于連線指向，如圖所示19.《汪汪隊立大功》是一部小朋友們喜歡的動畫片，如圖左側(cè)建筑為汪汪隊的總部大廈，其簡化示意圖如右圖所示。行動時，狗狗們會從圖中A點無初速度下滑，由底端水平槽口B點（B為半徑R的圓弧形口的最低點）水平飛出并跳入距B點水平距離d=的工具車中的座椅（C點），開始駕車執(zhí)行任務。假設AB之間的豎直高度差為H=2R，B點距地面的高度為h1=R，重力加速度為g。（1）若狗狗滑到B點時對軌道的壓力為其重力的3倍，試求狗狗在B點時的速度大小和在軌道運動過程中克服阻力做了多少功？（2）根據(jù)第（1）問的條件、為了狗狗能順利跳入工具車中，工具車座椅距地面高度為多少？【答案】（1）；；（2）【解析】【詳解】（1）狗由A到B過程，根據(jù)動能定理有在B點時，根據(jù)牛頓第二定律解得，（2）根據(jù)平拋運動規(guī)律解得20.如圖所示，長方體空間區(qū)域處在勻強電場中，ac是其中的一條電場線，，，，頂點a、c的電勢分別為