上海市南洋模范中学2024-2025学年高一下学期开学考试物理试卷

2024-2025学年上海市徐汇区南洋模范中学高一（下）开学物理试卷 一、计算题：本大题共5小题，共50分。 1.爆竹声声，是分子剧烈的振动，炸裂出喜庆的红屑。炉火熊熊，是热能的传递，温暖着团圆的餐桌。饺子翻滚，是浮力的作用，承载着来年的希望。年味翻涌，是物理的运用，是家的呼唤…… 年2月9日，3名航天员在距离地面约400km的中国空间站里贴春联、挂灯笼、系中国结，并通过视频向祖国和人民送上新春祝福。2月23日，通信技术试验卫星十一号发射成功，顺利进入地球同步轨道，该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。下列说法正确的是______。 A.空间站的运行速度大于第一宇宙速度 B.空间站里漂浮的中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用 C.空间站绕地球运动的周期和通信技术试验卫星十一号的周期相等 D.空间站绕地球运动的向心加速度大于通信技术试验卫星十一号的向心加速度 年春晚在舞蹈《春海》中拉开帷幕，如图1所示。五名领舞者在钢丝绳的拉动下同时以相同速度缓缓升起，领舞者上升过程中______。 A.机械能守恒 B.重力势能增加 C.彼此的动能相等 D.重力对她们做正功 “笛音雷”是某些地区春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度-时间图像如图2所示取竖直向上为正方向，其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是______。 A.“笛音雷”在时刻上升至最高点 B.时间内“笛音雷”做自由落体运动 C.时间内“笛音雷”的平均速度小于 D.时间内“笛音雷”的加速度先减小后增大 春节期间，燃放的烟花增加了节日喜庆的气氛。一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升到最高点时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为A和B两部分，A和B两部分获得的动能之和为2E，且A竖直向上运动。爆炸时间极短，A的质量为，B的质量为。重力加速度为g，不计空气阻力和火药的质量，则爆炸后A距地面的最大高度为______。 A. B. C. D. 2.书页翻动，是摩擦力的较量，指尖与纸张的亲密接触。书脊挺立，是结构力学的奇迹，承载着知识的重量。 书签滑落，是重力的牵引，标记着阅读的轨迹。书，是知识的载体，也是物理世界的缩影，在翻阅间，感受科学与人文的交融。 将一张A4纸质量可忽略不计夹在水平放置在桌面上的一本书内，书对A4纸的压力大小为4N，A4纸与书之间的动摩擦因数为。要把A4纸从书中拉出，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则拉力大小至少应为______。 A. B. C. D. 如图所示，教师用手平托住两本书，把两本书一页一页地交叉对插压紧后，用绳子穿过两本书的书脊进行拔河比赛，此时两根绳子水平处于同一直线，两边同学用很大的力气，书仍未被拉开，处于静止状态，关于书和绳子的受力情况下列说法正确的是______。 A.两书之间的摩擦力很大是因为书的重力大 B.一本书受到的书页间摩擦力之和大于绳子拉书的力 C.左右两根绳子上的拉力是一对作用力和反作用力 D.两本书受到的重力和教师对两本书的支持力是一对平衡力 多选题如图甲所示，小宁同学在网上购买了一箱纸巾和一摞捆好的书，快递员将书置于箱子上放在小宁家门口，为了将包裹拖进房间，小宁需要从零开始逐渐增大拉力F。纸巾箱子与书籍间的摩擦力、箱子与地面间的摩擦力随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知一箱纸巾的质量，书的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是______。 A.当时，箱子与书籍保持静止 B.当时，箱子与书籍发生相对运动 C.箱子与地面间的动摩擦因数为 D.箱子与书籍间的动摩擦因数为 如图所示，用细绳把一本较厚重的书捆牢，然后将细绳的一端挂起来，另一端用手牵住，使书保持静止。若迅速用力将细绳往下一拉，则______选填“上段”或“下段”细绳先断开；若拉力逐渐增大，则______选填“上段”或“下段”细绳先断开。 3.车轮滚滚，是摩擦力的转化，将电能化作归途的动力。车厢平稳，是惯性的平衡，守护着旅途的舒适。高铁飞驰，是电磁力的驱动，缩短了思念的距离。物理定律，编织成回家的路，让年味跨越山海，如期而至。 中国高铁，跑出“中国速度”。北京到上海坐高铁全程1318公里，G1次列车只要4小时29分钟即可到达。下列说法正确的是______。 A.在研究列车车轮转动的快慢时，列车车轮可以被看作质点 B.在研究列车从北京到上海的位移时，列车可以被看作质点 C.列车向前行驶过程中，坐在车中的小明看见窗外的树向后移动，他选择的参考系是地面 D.不论选择什么物体作为参考系，对列车运动情况的判断结果都一样 多选题今年春运，“绿皮火车拉高铁”温馨感人，若火车行进过程中，某时间段内功率随时间变化的图像如图所示，设火车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，那么描述这段时间内该火车运动情况的图像可能是______。 某次列车加速出站可视为初速度为零的匀加速直线运动，列车每节车厢长为L，共有n节车厢。某观察者站在站台A处，即列车第1节车厢的前端，如图所示。下列说法正确的是______。 A.列车上的人看到这名观察者在做匀减速直线运动 B.列车第1节和第2节车厢通过观察者的时间之比为：1 C.列车第1节和第n节车厢通过观察者的时间之比为1： D.列车第1节和第n节车厢通过观察者的平均速度大小之比为：1 列车沿着水平轨道加速出站过程中箭头表示列车出站的方向，乘客发现小桌板上的水杯里水面的形状如选项图中的______。 如图，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。已知弯道半径，轨道面与水平面间的夹角，列车匀速经过弯道，速度。此时，列车的加速度______。若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，______选填“内轨”或“外轨”将受到车轮的侧向挤压。 4.今日，我校举行了返校活动，请同学们带着对新学期的展望，继续未来的物理学习！ 年9月1号，《开学第一课》将课堂“搬到”了中国空间站的问天实验舱，通过AR技术1：1在演播厅现场还原实验舱。三位航天员带领同学们“云”参观了问天实验舱。已知中国“天宫”空间站轨道高度约为400km、地球半径约为6400km、宇航员每24h恰好可以看到16次日出日落。若引力常量G未知的情况下，根据以上数据信息无法求出的是______。 A.地球表面重力加速度 B.地球的密度 C.空间站的运行速度 D.地球同步卫星的运行速度 年9月1日，《开学第一课》里，中国航天员王亚平向同学们分享了她的宇宙航行故事，给全国的学生上了一堂生动的太空实验课，回温“神舟十三号”的奇幻之旅，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，万有引力常量为G，飞船运行周期为T，距离地面高度为h，则下列错误的是______。 A.飞船的运行速度为 B.地球的第一宇宙速度为 C.地球的质量为 D.地球表面的重力加速度为 学生开学期间经常遇到搬书的情况，如图所示，某同学水平托着一堆书，沿水平方向运动，由于书的材质不同，书与书之间动摩擦因数介于和之间，要求运动过程中书与书之间不能有相对滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，手与书之间无相对运动，下列说法正确的是______。 A.运动的最大加速度为 B.匀速前进时，书与书之间没有水平摩擦力 C.加速前进时，手给书的力水平向前 D.把动摩擦因数比较小的书本放在上层更不容易有相对滑动 如图所示，开学第一天同学们组成的跑操方阵排列整齐地匀速率通过圆弧形跑道区域，每个方阵中的每位同学均可视为做匀速圆周运动。则下列说法正确的是______。 A.每位同学的角速度相同 B.每位同学所受的合力为零 C.每位同学的速度大小相同 D.每位同学的加速度保持不变 返校结束后，某同学的家长开车来接他回家。家长和该同学都系好安全带后，家长发动汽车，行驶在回家的路上。下列说法正确的是______。 A.以家长为参考系，该同学是静止的 B.以汽车为参考系，地面是静止的 C.无论怎么选择参考系，汽车都是运动的 D.无论怎么选择参考系，学校都是静止的 5.无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险等优点，被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g，一质量为的无人机对一轿车进行拍摄。如图，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为、角速度为的匀速圆周运动。 此运动过程中，空气对无人机的作用力方向为______。 A.竖直向上 B.斜向上 C.水平方向 D.斜向下 E.竖直向下 此运动过程中，空气对无人机的作用力大小为______结果保留2位有效数字。 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力。 ①小球在空中飞行过程中，小球加速度方向的是______； ②若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为，则无人机匀速飞行时的速度大小为______； 若无人机在倾角一定的斜坡上方进行投球。每隔相等时间释放一小球，第一个小球落在a点，第二个小球落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且，那么第三个小球将落在______。 A.bc之间 B.c点 C.cd之间 D.d点 一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示。无人机飞至高为处时，空气对其作用力大小为______；无人机飞至处时的速度为______。 答案和解析 1.【答案】D  B  C  D  【解析】解：根据第一宇宙速度是最大的运行速度可知，空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B.空间站里漂浮的中国结处于完全失重状态，受到地球的万有引力作用，故B错误； C.根据，得，可知r越大T越大，则空间站绕地球运动的周期小于通信技术试验卫星十一号的周期，故C错误； D.根据，得，空间站轨道半径小，则加速度大，故空间站绕地球运动的向心加速度大于通信技术试验卫星十一号的向心加速度，故D正确。 领舞者上升过程有向上拉力作用，且拉力做正功，重力做负功，重力势能增加，又因为质量大小不确定，动能大小无法判断，故机械能不守恒，故B正确，ACD错误。 故选：B。 根据图像分析可知，“笛音雷”在时刻上升速度达到最大，继续上升时高度没有达到最大，故A错误； B.题中规定竖直向上为正，则时间内“笛音雷”做竖直上抛运动，故B错误； C.时间内“笛音雷”的做加速度逐渐增大的加速运动，对应图像的面积代表位移，其位移小于匀加速对应位移，所以平均速度小于，故C正确； D.根据图像切线斜率代表加速度，可知时间内“笛音雷”的加速度一直减小，故D错误。 故选：C。 设爆炸时烟花弹距地面的高度为，由机械能守恒定律有，火药爆炸后，A和B两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为和，规定A运动的方向为正方向，由题给条件和动量守恒定律有，由能量守恒定律有，由于烟花弹A和B两部分的速度方向相反，A做竖直上抛运动。设爆炸后A继续上升的高度为，由机械能守恒定律有，烟花弹向上运动部分距地面的最大高度为，联立解得，故D正确，ABC错误。 故选：D。 故答案为：；；；。 根据第一宇宙速度，物体受力情况结合牛顿第二定律导出周期、加速度公式，由半径的变化情况判断； 根据领舞者的受力情况，结合机械能守恒条件，动能和重力势能的变化情况进行分析解答； 根据图像的斜率、面积以及图像在时间轴的上下方位置的情况进行分析判断； 根据机械能守恒定律、动量守恒定律等列式联立解答。 考查运动学图像的认识理解，动量守恒定律和机械能守恒定律的应用，会根据题意进行准确分析解答。 2.【答案】C  D  AC  下段  上段  【解析】解：纸被拉出时与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有： 当拉力等于摩擦力时，拉力最小，故最小拉力为，故C正确，ABD错误； 故选：C。 、两本书一页一页地交叉对插压紧后，每张纸上下两个面都有摩擦上下除外，导致两书之间的摩擦力很大，不是因为书的重力大的缘故，故A错误； B、由于没有拉动，书本受力平衡，所以一本书受到的书页间摩擦力之和等于绳子拉书的力，故B错误； C、以两本书整体为研究对象，根据平衡条件可知，左右两根绳子上的拉力是一对平衡力，故C错误； D、竖直方向根据平衡条件可知，两本书受到的重力和教师对两本书的支持力是一对平衡力，故D正确； 故选：D。 、根据图乙可知，箱子与地面间的最大静摩擦力为，当时，没有拉动，箱子与书籍保持静止，故A正确； B、根据图乙可知，书本与箱子之间的最大静摩擦力为，当时，书籍受到的是静摩擦力，箱子与书籍没有发生相对运动，故B错误； C、对书籍和箱子整体受力分析可知，，解得箱子与地面间的动摩擦因数为：，故C正确； D、对书籍受力分析可知，，解得箱子与书籍间的动摩擦因数为：，故D错误。 故选：AC。 一般认为细绳不易拉伸，迅速拉时，由于惯性，书还没有来得及运动，下面的细绳就会断裂，所以在迅速拉的一瞬间上段细绳的拉力几乎不变，下段细绳先断； 若拉力逐渐增大，根据平衡条件可得上面绳的拉力大小为：，即上面的细绳受到的拉力大，上面的细绳先断。 故答案为：下段；上段。 故答案为：；；；下段；上段。 纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的公式即可求解； 两书之间的摩擦力很大是由于每页都受到摩擦力，导致总的最大静摩擦力之和很大；根据平衡条件结合作用力与反作用力进行分析； 根据图乙可知地面与箱子之间的最大静摩擦力、箱子与书籍之间的最大静摩擦力，根据摩擦力的计算公式结合图像进行分析； 快速拉动时，由于书本的惯性，书本的位移变化需要时间，从而使上端细绳拉力几乎不变；缓慢拉动时，根据平衡条件进行分析。 本题主要是考查了共点力的平衡问题、摩擦力的计算以及惯性的知识。对于力的平衡，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。 3.【答案】B  BD  D  B    外轨  【解析】解：、在研究列车车轮转动的快慢时，列车车轮的形状、大小不可以忽略列车车轮不可以被看作质；在研究列车从北京到上海的位移时，列车的形状大小可以忽略，列车可以被看作质点，故A错误，B正确； C、坐在向前行驶的列车中的小明看见窗外的树向后移动，他选择的参考系是列车，故C错误； D、选择不同物体作为参考系，对列车运动情况的判断结果可能不同，故D错误； 故选：B。 、根据题意可知，功率保持不变，且：， 若列车在加速行驶，则v增大，F减小，列车加速度逐渐减小，故AC错误，B正确； D、若行驶过程中速度不变，则F不变，此时，列车保持匀速运动，故D正确； 故选：BD。 、由于列车做初速度为零的匀加速运动，以列车为参考系，列车上的人看到这名观察者也在做匀加速直线运动，故A错误； B、根据可得列车第1节车厢通过观察者的时间为： 列车第2节车厢通过观察者的时间为： 故列车第1节和第2节车厢通过观察者的时间之比为：，故B错误； C、根据B项分析可知，列车第1节和第n节车厢通过观察者的时间之比为：，故C错误； D、根据平均速度：，可得列车第1节和第n节车厢通过观察者的平均速度大小之比为：，故D正确。 故选：D。 列车加速出站速度增大，由于惯性水相对窗向后运动，故B正确，ACD错误； 故选：B。 列车匀速经过弯道，速度，列车的加速度为： 设列车转弯角度为时，车轮刚好与内、外轨没有侧向挤压，根据列车做圆周运动有： 解得： 由于，可知外轨将受到车轮的侧向挤压。 故答案为：；；；；；外轨。 根据质点的定义，结合不同物体作为参考系，对讨论的物体运动情况的判断分析求解； 根据功率和力，结合牛顿第二定律分析求解； 根据匀变速直线运动位移-时间公式，结合平均速度公式分析求解； 根据惯性的特点，结合水和列车的运动分析求解； 根据向心加速度表达式，结合合外力提供向心力分析求解。 本题考查了力学综合，要求学生基本功扎实，合理选取公式，且对图像正确分析是解决此类问题的关键。 4.【答案】B  C  B  A  A  【解析】解：根据题意可知，中国“天宫”空间站的周期为，轨道半径为 A.根据万有引力提供向心力和地球表面万有引力等于重力有，联立解得，由于T、R和r已知，则可以求出地球表面重力加速度，故A错误； B.根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力有，解得，则地球的密度为，引力常量G未知，则无法求出地球密度，故B正确； C.根据题意，由公式可知，由T和r已知，则可以求出空间站的运行速度，故C错误； D.设地球同步卫星的轨道半径，周期，由开普勒第三定律有可得，地球同步卫星与空间站的轨道半径之比，根据万有引力提供向心力有，可得，则可求出地球同步卫星与空间站的速度比，由C选项可知，空间站的运行速度，则可求地球同步卫星的运行速度，故D错误。 故选：B。 根据线速度的公式有飞船的运行速度为，故A正确； B.根据，，联立得，地球的第一宇宙速度为，故B正确； C.根据，，地球的质量为，故C错误； D.根据，，地球表面的重力加速度为，故D正确。 本题选错误的，故选：C。 当动摩擦因数为的两本书之间恰好要发生相对滑动时，同学运动的加速度最大，为，故A错误； B.匀速前进时，书与书之间没有相对运动趋势，没有水平摩擦力，故B正确； C.加速前进时，手给书有支持力和静摩擦力，这两个力的合力方向斜向前方，故C错误； D.根据整体法可推知，无论将把动摩擦因数比较小的书本放在上层还是下层，只要同学运动的加速度大于最大加速度，都会发生相对滑动，故D错误。 故选：B。 整体上类似于共轴转动，则每位同学的角速度相同，故A正确； B.因为每位同学做匀速圆周运动，则所受的合力提供向心力，不为零，故B错误； C.因为不同学生做圆周运动的半径不同，则每位同学的速度大小也不相同，故C错误； D.因为圆周运动的加速度为向心加速度，方向变化，则每位同学的加速度是变化的，故D错误。 故选：A。 以家长为参考系，该同学和家长有相同速度，是静止的，故A正确； B.以汽车为参考系，地面是向后运动的，故B错误； C.选择驾驶员为参考系，汽车是静止的，故C错误； D.选择运动的汽车为参考系，学校是运动的，故D错误。 故选：A。 故答案为：；；；；。 根据万有引力提供向心力，或等于重力结合密度公式，线速度公式和开票了第三定律进行分析判断； 根据线速度公式结合万有引力提供向心力，导出线速度、质量和重力加速度的表达式进行判断； 根据牛顿第二定律、平衡条件结合力的合成知识，整体法等进行分析解答； 根据共轴转动特征、线速度、合外力以及向心加速度等公式及各物理量的矢量性等分析判断； 根据参考系的选取原则及判断方法进行分析解答。 考查万有引力定律的应用，牛顿第二定律，圆周运动的相关知识，会根据题意进行准确分析解答。 5.【答案】B  27  C   A  2 mg   【解析】解：对无人机受力分析，受重力，空气作用，二者的合力沿水平方向提供向心力，故空气对无人机的作用力方向为斜向上。故B正确，ACDE错误。 故选：B。 因为无人机在水平面内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律，其中，联立解得空气对无人机的作用力大小为； ①小球在空中飞行过程中，水平方向上有初速度，竖直方向上受重力作用，故小球做平抛运动，加速度为重力加速度。故C正确，ABD错误。 故选：C。 ②竖直方向上，落地时满足，联立解得无人机匀速飞行时的速度大小为； 如图所示 假设第二颗小球经过Ab，第三颗经过点是轨迹与斜面的交点；则a、A、B、P、C在同一水平线上，由题意可知，设，，斜面倾角为，三颗小球到达a所在水平面的竖直速度为，水平速度为，对第二颗小球，水平方向上，竖直方向上，；若第三颗小球的轨迹经过cC，则对第三颗小球，水平方向上，竖直方向上；解得， ，所以第三颗小球的轨迹不经过cC，则第三颗小球将落在bc之间。故A正确，BCD错误。 故选：A。 无人机从飞至高处，加速度大小恒为g，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得，解得空气对无人机的作用力；无人机飞至处，根据动能定理可得，解得。 故答案为：；；①C；②；；，。 对无人机进行受力分析，再判断空气作用力； 根据牛顿第二定律及相应的几何关系列式解答； 根据平抛运动的受力和平抛运动的规律列式解答； 根据平抛运动的知识结合水平、竖直方向的分运动情况进行分析判断； 根据牛顿第二定律和动能定理列式解答。 考查平抛运动和圆周运动的相关问题、牛顿运动定律和动能定理的应用，会根据题意进行准确分析解答。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$