上海市2024-2025学年高一上学期期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年上海市高一（上）期末物理试卷一、选择题1．一艘船正在海面上沿曲线由M向N转弯，下列俯视图中标出了船所受合力F的方向，其中可能正确的是（）A． B． C． D．2．直升机用细绳吊着货物快速水平向右匀速飞行，飞行过程中货物受到的空气阻力恒定，不计细绳的重力及细绳所受空气的阻力。下列图示形态最接近实际的是（）A． B． C． D．3．如图，一橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，则橡皮的速度大小为（）A．v B． C． D．2v4．下列表达式中可能表示功率的是（）A．m B．m C．mg D．5．下列描述匀速圆周运动的物理量中，始终保持不变的是（）A．线速度 B．角速度 C．向心力 D．向心加速度6．如图，在两竖直墙壁间一轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，保持静止。将木块1换为质量与材质相同、厚度更大的木块2，仍能保持静止。设墙壁与木块1、2间的摩擦力大小分别为f1、f2，最大静摩擦力大小分别为f1max、f2max。则（）A．f1＞f2 B．f1＜f2 C．f1max＞f2max D．f1max＜f2max（多选）7．如图（a），倾角为θ的粗糙斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的关系如图（b）2。若增大物体的质量，重复实验，得到的a﹣F图像（）A．斜率不变 B．横轴截距增大 C．纵轴截距增大 D．纵轴截距不变（多选）8．如图，一轻绳OA一端固定在天花板上，另一端固定一轻滑轮，一端固定一质量为m的物体，一人拉着绳的另一端将物体吊起来，绕过滑轮的两绳夹角为α，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中逐渐增大的力是（）A．轻绳对物体的拉力 B．轻绳OA对滑轮的拉力 C．地面对人的摩擦力 D．地面对人的支持力二、填空题9．质量为50kg的小理乘坐电梯，其速度v随时间t的变化关系如图所示（取竖直向上为正方向），则他处于超重状态的时间段是，t＝40s时，小理对电梯的压力大小为N。（g取9.8m/s2）10．如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一质量为2kg的小球（可视为质点），轻绳与竖直方向的夹角为37°，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间m/s2，方向为。（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）11．如图，从地面做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度大小v1＝4m/s，落地时的速度大小v2＝5m/s。则该物体抛出时的初速度大小v0＝m/s，从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小Δv＝m/s。12．移动射靶的简化情景如图所示，靶沿水平轨道快速横向移动，射手站定不动0，子弹出射速度的大小为v，移动靶离射手的最近距离为d。则子弹射中目标的最短时间为，此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为。三、平抛实验装置的改进13．探究平抛运动的特点时，小球常会弹出接球槽，为此小安设计了一个自动接球机。如图，其内部封闭端固定一轻质弹簧，圆筒内径略大于小球直径。通过程序控制水平轴电机和竖直轴电机的运动，并调整与圆筒的角度。不计空气阻力。（1）在O点处安装一光电门传感器测量小球平抛运动的初速度大小v0。①用刻度尺测量球的直径为d，结果如图（b）所示cm。②若小安按照图（c）所示的方式安装光电门，测得挡光时间为Δt。用表达式（选填：A.偏大、B.准确、C.偏小）。（2）（计算）某次实验中，测得v0＝3m/s，调整接球口的纵坐标y＝0.8m，为使球到达接球口时的速度方向与圆简的方向一致（3）若要保证小球每次都能进入接球装置K的接球口，水平轴电机的位置坐标x和竖直轴电机的位置坐标y间的关系为x＝（用字母表示，v0和g已知）。（4）（简答）如图（d），当球以大小v的速度进入圆筒后立即与弹簧接触四、行驶在大路上（第4集•第1季终）14．大路上不仅有汽车，还有形形色色的自行车，是绿色出行的良伴。（1）某辆自行车的机械传动部分如图（a）所示，A点在大齿轮边缘上，C点在后轮边缘上，D点在前轮边缘上（未画出），小齿轮的齿数为16、半径为5cm，车轮半径为30cm。①A、B、C三点的角速度之比为，线速度大小之比为。②自行车与地面不打滑时，设车速大小为v，C点和D点的线速度大小分别为vC和vD，则vvC，vCvD。（均选填：A.＞、B.＝、C.＜）③人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，前轮受到的摩擦力方向向，后轮受到的摩擦力方向向。（均选填：A.前、B.后）（2）如图（b），骑车转弯时，人和车身常向弯道内侧倾斜，以人和车组成的系统为对象，在图（c）（3）小理在平直道路上骑车，某段时间内，其位移x与时间t的关系式为x＝9t﹣4t2（SI），则该自行车的加速度大小为m/s2，前2s内的平均速度大小为m/s（保留3位有效数字）。（4）（计算）如图（d），A、B是平直道路上相距d＝100m的两点m＝36km/h。小理骑车加速时，加速度大小a1＝2m/s2；减速时，加速度大小a2＝5m/s2。小理从A点由静止出发，到B点停下，求在不超速的情况下所需的最短时间t。五、熟悉又陌生的运动与力15．如图，粗糙程度处处相同的细杆一端固定在竖直转轴OO′上的O点，并可随竖直轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，另一端与套在杆上的圆环相连。杆未转动时，弹簧处于原长状态，且α＝53°，圆环质量m＝1kg。弹簧原长L0＝0.5m，劲度系数k＝40N/m，弹簧始终在弹性限度内，取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。（1）圆环与粗糙细杆间的动摩擦因数μ为。A.0.60B.0.75C.0.80D.1.33（2）（计算）求弹簧刚要开始伸长时，细杆转动的角速度大小ω（结果保留3位有效数字）。

2024-2025学年上海市高一（上）期末物理试卷参考答案与试题解析题号123456答案CBBCBD一、选择题1．一艘船正在海面上沿曲线由M向N转弯，下列俯视图中标出了船所受合力F的方向，其中可能正确的是（）A． B． C． D．【分析】根据物体做曲线运动时，合力指向轨迹内侧分析。【解答】解：物体做曲线运动时，合力指向轨迹弯曲的一侧，ABD错误。故选：C。【点评】本题主要考查学生对于曲线运动的特点。2．直升机用细绳吊着货物快速水平向右匀速飞行，飞行过程中货物受到的空气阻力恒定，不计细绳的重力及细绳所受空气的阻力。下列图示形态最接近实际的是（）A． B． C． D．【分析】货物水平向右匀速运动，分析货物的受力情况，结合平衡条件进行判断。【解答】解：货物水平向右匀速运动，货物受到重力G，如图所示。故ACD错误，B正确。故选：B。【点评】本题首先要正确分析受力情况，再对照平衡条件判断受力分析的正确性。3．如图，一橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，则橡皮的速度大小为（）A．v B． C． D．2v【分析】橡皮参加了两个分运动，水平向右匀速移动，竖直向上匀速运动，实际运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则可以判断合速度情况。【解答】解：橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示两个方向的分运动都是匀速直线运动；由于vx和vy恒定，且相等，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变。故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题关键是先确定水平方向和竖直方向的分运动，然后根据合运动与分运动的等效性，由平行四边形定则确定合速度。4．下列表达式中可能表示功率的是（）A．m B．m C．mg D．【分析】根据功率公式P＝Fv结合自由落体运动规律分析。【解答】解：根据自由落体运动规律，可知，表示时间，功率P＝Fv可能表示功率，C正确。故选：C。【点评】解决本题的关键是熟记功率的计算公式。5．下列描述匀速圆周运动的物理量中，始终保持不变的是（）A．线速度 B．角速度 C．向心力 D．向心加速度【分析】在匀速圆周运动中，线速度大小不变，向心加速度大小不变，向心力大小不变，但方向始终在变化。【解答】解：线速度、向心力，在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，但方向始终在变化，故B正确。故选：B。【点评】知道线速度、向心力、向心加速度都是矢量是解题的基础。6．如图，在两竖直墙壁间一轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，保持静止。将木块1换为质量与材质相同、厚度更大的木块2，仍能保持静止。设墙壁与木块1、2间的摩擦力大小分别为f1、f2，最大静摩擦力大小分别为f1max、f2max。则（）A．f1＞f2 B．f1＜f2 C．f1max＞f2max D．f1max＜f2max【分析】分析木块受力，根据竖直方向受力平衡分析f1、f2与重力的关系，再分析f1与f2的关系。分析木块对竖直墙壁压力的变化，分析最大静摩擦力大小关系。【解答】解：AB、设木块的重力为G，f1＝G，f2＝G，则f3＝f2，故AB错误；CD、木块2的厚度更大，弹簧对木块的压力更大，根据最大静摩擦力公式fmax＝μF压可知，f8max＜f2max，故C错误，D正确。故选：D。【点评】解答本题时，要知道静摩擦力可以根据平衡条件求解，而最大静摩擦力可根据最大静摩擦力公式fmax＝μF压分析。（多选）7．如图（a），倾角为θ的粗糙斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的关系如图（b）2。若增大物体的质量，重复实验，得到的a﹣F图像（）A．斜率不变 B．横轴截距增大 C．纵轴截距增大 D．纵轴截距不变【分析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系，然后结合图象得分析。【解答】解：在沿斜面方向有：Fcosθ﹣mgsinθ﹣μ（Fsinθ+mgcosθ）＝ma′，，质量增大；纵轴的截距为力F为零时的加速度，a＝gsinθ﹣μgcosθ，纵轴截距不变，结合图像可知横轴截距增大，BD正确。故选：BD。【点评】正确的受力分析，根据牛顿第二定律求解合力与加速度的关系是解决本题的关键。（多选）8．如图，一轻绳OA一端固定在天花板上，另一端固定一轻滑轮，一端固定一质量为m的物体，一人拉着绳的另一端将物体吊起来，绕过滑轮的两绳夹角为α，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中逐渐增大的力是（）A．轻绳对物体的拉力 B．轻绳OA对滑轮的拉力 C．地面对人的摩擦力 D．地面对人的支持力【分析】以物体为研究对象，根据共点力平衡条件列式分析轻绳上的弹力变化情况；轻绳OA恰好在两绳夹角的角平分线上，平衡条件分析固定滑轮的轻绳上的弹力变化情况；分析人受力情况，根据平衡条件列式分析地面对人的支持力和摩擦力变化情况。【解答】解：AB、物体缓慢移动，根据共点力平衡条件可得轻绳对物体的拉力T＝mg，所以对于轻滑轮根据平衡条件可得：轻绳OA恰好在两绳夹角的角平分线上，随着人拉着绳在水平地面上向右运动过程中两绳夹角α逐渐增大，逐渐减小OA逐渐减小，故AB错误；CD、以人为研究对象f＝Tsinα＝mgsinαN＝mg﹣Tcosα人在水平地面上向右运动过程中，两绳夹角α逐渐增大，cosα减小，摩擦力f逐渐增大。故选：CD。【点评】本题是动态平衡问题，要灵活选择研究对象，分析受力情况，由共点力平衡条件列式进行分析。二、填空题9．质量为50kg的小理乘坐电梯，其速度v随时间t的变化关系如图所示（取竖直向上为正方向），则他处于超重状态的时间段是0～10s，t＝40s时，小理对电梯的压力大小为484N。（g取9.8m/s2）【分析】根据v﹣t图像分析电梯和该同学的运动情况；v﹣t图像的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求解该同学对地板的压力；加速度竖直向下，该同学处于失重状态，加速度竖直向上，该同学处于超重状态。【解答】解：在0～10s内，从v﹣t图像可知，向上做匀加速直线运动，加速度竖直向上；在10～30s内，v﹣t图像为水平线，受力平衡；在30～36s内，电梯速度为正值，加速度方向与速度方向相反，该同学处于失重状态；在36～46s内，电梯加速下降，由牛顿第二定律得：N﹣mg＝ma根据牛顿第三定律得，则该同学对电梯底板的压力等于支持力：F压＝N＝484N故答案为：0～10s；484N【点评】本题考查v﹣t图像和牛顿第二定律，解题关键是知道v﹣t图像表示速度随时间变化的关系，其斜率表示加速度；加速度竖直向上，物体处于超重状态，加速度竖直向下，物体处于失重状态。10．如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一质量为2kg的小球（可视为质点），轻绳与竖直方向的夹角为37°，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间12.5m/s2，方向为与竖直方向夹角为37°斜向左下方。（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【分析】求出剪断轻绳前轻绳的拉力，剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不变，应用牛顿第二定律求出剪断轻绳瞬间小球的加速度。【解答】解：小球受力如图所示小球静止处于平衡状态，由图示可知＝mg剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不能突变，小球所受合力与轻绳拉力等大反向，剪断轻绳瞬间，对小球mg＝ma解得：a＝12.5m/s2，方向与竖直方向夹角为37°斜向左下方故答案为：12.5；与竖直方向夹角为37°斜向左下方。【点评】知道弹簧弹力不能突变是解题的前提，根据小球的受力情况，应用牛顿第二定律即可解题。11．如图，从地面做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度大小v1＝4m/s，落地时的速度大小v2＝5m/s。则该物体抛出时的初速度大小v0＝5m/s，从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小Δv＝6m/s。【分析】根据对称性求解该物体抛出时的初速度大小；根据运动的合成与分解求解竖直方向的初速度大小，由此得到速度的变化量大小。【解答】解：物体落地时的速度大小v2＝5m/s，根据对称性可知5＝5m/s；抛出时，竖直方向的初速度大小为：vy＝＝m/s＝3m/s从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小为：Δv＝2vy＝3×3m/s＝6m/s。故答案为：7；6。【点评】本题主要是考查斜上抛运动，关键是掌握斜上抛运动的特点，知道速度变化量是矢量。12．移动射靶的简化情景如图所示，靶沿水平轨道快速横向移动，射手站定不动0，子弹出射速度的大小为v，移动靶离射手的最近距离为d。则子弹射中目标的最短时间为，此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为。【分析】当子弹垂直轨道运动时，射中目标的位移最小，时间最短。根据最短时间计算移动靶的位移，运用合成法求解距离。【解答】解：子弹垂直轨道运动时，射中目标的时间最短，为，射手射击时＝。故答案为：；。【点评】考查对运动的合成与分解的理解，熟悉和运动与分运动的关联。三、平抛实验装置的改进13．探究平抛运动的特点时，小球常会弹出接球槽，为此小安设计了一个自动接球机。如图，其内部封闭端固定一轻质弹簧，圆筒内径略大于小球直径。通过程序控制水平轴电机和竖直轴电机的运动，并调整与圆筒的角度。不计空气阻力。（1）在O点处安装一光电门传感器测量小球平抛运动的初速度大小v0。①用刻度尺测量球的直径为d，结果如图（b）所示2.10cm。②若小安按照图（c）所示的方式安装光电门，测得挡光时间为Δt。用表达式偏小（选填：A.偏大、B.准确、C.偏小）。（2）（计算）某次实验中，测得v0＝3m/s，调整接球口的纵坐标y＝0.8m，为使球到达接球口时的速度方向与圆简的方向一致（3）若要保证小球每次都能进入接球装置K的接球口，水平轴电机的位置坐标x和竖直轴电机的位置坐标y间的关系为x＝（用字母表示，v0和g已知）。（4）（简答）如图（d），当球以大小v的速度进入圆筒后立即与弹簧接触【分析】（1）根据刻度尺分度值读数，根据光电门测速度的原理分析；（2）（3）根据平抛运动规律分析解答；（4）根据重力分力与弹力的大小关系分析。【解答】解：（1）①刻度尺分度值为1mm，球的直径为2.10cm；②由于光电门测速度只是测量平均速度，在匀变速直线运动中，小于中间位置的瞬时速度；（2）由平抛规律可知tanθ＝解得θ＝53°（3）由平抛规律可知tanθ＝＝＝变形可得x＝（4）球沿筒向下的运动，刚接触弹簧时，速度增大，速度最大。故答案为：（1）4.10；偏小；（3），速度最大【点评】本题考查了平抛的规律，动能定理和功能关系，要求学生熟练掌握这些知识点以及基本的公式应用。四、行驶在大路上（第4集•第1季终）14．大路上不仅有汽车，还有形形色色的自行车，是绿色出行的良伴。（1）某辆自行车的机械传动部分如图（a）所示，A点在大齿轮边缘上，C点在后轮边缘上，D点在前轮边缘上（未画出），小齿轮的齿数为16、半径为5cm，车轮半径为30cm。①A、B、C三点的角速度之比为1：3：3，线速度大小之比为1：1：6。②自行车与地面不打滑时，设车速大小为v，C点和D点的线速度大小分别为vC和vD，则vBvC，vCBvD。（均选填：A.＞、B.＝、C.＜）③人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，前轮受到的摩擦力方向向B，后轮受到的摩擦力方向向A。（均选填：A.前、B.后）（2）如图（b），骑车转弯时，人和车身常向弯道内侧倾斜，以人和车组成的系统为对象，在图（c）（3）小理在平直道路上骑车，某段时间内，其位移x与时间t的关系式为x＝9t﹣4t2（SI），则该自行车的加速度大小为8m/s2，前2s内的平均速度大小为1.00m/s（保留3位有效数字）。（4）（计算）如图（d），A、B是平直道路上相距d＝100m的两点m＝36km/h。小理骑车加速时，加速度大小a1＝2m/s2；减速时，加速度大小a2＝5m/s2。小理从A点由静止出发，到B点停下，求在不超速的情况下所需的最短时间t。【分析】圆周运动规律应用：依据链条传动和同轴转动的特点，分析自行车大齿轮、小齿轮及车轮边缘点的角速度与线速度关系。摩擦力方向判断：结合自行车的驱动方式，判断前后轮所受摩擦力的方向。受力分析：以骑车转弯时人和车组成的系统为研究对象，分析其受力情况。匀变速直线运动：根据位移—时间表达式确定自行车的加速度，计算平均速度；还通过分析加速、匀速、减速阶段，求解在限速条件下通过一定距离所需的最短时间。【解答】解：（1）设大小齿轮每颗齿对应的弧长为L对大齿轮有2πR大＝48L对小齿轮有2πR小＝16L而R小＝3cm联立得R大＝15cm，R轮＝30cm①由题意，vA＝vB，则R大ωA＝R小ωB得ωA：ωB＝1：3因为BC两点共轴传动，所为ωB＝ωC故A、B、C三点的角速度之比为8：3：3根据皮带传动的知识可得，线速度vA＝vB，vB：vC＝R小：R轮解得vB：vC＝4：6故线速度大小之比为1：7：6②自行车与地面不打滑时，前后轮边缘的线速度都等于车速，C点和D点的线速度大小分别为vC和vD则v＝vC，vC＝vD。（均选填：A.＞、B.＝故答案为：B，B③人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，相对地面有向后运动的趋势；前轮是从动轮，所以前轮受到的摩擦力方向向后。故答案为：B，A（2）以人和车组成的系统为对象，系统受到重力，重力方向竖直向下，摩擦力方向沿水平方向指向圆心（提供向心力）（3）已知x＝9t﹣4t2与匀变速直线运动的位移公式对比可得解得加速度a＝﹣3m/s2加速度大小为8m/s3当t＝2s时，x＝9×3﹣4×27＝2m则前2s内的平均速度：解得：故答案为1.00（4）vm＝36km/h＝10m/s加速阶段：vm＝a1t7联立得t1＝5s，x5＝25m减速阶段：联立得t2＝2s，x2＝10m匀速阶段：x2＝d﹣x1﹣x2联立得t3＝2.5s，x3＝65m总时间t＝t2+t2+t3，解得t＝13.2s故答案为：（1）①1：3：6，1：1：5，B，③B，A（2）（3）8，1.00（4）13.2【点评】本题围绕自行车运动，综合考查了圆周运动、摩擦力、受力分析、匀变速直线运动等知识：知识综合性强：融合了圆周运动、摩擦力、受力分析、匀变速直线运动等多方面知识，全面考查学生对力学知识的掌握