精品解析：上海市浦东新区洋泾中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷

上海市洋泾中学2024学年度第二学期 高一物理试卷 考试说明： 1、试卷共8题，考试时间60分钟，满分100分。 2、本卷可以使用考试专用计算器进行计算。 3、简答部分必须写出必要的文字说明、公式和演算步骤，否则不予给分。 4、本次考试分设试卷和答题纸，所有问题，一律写在答题纸上。 一、阅读以下材料，完成第1-3题（共19分） 验证机械能守恒定律 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表： 高度h/m 0.10 0.08 006 004 0.02 0 势能Ep/J 0.0295 0.0236 0.0177 0.0109 0.0059 0.0000 动能Ek/J 0.0217 A 0.0328 0.0395 0.0444 0.0501 机械能E/J 0.0512 0.0507 0.0505 0.0504 0.0503 00501 1. 关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是（　　） A. 摆锤仅受重力时，机械能才守恒 B. 只有合外力为零时，机械能才守恒 C. 只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒 D. 只有合外力做功为零时，机械能才守恒 2. 摆锤内置的传感器是______传感器，若挡光片的宽度为d，挡光时间为Δt，则摆锤经过挡光片时的速度大小为______。表中A的数据应为______J。表中机械能随着高度的下降会有略微的减小，其可能的原因是：______。 3. 另一小组记录了每个挡光片所在的高度h及其相应的挡光时间Δt后，绘制了和四幅图像。为了说明实验结果机械能守恒，最合适的选择是（　　） A. B. C. D. 二、阅读以下材料，完成第4-6题（共15分） 京沪高铁 京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。 4. 陈老师乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移______（选涂“A、相同”、“B、不同”），陈老师______（选涂“A、能”、“B、不能”）画出她从上海到北京过程的“速度−时间”图像。 5. 为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的。如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的______（选涂“A、外轮”、“B、内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故。为此，铺设轨道时应该把______（选涂“A、外轨”、“B、内轨”）适当降低一定的高度。 6. 动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行（其中4节是动力车厢）。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是（　　） A. B. C. D. 三、阅读以下材料，完成第7-11题（共24分） 天宫空间站 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道Ⅰ，再进入椭圆轨道Ⅱ，最终进入目标圆轨道Ⅲ与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 7. 飞船的运行情况是（ ） A. 在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速 B. 在b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要减速 C. 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 D. 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率小于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 8. “神舟十九号”飞船在加速升空过程中处于______状态（选涂“A、超重”、“B、失重”） 9. “神舟十九号”要想发射成功，其发射速度可能为（ ） A. 4.5km/s B. 6.0km/s C. 7.5km/s D. 9.0km/s 10. “神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时（ ） A. 处于平衡状态 B. 做匀速运动 C. 受到地球引力和向心力两个力的作用 D. 做变加速运动 11. （1）已知万有引力常量为G，地球质量为M，天宫空间站总质量为m。则天宫空间站绕地球运行的周期为______。 （2）若在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。已知小球a、b的质量关系为，且小球碰撞为弹性碰撞，则测得的t1、t2比值t1:t2为：____ 四、阅读以下材料，完成第12-14题（共22分） 农村社会实践调查 小黄同学在“学农”活动中对灌溉技术产生了研究兴趣，并对此开展了调查。该可以追溯到几千年前早在明代就有牛拉翻车，并通过齿轮传动，将湖水翻入农田的记载（如图1）。当今人们可以通过（如图2）所示的水泵抽取地下水进行灌溉。图3为简化图，水从水泵出水口以某一速度沿水平方向喷出，出水口截面上各处水流速度等大。 12. 已知图1中A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为、，则（ ） A. 齿轮A、B边缘的角速度之比为 B. 齿轮B、C边缘的向心加速度大小之比为 C. 齿轮B、C边缘的角速度之比为 D. 齿轮A、C边缘的向心加速度大小之比为 13. 小黄同学尝试只用一把卷尺，测量图中水泵的最大出水量（即出水口单位时间内流出的水的最大体积）。步骤如下： （1）关闭水阀，用卷尺测出出水口的内直径为D； （2）测出出水口离地高度为h，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出的水落地的平均位置，关上阀门，测量出平均位置到出水口的水平距离为L，已知重力加速度为g，忽略空气阻力，则出水口的水速大小______（用已知物理量的字母表示）； （3）请推导表达式：______（用已知物理量的字母表示）。 （4）若已知水的密度为ρ，出水口的水速为v，管口横截面积为S，求t时间内水泵从地下抽水，水泵对水所做的功W____（用ρ、v、S表示） 14. 有时需要扩大灌溉面积，可以在出水管末端加装一段细管，如图所示。保持细管水平且高度不变，粗管内单位时间的进水量不变，则加装细管后（ ） A. 喷出的水的出口速度不变 B. 喷出的水的水平射程将变大 C. 单位时间内的出水量将显著增加 D. 喷出的水在空中运动的时间将变长 五、阅读以下材料，完成第15-16题（共20分） 军训记忆 5月12日，我校高一年级同学前往“东方绿舟”开展了为期五天军训活动。在本次活动中，同学们除了基本的队列训练外，还参观了一系列军事设施，进一步认识到科技力量是国家核心竞争力的关键支撑。大国重器，是国家核心竞争力的关键支撑。它们彰显科技实力，推动产业升级，在国际舞台展现中国力量，助力民族伟大复兴征程。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，质量为。 15. 一种破冰方式为滑上冰层借助自身重力破冰。在船头相对冰层向上滑动时，受到冰层的作用力，在如图（a）所示的a、b、c、d四个方向中，可能是（ ） A. a B. b C. c D. d 16. 另一种破冰方式是靠强大的动力和坚固的船身冲击冰层，如下图（b）所示，某次破冰过程，“雪龙2号”以4m/s的速度正对浮冰碰撞，2.5s后撞停，求此过程中，冰层受到水平方向的冲击力大小为______N。 “水道渠成”是军训中常见的训练项目，让同学们体会团队合作的重要性。如图所示同组同学手持相同的水管，交替相连构成一个能够不断向前延伸的斜面管道，让小球落入终点的圆筒中。 某小组共七人，以下是他们的比赛方案及相关信息： 7号同学将其管道水平放置在圆简上方，且管道最左侧C点与圆简边缘竖直对齐。 1-6号同学从A点开始按顺序连接管道，将小球从A点由静止释放，当小球离开1号同学的管道后，该同学立即将其管道与6号同学恰好无缝相连，以此类推，循环往复，直至管道连接到7号同学管道的最右侧B点。 根据比赛要求，AB间的水平距离需要恒为S且已知每根管道长L。（过程中不计任何阻力及碰撞能量损失） 17. 若仅在在本问中，，且小球到达B点的速度，则与7号同学相连的应是______号同学。 18. 该组为了赢得比赛，尝试去调整AB与水平面间的夹角，通过纯理论分析，可以得知：取值为______时，可以让小球在AB段的运动时间最短。 19. 对于上一问中计算所得取值，该组另一位同学认为：该取值可能会遇上一些现实意义上的困难______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海市洋泾中学2024学年度第二学期 高一物理试卷 考试说明： 1、试卷共8题，考试时间60分钟，满分100分。 2、本卷可以使用考试专用计算器进行计算。 3、简答部分必须写出必要的文字说明、公式和演算步骤，否则不予给分。 4、本次考试分设试卷和答题纸，所有问题，一律写在答题纸上。 一、阅读以下材料，完成第1-3题（共19分） 验证机械能守恒定律 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表： 高度h/m 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 势能Ep/J 0.0295 0.0236 0.0177 0.0109 0.0059 0.0000 动能Ek/J 0.0217 A 0.0328 0.0395 0.0444 0.0501 机械能E/J 0.0512 0.0507 0.0505 0.0504 0.0503 0.0501 1. 关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是（　　） A. 摆锤仅受重力时，机械能才守恒 B. 只有合外力为零时，机械能才守恒 C. 只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒 D. 只有合外力做功为零时，机械能才守恒 2. 摆锤内置的传感器是______传感器，若挡光片的宽度为d，挡光时间为Δt，则摆锤经过挡光片时的速度大小为______。表中A的数据应为______J。表中机械能随着高度的下降会有略微的减小，其可能的原因是：______。 3. 另一小组记录了每个挡光片所在的高度h及其相应的挡光时间Δt后，绘制了和四幅图像。为了说明实验结果机械能守恒，最合适的选择是（　　） A. B. C. D. 【答案】1. C 2. ①. 光电门 ②. ③. 0.0271 ④. 空气阻力做负功 3. C 【解析】 【1题详解】 根据机械能守恒定律条件可知，只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒。 故选C。 【2题详解】 [1]摆锤内置的传感器是光电门传感器； [2]摆锤经过挡光片时的速度大小为 [3]根据动能与势能之和等于机械能可知，A处的数据为 [4]可能的原因是空气阻力做负功。 【3题详解】 设摆锤释放位置高度为H，若摆锤在下降过程中机械能守恒，则应满足 解得， 可知与h成线性关系，与H−h成幂函数关系，式中h表示摆锤所在高度，则最合适的图像为C。 故选C。 二、阅读以下材料，完成第4-6题（共15分） 京沪高铁 京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。 4. 陈老师乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移______（选涂“A、相同”、“B、不同”），陈老师______（选涂“A、能”、“B、不能”）画出她从上海到北京过程的“速度−时间”图像。 5. 为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的。如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的______（选涂“A、外轮”、“B、内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故。为此，铺设轨道时应该把______（选涂“A、外轨”、“B、内轨”）适当降低一定的高度。 6. 动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行（其中4节是动力车厢）。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】4. ①. B ②. B 5. ①. A ②. B 6. B 【解析】 【4题详解】 [1]根据位移的定义，即可知往返过程的位移方向不同，即位移不同； [2]根据上海到北京的路径特点，即可知速度方向必然变化，且不在一条直线上，不能画速度—时间图像； 【5题详解】 [1]根据火车过弯道时，向心力指向弯道内侧，即可知火车的车轮受到轨道的挤压指向内侧，即外轨对火车有挤压，火车的外轮对外轨有挤压； [2]为使轨道对车辆的支持力与重力的合力，提供需要的向心力，可知外轨应比内轨高，合力才指向内侧； 【6题详解】 四动四拖模式下，列车匀速运行，可得额定功率与速率满足 解得 改为一动七拖模式后，对列车受力分析，可知 联立解得 改为一动七拖模式后，加速度表达式为 可知随着速度v减小，加速度a也减小。 故选B。 三、阅读以下材料，完成第7-11题（共24分） 天宫空间站 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道Ⅰ，再进入椭圆轨道Ⅱ，最终进入目标圆轨道Ⅲ与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 7. 飞船的运行情况是（ ） A. 在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速 B. b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要减速 C. 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 D. 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动运行速率小于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 8. “神舟十九号”飞船在加速升空过程中处于______状态（选涂“A、超重”、“B、失重”） 9. “神舟十九号”要想发射成功，其发射速度可能为（ ） A. 4.5km/s B. 6.0km/s C. 7.5km/s D. 9.0km/s 10. “神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时（ ） A. 处于平衡状态 B. 做匀速运动 C. 受到地球引力和向心力两个力的作用 D. 做变加速运动 11. （1）已知万有引力常量为G，地球质量为M，天宫空间站总质量为m。则天宫空间站绕地球运行的周期为______。 （2）若在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。已知小球a、b的质量关系为，且小球碰撞为弹性碰撞，则测得的t1、t2比值t1:t2为：____ 【答案】7 AC 8. A 9. D 10. D 11. ①. ②. 【解析】 【7题详解】 A．在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速，A正确； B．在b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要加速，B错误； CD．根据牛顿第二定律得 解得 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率，C正确，D错误。 故选AC。 【8题详解】 “神州十九号”飞船在加速升空过程中，加速度方向向上，飞船处于超重状态。 故选A。 【9题详解】 “神州十九号”要想发射成功，其发射速度可能为9.0km/s，因为发射速度小于7.9km/s，卫星将落回地面。ABC错误，D正确。 故选D。 【10题详解】 A．“神州十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，合力不等于0，处于非平衡状态，A错误； B．“神州十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，速度方向变化，不是匀速运动，B错误； C．“神州十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，受到地球引力一个力作用，不受向心力的作用，C错误； D．“神州十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，加速度方向变化，做变加速运动，D正确。 故选D。 【11题详解】 （1）根据牛顿第二定律得 解得 （2）根据动量守恒定律得 根据机械能守恒定律得 解得 四、阅读以下材料，完成第12-14题（共22分） 农村社会实践调查 小黄同学在“学农”活动中对灌溉技术产生了研究兴趣，并对此开展了调查。该可以追溯到几千年前早在明代就有牛拉翻车，并通过齿轮传动，将湖水翻入农田的记载（如图1）。当今人们可以通过（如图2）所示的水泵抽取地下水进行灌溉。图3为简化图，水从水泵出水口以某一速度沿水平方向喷出，出水口截面上各处水流速度等大。 12. 已知图1中A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为、，则（ ） A. 齿轮A、B边缘的角速度之比为 B. 齿轮B、C边缘的向心加速度大小之比为 C. 齿轮B、C边缘的角速度之比为 D. 齿轮A、C边缘的向心加速度大小之比为 13. 小黄同学尝试只用一把卷尺，测量图中水泵的最大出水量（即出水口单位时间内流出的水的最大体积）。步骤如下： （1）关闭水阀，用卷尺测出出水口的内直径为D； （2）测出出水口离地高度为h，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水落地的平均位置，关上阀门，测量出平均位置到出水口的水平距离为L，已知重力加速度为g，忽略空气阻力，则出水口的水速大小______（用已知物理量的字母表示）； （3）请推导表达式：______（用已知物理量的字母表示）。 （4）若已知水的密度为ρ，出水口的水速为v，管口横截面积为S，求t时间内水泵从地下抽水，水泵对水所做的功W____（用ρ、v、S表示） 14. 有时需要扩大灌溉面积，可以在出水管末端加装一段细管，如图所示。保持细管水平且高度不变，粗管内单位时间的进水量不变，则加装细管后（ ） A. 喷出的水的出口速度不变 B. 喷出的水的水平射程将变大 C. 单位时间内的出水量将显著增加 D. 喷出的水在空中运动的时间将变长 【答案】12. D 13. ①. ②. ③. 14. B 【解析】 【12题详解】 A．由A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，可知vA=vB，由角速度与线速度之间的关系v=ωr可知vA=ωA•rA，vB=ωB•rB，结合A、B之间半径的关系，可得ωA：ωB=rB：rA=1：2，故A错误； C．由B、C齿轮同轴，可知两者角速度相等，齿轮B、C边缘的角速度之比为1：1，故C错误； B．由向心加速度和角速度关系an=ω2r  可得anB：anC=rB：rC=3：1，故B错误； D．由向心加速度和线速度关系 可得anA：anB=rB：rA=1：2 故而A、C边缘的向心加速度大小之比anA：anC=3：2，故D正确。 故选D。 【13题详解】 （2）[1]由分析可知，水流自出水口出去之后做平抛运动，水平匀速直线L=vt 竖直方向自由落体运动 联立可得 （3）[2]出水口截面积为 出水口单位时间内流出的水的最大体积 （4）[3]由功能关系可得水泵对水所做的功 【14题详解】 AB．由流体体积公式V0=Sv，由图可知出水口直径变小，横截面积变小，粗管内单位时间的进水量不变，则喷出的水的出口速度变大，进而水平射程将变大，故A错误，B正确； C．粗管内单位时间的进水量不变，单位时间内的出水量也不变，故C错误； D．平抛运动的运动时间只与落地高度有关，保持细管水平且高度不变，则喷出的水在空中运动的时间不变，故D错误。 故选B。 五、阅读以下材料，完成第15-16题（共20分） 军训记忆 5月12日，我校高一年级同学前往“东方绿舟”开展了为期五天的军训活动。在本次活动中，同学们除了基本的队列训练外，还参观了一系列军事设施，进一步认识到科技力量是国家核心竞争力的关键支撑。大国重器，是国家核心竞争力的关键支撑。它们彰显科技实力，推动产业升级，在国际舞台展现中国力量，助力民族伟大复兴征程。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，质量为。 15. 一种破冰方式为滑上冰层借助自身重力破冰。在船头相对冰层向上滑动时，受到冰层的作用力，在如图（a）所示的a、b、c、d四个方向中，可能是（ ） A. a B. b C. c D. d 16. 另一种破冰方式是靠强大的动力和坚固的船身冲击冰层，如下图（b）所示，某次破冰过程，“雪龙2号”以4m/s的速度正对浮冰碰撞，2.5s后撞停，求此过程中，冰层受到水平方向的冲击力大小为______N。 【答案】15. C 16. 1.92×107 【解析】 【15题详解】 船头受到冰的支持力，支持力的方向与船头方向垂直；船头还受到冰的摩擦力，方向沿船头斜向下；支持力和摩擦力的合力的方向可能是c，C正确，ABD错误。 故选C 【16题详解】 根据动量定理得 解得 根据牛顿第三定律，冰层受到的冲击力大小为 “水道渠成”是军训中常见的训练项目，让同学们体会团队合作的重要性。如图所示同组同学手持相同的水管，交替相连构成一个能够不断向前延伸的斜面管道，让小球落入终点的圆筒中。 某小组共七人，以下是他们的比赛方案及相关信息： 7号同学将其管道水平放置在圆简上方，且管道最左侧C点与圆简边缘竖直对齐。 1-6号同学从A点开始按顺序连接管道，将小球从A点由静止释放，当小球离开1号同学的管道后，该同学立即将其管道与6号同学恰好无缝相连，以此类推，循环往复，直至管道连接到7号同学管道的最右侧B点。 根据比赛要求，AB间的水平距离需要恒为S且已知每根管道长L。（过程中不计任何阻力及碰撞能量损失） 17. 若仅在在本问中，，且小球到达B点的速度，则与7号同学相连的应是______号同学。 18. 该组为了赢得比赛，尝试去调整AB与水平面间的夹角，通过纯理论分析，可以得知：取值为______时，可以让小球在AB段的运动时间最短。 19. 对于上一问中计算所得的取值，该组另一位同学认为：该取值可能会遇上一些现实意义上的困难______。 【答案】17. 2 18. 19. 见解析 【解析】 【17题详解】 设AB长度为x，根据几何关系有 从A到B，由动能定理可得 解得 由题意分析知与7号同学相连的应是2号同学； 【18题详解】 小球做匀加速运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据位移时间公式有 则有 解得 根据数学知识可知，当，即时有最小值。 【19题详解】 管道与管道连接时不能保证与地面夹角为45°，所以实际通过时间要大于最短时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$