上海市徐汇区南洋模范中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页上海市徐汇区南洋模范中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷1.央视官宣，新“歼−15”换装国产发动机，加速性能更优。若新发动机最大起飞推力为2.64×105N，起飞阶段平均阻力为自重的0.01倍，最小起飞速度为50m/s。航母航行速度在15m/s左右，将舰载机起飞阶段视为匀加速直线运动。

(1)为了能在110m轻载短距跑道安全起飞，歼15的最小起飞加速度______m/s2，(保留两位有效数字)最大起飞质量是______kg。(保留2位有效数字)

(2)某次执行作战任务时，“歼−15”需要向海上的某静止目标投弹，如图所示，炸弹在空中运动过程中，忽略空气阻力。

①根据图中信息判断，此刻目标应在飞机的______；(A.后方，B.正下方，C.前方)

②若炸弹只受重力，在空中的运动是______；(A.匀速运动，B.匀变速运动，C.变加速运动)

(3)舰载机降落时依靠飞行员手动操作钩住“拦阻索”使其速度从200km/h左右几乎瞬间归零。将这段运动视为匀减速直线运动。

①某次降落时“歼−15”速度从216km/h减速至停止用时2s，其减速的加速度大小为______m/s2；

②若飞行员头部质量5kg，头盔1.5kg，在这2s内，飞行员头部所受的合力大小约为______N。

(4)若要研究舰载机的飞行轨迹，可将其视为质点。假设一架舰载机在同一水平面沿弯曲的轨迹做匀速率运动，在途径A、B、C、D位置时的速度v和所受合力F的大小、方向如图所示，其中可能正确的是2.在上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演令参观者大开眼界。

(1)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中______。

A.地球对人的吸引力小于人对地球的吸引力

B.人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力

C.人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小

D.人被向上“托起”时处于超重状态

(2)风洞实验室中可以产生竖直方向向上的、大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，细杆与小球之间的动摩擦因数为μ。当细杆在与水平方向成θ角(μ≠tanθ)的方向上倾斜固定时，调节竖直向上风力的大小为某一恒定值，小球在细杆上刚好以某一速度沿细杆向上匀速运动，如图所示。下列说法正确的是______。

A.风力大小等于小球的重力大小

B.细杆对小球的支持力垂直细杆指向左上方

C.细杆对小球的支持力垂直细杆指向右下方

D.细杆对小球的摩擦力方向沿细杆向下

(3)图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中(弹簧在弹性限度内)，下列说法正确的是______。

A.物块的速度一直减小到零

B.物块加速度先不变后减小

C.物块的加速度先不变后增大

D.物块加速度先减小后增大

(4)若风洞内总的向上的风速风量保持不变，让质量为m的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果。假设人体受风力大小FA与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度为H。开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好可以静止或匀速漂移；后来，人从最高点A由静止开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C3.如图所示，半径为r的圆筒A绕竖直中心轴顺时针匀速转动，筒的内壁粗糙，内壁上有一个质量为m的物体B。物块B一边随圆筒A一起转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。

(1)若物块B恰好转到了圆筒正后方B′位置(该点所在切面与纸面平行)，此时物体B受到的摩擦力是______(A.静摩擦力，B.滑动摩擦力)，此时摩擦力方向为______(A.水平向右，B.竖直向上，C.斜向左上方，D.斜向右上方)。

(2)若圆筒A转动的角速度为ω，则物块B与圆筒A内壁之间的动摩擦因数μ为多少？(请写出简要的计算过程)

(3)(多选)若另一次操作中圆筒A以更大角速度做匀速转动，内壁上的物体B随圆筒A一起转动的情形没有改变，则物块B可能的运动情况为______。

A.4.“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，在导轨水平和倾斜的两种情况下分别做实验，得到了两条a−F图像，如图乙所示。

(1)图线______(A.①,B.②)是在导轨右侧抬高成为斜面情况下得到的。

(2)在轨道水平时小车运动的阻力f=______N；

(3)两种情况下实验时小车的总质量______相同；

A.一定

B.不一定

C.一定不

(4)①图乙中图像不过原点，为消除此问题可采取的措施是______。

②图乙中a−F5.《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。在影片中太空电梯高耸入云，在地表与太空间高速穿梭。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达10R，若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g。

(1)关于地球同步卫星，下列说法正确的是______。

A.同步卫星的绕转半径与它的质量成反比

B.同步卫星运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间

C.同步卫星可以通过北京的正上方

D.同步卫星在赤道正上方一定高度处

(2)对于距离地表高度约为5.6R的同步空间站内有宇航员质量为m=60kg。我们通过天宫课堂知道宇航员在空间站是处于______状态的(A.超重，B.失重，C.完全失重)，空间站中的该宇航员所受重力为______N。(结果保留二位小数)(已知地球半径R=6371km，地球质量M=6×1024kg)

(3)空间站中可采用动力学的方法测物体的质量。如图所示，质量为m的物体A是可同时测量两侧拉力的力传感器，待测物体B连接在传感器的左侧。在外力作用下，物体A、B和轻绳组成的系统相对桌面开始运动，稳定后力传感器左、右两侧的读数分别为F1、答案和解析1.【答案】5.6

4.6×104

C

B

30

195

C

36【解析】解：(1)为在110m轻载短距跑道安全起飞，设歼15的最小起飞加速度为a，以航母为参考系，根据运动学公式可得2aL=(v−v0)2，解得a=(50−15)22×110m/s2≈5.6m/s2，设最大起飞质量为m，根据牛顿第二定律可得F−kmg=ma，解得m=Fkg+a=2.64×1050.01×10+5.6kg≈4.6×104kg；

(2)①炸弹在空中运动过程中做平抛运动，则此刻目标应在飞机的前方，故C正确，AB错误。

故选：C。

②炸弹在空中只受重力作用，加速度为重力加速度，炸弹在空中的运动是匀变速运动，故B正确，AC错误。

故选：B。

(3)①初速度为v0=216km/h=60m/s，经过t=2s速度减为零，则减速的加速度大小为2.【答案】D

A

D

【解析】解：(1)地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，等大反向，故A错误；

B.相互作用力是两个物体间的相互作用，而人受到的重力和人受到气流的力涉及人、地球、气流三个物体，不是一对相互作用力，故B错误；

C.由于风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，在竖直方向上合力不为零，所以人受到的重力大小不等于气流对人的作用力大小，故C错误；

D.人被向上“托起”时加速度向上，处于超重状态，故D正确。

故选：D。

(2)小球在细杆上刚好以某一速度沿细杆向上匀速运动，小球受到4个力作用，如图所示

重力的方向一定竖直向下，风力的方向竖直向上，摩擦力的方向与相对运动方向相反，一定沿细杆向下，细杆对小球的支持力垂直细杆一定指向右下方，否则合力不能等于零，在水平方向上，由平衡条件得fcosθ=N

sinθ，解得f=Ntanθ，又由f=μN可得出μ=tanθ，这与题中条件μ≠tanθ相矛盾，故必有N=0，小球与细杆之间无摩擦。则在竖直方向上，由平衡条件得F=G，故A正确，BCD错误。

故选：A。

(3)物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，则说明风力F大于物块重力沿斜面向下的分力，当物块接触弹簧时，物块已具有一定的速度，设风洞管的倾角为θ，物块质量为m，此时根据牛顿第二定律有F−mgsinθ−F弹=ma，接触弹簧后，弹簧的弹力F弹逐渐增大，风力F恒定，则物块的加速度逐渐减小，此时物块做加速度逐渐减小的加速运动。当加速度a减小为零时，物块速度达到最大，此时有F−mgsinθ=F弹，由于物块具有惯性，还要继续向上运动，然后压缩弹簧，弹簧弹力继续增大，此后根据牛顿第二定律有F弹+mgsinθ−F=ma，此时加速度a随着弹簧弹力的增大而增大，且与物块运动方向相反，所以物块做加速度逐渐增大的减速运动，直至运动到最高点速度减为零。故D正确，ABC错误。

故选：D。

(4)①设最大风力为Fm，由于人体受风力大小与正对面积成正比，故人站立时风力为3.【答案】B

B

BC【解析】解：(1)因物块B相对圆筒A竖直向下运动，故物体B受到的摩擦力是滑动摩擦力(选填：B)，滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，则此时摩擦力方向为竖直向上(选填：B)。

(2)圆筒A转动的角速度为ω，物体B做圆周运动的向心力由筒壁对物体B的弹力提供，可得两者之间的弹力大小为：

N=mω2r

在竖直方向上，根据牛顿第二定律得：

mg−μN=ma

联立解得：μ=g−aω2r

(3)根据(2)的解答，由N=mω2r，可知圆筒A与物体B两者之间的弹力变大，则两者之间的最大静摩擦力fm变大。

若fm<mg，则物块B相对圆筒内壁做竖直向下的匀加速运动；

若fm=mg，当初始物块B相对圆筒A无初速度时，则物块B相对圆筒内壁静止，相对地面做匀速圆周运动；当初始物块B相对圆筒A有竖直方向的初速度时，则物块B相对圆筒内壁做匀速直线运动；

若fm>mg，当初始物块B相对圆筒A无初速度时，则物块B相对圆筒内壁静止，相对地面做匀速圆周运动；当初始物块B相对圆筒A有竖直方向的初速度时，则物块B相对圆筒内壁做匀变速直线运动。故BCD正确，A错误。

故选：B4.【答案】①

0.5

A

A

C

【解析】解：(1)由图象可知，当F=0时，a≠0。也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。

(2)图线②是在轨道水平时做的实验，由图象可知：当拉力等于0.5N时，加速度恰好为零，即刚好拉动小车，此时f=F=0.5N；

(3)在图乙中，由于ab直线部分斜率相同，在a−F图象中，斜率代表小车质量的倒数，故小车的质量相同；

(4)A、由图象乙可知，由于a−F图象不过坐标原点，说明未完全平衡滑动摩擦力，故调整轨道的倾角在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动，故A正确；

B、本实验研究的时加速度与力的关系，要保证小车的质量不变，故B错误；

C、在钩码与细绳之间接入一力传感器，用力传感器读数代替钩码的重力，此时小车受到的合力是通过传感器获得的，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量，故C正确；

D、更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验，但还是需要平衡滑动摩擦力，故D错误。

故选：AC。

故答案为：(1)①；(2)0.55.【答案】D

C

13.58

mF1F【解析】解：(1)A.同步卫星的绕转半径与同步卫星的质量无关，故A错误；

B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据GMmr2=mv2