精品解析：上海市金山中学2024-2025学年高一上学期期末物理试卷

金山中学2024学年度第一学期高一年级物理学科期末考试卷 （考试时间：60分钟 满分：100分） 说明：（1）全卷没有特殊说明的 （2）答案如果是除不尽的小数，保留到小数点后两位 一、神舟十七号（3+3+3+3+4+4+4=24） 北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。核心舱绕地球的飞行轨迹可视为半径为R的圆周。 1. 下列关于质点的说法正确的是：（　　） A. 飞船很大，所以一定不可以看做质点 B. 调整飞船的飞行姿态时，可以把飞船看做质点 C. 研究飞船上各点的运动时，不可以把飞船看做质点 D. 研究飞船在和核心舱对接时，可以把飞船看做质点 2. 载人飞船在太空中成功对接后稳定运行在预定的轨道上，其内部平台上的一台实验仪器处于完全失重状态，这时（　　） A. 仪器保持平衡状态 B. 平台对仪器的弹力为零 C. 受到的重力可能为零 D. 受到的重力一定为零 3. 关于核心舱里面的惯性，下列说法中正确的是（　　） A. 核心舱里面的物体没有惯性 B. 核心舱里面的物体在运动时惯性比静止时大一些 C. 航天员在空间站中可能失去惯性 D. 航天员在任何情况下都有惯性 4. 航天员在竖直起飞阶段的飞船内和在绕地飞行核心舱内时的状态分别是（　　） A. 超重、失重 B. 超重、超重 C. 失重、超重 D. 失重、失重 5. 在运载火箭竖直起飞阶段，若某时刻火箭的加速度大小为5g，火箭（包含飞船和宇航员）总质量为M，某宇航员的质量为m，则此时火箭受到的推力大小为______，飞船对宇航员的作用力大小为______。 6. 若地球表面重力加速度为，地球半径为6400km，空间站轨道离地高度为400km，则地球的质量为______kg。经过一个周期后，核心舱正好完成了一圈的绕行，此过程中核心舱的平均速度大小为______m/s。（万有引力常数为） 7. 长期完全失重会使身体出现问题。某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为______（地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”的方向______（指向，远离）转动中心。 【答案】1. C 2. B 3. D 4. A 5. ①. ②. 6. ①. ②. 0 7. ①. ②. 远离 【解析】 【1题详解】 A．飞船虽然很大，但在所研究问题中可以忽略飞船的大小与所形状时，就可以可以将其看作质点，故A错误； BD．在调整飞船的飞行姿态时，或研究飞船在和核心舱对接时，不能忽略飞船的大小与所形状，不可以将飞船看作质点，故BD错误； C．在研究飞船上各点的运动时，不能忽略飞船的大小与所形状，不可以把飞船看作质点，故C正确。 故选C。 【2题详解】 实验仪器处于完全失重状态，是由于仪器所受重力提供其做圆周运动的向心力，仪器不是处于平衡状态，受到的重力不为零，平台对仪器的弹力为零。 故选B。 【3题详解】 质量是惯性的唯一量度，惯性的大小与物体的运动状态无关，核心舱里面的物体具有惯性，运动时惯性与静止时一样大。航天员在任何情况下都有惯性。 故选D。 【4题详解】 航天员在竖直起飞阶段的飞船内做向上的加速运动，其加速度向上，处于超重状态。在绕地飞行核心舱内时，重力要提供向心力，处于失重状态。 故选A。 【5题详解】 [1][2]设此时火箭受到的推力大小为F1，对火箭（包含飞船和宇航员），根据牛顿第二定律可得 解得 设飞船对宇航员的作用力大小为，对宇航员，根据牛顿第二定律可得 解得 【6题详解】 [1]忽略地球自转，可认为地球表面的物体的重力等于万有引力，则有： 其中 g=9.8m/s2，R=6400km=6.4×106m，G=6.67×10-11N•m2/kg2 解得地球的质量为 M=6.0×1024kg [2]平均速度等于位移与时间的比，核心舱正好完成了一圈的绕行，其位移为零，所以此过程中核心舱的平均速度大小为0。 【7题详解】 [1]设空间站的转速为n，则其角速度为。由题意可知航天员受到外侧壁对其支持力等于mg，根据牛顿第二定律得： 解得 [2]人感受到的“重力”的方向是与所受的支持力的方向相反的，即远离转动中心。 二、电梯（3+3+4+6+3+4=23） 电梯与摩天大楼哪一个先问世？如果你认为是后者，那就错了。事实上，正是电梯的发明引起了建筑师们的注意，从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层，免于爬楼之苦。因此，他们认为建造摩天大楼是可行的。 8. 某种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，当有人站上去后会慢慢加速。如图，一位顾客乘这种扶梯上楼，在扶梯加速向上运行的过程中，其所受力的示意图是（　　） A. B. C. D. 9. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（其中图线为直线）。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（　　） A. 时间内，v增大， B. 时间内，v不变， C. 时间内，v减小， D. 时间内，v增大， 10. 如图，质量为60kg的男生，在平地上能举起80kg的重物。当他乘坐电梯上楼时，他发现在某个阶段他的力气变大了，能举起100kg的重物。此阶段电梯的加速度大小______，方向为______。 11. 以上问题都涉及牛顿定律。在“用DIS探究加速度和力的关系”的实验中。 （1）应保持小车的______不变，改变不同质量的重物，重复实验，释放小车的位置______（选填“必须相同”或“可以不同”），最后得出的实验结论是物体的加速度的大小与所受作用力的大小成______。 （2）若测得小车、砝码和发射器的总质量为360g，则跨过滑轮的细绳下悬挂重物的质量范围最适合用（ ） A.1~25g B.100~200g C.180~360g D.要比小车重得多 （3）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a—F图线，如图（b）所示。 图线______（选填“①”或“②”）是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的；滑块和位移传感器发射部分的总质量______kg。 【答案】8. B 9. A 10. ①. 2 ②. 竖直向下 11. ①. 质量 ②. 可以不同 ③. 正比 ④. A ⑤. ① ⑥. 0.5 【解析】 【8题详解】 因为顾客在电梯上加速向上运动，所以该顾客受竖直向下的重力，竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力。 故选B。 【9题详解】 x-t图像的斜率表示速度； A．时间内，图像的斜率增大，则v增大，乘客具有向下的加速度，处于失重状态，则，故A正确； B．时间内，图像的斜率不变，则v不变，乘客处于平衡状态，则，故B错误； CD．时间内，图像的斜率减小，则v减小，乘客具有向上的加速度，乘客处于超重状态，则，故CD错误； 故选A。 【10题详解】 [1][2] 该男生的举力大小为 F=m0g=80×10N=800N 该男生的在上楼的电梯中举力不变，设电梯的加速度大小为a，对被举起的物体，根据牛顿第二定律有 解得 ，方向竖直向下。 【11题详解】 （1）[1][2][3]在“用DIS探究加速度和力的关系”的实验中用控制变量法探究，所以应该保持小车的质量不变。利用小车的运动计算出小车的加速度大小，所以改变不同质量的重物，重复实验，释放小车的位置可以不同，只要能够计算出小车的加速度即可。最后得出的实验结论是物体的加速度的大小与所受作用力的大小成正比。 （2）若测得小车、砝码和发射器的总质量为360g，要保证悬挂重物的质量远小于小车的质量，则跨过滑轮的细绳下悬挂重物的质量范围最适合用1～25g的。 故选A。 （3）[4][5]由图象可知，当F=0时，a≠0。也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的左端垫得过高，所以图线①是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。图像②是没有平衡摩擦力的情况下得到的，对图像②，根据牛顿第二定律有 整理可得 则图像斜率 解得 m=0.5kg 三、斜面（3+4+10=17） 斜面是人们生活中熟悉的事物。通过斜面牵引重物到一定高度比直接将该物举到同样高度要省力。古代人对此有许多发现。斜面的记述和应用在《墨经》中已有记载，古时把斜面称为“梯”，叙述了放在梯上的物体不能水平和垂直放置，并说明放在斜面上的物体有要向下滑动的趋势。（已知重力加速度为g） 12. 我国自行设计建造的斜拉索桥一上海南浦大桥，其桥面高达46m，主桥全长846m，引桥总长7500m。南浦大桥的引桥建造得如此长，其主要目的是（　　） A. 增大汽车对桥面的正压力 B. 减小汽车对桥面的正压力 C. 增大汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 D. 减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 13. 如图，自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，其一端固定于倾角为30°的光滑斜面体的顶端P处，另一端拴一质量为m的小球。整个装置处于静止，此时斜面对球的支持力大小为________，轻质弹簧的长度为________。 14. 一质量为1000kg的汽车在足够长的倾角为桥面上运行，汽车受到平行于斜面的牵引力F的牵引力作用。汽车从斜面中间某一位置由静止开始运动。牵引力F随时间t变化规律如图所示（以平行于斜面向上为正方向），汽车受到的摩擦阻力始终为其重力的0.2倍。（，） （1）作出第1秒内的汽车的受力分析图________ （2）第1s内的加速度？________ （3）第3秒末的速度？________ （4）第4秒末的速度？________ 【答案】12. D 13. ①. ②. 14. ①. ②. ③. 0 ④. 1m/s 【解析】 【12题详解】 把汽车的重力按作用效果分解为平行于引桥桥面向下和垂直于引桥桥面向下的两个分力，分别为 ， 南浦大桥的引桥建造得如此长，其主要目的是引桥越长，倾角越小，重力平行于引桥桥面向下的分力就越小 。 故选D。 【13题详解】 [1]对小球受力分析，在垂直斜面方向上，根据平衡条件可得斜面对球的支持力大小 [2]沿斜面方向上，有 求得此时轻质弹簧的长度为 【14题详解】 [1]由题意，可作出第1秒内汽车的受力分析如图所示 [2]在第1秒内，对汽车根据牛顿第二定律，有 求得第1s内汽车的加速度 [3]第1秒末，汽车的速度为 由图乙知，1s之后，汽车受到的牵引力变为平行斜面向上，根据牛顿第二定律有 求得 则第3秒末汽车的速度 [4]由前面分析可知，3s之后，汽车将沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律有 求得 则第4秒末汽车的速度 四、篮球运动（3+3+3+3+4+4+3+4+9=36） 排球运动是奥运会核心比赛项目，是以手为中心的身体对抗性体育运动。某学校选用直径为21.0cm，质量为0.27kg的排球作为训练用球。 15. 排球的直径为21.0cm，在国际单位制中，以下单位是的基本单位的是（　　） A. 米、牛顿、秒 B. 米、牛顿、秒 C. 米、千克、秒 D. 米/秒、秒、牛顿 16. 如图，在持球训练中，教练要求队员单手持球，分别在a、b、c三个位置保持静止，三个位置手对篮球的作用力分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 17. 如图，排球沿图中虚线轨迹加速下落，若排球所受的空气阻力大小不变、方向与球的运动方向相反，则球在图示的下落过程中加速度的大小（　　） A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 如何变化，无法确定 18. 超市货架陈列着3个完全相同的篮球，夹角分别是30°，45°，60°，不计摩擦，挡板均竖直，3个球中对圆弧面压力最小的是（　　） A. 球① B. 球② C. 球③ D. 都相同 19. 在排球比赛中，某运动员抓住机会打了一个“探头球”，已知来球速度，击回的球速度大小为，击球时间为0.2s，排球的质量为270g，则击球时手对球作用力大小为______N，此力方向与______（“”或“”）相同。（忽略击球时重力的影响） 20. 某同学拿着排球，让球做自由落体运动。 （1）伽利略曾猜想，自由下落的物体的速度随时间______变化，位移随时间______变化。（均选填“均匀”或“不均匀”） （2）一篮球从某一高度自由下落碰到地面后反弹（不计空气阻力），对应（ ） A. B. C. D. （3）某同学在高处让篮球做自由落体运动，球在触地前最后1s内下落的距离为15m。下落的总时间______s和下落的高度为______m（重力加速度g取） 21. 如图所示，排球场总长为18m，设球网离地高度为2.24m，运动员站在球网前3m，正对球网跳起，在离地高度为2.45m处将球以速度水平击出。 （1）试通过计算说明该运动员击球是否会触网？______ （2）如果运动员速度击球速度太大的话会出界，打到场外。请计算运动员在题干中给的位置和高度击球的最大水平速度大小以及正好出界时的速度大小。______ 【答案】15. C 16. C 17. A 18. C 19. ①. 18.9 ②. v2 20. ①. 均匀 ②. 不均匀 ③. D ④. 2 ⑤. 20 21. ①. 球不触网 ②. 18.9m/s 【解析】 【15题详解】 米、千克、秒是国际单位制的基本单位，故选C； 【16题详解】 三个位置手对篮球的作用力与篮球的重力相平衡，则手对篮球的作用力都等于篮球的重力，即 故选C。 【17题详解】 对小球进行受力分析，如图 在竖直方向上，根据牛顿第二定律有 mg-fcosθ=ma 小球下落过程中阻力方向与竖直方向的夹角θ越来越小，f的大小不变，故a越来越小。 故选A。 【18题详解】 篮球受到重力，竖直挡板的弹力和圆弧面的支持力，用图解法如下 通过图解法分析可知，支持力N与竖直方向的夹角越小，则支持力越小，根据牛顿第三定律，篮球对圆弧面的压力越小，故压力最小的是球③。 故选C。 【19题详解】 [1][2]规定初速度v1=6m/s的方向为正方向，则击回的球速度为v2=-8m/s，作用时间t=0.2s，球的质量m=270g=0.27kg，设手对球的作用力为F，根据动量定理有 Ft=mv2-mv1 代入数据解得 F=-18.9N 负号代表力的方向与v2的方向相同； 【20题详解】 （1）[1][2]伽利略曾猜想，自由下落的物体的速度随时间均匀变化，位移随时间不均匀变化。 （2）[3]篮球自由下落过程速度方向向下，速度越来越大，反弹时速度方向竖直向上，越来越小，故v-t图像分布在t轴的上下方，自由落体时初速度为0。 故选D。 （3）[4][5]设下落的时间为t，则 解得 t=2s 下落高度 【21题详解】 ①[1]当球下落到与球网上沿等高时的水平位移为s，则 h=2.45m-2.24m=gt2 解得 t=0.20s s=vt=18×0.2m=3.6m＞3m 故球过网不会触网； ②[2]设最大水平速度为vm，根据平抛运动的规律 h′=2.45m=gt′2 解得 t'=0.7s s′=vmt′=12m 解得 vm=17.1m/s 设出界时的速度大小为v，根据动能定理有 mgh′=mv2-mvm2 代入数据解得 v=18.5m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 金山中学2024学年度第一学期高一年级物理学科期末考试卷 （考试时间：60分钟 满分：100分） 说明：（1）全卷没有特殊说明的 （2）答案如果是除不尽的小数，保留到小数点后两位 一、神舟十七号（3+3+3+3+4+4+4=24） 北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。核心舱绕地球的飞行轨迹可视为半径为R的圆周。 1. 下列关于质点的说法正确的是：（　　） A. 飞船很大，所以一定不可以看做质点 B. 调整飞船的飞行姿态时，可以把飞船看做质点 C. 研究飞船上各点的运动时，不可以把飞船看做质点 D. 研究飞船在和核心舱对接时，可以把飞船看做质点 2. 载人飞船在太空中成功对接后稳定运行在预定的轨道上，其内部平台上的一台实验仪器处于完全失重状态，这时（　　） A. 仪器保持平衡状态 B. 平台对仪器的弹力为零 C. 受到的重力可能为零 D. 受到的重力一定为零 3. 关于核心舱里面的惯性，下列说法中正确的是（　　） A. 核心舱里面的物体没有惯性 B. 核心舱里面的物体在运动时惯性比静止时大一些 C. 航天员在空间站中可能失去惯性 D. 航天员在任何情况下都有惯性 4. 航天员在竖直起飞阶段的飞船内和在绕地飞行核心舱内时的状态分别是（　　） A. 超重、失重 B. 超重、超重 C. 失重、超重 D. 失重、失重 5. 在运载火箭竖直起飞阶段，若某时刻火箭的加速度大小为5g，火箭（包含飞船和宇航员）总质量为M，某宇航员的质量为m，则此时火箭受到的推力大小为______，飞船对宇航员的作用力大小为______。 6. 若地球表面重力加速度为，地球半径为6400km，空间站轨道离地高度为400km，则地球的质量为______kg。经过一个周期后，核心舱正好完成了一圈的绕行，此过程中核心舱的平均速度大小为______m/s。（万有引力常数为） 7. 长期完全失重会使身体出现问题。某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为______（地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”的方向______（指向，远离）转动中心。 二、电梯（3+3+4+6+3+4=23） 电梯与摩天大楼哪一个先问世？如果你认为是后者，那就错了。事实上，正是电梯的发明引起了建筑师们的注意，从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层，免于爬楼之苦。因此，他们认为建造摩天大楼是可行的。 8. 某种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，当有人站上去后会慢慢加速。如图，一位顾客乘这种扶梯上楼，在扶梯加速向上运行的过程中，其所受力的示意图是（　　） A. B. C. D. 9. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（其中图线为直线）。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（　　） A. 时间内，v增大， B. 时间内，v不变， C. 时间内，v减小， D. 时间内，v增大， 10. 如图，质量为60kg的男生，在平地上能举起80kg的重物。当他乘坐电梯上楼时，他发现在某个阶段他的力气变大了，能举起100kg的重物。此阶段电梯的加速度大小______，方向为______。 11. 以上问题都涉及牛顿定律。在“用DIS探究加速度和力的关系”的实验中。 （1）应保持小车的______不变，改变不同质量的重物，重复实验，释放小车的位置______（选填“必须相同”或“可以不同”），最后得出的实验结论是物体的加速度的大小与所受作用力的大小成______。 （2）若测得小车、砝码和发射器的总质量为360g，则跨过滑轮的细绳下悬挂重物的质量范围最适合用（ ） A.1~25g B.100~200g C.180~360g D.要比小车重得多 （3）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a—F图线，如图（b）所示。 图线______（选填“①”或“②”）是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的；滑块和位移传感器发射部分的总质量______kg。 三、斜面（3+4+10=17） 斜面是人们生活中熟悉的事物。通过斜面牵引重物到一定高度比直接将该物举到同样高度要省力。古代人对此有许多发现。斜面的记述和应用在《墨经》中已有记载，古时把斜面称为“梯”，叙述了放在梯上的物体不能水平和垂直放置，并说明放在斜面上的物体有要向下滑动的趋势。（已知重力加速度为g） 12. 我国自行设计建造的斜拉索桥一上海南浦大桥，其桥面高达46m，主桥全长846m，引桥总长7500m。南浦大桥的引桥建造得如此长，其主要目的是（　　） A. 增大汽车对桥面的正压力 B. 减小汽车对桥面的正压力 C. 增大汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 D. 减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 13. 如图，自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，其一端固定于倾角为30°的光滑斜面体的顶端P处，另一端拴一质量为m的小球。整个装置处于静止，此时斜面对球的支持力大小为________，轻质弹簧的长度为________。 14. 一质量为1000kg的汽车在足够长的倾角为桥面上运行，汽车受到平行于斜面的牵引力F的牵引力作用。汽车从斜面中间某一位置由静止开始运动。牵引力F随时间t变化规律如图所示（以平行于斜面向上为正方向），汽车受到的摩擦阻力始终为其重力的0.2倍。（，） （1）作出第1秒内的汽车的受力分析图________ （2）第1s内的加速度？________ （3）第3秒末的速度？________ （4）第4秒末的速度？________ 四、篮球运动（3+3+3+3+4+4+3+4+9=36） 排球运动是奥运会核心比赛项目，是以手为中心的身体对抗性体育运动。某学校选用直径为21.0cm，质量为0.27kg的排球作为训练用球。 15. 排球的直径为21.0cm，在国际单位制中，以下单位是的基本单位的是（　　） A. 米、牛顿、秒 B. 米、牛顿、秒 C. 米、千克、秒 D. 米/秒、秒、牛顿 16. 如图，在持球训练中，教练要求队员单手持球，分别在a、b、c三个位置保持静止，三个位置手对篮球的作用力分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 17. 如图，排球沿图中虚线轨迹加速下落，若排球所受的空气阻力大小不变、方向与球的运动方向相反，则球在图示的下落过程中加速度的大小（　　） A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 如何变化，无法确定 18. 超市货架陈列着3个完全相同的篮球，夹角分别是30°，45°，60°，不计摩擦，挡板均竖直，3个球中对圆弧面压力最小的是（　　） A. 球① B. 球② C. 球③ D. 都相同 19. 在排球比赛中，某运动员抓住机会打了一个“探头球”，已知来球速度，击回的球速度大小为，击球时间为0.2s，排球的质量为270g，则击球时手对球作用力大小为______N，此力方向与______（“”或“”）相同。（忽略击球时重力的影响） 20. 某同学拿着排球，让球做自由落体运动。 （1）伽利略曾猜想，自由下落的物体的速度随时间______变化，位移随时间______变化。（均选填“均匀”或“不均匀”） （2）一篮球从某一高度自由下落碰到地面后反弹（不计空气阻力），对应（ ） A. B. C. D. （3）某同学在高处让篮球做自由落体运动，球在触地前最后1s内下落的距离为15m。下落的总时间______s和下落的高度为______m（重力加速度g取） 21. 如图所示，排球场总长为18m，设球网离地高度为2.24m，运动员站在球网前3m，正对球网跳起，在离地高度为2.45m处将球以速度水平击出。 （1）试通过计算说明该运动员击球是否会触网？______ （2）如果运动员速度击球速度太大的话会出界，打到场外。请计算运动员在题干中给的位置和高度击球的最大水平速度大小以及正好出界时的速度大小。______ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $