浙江省杭州市2020-2021学年高一物理上学期期末试题（Word版附解析）

2020学年第一学期期末学业水平测试

高一物理试题卷

考生须知：

1.本试卷满分100分，考试时间90分钟。

2.答题前，在答题卷密封区内填写班级、学号和姓名；座位号写在指定位置。

3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上的无效。

4.考试结束后，只需上交答题卷。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共12小题，每小题3分，共36分，在每小题四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1. 下列物理量中属于标量的是（　　）

A. 加速度 B. 速度 C. 路程 D. 弹力

【答案】C

【解析】

【详解】矢量有大小，有方向；而标量只有大小，没有方向。选项中只有路程是标量。

故选C。

2. 杭州将要举办2022年亚运会，为了迎接亚运会，许多运动员积极准备相关项目。在考查运动员比赛项目时，可把运动员当作“质点”是（　　）

A. 体操运动员

B. 跆拳道运动员

C. 举重运动员

D. 马拉松运动员

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．体操、跆拳道、举重三项运动中，运动员的姿势与形态对比赛结果有重要影响，所以不能当作质点，ABC错误；

D．马拉松为长距离跑步项目，运动员的姿势对运动成绩影响很小，可以忽略，可以看作质点。D正确。

故选D。

3. 有研究发现，轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度。若引入一个新的物理量（加速度随时间的变化率）来表示加速度变化的快慢，该物理量的单位应是（　　）

A. m/s B. m/s² C. m/s3 D. m/s4

【答案】C

【解析】

【详解】该物理量的表达式为，其单位为。

故选C。

4. 关于加速度与速度、合外力的关系，下列说法正确的是（　　）

A. 加速度为零的物体，速度一定为零

B. 物体的加速度逐渐减小，速度一定逐渐减小

C. 加速度方向一定与物体的速度方向在一条直线上

D. 加速度方向一定与物体所受合外力的方向相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度为零的物体，速度不一定为零，例如做匀速直线运动的物体，选项A错误；

B．当物体的加速度和速度同向时，物体的加速度逐渐减小，速度逐渐增加，选项B错误；

C．加速度方向不一定与物体的速度方向在一条直线上，例如平抛运动，选项C错误；

D．加速度方向一定与物体所受合外力的方向相同，选项D正确。

故选D。

5. 下列说法中正确的是（　　）

A. 建立惯性定律的物理学家是伽利略

B. 只要物体速度方向发生变化，其运动状态一定发生变化

C. 只有不受任何力作用的物体，运动状态才不变

D. 合力恒定的物体，其运动状态不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．建立惯性定律物理学家是牛顿，选项A错误；

B．只要物体速度方向发生变化，其运动状态一定发生变化，选项B正确；

C．不受任何力作用的物体或者受合外力为零的物体，运动状态都不变，选项C错误；

D．合力恒定的物体，加速度恒定，其运动状态一定变化，选项D错误。

故选B。

6. 2020年12月1日，嫦娥五号探测器成功着在月球正面风暴洋西北部的预选着陆区。据悉当它靠近月球过程中，缓速下降距离月面30至2m左右后，调整状态，想停在月面上方1.8m处，如图所示，之后关闭发动机，在月球表面自由下落，则探测器自由下落到月面的时间最接近的是（月球表面的重力加速度约为地球表面的）（　　）

A. 0.5s B. 1.5s C. 25s D. 3.5s

【答案】B

【解析】

【详解】根据自由落体公式得

解得

故选B。

7. 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移一时间图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. t1时刻乙车追上甲车

B.  t1时刻两车相距最远

C. t1时刻两车的速度刚好相等

D. 0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度

【答案】A

【解析】

【详解】AB．t1时刻两车位移相等，知乙车从后面追上甲车。故A正确，B错误。

C．t1时刻两车图线切线的斜率不等，则速度不等。故C错误。

D．0到t1时间内，两车的位移相等，时间相等，则平均速度相等。故D错误。

故选A。

8. 一根从树干长出的小树枝原来处于水平状态，现有一只小鸟停在树枝上休息，树枝被压弯了一些，如图所示。下列关于小鸟受力的说法正确的是（　　）

A. 树枝对小鸟的作用力方向竖直向上

B. 树枝对小鸟的作用力方向垂直树枝向上

C. 小鸟对树枝的作用力方向沿树枝向上

D. 小鸟对树枝的作用力方向沿树枝向下

【答案】A

【解析】

【详解】小鸟受力平衡，树枝对小鸟的作用力与重力等大反向，则树枝对小鸟的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，小鸟对树枝的作用力方向竖直向下，选项A正确，BCD错误；

故选A。

9. 如图所示是运动员静止在平衡木上做准备姿势，等待比赛开始，下列说法正确的是（　　）

A. 平衡木对运动员的支持力是因为脚底发生形变产生的

B. 平衡木对运动员的摩擦力一定为零

C. 平衡木对人作用力与人对平衡杆的作用力大小相等

D. 平衡木对运动员的作用力与运动员的重力是一对相互作用力

【答案】C

【解析】

【详解】A．平衡杆对运动员的支持力是因为平衡杆发生形变产生的。A错误；

B．运动员身体前倾，前后脚相对平衡杆可能有运动趋势，所以平衡杆可能对运动员有摩擦力的作用。B错误；

C．平衡杆对人的作用力与人对平衡杆的作用力大小相等，属于作用力和反作用力的关系，C正确；

D．平衡杆对运动员的作用力与运动员的重力是一对平衡力。D错误。

故选C。

10. 图示为某同学课桌上整齐摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，其他书对物理课本的压力为10N，已知书与书之间的动摩擦因数为0.25，为了将物理课本水平抽出，该同学提供的拉力至少为(   )

A. 2.5N B. 5N C. 10N D. 15N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由于物理课本两面都受到摩擦力，则该同学提供的拉力至少为

N=5N

B正确，ACD错误；

故选B.

11. 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，小明同学站在体重计上，体重计示数为50kg.电梯运动过程中的某一段时间内小明同学发现体重计示数如图中所示的40kg，重力加速度为g。在这段时间内（　　）

A. 小明同学所受的重力变小了

B. 电梯一定沿竖直向下运动

C. 电梯的加速度大小为，方向竖直向下

D. 电梯的加速度大小为，方向竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】A．小明同学只是发生了失重，所受的重力并没变，选项A错误；

B．因为失重，则加速度向下，电梯可能沿竖直向下加速运动，也可能向上做减速运动，选项B错误；

CD．根据牛顿定律

解得

方向竖直向下，选项C错误，D正确。

故选D。

12. 一次军事演习中，特战兵实施空降，飞机悬停在高空某处后，特战兵从机舱中跳下，设特战兵沿竖直方向向下运动，其速度-时间图线如图a所示，当速度减为零时特战兵恰好落到地面：已知特战兵的质量为60kg，降落伞用8根对称的绳悬挂特战兵，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b所示。不计特战兵所受的空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6.cos37o=0.8，则（　　）

A. 前2s特战兵处于超重状态

B. 特战兵刚跳下时离地面的高度为200m

C. 在2s到7s时间内每根绳对特战兵的拉力大小为750N

D. 落地前瞬间每根绳对特战兵的拉力大小为125N

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，前2s内伞兵向下做加速运动，加速度的方向向下，则伞兵处于失重状态。故A错误；
B．由于图线围成的面积求出下落得高度，则下落得高度

故B错误；
C．在2s到7s时间内匀速下降，则

解得

T=93.75N

选项C错误；

D．由图可知，伞兵减速阶段的加速度大小

设每根绳对特战兵的拉力大小为F，则

8Fcos37°-mg=ma

代入数据可得

F=125N

故D正确；

故选D。

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，在每小题四个选项中，至少有一项是符合题目要求的，全部选对的得4分、选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

13. 在平直公路上行驶着的公共汽车，用固定于路旁的照相机连续两次拍摄，得到清晰的照片如图所示，对照片进行分析，知道如下结果：(1)对间隔2s所拍摄的照片进行比较，可知公共汽车在2s的时间里前进了12m；(2)在两张照片中，悬挂在公共汽车顶棚上的拉手均向后倾斜着。根据上述信息，下列说法中正确的是（　　）

A. 公共汽车一定做匀加速运动

B. 可求出公共汽车拍摄的2s末的瞬时速度

C. 可求出公共汽车在拍摄的2s内的平均速度

D. 不能确定公共汽车的加速度大小

【答案】CD

【解析】

【详解】A．在两张照片中，悬挂在公共汽车顶棚上的拉手均向后倾斜着，则说明汽车向前做加速运动，但是不一定是匀加速运动，选项A错误；

BC．公共汽车在2s的时间里前进了12m，则可求解2s内的平均速度

因初速度未知，则不能求解2s末的瞬时速度，选项B错误，C正确；

D．根据题中条件不能确定公共汽车的加速度大小，选项D正确。

故选CD。

14. 小明同学在广场游玩时，将一气球用轻质细绳与地面上木块相连，气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直方向有一夹角，如图所示。当水平风力缓慢增大时，木块仍静止在水平地面上，下列说法中正确的是（　　）

A. 细绳对气球的拉力变大

B. 水平地面对木块的弹力变大

C. 水平地面对木块的摩擦力变大

D. 如水平风力足够大，木块可能会脱离地面

【答案】AC

【解析】

【详解】受力分析如图

A．根据平衡条件有

当风力增大时，重力、浮力不变，绳子拉力变大，A正确；

B．将气球和木块看作一个整体，竖直方向上，地面对木块的支持力与系统重力平衡，所以地面都木块的弹力不变，B错误；

C．将气球和木块看作一个整体，水平方向，风力与地面对木块的摩擦力平衡，所以风力变大时，摩擦力变大，C正确；

D．风力不影响竖直方向受力，所以木块不会离开地面。D错误。

故选AC。

15. 如图所示，小明同学到上海东方明珠塔游玩后，从物理学角度设想了电梯的运动简化模型，认为电梯的加速度a随时间t是变化的。假设电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图线如图乙所示，电梯总质量m=2.0×103kg，忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（　　）

A. 电梯在第1s末的速率为0.5m/s

B. 电梯在11s到30s内向上做匀速运动且速率为10m/s

C. 电梯在上升过程中受到的最小拉力为2.0×104N

D. 电梯在上升过程中受到的最大拉力为2.0×104N

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．图像的面积表示速度变化，电梯在第1s末的速率为0到1s图像的面积，即

电梯在11s末的速率为0到11s图像的面积，即

电梯在11s到30s内向上做匀速运动，且速率与11s末的速率一致。AB正确；

C．电梯减速上升过程中，拉力较小，最小拉力以最大加速度减速时，即在31s到40s之间，根据牛顿第二定律得

解得

C错误；

D．电梯加速上升过程中，拉力较大，最大拉力在以最大加速度加速时，即在1s到10s之间，根据牛顿第二定律得

解得

D错误。

故选AB。

非选择题部分

三、实验题（本题共2小题，每小题6分，共12分）

16. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，已提供电火花计时器、纸带，一端附有滑轮的长木块，小车，细绳、钩码等，还需要用到下列器材中的______；（填写对应的字母）

【答案】B

【解析】

【详解】[1]A．质量不需要测量，只需要小车的质量远大于钩码的质量即可，A错误；

B．处理纸带时需要用刻度尺，B正确；

C．本实验不需要测量力， C错误；

D．对于时间，可通过打点计时器来确定，D错误。

故选B。

17. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在打出C点时小车的速度大小为______m/s（保留2位有效数字），小车的加速度大小为______m/s2（保留2位有效数字）。

【答案】    ①.     ②.
 

【解析】

【分析】

【详解】[1]频率为50Hz，则每打两个点的时间间隔为，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，则相邻计数点的时间间隔为,打出C点时的速度大小

[2]加速度大小

18. 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，实验装置如图所示，弹簧所受的水平拉力等同于所挂钩码的重力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，测出每次相应弹簧的长度。小明同学通过实验测出了6组数据，并描点在图中的坐标中。

(1)由图线可得出该弹簧的原长为______cm，劲度系数为______N/m；

(2)小明同学的测量、记录及描点都规范正确，但图中的一个描点（18cm、2.0N）位置明显有偏差，请你明指出是有什么原因造成的：______；

(3)弹簧水平放置跟竖直放置做实验相比较，请你指出水平放置做实验的优点和缺点（只要各指出一条便可）：优点：______；缺点：______。

【答案】    ①. 5    ②. 20    ③. 拉力超出了弹簧的弹性限度    ④. 避免了弹簧自身重力对实验的影响；    ⑤. 弹簧与桌面间存在摩擦．

【解析】

【详解】(1)[1][2]连接各点做出F-L图像如图，由图线可得出该弹簧的原长为5cm，劲度系数为

(2)[3]最后一点的位置有明显偏差的原因是拉力超出了弹簧的弹性限度；

(3) [4][5]弹簧竖直悬挂时，由于重力影响，不挂重物时，弹簧也有一定伸长量，若是水平悬挂，可以克服这一毛病，但是容易造成弹簧与桌面之间的摩擦，因此各有优缺点．

优点：避免了弹簧自身重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面间存在摩擦．

四.计算题（本题共小4题，每小题10分，共40分）

19. 浙江宁波慈溪方特欢乐世界的“太空梭"游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。它的基本原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面60m的高处，然后让座舱自由落下，落到离地面15m高处时，制动系统开始启动，使座舱匀减速直线下落，到达地面时刚好停下。忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2，求：

(1)自由下落过程所用的时间：

(2)座舱能达到最大速度；

(3)匀减速下落过程中座舱的加速度大小。

【答案】(1)3s；(2)30m/s；(3) 30m/s2

【解析】

【详解】(1)根据自由落体运动公式得

解得

(2) 制动系统开始启动时，座舱速度最大，有

解得

(3)减速下落过程，由位移公式得

解得

20. 如图所示，三根长度均为L的轻绳AC、CD和DB分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，可在D点上施加一个力（图中末画出），整个系统保持静止。

(1)求AC、CD两根轻绳所受拉力的大小；

(2)如在D点施加力的方向是水平的，求这个力的大小；

(3)求在D点施加这个力的最小值及相应的方向。

【答案】(1) ；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)由图可知，要想CD水平，则AC与水平方向的夹角为60°；结点C受力平衡，则受力分析如图所示：

结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力T，即

T=FACcos60°

结点C受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，即

mg=FACsin60°

解得

(2)如在D点施加力的方向是水平的，这个力的大小

(3)当拉力F的方向与BD垂直时，力F最小，如图所示，最小拉力

21. 风洞实验室中可以产生水平向左方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放人风洞实验室，细直杆与水平面的夹角可以调节，小球孔径略大于细杆直径，小球质量为2kg，小球与细杆间的动摩擦因数为0.5。（重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

(1)当杆在水平方向上固定时（图中虚线所示），调节风力的大小，使小球在杆上做加速度为4m/s²的匀加速运动，求作用在小球上的风力大小；

(2)调节杆与水平方向间夹角为37°并固定（图中实线所示），如风力为零，判断小球从杆上静止释放后能否静止在杆上，不能静止的话，求出小球运动的加速度大小；

(3)保持杆与水平方向间夹角为37°并固定，写出小球从杆上静止释放后运动的加速度大小a与作用在小球上风力大小F的关系。

【答案】(1)18N；(2)；(3)当F时，当F时

【解析】

【详解】(1)当杆在水平方向上固定时，小球受到风力F1和摩擦力作用，据牛顿第二定律可得

代入数据可解得F1=18N。

(2)调节杆与水平方向间夹角为37°并固定时，计算发现

故小球不能静止在杆上，据牛顿第二定律可得

代入数据可解得。

(3)小球受到水平风力F作用时，正交分解可知，若

即F时，垂直斜面方向满足

若

即F>时，垂直斜面方向满足

在沿杆方向有

联立代入数据化简可得

当F时，

当F时。

22. 一旦发生火灾，高楼居民如何逃生是一直困扰我们的致命问题，最近有人设计了一种新型逃生滑梯，如图所示，提供了颇具创意的解决方式，这种装置类似于“滑滑梯”，紧急情况中放下，逃生者倚躺在滑梯内，即可顺势滑到底楼。假设每层间的高度h=3m，滑梯坡度处处相同，与水平方向的夹角为37°，忽略转角处的距离及带来的变化，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)经测试，逃生者从3楼（对应地面是二层的高度）滑到地面需用时10s钟，求逃生者与“滑滑梯”间的动摩擦因数；

(2)为了安全，处于高层的逃生者都备有智能躺椅，躺椅配有控速系统和刹车系统，控速系统可以限制下滑过程中速度不超过8m/s，刹车系统可以使减速过程的加速度的大小不超过0.6m/s²，为了安全，滑到地面时的速度大小要求不超过2m/s。假设逃生者躺在躺椅上加速下滑的加速度大小为0.4m/s²，求从31楼下滑到地面的最短时间；

(3)假设逃生者质量为50kg，求逃生者躺在躺椅上以最大的加速度（0.6m/s2）做减速运动过程中躺椅对逃生者的作用力大小。

【答案】(1)0.725；(2)32.5s；(3)330N

【解析】

【详解】(1)发明者测试时做初速度为零的匀加速直线运动，则有

解得

a=0.2m/s2

对发明者受力分析，根据牛顿第二定律得

mgsin37°-μmgcos37°=ma

解得

μ=0.725

(1)经分析研究对象先做匀加速运动再做匀速运动最后做匀减速运动时间最短
根据几何关系有：总位移

则加速时间

加速的位移

减速时间有

减速的位移

故匀速的时间为

则总时间

t=t1+t2+t3=32.5s

(3)对逃生者分析可知

解得躺椅对逃生者的作用力大小

F=330N