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文档简介
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
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()
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
A.vB.\J~2,vC.vD.2v
4.下列表达式中可能表示功率的是(
A.mVghC.mgVghD.mg
Vgh
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fi、f2,最大静摩
擦力大小分别为flmax、f2max»则()
A.fl>f2B.fl<f2
C•flmax>I2maxD.flmaxVf2max
(多选)7.如图(a),倾角为8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()
图(a)
A,斜率不变
C.纵轴截距增大D.纵轴截距不变
(多选)8.如图,一轻绳0A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a,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N0(g取9.8m/s2)
fv/(m-s-1)
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vi=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vo=m/s,从抛出到落地的过程中,速度的变化量大小△v=
m/so
V2
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。
八水平轨道
d
射手
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。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voo
①用刻度尺测量球的直径为d,结果如图(b)所示emo
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At。用表达式3(选填:A.
At
偏大、B.准确、C.偏小)。
(2)(计算)某次实验中,测得vo=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,vo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。
圆心
地面
(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,
VCVDO(均选填:A.>、B.=、C.O
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o(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ai=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a=53°,圆环
质量m=lkg。弹簧原长Lo=O.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日为
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3(结果保留3位有效数字)。
0
P
0
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
【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:Co
【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()
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。
故选:Bo
【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。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
A.vB.vC.vD.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v合={v2+丫2v。
故B正确,ACD错误。
故选:Bo
【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.mVghB.m.'AC.mgVghD.?
VgVgh
【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t=秒,可知4而,时间,功率P=FvJ前
可能表示功率,C正确。
故选:Co
【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:Bo
【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fi、f2,最大静摩
擦力大小分别为flmax、f2max。则()
howC
30|idr
A.fl>f2B.fl<f2
C.flmax>I2maxD.flmaxVf2max
【分析】分析木块受力,根据竖直方向受力平衡分析fl、f2与重力的关系,再分析fl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,fi=G,f2=G,贝Uf3=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=RF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=|1F压分析。
(多选)7.如图(a),倾角为0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)2o若增大物体的质量,重复实
【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:FcosQ-mgsin0-n(Fsin0+mgcos0)=ma',
a,巨匕卫E或坦一gsin8+|lgcose,质量增大;纵轴的截距为力F为零时的加速度,a=
m
gsinO-^gcos0,纵轴截距不变,结合图像可知横轴截距增大,BD正确。
故选:BDo
【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a,不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中逐
渐增大的力是()
e\A
□
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0A恰好在两绳夹角的角平分线上F0A=2Tcos95ingcos£-,随着人拉
着绳在水平地面上向右运动过程中两绳夹角a逐渐增大,co4逐渐减小OA逐渐减小,故AB错误;
CD、以人为研究对象
f=Tsina=mgsina
N=mg-Tcosa
人在水平地面上向右运动过程中,两绳夹角a逐渐增大,cosa减小,摩擦力f逐渐增大。
故选:CDo
【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070s,t=40s时,小理对电梯的压力大小为484No(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。〜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a=-L8-°m/sJ-612m/s2,由牛顿第二定律得:N-mg=ma
46-36,
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:FJI=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。(IXg=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
mg
小球静止处于平衡状态,由图示可知一=lmg
cos374
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,对小球旦mg=ma
4"
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vi=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vo=5m/s,从抛出到落地的过程中,速度的变化量大小Av=_6
m/so
【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;
22m/s=3m/s
抛出时,竖直方向的初速度大小为:vy==^5-4
从抛出到落地的过程中,速度的变化量大小为:△v=2vy=3X3m/s=6m/s。
故答案为:7;60
【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do则子弹射中目标的最短时间为此种情况下,射手射击时,
V
枪口离目标的距离为_引丫22_。
水平轨道
d
/手
【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t.二■,射手射击时乂=42+0N)6
AuK*vL7
vV0mm
fv25。
故答案为:A;引舟丫"
【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V0o
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At。用表达式3偏小(选填:A.
At--------
偏大、B.准确、C.偏小)。
(2)(计算)某次实验中,测得vo=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
2.g
坐标y间的关系为x=_V°_(用字母表示,vo和g已知)。
g
(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tan0=31
v4
9
Vy=2gh
解得e=53°
(3)由平抛规律可知tanO=1工=里=更
v5v0vj
口VntanQ
变形可得X=U------
g
(4)球沿筒向下的运动,刚接触弹簧时,速度增大,速度最大。
20
故答案为:(1)4.10;偏小;(3)%,速度最大
g
【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1:1:6o
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,
vcBvDo(均选填:A.>、B.=、C.O
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Ao(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ai=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to
【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:根据位移一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2nR大=48L
对小齿轮有2TTR小=16L
而R小=3cm
联立得R大=15cm,R轮=30cm
①由题意,VA=VB,则R大(DA=R^J、3B
得3A:3B=1:3
因为BC两点共轴传动,所为(0B=3C
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1:7:6
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,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,B
③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乂=丫0t+/at2对比
可得%4
解得加速度a=-3m/s2
加速度大小为8m/s3
当t=2s时,x=9X3-4X27=2m
则前2s内的平均速度:
解得:v=6.0
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