精品解析：上海市新中高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试题

2024~2025学年上海市新中高级中学高一下学期期中测试卷 物理 试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 考生注意： 1、本试卷选择题均为“单选题”，每小题只能选1个正确选项 2、在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3、试卷共5页，答题纸共2页，在答题纸上准确填写个人信息，作答在答题纸上，在试卷上作答一律不得分 4、若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、自行车（12分） 自行车是大众绿色出行的重要交通工具。 1. 当自行车车轮在匀速圆周运动时，可看做是一种（ ） A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 匀加速曲线运动 D. 变加速曲线运动 2. 如图所示，在水平路面上做匀速圆周运动的自行车（可看做质点），在时间t内由A点顺时针第一次走到B点，AB弧所对的圆周角为，则车的角速度大小为_________。若AB弧长为l，则车的向心加速度为_______。 3. 电动自行车采用图示的链条传动方式，要将电动机转动的动力传下去，且要使转速升高，采用图示的链条传动方式，已知在工作时链条的下半部分是绷紧的，则可判断（　　） A. 轮1是电动机轮，且在逆时针转动 B. 轮2是电动机轮，且在逆时针转动 C. 轮1是电动机轮，且在顺时针转动 D. 轮2是电动机轮，且在顺时针转动 二、汽车（24分） 汽车是大众便携出行重要交通工具。 4. 汽车从M到N做减速运动，下面四个选项中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（　　） A B. C. D. 5. 如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0m，B点的转弯半径为4.0m，学员和教练员（均可视为质点）（　　） A. 运动周期之比为 B. 运动线速度大小之比为 C. 向心加速度大小之比为 D. 受到合力大小之比为 6. 对于“汽车沿斜坡匀速向坡顶运动”中涉及的相关物理问题，某研究性学习小组有以下说法，其中错误的有（ ） A. 此过程中合外力做正功 B. 此过程中汽车的动能不变 C. 此过程中牵引力的功率不变 D. 此过程中汽车的重力势能增大 7. 炎热的夏天，一辆卡车在丘陵地带行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的一段地形时有可能爆胎，则下列地点中爆胎概率最大的点是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 8. 如上图所示，是一种清洗车辆用的手持式喷水枪．若已知水枪口的横截面积为，喷出水的速度为（水的密度为），试问它每秒射出水的动能的表达式为_________（用题中所给字母表示），数值为___________。 9. 电动汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（其中，）（　　） A. B. C. D. 三、天体运动（24分） 探索宇宙是未来的科学主要方向，天体运动蕴藏着很多物理规律。 10. 卡文迪许扭秤实验，验证了万有引力定律，测出了引力常量，其值为G=6.67×10-11_____（填SI制单位），在物理量测量中所使用科学方法是__________。 11. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。 12. 地球半径为r1，赤道上某点随地球自转的线速度大小为v1，周期为T1；某轨道半径为r2的地球同步卫星运行的线速度大小为v2，周期为T2，则T1:T2=_______，v1:v2=_______。 13. 从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择_______发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，请分析选择哪个发射场较好？_______ 14. 第一宇宙速度大小约为7.9km/s （1）它是从地面发射卫星的______速度，也是环绕地球运动的_______速度。（均选填“最小”或“最大”） （2）如果要推导出宇宙第一加速度，需要已知哪些物理量，写出相应的速度表达式：___________。 15. 1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G，则v1______v2，且v1_______（填“>”“<”或“=”）。 四、探究向心力大小与半径，角速度，质量的关系（10分） 16. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。如图所示是为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系“的实验装置。当质量为0.30kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，已知⑥的宽度为2.4mm。 （1）本实验除了有无线力传感器(图中②)外，还有无线_______传感器(图中⑤)。 （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和____保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△t=0.05s，则线速度=______m/s，测得当光杆到圆心距离L=0.15m，则此时砝码转动的角速度_______rad/s （3）设传感器⑤测得的物理量为△t，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图b所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______ (结果保留2位有效数字)。 五、生活中的物理（30分） 小新同学和小中同学在学校做好值日生后相约去游乐场，期间发现有些项目与最近学的物理相关。 17. 如图所示，教室里有一个大木箱妨碍了打扫卫生，两人用互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J、则力F1和F2的合力对物体做的功为（ ） A. 7J B. 5J C. 3.5J D. 1J 18. 推好箱子后，两人有了重力势能的说法，以下正确的是（　　） A. 放在地面上的物体重力势能一定为零 B. 若选取地面为零势能面，则表示在地面上的物体无重力势能 C. 重力势能是地球和物体共同具有的 D. 处在同一高度的物体，具有的重力势能相同 19. 如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们高度相同。某同学先后通过长、短两种滑梯滑到底端的过程中，不计阻力，下列说法正确的是（ ） A. 沿短滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 B. 沿长滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 C. 沿长滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 D. 沿短滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 20. 陆老师的质量为m=60kg，他从滑梯（滑梯形状如图所示）顶端A点滑下，经长L=3m的旋转滑道到达底端B点，A,B两点间水平距离x=0.6m，高度差h=0.8m。若下滑过程中阻力F阻的大小恒为60N，则下滑过程中陆老师重力所做功WG=____J，阻力所做的功W阻=______J。 21. 如图为游乐场滑道的示意图，内壁光滑的水平半圆形管道与倾角的倾斜管道和水平直管道顺滑连接．管道的A端离管道所在平面的高度，管道的跨度，离水面的高．质量的小中同学（可视为质点）从A端静止滑下，小中同学与管道的动摩擦因数，与管道的动摩擦因数．小中同学经过B点时速度大小不变，整个过程空气阻力不计，重力加速度g取．求： （1）小中同学经过B点时的速度大小； （2）小中同学进入圆管后对管侧壁的弹力大小； （3）要使小中同学落到水中速度不超过，管道长度需满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年上海市新中高级中学高一下学期期中测试卷 物理 试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 考生注意： 1、本试卷选择题均为“单选题”，每小题只能选1个正确选项 2、在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3、试卷共5页，答题纸共2页，在答题纸上准确填写个人信息，作答在答题纸上，在试卷上作答一律不得分 4、若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、自行车（12分） 自行车是大众绿色出行的重要交通工具。 1. 当自行车车轮在匀速圆周运动时，可看做是一种（ ） A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 匀加速曲线运动 D. 变加速曲线运动 2. 如图所示，在水平路面上做匀速圆周运动的自行车（可看做质点），在时间t内由A点顺时针第一次走到B点，AB弧所对的圆周角为，则车的角速度大小为_________。若AB弧长为l，则车的向心加速度为_______。 3. 电动自行车采用图示的链条传动方式，要将电动机转动的动力传下去，且要使转速升高，采用图示的链条传动方式，已知在工作时链条的下半部分是绷紧的，则可判断（　　） A. 轮1是电动机轮，且在逆时针转动 B. 轮2是电动机轮，且在逆时针转动 C. 轮1是电动机轮，且在顺时针转动 D. 轮2是电动机轮，且在顺时针转动 【答案】1. D 2. ①. ②. 3. B 【解析】 【1题详解】 匀速是指速度大小恒定，但速度方向时刻发生变化，因此属于变速曲线运动，而且加速度方向指向圆心，方向时刻改变，属于变加速运动，因此匀速圆周运动属于变加速曲线运动。 故选D。 【2题详解】 [1]根据加速度的定义，可知角速度 [2]自行车运动半径 车的向心加速度 【3题详解】 根据转速，两轮边缘的线速度大小相等，半径越小，转速越快，因此要使转速升高，应使轮2是电动机轮，带动轮1转动，由于下部分绷紧，轮2一定逆时针转动。 故选B。 二、汽车（24分） 汽车是大众便携出行的重要交通工具。 4. 汽车从M到N做减速运动，下面四个选项中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0m，B点的转弯半径为4.0m，学员和教练员（均可视为质点）（　　） A. 运动周期之比为 B. 运动线速度大小之比为 C. 向心加速度大小之比为 D. 受到的合力大小之比为 6. 对于“汽车沿斜坡匀速向坡顶运动”中涉及的相关物理问题，某研究性学习小组有以下说法，其中错误的有（ ） A. 此过程中合外力做正功 B. 此过程中汽车的动能不变 C. 此过程中牵引力的功率不变 D. 此过程中汽车的重力势能增大 7. 炎热的夏天，一辆卡车在丘陵地带行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的一段地形时有可能爆胎，则下列地点中爆胎概率最大的点是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 8. 如上图所示，是一种清洗车辆用的手持式喷水枪．若已知水枪口的横截面积为，喷出水的速度为（水的密度为），试问它每秒射出水的动能的表达式为_________（用题中所给字母表示），数值为___________。 9. 电动汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（其中，）（　　） A. B. C. D. 【答案】4. B 5. C 6. A 7. D 8. ①. ②. 51.84J 9. B 【解析】 【4题详解】 一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，即汽车做减速运动，合力方向指向曲线凹侧，且合力方向与速度方向夹角为钝角。 故选B。 【5题详解】 A．根据题意可知，教练和学员为同轴转动，转动的角速度相等，则运动周期之比为，故A错误； B．由公式可知，运动线速度大小之比为，故B错误； C．由公式可知，向心加速度大小之比为，故C正确； D．由公式可知，受到的合力大小之比为，故D错误。 故选C。 【6题详解】 AB．汽车匀速向坡顶运动的过程中，合力为零，则合力做功为零，速度不变，动能不变，故A错误，B正确； C．汽车沿斜坡向上匀速运动的过程中受重力、支持力、牵引力和摩擦力，由于合力为零，则牵引力 可知牵引力不变，速度不变，根据知牵引力功率不变，故C正确； D．汽车在匀速向上运动的过程中，重力势能增加，故D正确。 本题选错误的，故选A。 【7题详解】 根据题意可知，卡车在处和处时，有向下的加速度，处于失重状态，地面对卡车的作用力小于卡车重力，在处和处时，有向上的加速度，处于超重状态，则有 可知，速率不变时，半径越小，地面对卡车作用力越大，则卡车行驶到处时，地面对卡车的作用力最大，最容易爆胎。 故选D。 【8题详解】 [1]根据题意可知，每秒射出水的质量为 则每秒射出水的动能为 [2]代入数据可得， 【9题详解】 根据题意，由图可知，汽车在时间内，以恒定功率启动，随着增大，牵引力减小，加速度减小，当牵引力等于阻力时，达到最大速度 在时间内，以恒定功率启动，随着增大，牵引力减小，加速度减小，当牵引力等于阻力时，达到最大速度 故选B。 三、天体运动（24分） 探索宇宙是未来的科学主要方向，天体运动蕴藏着很多物理规律。 10. 卡文迪许扭秤实验，验证了万有引力定律，测出了引力常量，其值为G=6.67×10-11_____（填SI制单位），在物理量测量中所使用的科学方法是__________。 11. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。 12. 地球半径为r1，赤道上某点随地球自转的线速度大小为v1，周期为T1；某轨道半径为r2的地球同步卫星运行的线速度大小为v2，周期为T2，则T1:T2=_______，v1:v2=_______。 13. 从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择_______发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，请分析选择哪个发射场较好？_______ 14. 第一宇宙速度大小约为7.9km/s （1）它是从地面发射卫星的______速度，也是环绕地球运动的_______速度。（均选填“最小”或“最大”） （2）如果要推导出宇宙第一加速度，需要已知哪些物理量，写出相应的速度表达式：___________。 15. 1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G，则v1______v2，且v1_______（填“>”“<”或“=”）。 【答案】10 ①. m3·s-2·kg-1 ②. 微小量放大法 11. ①. 不重合 ②. 22.5° 12. ①. 1:1 ②. r1:r2 13. ①. 向东 ②. 文昌发射场 14. ①. 最小 ②. 最大 ③. 地球表面重力加速度g，地球半径R， 15. ①. ＞ ②. ＞ 【解析】 【10题详解】 [1]根据万有引力定律 可得 所以引力常量的单位为 [2]在物理量测量中所使用的科学方法是微小量放大法。 【11题详解】 [1]由图可知，飞船运动轨道面与赤道面不重合； [2]地球自转转过的角度为 【12题详解】 [1]同步卫星的运行周期与地球自转的周期相同，所以 [2]根据公式可得 【13题详解】 [1]由于地球自西向东转动，所以可以借助地球自转选择向东发射； [2]纬度越小，地球表面物体随地球自转的轨道半径越大，则物体的线速度越大，所以选择文昌发射场较好。 【14题详解】 [1][2]第一宇宙速度是从地面发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运动的最大速度； [3]根据可得 所以需要已知地球表面的重力加速度g和地球半径R。 15题详解】 [1]根据开普勒第二定律可得 [2]若卫星在过近地点的圆轨道运行时，根据万有引力提供向心力 所以 卫星由圆轨道变轨到椭圆轨道，需要在近地点点火加速，所以 四、探究向心力大小与半径，角速度，质量的关系（10分） 16. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。如图所示是为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系“的实验装置。当质量为0.30kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，已知⑥的宽度为2.4mm。 （1）本实验除了有无线力传感器(图中②)外，还有无线_______传感器(图中⑤)。 （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和____保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△t=0.05s，则线速度=______m/s，测得当光杆到圆心距离L=0.15m，则此时砝码转动的角速度_______rad/s （3）设传感器⑤测得的物理量为△t，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图b所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______ (结果保留2位有效数字)。 【答案】（1）光电门 （2） ①. 半径 ②. 0.048 ③. 0.32 （3）0.29m 【解析】 【小问1详解】 力传感器用来测量受到的力，还需要无线光电门传感器来测量砝码的速度。 【小问2详解】 [1] 本实验是探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，采用控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和半径保持不变。 [2] 用光电门传感器求得线速度为 [3]由 【小问3详解】 由 图像的斜率为 得 五、生活中的物理（30分） 小新同学和小中同学在学校做好值日生后相约去游乐场，期间发现有些项目与最近学的物理相关。 17. 如图所示，教室里有一个大木箱妨碍了打扫卫生，两人用互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J、则力F1和F2的合力对物体做的功为（ ） A. 7J B. 5J C. 3.5J D. 1J 18. 推好箱子后，两人有了重力势能的说法，以下正确的是（　　） A. 放在地面上的物体重力势能一定为零 B. 若选取地面为零势能面，则表示在地面上的物体无重力势能 C. 重力势能是地球和物体共同具有的 D. 处在同一高度的物体，具有的重力势能相同 19. 如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们的高度相同。某同学先后通过长、短两种滑梯滑到底端的过程中，不计阻力，下列说法正确的是（ ） A. 沿短滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 B. 沿长滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 C. 沿长滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 D. 沿短滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 20. 陆老师的质量为m=60kg，他从滑梯（滑梯形状如图所示）顶端A点滑下，经长L=3m的旋转滑道到达底端B点，A,B两点间水平距离x=0.6m，高度差h=0.8m。若下滑过程中阻力F阻的大小恒为60N，则下滑过程中陆老师重力所做功WG=____J，阻力所做的功W阻=______J。 21. 如图为游乐场滑道的示意图，内壁光滑的水平半圆形管道与倾角的倾斜管道和水平直管道顺滑连接．管道的A端离管道所在平面的高度，管道的跨度，离水面的高．质量的小中同学（可视为质点）从A端静止滑下，小中同学与管道的动摩擦因数，与管道的动摩擦因数．小中同学经过B点时速度大小不变，整个过程空气阻力不计，重力加速度g取．求： （1）小中同学经过B点时的速度大小； （2）小中同学进入圆管后对管侧壁的弹力大小； （3）要使小中同学落到水中速度不超过，管道长度需满足条件。 【答案】17. A 18. C 19. A 20. ①. 480 ②. -180 21. （1）10m/s；（2）1200N；（3）7.2m≤LCD＜10m 【解析】 【17题详解】 力F1和F2的合力对物体做的功为 故选A。 【18题详解】 A．放在地面上的物体重力势能不一定为零，要看零重力势能点的选择，选项A错误； B．若选取地面为零势能面，则表示在地面上的物体重力势能为零，不是无重力势能，选项B错误； C．重力势能是地球和物体共同具有的，选项C正确； D．根据EP=mgh可知，处在同一高度的物体，具有的重力势能不一定相同，选项D错误。 故选C。 【19题详解】 AB．根据机械能守恒定律 可知到达底端时速度大小相同，根据 可知沿短滑梯滑到底端时，竖直速度较大，则重力的瞬时功率大，选项A正确，B错误； CD．因长短滑梯竖直高度相同，根据 可知沿长短滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量相等，选项CD错误。 故选A。 【20题详解】 下滑过程中重力做功WG=mgh=60×10×0.8J=480J 阻力做功WF=-F阻L=-60×3J=-180J 【21题详解】 （1）从A到B由机械能守恒 解得 （2）游客进入水平管道后，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律可得游客贵管壁的弹力大小为1200N。 （3）落水的竖直速度 要使小中同学落到水中速度不超过，则水平速度最大值 设CD管道的长度为L，根据动能定理有 解得L=7.2m 要想恰能到达D端，则 解得 所以要使游客落到水中速度不超过8m/s管道CD长度满足7.2m≤LCD＜10m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$