上海市杨浦高级中学2024-2025学年高一上学期期末物理试卷（等级考）

2024-2025学年上海市杨浦高级中学高一（上）期末物理试卷（等级考） 一、计算题：本大题共5小题，共100分。 1.极限项目让人们不断挑战自我。 如图1所示，攀岩运动员在到达较高处时，为恢复体能，每攀爬一步都稍作停留。在其确定好双手及蹬脚的位置后，用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员______。 A、先超重，后失重 B、先失重，后超重 C、始终处于超重状态 D、始终处于失重状态 攀岩运动员达到最高点后，利用安全绳跳下，双脚触地后顺势弯曲双腿，在他的重心下降的过程中，运动员受到地面支持力F随时间t的变化如图2所示。下列说法正确的是______。 A.时刻加速度为零 B.时刻速度最大 C.时间内运动员的重心在加速下降 D.时间内运动员的重心在减速下降 如图为极限运动爱好者利用绳子爬上高楼的瞬间，如图所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆，A点可视作光滑铰链。初始时，爱好者在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变，逐渐从AB位置变化至位置。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是______，轻绳上拉力大小的变化规律是______。均选填：“逐渐减小”“逐渐增大”“先减小后增大” 小明玩的蹦床是由六根弹簧将床面固定在底座上，已知小明与床面的总质量为35kg，当小明静止站在蹦床上时，六根弹簧的弹力大小相等，且都与水平面夹角为，此时一根弹簧上的拉力大小为______；，，取2位有效数字。 小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球轻放到静止轻弹簧的顶端，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图所示。 ①若小球的质燎为m，则弹簧的劲度系数为______。 ②多选小球下降到高度处至运动到最低点，以下说法正确的是______。 A.运动到最低点过程中，小球速度逐渐减小 B.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐减小 C.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐增加 D.小球在最低点时，速度为零，处于平衡位置 E.在位置处，运动员的加速度为零，所以运动员处于平衡状态 2.飞机方便我们的生活，同时也被用于军事等领域。 某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息见图1、2。机票中的“08：30”指的是______选填：“时间”或“时刻”。若整个行程约为2100km，则飞机全程的平均速率约为______。 在飞机水平飞行的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成a角，如图3所示。则飞机在做______运动选填：“匀加速”“匀减速”或“匀速”。 多选如图4所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成角，此时______。 A.绳对物体的拉力一定为 B.河水对物体的作用力可能等于 C.河水对物体的作用力可能小于 D.空气对直升机的作用力一定大于Mg 飞机飞行时，空气阻力是重要影响因素。经研究，人们发现空气阻力的大小F与空气密度、物体迎风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关，关系式为，其中k是一个无单位的常数。请根据国际单位制推断速度v的指数x等于______。 A. B. C.2 D.3 3.2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。 根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是______。 A.弹簧拉力器 B.家用体重秤 C.哑铃 下列说法正确的是______。 A.宇航员在空间站中“飘浮起来”，说明没有受到重力 B.火箭对喷出的气流的作用力大于火箭喷出的气流对火箭的作用力 C.宇航员进入核心舱时需借助外力，说明力是改变物体运动状态的原因 D.火箭在竖直方向加速起飞的过程，燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 多选航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是______。 A.梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 B.梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用 C.击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的 D.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力 火箭升空过程中，某一段加速过程可近似看作匀变速直线运动，虚线为火箭运行轨迹，则发动机的喷气方向可能为图2的______。 计算某小组同学在研究水火箭，在一次调试中，水火箭在竖直方向发射，在水火箭向下喷水过程中，可认为水火箭获得的升力恒定。水火箭从地面由静止出发经过6s到达离地面高60m处时水恰好喷完，此时水火箭速度为。空气阻力不计，，求： ①分析说明：水火箭上升过程中做什么运动？ ②水火箭上升离地面的最大高度； ③水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间。 4.实验室中的小车配合直轨道，可以研究多个问题。小车在轨道上运动时，受到的滑动摩擦力比较小。 如图1所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的______选填：“左边““中间”或“右边”。 实验小组1用光电门传感器研究小车运动。每次由同一位置静止释放小车，并将光电门传感器放置在同一位置，更换宽度不同的挡光片。将平均速度v和挡光时间的数据绘制成图像，经计算机拟合得到的函数关系如图3所示。则小车运动的加速度______保留3位有效数字，图像截距的物理含义是：______。 实验小组2选择位移传感器研究小车运动。 ①固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和______脉冲。 ②根据小车沿倾斜轨道运动的图像，定性画出对应的速度-时间图像。 根据第3题中的图像、图像，猜测小车下滑过程中的速度-位移图像为图6中的______选填：“甲”或“乙”。为判断小车是否为匀变速直线运动，可将图像的纵坐标设置为______选填：“”“”或“”，从而使图像“化曲为直”。 论证选取第3题图像中之间的实验数据，其中x单位是m，t单位是s，请论证这段时间内小车的运动是否为匀加速直线运动。 5.汽车越来越普及，汽车中的物理知识丰富，值得我们学习研究。 浦东大道地道全长。研究一辆汽车以设计时速通过整条浦东大道地道所需时间时，______选填：“能”或“不能”将汽车视为质点。 如图2“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到百公里加速的平均加速度的10倍。此品牌跑车百公里加速时间仅为，由此推算，该车的新尾标应该是______。 A.25TFSI B.35TFSI C.45TFSI D.55TFSI 如图3所示，水平向右行驶的车厢中用细线悬挂小球，通过细线的倾斜程度来检测车辆在行进过程中的加速度。质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分别系于车的顶部，两个小球都与车厢保持相对静止，左侧小球与车厢左侧壁接触，两细线与竖直方向的夹角相同。当汽车加速度增大时： ①细线1的拉力变化为______。 A.增大 B.减小 C.不变 ②细线2的拉力变化为______。 A.增大 B.减小 C.不变 计算避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图4，竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆车厢长9m的载有木箱的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为时，车尾位于制动坡床的底端，木箱忽略大小开始在车厢内从车尾向车头滑动。已知货车质量是木箱质量的4倍，木箱与车厢间的动摩擦因数为；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和木箱总重的倍，木箱与货车可分别视为小滑块和平板，取，，求： ①木箱在车厢内滑动时加速度的大小和方向； ②木箱在车厢内滑动时货车的加速度大小； ③制动坡床的长度至少多少米，能够保证货车与防撞设施不发生碰撞？ 答案和解析 1.【答案】A  D  A  B     ACE  【解析】解：用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员先向上加速，后减速，所以加速度方向先向上后向下，所以运动员先超重后失重，故A正确，BCD错误。 故选：A。 、由图可知在时刻运动员受到地面支持力F大于运动员的重力G，所以运动员具有向上的加速度，运动员继续减速下降，速度继续减小，速度最大时应该在时刻前，故AB错误； C、时间内，运动员受到地面支持力F先是小于重力G，后大于重力G，所以运动员的重心是先向下加速，后向下减速运动的，故C错误； D、时间内运动员受到地面支持力F是一直小于重力G的，运动员的加速度方向向上，所以这段时间内运动员的重心一直减速下降，故D正确。 故选：D。 对运动员受力分析，如图所示 爱好者在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变，做出运动员的受力图，画圆如下图所示 由图可以看出墙对轻杆的弹力大小的变化规律是逐渐减小，故应选A；轻绳上拉力大小的变化规律是逐渐增大，故应选B。 设一根弹簧上的拉力为F，根据平衡条件可得 代入数据解得 ①由图可知当弹簧的压缩量为时，小球的加速度为零，根据平衡条件有 解题弹簧的劲度系数为 ②ABCD、因为小球下降到高度处时的加速度为零，此时速度最大，小球会继续向下运动，弹簧的弹力开始大于重力，小球的加速度方向向上，所以小球开始做加速度逐渐减小的减速运动，当下降到最低点时，小球的速度为零，加速度达到最大，故AC正确，BD错误； E、在位置处，运动员的加速度为零，所以运动员受到的合力为零，则运动员处于平衡状态，故E正确。 故选：ACE。 故答案为：；；，B；；①；②ACE。 根据加速度方向判断； 根据重力和地面对运动员支持力的大小关系逐项分析即可； 对运动员受力分析，利用画圆法分析； 根据平衡条件计算； ①根据胡克定律计算； ②根据重力和弹簧弹力的大小关系分析即可。 本题考查了对超重、失重的理解，具体到每一个问题，能够选择合适的研究对象，正确受力分析是解题的关键。 2.【答案】时刻  700  匀减速  BD  C  【解析】解：根据时刻与时间的定义可知，08：30指的是时刻； 飞机全程的飞行时间为 ：： 平均速率约为 该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成角，说明上侧的水由于惯性向小桌板运动，则下侧水做减速运动，即飞机在做匀减速运动； 、对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的摩擦力，如图： 根据平衡条件，有 竖直方向： 水平方向： 可知， 故A错误； 以物体为对象，受到重力、绳子拉力和水的作用力，当水的作用力方向与绳子拉力垂直时，水的作用力具有最小值，大小为 由于 故河水对物体的作用力可能等于，故B正确，C错误； D.以直升机为对象，受重力、绳子拉力和空气对直升机的作用力，根据受力平衡可知，空气对直升机的作用力等于重力和绳子拉力的合力，则空气对直升机的作用力一定大于Mg，故D正确。 故选：BD。 由于，则有，对该表达式根据国际单位制进行单位运算有，由此可知：，故ABD错误，C正确。 故选：C。 故答案为：时刻；700；匀减速；； 根据时刻与时间的定义判断；根据位移与时间的关系求解平均速度； 根据上侧水的运动判断下侧水的运动，即为飞机的运动； 根据共点力平衡条件分析解答； 根据公式求得速度的表达式，代入公式中各物理量的国际单位制中的单位，然后得出公式中物理量的单位，即可求出与速度的单位的关系即可求出指数的值。 本题考查时刻与时间区别、平均速度的计算、共点力平衡条件的应用，要求学生熟练掌握这些基本的知识点极其应用。 3.【答案】A  C  AC  D  【解析】解：在太空中所有的物体都是处于完全失重状态的，所以利用物体重力工作的仪器设备都不能正常工作，故A正确，BC错误。 故选：A。 宇航员在空间站中“飘浮起来”，是因为宇航员处于完全失重状态，其所受重力完全提供绕地球做匀速圆周运动的向心力了，并不是不受重力，故A错误； B.火箭对喷出的气流的作用力和火箭喷出的气流对火箭的作用力是一对相互作用力，它们大小相等，故B错误； C.宇航员进入核心舱时需借助外力，说明力是改变物体运动状态的原因，故C正确； D.火箭在竖直方向加速起飞的过程，燃料用完后，自动脱落的空壳具有向上的速度，则空壳将做竖直上抛运动，故D错误。 故选：C。 物体惯性的大小用质量量度，所以在梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大，故A正确； B.梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球仍然受到地球对它的万有引力作用，故B错误； C.弹力是因为施力物体发生形变产生的，所以击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故C正确； D.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对相互作用力，故D错误。 故选：AC。 火箭受到竖直向下的重力和喷出的气体对它的作用力，且喷出的气体对它的作用力方向与喷气的方向相反，它们的合力方向沿着虚线向上，所以发动机的喷气方向可能为图2的D，是斜向下喷出的，这样火箭受到斜向上和作用力，与重力的合力方向沿虚线向上，故D正确，ABC错误。 故选：D。 ①水火箭受到重力和升力两个力的作用，因为水火箭获得的升力恒定，所以在过程水火箭向上做匀加速直线运动，6s后，水火箭仅受重力作用，将做竖直上抛运动，知道速度为零，到达最高点。 ②设火箭加速上升的加速度大小为a，根据解得： 设水恰好喷完时水火箭的速度为v，则 以后水火箭将向上做竖直上抛运动，继续上升的高度为 所以水火箭离地的最大高度为 联立解得 ③水火箭竖直上抛运动的时间为 水火箭到达最高点后开始做自由落体运动，则下落时间为，有 所以水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间为 联立解得 故答案为：；；；；①水火箭先向上做匀加速直线运动，然后向上做匀减速直线运动；②水火箭上升离地面的最大高度为80m；③水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间为6s。 利用物体重力工作的仪器设备都不能在太空正常工作。 宇航员始终受到重力作用；箭对喷出的气流的作用力和火箭喷出的气流对火箭的作用力是一对相互作用力；力是改变物体运动状态的原因；燃料用完后，自动脱落的空壳具有向上的速度。 物体惯性的大小用质量量度；水球受到地球对它的万有引力作用；弹力是因为施力物体发生形变产生的；水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对相互作用力。 根据火箭的合力方向和重力方向是竖直向下的分析； ①根据水喷完后的速度和受力情况分析； ②根据运动学公式计算出水喷完后水火箭的速度，然后根据速度-位移公式计算水喷完后继续上升的高度； ③根据速度-时间公式计算减速上升的时间，然后根据自由落体运动公式计算下落的时间，最后求和即可。 本题考查了运动学公式的具体应用，以及物体做竖直上抛运动的情况，物体的受力情况，以及对相互作用力的理解，基础题。 4.【答案】C    小车在挡光过程运动的初速度  超声波  A  B  【解析】解：快速将水平轨道向左拉动一下，小车由于惯性保持静止，则小车将在柱子的中间； 根据可得，由图可得；，解得，其中小车在挡光过程运动的初速度； ①分体式位移传感器由发射器和接收器组成，发射器同时向接收器发射红外线脉冲和超声波脉冲； ②由图像知，小车前面和后面部分位移不变，则其速度为0；中间部分小车运动位移随时间变化近似为二次函数，则其加速度的大小为不变的常数，所以其图像的斜率不变，作图如下： ； 由图像、图像知，速度增加相同量时，越往后位移的增加量越多，故可猜测小车下滑过程中的图像为图甲；为判断小车是否为匀变速直线运动，可将图线的纵坐标设置为，从而使图线“化曲为直”； 图像在之间，每相同时间内位移为，，，，位移之差为，，，位移之差相等，这段时间内小车的运动为匀加速直线运动。 故答案为： ； ，小车在挡光过程运动的初速度； 超声波，； ，B； 这段时间内小车的运动为匀加速直线运动。 从惯性角度进行解答； 运用匀变速直线运动位移-时间关系列式求得加速度； 从传感器的原理角度解答；抓住加速度不变，画出对应的图像； 运用速度-位移关系判断； 根据相同时间内位移的变化量分析。 考查对匀变速直线运动规律的理解，熟悉运动学公式的运用。 5.【答案】能  C  C  A  【解析】解：研究一辆汽车以设计时速通过整条浦东大道地道所需时间时，该汽车大小、形状可以忽略，故能看作质点。 根据加速度的定义式可得该车的平均加速度为： 由题知G值为：，所以该车的新尾标应该是45TFSI，故C正确，ABD错误； 故选：C。 ①对球1受力分析如图所示： 在水平方向有： 在竖直方向有： 由此可知当汽车加速度a增大时，与球1相连的细线与竖直方向的夹角不变，则不变，故C正确，AB错误。 故选：C。 ②对小球2受力分析如图所示： 小球2受到沿细线方向斜右上方的拉力和竖直向下的重力。在水平方向根据牛顿第二定律有： 在竖直方向有： 由此可知当汽车加速度增大时，与球2相连的细线与竖直方向的夹角增大，则增大，故A正确，BC错误。 故选：A。 ①设木箱的质量为m，木箱在车厢内滑动过程中，木箱与车厢间的动摩擦因数，根据牛顿第二定律可得： 代入数据得：，的方向沿制动坡床向下； ②设木箱的质量为m，则货车的质量为4m，设货车加速度为，则有： ，其中 解得：； ②货车从干道驶入制动坡床时的车速为，在制动坡床行驶的位移为x，根据匀变速直线运动的公式可得： 代入数据解得： 由于车长为9m，则制动坡道的长度至少为：。 故答案为：能；；①C；②A；①木箱在车厢内滑动时加速度的大小为，的方向沿制动坡床向下；②木箱在车厢内滑动时货车的加速度大小为；③制动坡床的长度至少，能够保证货车与防撞设施不发生碰撞。 根据质点的特点和匀速运动的公式分析求解； 根据加速度的定义式先计算出该车的加速度，然后根据题给信息得出最后结果； 分别对球1和球2受力分析，然后由平衡条件结合牛顿第二定律列式分析即可； ①取木箱为研究对象，结合受力分析根据牛顿第二定律可计算出木箱的加速度； ②取货车为研究对象，结合受力分析根据牛顿第二定律可计算出木箱的加速度； ③根据运动学公式可计算出制动坡床的长度。 本题主要是考查共点力的平衡、牛顿第二定律的综合应用、质点的概念等，关键是弄清楚运动学的计算公式、牛顿第二定律的应用方法等。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$