精品解析：上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一上学期期末物理试卷

上海市曹杨二中2024学年度第一学期 高一年级期末考试物理试卷 考生注意： 1.答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2.本试卷共有22道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3.标注“多选”的问题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类问题，每小题只能选一个选项。 4.除特别说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8m/s2。 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，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】船做的是曲线运动，受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧。 故选C。 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（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】货物水平向右匀速运动，货物受到重力G、绳子拉力T和空气阻力f而平衡，如图所示 故选B。 3. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】橡皮在水平方向以速度v匀速运动，在竖直方向也以速度v匀速运动，则橡皮的速度大小为 故选B。 4. 下列表达式中可能表示功率的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据自由落体表达式可得， 可知，表示速度，表示时间，由表达式可知 A．表示质量与速度相乘，不是功率，故A不符合题意； B．表示质量与时间相乘，不是功率，故B不符合题意； C．表示力与速度相乘，是功率，故C符合题意； D．表示力与速度的比值，不是功率，故D不符合题意。 故选C。 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 【答案】B 【解析】 【详解】描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心力和向心加速度的大小均保持不变，方向时刻发生变化；始终保持不变的是角速度。 故选B。 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，另一端将木块1压在墙壁上，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f1、f2，最大静摩擦力大小分别为f1max、f2max。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A. f1>f2 B. f1<f2 C. f1max>f2max D. f1max<f2max 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于两木块质量相等，令为m，根据平衡条件有 ， 解得 故AB错误； CD．木块处于静止状态，则弹簧一定处于压缩状态，对木块进行分析，根据 ，， 解得 由于木块2比木块1厚一些，则放置木块2时，弹簧的压缩量大一些，可知 故C错误，D正确 故选D。 7. 如图（a），倾角为θ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，逐渐增大F，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）所示。g取10m/s2。若增大物体的质量，重复实验，得到的图像（ ） A. 斜率不变 B. 横轴截距增大 C. 纵轴截距增大 D. 纵轴截距不变 【答案】BD 【解析】 【详解】对物体受力分析，由牛顿第二定律可得 又 联立可得 可知增大物体的质量，重复实验，得到的图像斜率变小，纵轴截距不变；当时，可得横轴截距为 可知横轴截距增大。 故选BD。 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，轻绳OA与竖直方向的夹角为θ。一轻绳绕过轻滑轮，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，并沿水平地面缓慢向右运动，绕过滑轮的两绳夹角为α，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 【答案】CD 【解析】 【详解】A．以物体为研究对象，根据共点力平衡条件可得拉物体的轻绳上的弹力为 保持不变，故A错误； B．轻绳绕过轻滑轮，轻滑轮相当于一活结，该轻绳上的弹力大小都为，以滑轮为研究对象，由共点力平衡条件可得轻绳OA的弹力为 拉着绳在水平地面上向右运动过程中两绳夹角逐渐增大，为锐角，减小，则轻绳OA的弹力减小，故B错误； CD．以人为研究对象，根据共点力平衡条件可得地面对人的摩擦力为 地面对人的支持力为 人在水平地面上向右运动过程中，两绳夹角逐渐增大，增大，减小，则和均增大，故CD正确。 故选CD。 二、填空题 9. 质量为的小理乘坐电梯，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______，时，小理对电梯的压力大小为______N（）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由图可知，电梯在加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，匀速上升，处于平衡状态，减速上升，具有向下的加速度，处于失重状态，加速下降，具有向下的加速度，处于失重状态。 [2]时，加速度大小为 电梯对小理的支持力为 由牛顿第三定律可知，小理对电梯的压力大小为 10. 如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一质量为的小球（可视为质点）。小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间，小球的加速度大小为______，方向为______。（取，，） 【答案】 ①. ②. 与竖直方向成，斜向左下 【解析】 【详解】[1][2]根据题意，剪断细绳前，对小球受力分析，如图所示 由平衡条件有 解得 剪断细绳瞬间，绳子拉力消失，弹簧弹力不变，则小球所受合力大小等于，方向与方向相反，由牛顿第二定律可得，小球的加速度大小为 方向与竖直方向成，斜向左下 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，落地时的速度大小。则该物体抛出时的初速度大小______m/s，从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小______m/s。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]做斜抛运动的物体，水平方向不受力，做匀速直线运动，竖直方向只受重力，做竖直上抛运动，从地面做斜上抛运动的物体，抛出时的速度与落地时的速度大小相等，故物体抛出时的速度大小为 [2]根据上述分析可知，抛出时竖直分速度大小为 方向竖直向上，落地时竖直分速度大小为 方向竖直向下，则从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小 12. 移动射靶简化情景如图所示，靶沿水平轨道快速横向移动，射手站定不动，用步枪向靶射击。设靶移动的速度大小为，子弹出射速度的大小为，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______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]子弹射中目标的最短时间为 [2]此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为 三、平抛实验装置的改进 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，接球装置K是一端开口另一端封闭的圆筒，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，能使接球装置K的接球口移动到xOy平面的任意位置，并调整与圆筒的角度。不计空气阻力。 13. 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v0。 ①用刻度尺测量球的直径为d，结果如图（b）所示，则d=______cm。 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Δt。用表达式计算所得的初速度大小______（选填：偏大、准确或偏小）。 14. 某次实验中，测得v0=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筒的方向一致），求接球装置K的圆筒与水平方向的夹角θ。 15. 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，v0和g已知）。 16. 如图（d），当球以大小v的速度进入圆筒后立即与弹簧接触，不计球与筒间的摩擦力。分析说明球沿筒向下的运动情况。 【答案】13. ①. 2.10 ②. 偏大 14. 15. 16. 见解析 【解析】 【13题详解】 ①[1]图中刻度尺的分度值为，由图可知球的直径为 ②[2]由图可知球心在光电门光孔的上方，所以实际挡光宽度小于球的直径，可知用表达式计算所得的初速度大小偏大。 【14题详解】 竖直方向根据 可得 则有 可得接球装置K的圆筒与水平方向的夹角为 【15题详解】 根据平抛运动规律有 ， 联立可得，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 【16题详解】 球与弹簧接触后，一开始弹簧弹力小于球的重力沿圆筒向下的分力，球继续向下加速运动，随着弹簧弹力的增大，球的加速度逐渐减小；当弹簧弹力等于球的重力沿圆筒向下的分力，球的速度达到最大；之后弹簧弹力大于球的重力沿圆筒向下的分力，球继续向下减速运动到速度减为0，随着弹簧弹力的增大，球的加速度逐渐增大。所以球先向下做加速度逐渐减小的加速运动，后向下做加速度逐渐增大的减速运动。 四、行驶在大路上（第4集·第1季终） 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。 17. 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，B点在小齿轮边缘上，C点在后轮边缘上，D点在前轮边缘上（未画出）。大齿轮的齿数为48，小齿轮的齿数为16、半径为5cm，车轮半径为30cm。 ① A、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v______vC，vC______vD。（均选填： >、 =、<） 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______。（均选填：前、后） 18. 如图（b），骑车转弯时，人和车身常向弯道内侧倾斜，若某段时间内其运动可视为匀速圆周运动，以人和车组成的系统为对象，在图（c）中画出系统受到的各个力。 19. 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）。 20. 如图（d），A、B是平直道路上相距d=100m的两点，该路段限速vm=36km/h。小理骑车加速时，加速度大小a1=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。 【答案】17. ①. 1:1:6 ②. 1:3:3 ③. = ④. = ⑤. 后 ⑥. 前 18. 见解析 19. ①. 8 ②. 2.53 20. 13.5 【解析】 【17题详解】 ①[1][2]A、B两点通过皮带传动，则线速度大小相等 B、C两点同轴转动，角速度相等 由于大齿轮的齿数为48，小齿轮的齿数为16，半径之比等于齿数之比，则有 解得 根据线速度与角速度的关系有 ，， 解得 ， ②[3][4]自行车与地面不打滑时，设车速大小为v，即轮轴的速度为v，前后轮半径相等，轮边缘点相对与轮轴做匀速圆周运动，线速度大小与车速相等，则有 ， ③[5][6]人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，根据图形可知，后轮为主动轮，前轮位被动轮，则前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前。 【18题详解】 某段时间内其运动可视为匀速圆周运动，以人和车组成的系统为对象，由所受外力的合力提供向心力，系统受到重力，支持力与指向圆心的静摩擦力，作出受力分析图，如图所示 19题详解】 [1]根据位移公式有 与题中函数式进行对比有 ， 解得 [2]结合上述可知，小理处于刹车状态，利用逆向思维，停止运动的时间 小理刹车过程的总位移 则前2s内的平均速度大小为 【20题详解】 该路段的最大速度 vm=36km/h=10m/s 匀加速至最大速度过程有 ， 解得 ， 由最大速度匀减速至B过程，利用逆向思维，则有 ， 解得 ， 匀速过程有 解得 则小理从A点由静止出发，到B点停下，在不超速的情况下所需的最短时间 五、熟悉又陌生的运动与力 如图，粗糙程度处处相同的细杆一端固定在竖直转轴上的O点，并可随竖直轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，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，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上。已知杆与竖直转轴的夹角不变，且α=53°，圆环质量m=1kg。弹簧原长L0=0.5m，劲度系数k=40N/m，，弹簧始终在弹性限度内，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 21. 圆环与粗糙细杆间的动摩擦因数μ为（ ） A. 0.60 B. 0.75 C. 0.80 D. 1.33 22. 求弹簧刚要开始伸长时，细杆转动的角速度大小ω（结果保留3位有效数字）。 【答案】21 B 22. 【解析】 【21题详解】 杆未转动时，弹簧处于原长状态，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上；则有 解得圆环与粗糙细杆间的动摩擦因数为 故选B。 【22题详解】 当杆开始缓慢加速转动时，先是斜向上的摩擦力逐渐减小为零；杆继续加速转动，圆环所受摩擦力沿杆向下达到最大时，弹簧开始伸长；此时以圆环为对象，则有 又 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市曹杨二中2024学年度第一学期 高一年级期末考试物理试卷 考生注意： 1.答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2.本试卷共有22道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3.标注“多选”的问题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类问题，每小题只能选一个选项。 4.除特别说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8m/s2。 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，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 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（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A B. C. D. 4. 下列表达式中可能表示功率的是（　　） A. B. C. D. 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，另一端将木块1压在墙壁上，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f1、f2，最大静摩擦力大小分别为f1max、f2max。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A. f1>f2 B. f1<f2 C. f1max>f2max D. f1max<f2max 7. 如图（a），倾角为θ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，逐渐增大F，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）所示。g取10m/s2。若增大物体的质量，重复实验，得到的图像（ ） A. 斜率不变 B. 横轴截距增大 C. 纵轴截距增大 D. 纵轴截距不变 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，轻绳OA与竖直方向的夹角为θ。一轻绳绕过轻滑轮，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，并沿水平地面缓慢向右运动，绕过滑轮的两绳夹角为α，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______，时，小理对电梯的压力大小为______N（）。 10. 如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一质量为的小球（可视为质点）。小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间，小球的加速度大小为______，方向为______。（取，，） 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，落地时的速度大小。则该物体抛出时的初速度大小______m/s，从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小______m/s。 12. 移动射靶简化情景如图所示，靶沿水平轨道快速横向移动，射手站定不动，用步枪向靶射击。设靶移动的速度大小为，子弹出射速度的大小为，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______。 三、平抛实验装置的改进 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，接球装置K是一端开口另一端封闭的圆筒，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，能使接球装置K的接球口移动到xOy平面的任意位置，并调整与圆筒的角度。不计空气阻力。 13. 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v0。 ①用刻度尺测量球的直径为d，结果如图（b）所示，则d=______cm。 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Δt。用表达式计算所得的初速度大小______（选填：偏大、准确或偏小）。 14. 某次实验中，测得v0=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筒的方向一致），求接球装置K的圆筒与水平方向的夹角θ。 15. 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，v0和g已知）。 16. 如图（d），当球以大小v的速度进入圆筒后立即与弹簧接触，不计球与筒间的摩擦力。分析说明球沿筒向下的运动情况。 四、行驶在大路上（第4集·第1季终） 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。 17. 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，B点在小齿轮边缘上，C点在后轮边缘上，D点在前轮边缘上（未画出）。大齿轮的齿数为48，小齿轮的齿数为16、半径为5cm，车轮半径为30cm。 ① A、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v______vC，vC______vD。（均选填： >、 =、<） 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______。（均选填：前、后） 18. 如图（b），骑车转弯时，人和车身常向弯道内侧倾斜，若某段时间内其运动可视为匀速圆周运动，以人和车组成的系统为对象，在图（c）中画出系统受到的各个力。 19. 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）。 20. 如图（d），A、B是平直道路上相距d=100m的两点，该路段限速vm=36km/h。小理骑车加速时，加速度大小a1=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 如图，粗糙程度处处相同的细杆一端固定在竖直转轴上的O点，并可随竖直轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，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，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上。已知杆与竖直转轴的夹角不变，且α=53°，圆环质量m=1kg。弹簧原长L0=0.5m，劲度系数k=40N/m，，弹簧始终在弹性限度内，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 21. 圆环与粗糙细杆间的动摩擦因数μ为（ ） A. 0.60 B. 0.75 C. 0.80 D. 1.33 22. 求弹簧刚要开始伸长时，细杆转动角速度大小ω（结果保留3位有效数字）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $