上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。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，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为(

)A.v

B.2v

C.34.下列表达式中可能表示功率的是(

)A.mgℎ B.mℎg 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，另一端将木块1压在墙壁上，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、f2maxA.f1>f2 C.f1max>f二、多选题：本大题共2小题，共12分。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，逐渐增大F，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)所示。g取10m/s2。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，轻绳OA与竖直方向的夹角为θ。一轻绳绕过轻滑轮，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，并沿水平地面缓慢向右运动，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.地面对人的支持力三、填空题：本大题共4小题，共16分。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/s

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)。小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为37°，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间，小球的加速度大小为______m/s2，方向为______。(取g=10m/s2，sin37°=0.611.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=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，用步枪向靶射击。设靶移动的速度大小为v0，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______。四、计算题：本大题共3小题，共48分。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，接球装置K是一端开口另一端封闭的圆筒，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，能使接球装置K的接球口移动到xOy平面的任意位置，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，则d=______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dΔt计算所得的初速度大小______(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，求接球装置K的圆筒与水平方向的夹角θ。

(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，B点在小齿轮边缘上，C点在后轮边缘上，D点在前轮边缘上(未画出)。大齿轮的齿数为48，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v______vC，vC______vD。(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，若某段时间内其运动可视为匀速圆周运动，以人和车组成的系统为对象，在图(c)中画出系统受到的各个力。

(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，该路段限速vm=36km/ℎ。小理骑车加速时，加速度大小a15.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，弹簧一端固定于O点，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，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上。已知杆与竖直转轴的夹角不变，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，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，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.0.60

B.0.75

C.0.80

D.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)。答案解析1.C

【解析】解：物体做曲线运动时，合力指向轨迹弯曲的一侧，故C正确，ABD错误。

故选：C。

根据物体做曲线运动时，合力指向轨迹内侧分析。

本题主要考查学生对于曲线运动的特点。2.B

【解析】解：货物水平向右匀速运动，货物受到重力G、绳子的拉力T和空气阻力f而平衡，如图所示。

故ACD错误，B正确。

故选：B。

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。

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.B

【解析】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，都等于v，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，此时橡皮的速度大小为v合=v2+v2=2v。4.C

【解析】解：根据自由落体运动规律v=2gℎ,t=2ℎg，可知gℎ表示速度，ℎg表示时间，mg表示重力，功率P=Fv，所以mggℎ可能表示功率，故ABD错误，C5.B

【解析】解：线速度、向心力、向心加速度都是矢量，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，所以在匀速圆周运动中角速度始终保持不变，故B正确，ACD错误。

故选：B。

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。

知道线速度、向心力、向心加速度都是矢量是解题的基础。6.D

【解析】解：AB、设木块的重力为G。根据竖直方向受力平衡可得，f1=G，f2=G，则f1=f2，故AB错误；

CD、木块2的厚度更大，弹簧的压缩量更大，弹簧对木块的压力更大，则木块对竖直墙壁的压力更大，根据最大静摩擦力公式fmax=μF压可知，f1max<f2max，故C错误，D正确。

故选：7.BD

【解析】解：在沿斜面方向有：Fcosθ−mgsinθ−μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma′，a′=Fcosθ−μFsinθm−gsinθ+μgcosθ，质量增大，斜率减小；纵轴的截距为力F为零时的加速度，即mgsinθ−μmgcosθ=ma，a=gsinθ−μ gcosθ，故加速度不变，纵轴截距不变，同时斜率减小，结合图像可知横轴截距增大；故AC错误，BD正确。

故选：BD。

对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a8.CD

【解析】解：AB、物体缓慢移动，处于动态平衡状态，根据共点力平衡条件可得轻绳对物体的拉力T=mg，再根据滑轮的两绳的拉力大小相等，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，且有FOA=2Tcosα2=2mgcosα2，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，α为锐角，cosα2逐渐减小，则轻绳OA对滑轮的拉力FOA逐渐减小，故AB错误；

CD、以人为研究对象，根据共点力平衡条件得：

f=Tsinα=mgsinα

N=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，sinα增大，cosα减小，则地面对人的支持力增大，摩擦力f逐渐增大，故CD正确。

故选：9.0～10s

484

【解析】解：在0～10s内，从v−t图像可知，电梯速度为正值，向上做匀加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，加速度竖直向上，该同学处于超重状态；

在10～30s内，v−t图像为水平线，此时电梯做匀速直线运动，受力平衡，该同学所受支持力等于自身的重力；

在30～36s内，电梯速度为正值，向上做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，加速度竖直向下，该同学处于失重状态；

在36～46s内，电梯加速下降，加速度a=−1.2−046−36m/s2=−0.12m/s2，由牛顿第二定律得：N−mg=ma，代入数据解得：N=484N

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

根据10.12.5

与竖直方向夹角为37°斜向左下方

【解析】解：小球受力如图所示

小球静止处于平衡状态，由图示可知，轻绳的拉力T=mgcos37∘=54mg

剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不能突变，剪断轻绳瞬间，小球所受合力与轻绳拉力等大反向，

剪断轻绳瞬间，对小球，由牛顿第二定律得：54mg=ma

解得：a=12.5m/s2，方向与竖直方向夹角为37°11.5

6

【解析】解：物体落地时的速度大小v2=5m/s，根据对称性可知，该物体抛出时的初速度大小v0=5m/s；

抛出时，竖直方向的初速度大小为：vy=v02−v1212.dv

d【解析】解：子弹垂直轨道运动时，射中目标的时间最短，为tmin=dv，此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为x=d2+(v0t13.2.10

偏小

v0【解析】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，平均速度与中间时刻的瞬时速度相等，小于中间位置的瞬时速度，则测得的速度偏小；

(2)由平抛规律可知tanθ=vyv0

vy2=2gℎ

解得θ=53°

(3)由平抛规律可知tanθ=vyv0=gtv0=gxv02

变形可得x=v02tanθg

(4)球沿筒向下的运动，刚接触弹簧时，重力的分力较大，速度增大，当重力分力等于弹力时，速度最大，随后逐渐减小。14.1：3：3

1：1：6

B

B

B

A

8

1.00

【解析】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=5cm

联立得R大=15cm，R轮=30cm

①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1：3：3

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=1：6

故线速度大小之比为1：1：6

②自行车与地面不打滑时，前后轮边缘的线速度都等于车速，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v=vC，vC=vD。(均选填：A.>、B.=、C.<)

故答案为：B，B

③人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，后轮是主动轮，相对地面有向后运动的趋势，所以后轮受到的摩擦力方向向前；前轮是从动轮，相对地面有向前运动的趋势，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、地面的支持力和地面的摩擦