精品解析：上海市复旦大学附属中学2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷（A卷）

复旦大学附属中学2025学年第一学期 高一年级物理学科期末考试试卷（A卷） 考试时间：90分钟满分：100分 一、单项选择题（每题2分，共24分） 1. 王芳同学坐在行驶的高铁列车内，看到窗外路旁的树木正在向后运动，则她所选的参考系可能是（　　） A. 所乘坐的高铁列车 B. 路旁的建筑物 C. 路附近的电线杆 D. 车窗外的路面 2. 在足球运动中，足球入网如图所示，则（　　） A. 踢香蕉球时足球可视为质点 B. 足球在飞行和触网时惯性不变 C. 足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D. 触网时足球对网的力大于网对足球的力 3. 篮球比赛中，篮球竖直触地时的速度大小为，球落地后反弹，竖直离开水平地面时的速度大小为，篮球和地面的作用时间为。此段时间内篮球的平均加速度大小和方向分别为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向下 C. ，竖直向下 D. ，竖直向上 4. 如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态，钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 0 5. 如图所示，水平恒力F推小车和货物一起做匀加速直线运动，小车的质量为M，货物的质量为m，它们的共同加速度为a，货物与小车间的动摩擦因数为μ。小车与地面间的滚动摩擦力不计，在运动过程中（　　） A. 货物受到的合力大小为F B. 货物受到的合力大小一定为μmg C. 小车受到的摩擦力大小一定为 D. 小车受到的合力大小一定为 6. 如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　） A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 7. 篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 8. “魔幻”重庆的立体交通层叠交错，小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示，轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发，列车做匀速直线运动，汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点，则（　　） A. 汽车到O点时，列车行驶距离为s B. 汽车到O点时，列车行驶距离为 C. 汽车在OP段向心加速度大小为 D. 汽车在OP段向心加速度大小为 9. 生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物，小车的底板和侧板垂直，底板和侧板对重物的弹力分别为、，忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变，重物始终与小车相对静止，小车水平向右运动，由匀速变为加速时（ ） A. 增大，增大 B. 减小，增大 C. 增大，减小 D. 减小，减小 10. 如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从上到下依次为号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时，3号突然两手一滑没抓稳，4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，那么在3号猴子手滑后的一瞬间（　　） A. 4号猴子的加速度和速度都等于0 B. 3号猴子的加速度大小为g，方向竖直向上 C. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为 D. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为 11. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（　　） A. O点最大 B. P点最大 C. Q点最大 D. 整个运动过程保持不变 12. 如图所示，两个一样的拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中都沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为。假设水对三艘船的阻力大小均为，方向与船运动方向相反，拖船发动机提供的动力大小相同，问每艘拖船动力大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（每题3分，共18分，有2~3个正确选项，漏选得部分分，错选不得分） 13. 质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为时刻，两物体的速度图像如图所示，则下列判断正确的是（　　） A. 时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是大于乙物体受到的空气阻力 B. 时刻之后，甲物体受到的空气阻力总是小于乙物体受到的空气阻力 C. 时刻之前甲、乙两物体到达同一高度 D. 时刻之前甲下落的高度小于乙物体下落的高度 14. 某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图象可能的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）（ ） A. B. C. D. 15. 如图甲是趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作，其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A. A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力 B. 运动员对篮球的合力不变 C. A运动员对篮球的压力增大 D. B运动员对篮球的压力减小 16. 如图所示为一用高速摄影机拍摄的子弹发射瞬间的照片。已知子弹射出枪口的瞬时速度约为，子弹头的大小如照片所示，由于弹头运动造成的影像模糊部分约为弹头影像长度的十分之一。关于这张照片的分析判断，下列说法正确的是（　　） A. 根据照片中的信息，可以估算拍摄此照片时曝光时间小于五万分之一秒 B. 如果曝光时间一定，物体运动速度越快影像越模糊 C. 如果认为火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头速度无关，则在一定范围内，枪管越长子弹射出枪口时的速度越大 D. 如果认为火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头质量无关，则弹头质量越大射出枪口时的速度越大 17. 如图所示，在小球A以水平向右的速度被抛出的同时，位于小球A抛出点右上方的小球由静止自由下落。小球A、B均视为质点且在同一竖直平面内，不计空气阻力。在小球A落地前，下列说法正确的是（　　） A. 两小球可能在空中相遇 B. 以小球B为参考系，小球A做匀速直线运动 C. 同一时刻，小球A的速度大于小球B的速度 D. 可能存在某时刻小球B的速度大于小球A的速度 18. 如图所示，在足够长的粗糙竖直墙壁上有一物块保持静止。某一时刻无初速度释放物块，并分别以两种方式施加外力，使物块时刻紧紧地贴合在墙壁上运动。假设两次释放物块完全相同，物块与墙壁粗糙程度为，比例系数大小相同（在国际单位制下数值相等）。则（　　） A. 方式一下落过程中物体受到合外力方向改变，方式二下落过程中物体受到合外力方向不变 B. 方式一和方式二下落过程中物体速度都是先增大后减小 C. 两次释放过程中物体最终只有一个可以保持静止 D. 方式一下落过程中物体达到的最大速度大于方式二下落过程中物体达到的最大速度 三、填空题（每题4分，共20分） 19. 一篮球以水平初速度 v0 抛出（不考虑篮球的自转和空气阻力），分别测得了 0.2 s 末、0.4 s 末和 0.6 s 末的速度矢量 v1、v2 和 v3，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度 g = 10 m/s2。则 v0 = _________m/s，0.6 s 内篮球的位移 s =_________m。 20. 在匀加速直线运动中，我们用加速度描述速度的变化快慢。与之类似，在圆周运动中可以引入角加速度来描述角速度的变化快慢。如图所示，是水平圆盘上的一个点，它与圆心间的距离为。圆盘由静止开始绕过点的竖直转轴转动，角速度随时间变化的关系如图所示，经过时间，点的线速度为，则这段时间内点的角加速度_____和转过的角度_____（请使用、、中字母表示）。 21. 电梯轿厢天花板上有一颗松动的螺丝，电梯静止时螺丝未脱落。当电梯运动时，螺丝在某一阶段发生脱落。请分析螺丝脱落时，电梯可能在做什么运动_____（选填：“加速上升”、“减速上升”）。设电梯轿厢天花板到轿厢地板的高度为，螺丝脱落后电梯加速度大小始终为，求螺丝掉落至轿厢地板所需时间_____。（重力加速度大小为） 22. 小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球拿到轻弹簧的顶端释放，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图所示。若小球的质量为m，则弹簧的劲度系数为____________，小球下降到高度h0处的速度__________。 23. 小区便民晾衣设备的三根支撑杆等间距地竖直固定在地面上，相邻支撑杆之间的晾衣绳质量均为，晾衣绳顶端的切线与竖直方向的夹角均为，如图所示。降雪后晾衣绳都被冰层均匀包裹，中间的支撑杆对地压力增加了。为简化问题，不考虑中间支撑杆上的积雪重力及晾衣绳顶端切线与竖直方向夹角的变化。重力加速度为。请问每根晾衣绳上的冰层质量_____；结冰的晾衣绳在最低点的张力大小_____。 四、综合题（共38分）。 便携物理实验室 手机不仅是一部通讯工具，更是一个小型物理实验室。它内置多种传感器，如加速度计、陀螺仪、磁力计、光线传感器等。无论是测量电梯运行时的加速度，还是探测地磁场的方向，手机能将无形的物理量转化为直观的数据。让我们得以跨越课堂的边界，在真实世界中随时随地验证理论，亲手测量、体验物理学的奥秘。 某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系”，装置如下图所示。主要实验步骤如下： A．按图示安装实验装置，适当调节长木板的倾角，以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力； B．调整定滑轮与力传感器相连的细线，使其竖直； C．在动滑轮的下端挂上智能手机、砂桶，再由静止释放小车，记下力传感器的示数；由手机测出砂桶加速下降过程中的加速度，并计算出小车的加速度； D．在砂桶中加入细沙，多次重复步骤C； E．根据实验数据在坐标纸上作出的图像。 根据以上实验过程，回答以下问题： 24. （1）实验中手机、砂桶和细沙的质量_____（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。 （2）每次实验中小车的加速度是砂桶加速度的_____倍。 （3）对于上述实验，下列说法正确的是_____ A．本实验小车运动时可以不需要平衡摩擦力 B．使牵引小车的细线要与长木板平行 C．力传感器的示数应为智能手机、砂桶和细沙总重力大小的一半 25. 由本实验得到的数据作出小车的加速度与力传感器的示数的关系图像，本实验中不可能出现的图像是（　　） A. B. C. D. 某同学利用手机和自行车探究圆周运动的相关知识。已知手机的加速度传感器既可以测量合加速度大小，又可以测量、、三个方向的加速度大小、、，如图（a）所示。将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上①位置（手机、平面始终与竖直面重合），如图（b）所示，后轮转动带动手机在竖直面内做圆周运动。 26. 后轮加速转动，手机可测到（　　）不为零（填标号）。 A. 、方向的加速度值 B. 、方向的加速度值 C. 、方向的加速度值 27. 后轮匀速转动 （1）利用秒表测出后轮转动圈的时间为，则角速度为_____（用、表示）。 （2）测量多组加速度与角速度的数据后，为了直观得出它们的关系，应作出_____（选填“”或“”）图像。 （3）利用装置测量加速度传感器在手机中的位置。 如图（c）所示，将手机固定在顶角与转轴重合的②位置，建立平面直角坐标后，重复（2）中操作，作出加速度与角速度关系的图像，并通过图像计算出斜率为，则加速度传感器到轮毂转轴的距离为_____，加速度传感器在手机中的位置坐标_____，_____。（均用此时传感器的测得的、、以及中部分字母表示） 高空跳伞 高空跳伞，是一项勇气与科技完美结合的运动。从离开机舱的加速下落，到打开降落伞后的减速滑翔，直至平稳着陆，整个过程紧密遵循着力学规律。理解其中的物理原理，不仅能领略人类挑战极限的勇气，更能让我们学会如何用科学描述与驾驭真实的运动世界。 28. 若降落伞完全打开后，运动员下落受到的阻力大小与速度的平方成正比，即（k为已知常数），重力加速度为。 （1）常数的单位是_____。（用国际单位制的基本单位表示） （2）当运动员在减速下落过程中，他处于_____（选填“超重状态”、“失重状态”） 29. 一个可以同时测量速度和加速度的传感器质量为，从足够高的空中静止释放，它受到的空气阻力为（为已知常数），重力加速度为，那么请你绘制它由静止起在空中竖直下落的速度平方与加速度的图像，并标出其关键坐标值。 30. 若运动员跳离飞机后先做曲线运动，再做直线运动，运动轨迹简化为图中的，其中直线段与水平地面夹角。运动员在点打开伞包，此后可认为运动员和装备整体受到与滑行方向垂直的空气升力和与滑行方向相反的空气阻力，两者大小与滑行速度满足：，，其中、为可调节的系数。（，，） （1）在图中画出运动员和装备在段的受力示意图_____。 （2）（计算题）若运动员在段的某时刻的值为9.6、的值为1.2（国际单位制下），求此时运动员加速度的大小。 31. 风洞实验 风洞，被誉为“飞行器的摇篮”，是空气动力学研究的关键实验设备。在大型风洞实验室中，通过人造可控气流，我们可以将飞机、高铁、甚至整座建筑按比例缩小的模型置于其中，精准模拟其在实际气流中所受的升力、阻力与压力分布。 如图甲是风洞实验室全景图，风洞实验室是可量度气流对实体作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。图乙为风洞实验室的侧视图，两水平面（虚线）之间的距离为，其间为风洞区域，物体进入该区域会受到水平方向的恒力，自该区域下边界的点将质量为的小球以一定的初速度竖直上抛，从点离开风洞区域，经过最高点后小球再次从点返回风洞区域后做直线运动，落在风洞区域的下边界处，与水平方向的夹角为，，，重力加速度大小为。求： 以下为计算题： （1）风洞区域小球受到水平方向恒力的大小。 （2）求小球经过OM段与MQ段的时间之比。 （3）求OP的距离和刚开始上抛时的初速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 复旦大学附属中学2025学年第一学期 高一年级物理学科期末考试试卷（A卷） 考试时间：90分钟满分：100分 一、单项选择题（每题2分，共24分） 1. 王芳同学坐在行驶的高铁列车内，看到窗外路旁的树木正在向后运动，则她所选的参考系可能是（　　） A. 所乘坐的高铁列车 B. 路旁的建筑物 C. 路附近的电线杆 D. 车窗外的路面 【答案】A 【解析】 【详解】参考系的定义是判断物体运动的标准。当物体相对于参考系的位置变化时，物体被视为运动。 A．若以高铁列车为参考系，列车静止，路旁树木相对于列车向后运动，A正确。 BCD．若以路旁建筑物、电线杆或路面为参考系，这些物体均静止，此时高铁向前运动，而树木也静止，无法观察到树木“向后运动”，BCD错误。 故选A。 2. 在足球运动中，足球入网如图所示，则（　　） A. 踢香蕉球时足球可视为质点 B. 足球在飞行和触网时惯性不变 C. 足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D. 触网时足球对网的力大于网对足球的力 【答案】B 【解析】 【详解】A．在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误； B．惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确； C．足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误； D．触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。 故选B。 3. 篮球比赛中，篮球竖直触地时的速度大小为，球落地后反弹，竖直离开水平地面时的速度大小为，篮球和地面的作用时间为。此段时间内篮球的平均加速度大小和方向分别为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向下 C. ，竖直向下 D. ，竖直向上 【答案】D 【解析】 【详解】取竖直向上为正方向，初速度，末速度 由，方向竖直向上 故选D。 4. 如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态，钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 0 【答案】D 【解析】 【详解】对钢管受力分析，如图所示 若钢管受到地面的摩擦力，则钢管水平方向受力不平衡，钢管不可能处于静止状态，故地面对钢管左端的摩擦力大小为零。ABC错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，水平恒力F推小车和货物一起做匀加速直线运动，小车的质量为M，货物的质量为m，它们的共同加速度为a，货物与小车间的动摩擦因数为μ。小车与地面间的滚动摩擦力不计，在运动过程中（　　） A. 货物受到的合力大小为F B. 货物受到的合力大小一定为μmg C. 小车受到的摩擦力大小一定为 D. 小车受到的合力大小一定为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小车和货物整体进行受力分析，由牛顿第二定律可得 解得它们的共同加速度为 对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律可知货物受到的合外力即小车对它的摩擦力大小为，故A错误； B．货物与小车间的摩擦力为静摩擦力，不一定达到最大静摩擦力，所以货物受到的合力大小不一定为，故B错误； C．小车受到货物的摩擦力与货物受到小车的摩擦力是一对相互作用力，大小相等。由前面分析可知货物受到的小车对它的静摩擦力为，所以小车受到货物的静摩擦力大小为，故C正确； D．对小车进行受力分析，列牛顿第二定律方程有 因为货物与小车间的静摩擦力不一定达到最大静摩擦力，所以小车受到的合力大小不一定为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　） A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，对A受力分析可知，受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。 故选C。 7. 篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 【答案】A 【解析】 【详解】由图像可知，图像第四象限表示向下运动，速度为负值。当向下运动到速度最大时篮球与地面接触，运动发生突变，速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点，此时速度第一次向上减为零，到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点。 故选A。 8. “魔幻”重庆的立体交通层叠交错，小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示，轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发，列车做匀速直线运动，汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点，则（　　） A. 汽车到O点时，列车行驶距离为s B. 汽车到O点时，列车行驶距离为 C. 汽车在OP段向心加速度大小为 D. 汽车在OP段向心加速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对汽车，根据速度位移关系 可得匀减速运动的加速度大小 汽车做减速运动的时间 这段时间列车行驶距离为 B正确，A错误； CD．根据 可得汽车在OP段向心加速度大小为 CD错误。 故选B。 9. 生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物，小车的底板和侧板垂直，底板和侧板对重物的弹力分别为、，忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变，重物始终与小车相对静止，小车水平向右运动，由匀速变为加速时（ ） A. 增大，增大 B. 减小，增大 C. 增大，减小 D. 减小，减小 【答案】B 【解析】 【详解】对重物受力分析，设底板与水平面之间的夹角为，如图所示 小车匀速时，有，小车加速时，有 其中，则减小，增大。 故选B。 10. 如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从上到下依次为号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时，3号突然两手一滑没抓稳，4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，那么在3号猴子手滑后的一瞬间（　　） A. 4号猴子的加速度和速度都等于0 B. 3号猴子的加速度大小为g，方向竖直向上 C. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为 D. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对4号猴子进行分析可得手滑后的一瞬间只受到重力，所以可得加速度大小为g，初速度为零，故A错误； B．在手滑前，设树梢对猴子的作用力为T，对整体有 当3号猴子手滑后的一瞬间，对1、2、3号猴子整体分析可得 解得 方向竖直向上，故B错误； C．对2、3号猴子进行受力分析可得 解得1号猴子对2号猴子的作用力大小为，故C正确； D．对3号猴子分析可得，2号猴子对3号猴子的作用力F，有 解得，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（　　） A. O点最大 B. P点最大 C. Q点最大 D. 整个运动过程保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，小石子在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，上升过程与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向最大，根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。 故选A。 12. 如图所示，两个一样的拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中都沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为。假设水对三艘船的阻力大小均为，方向与船运动方向相反，拖船发动机提供的动力大小相同，问每艘拖船动力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对S的受力分析如图 由力的平衡条件可知 解得 对P进行受力分析，如图 有 联立解得 故选B。 二、多项选择题（每题3分，共18分，有2~3个正确选项，漏选得部分分，错选不得分） 13. 质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为时刻，两物体的速度图像如图所示，则下列判断正确的是（　　） A. 时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是大于乙物体受到的空气阻力 B. 时刻之后，甲物体受到的空气阻力总是小于乙物体受到的空气阻力 C. 时刻之前甲、乙两物体到达同一高度 D. 时刻之前甲下落的高度小于乙物体下落的高度 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．图线的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律得mg-f=ma 在t0时刻之前，甲的加速度先小于乙的加速度，再大于乙的加速度，可知甲物体所受的阻力先大于乙物体，然后小于乙物体；时刻之后，甲的加速度大于乙的加速度，甲物体受到的空气阻力小于乙物体受到的空气阻力，故A错误，B正确。 CD．t0时刻之前，甲图线围成的面积小于乙物体围成的面积，所以甲下落的高度小于乙物体下落的高度，甲、乙两物体没有到达同一高度。故C错误，D正确。 故选BD。 14. 某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图象可能的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）（ ） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】物体先向上做匀减速运动，上滑时的加速度 则上滑时的x-t图像为抛物线的一部分，v-t图像是直线；到达最高点后，若满足则物体将静止，则x-t图像是平行横轴的直线，则BD图像正确；若满足则物体将下滑，下滑的加速度 即下滑时v-t图像的斜率减小，下滑时间变长，x-t图像仍为抛物线，但比前段变得较平扁一些，则A图像正确，C错误。 故选ABD。 15. 如图甲是趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作，其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A. A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力 B. 运动员对篮球的合力不变 C. A运动员对篮球的压力增大 D. B运动员对篮球的压力减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A对篮球的压力和篮球对A的压力是作用力与反作用力的关系，大小相等，故A错误； B．根据平衡条件可得，A、B对篮球的合力大小不变，始终等于篮球的重力，B正确； CD．根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形，如图，可得在α角增大的过程中，A、B对篮球的压力均减小，故C错误，D正确。 故选BD。 16. 如图所示为一用高速摄影机拍摄的子弹发射瞬间的照片。已知子弹射出枪口的瞬时速度约为，子弹头的大小如照片所示，由于弹头运动造成的影像模糊部分约为弹头影像长度的十分之一。关于这张照片的分析判断，下列说法正确的是（　　） A. 根据照片中的信息，可以估算拍摄此照片时曝光时间小于五万分之一秒 B. 如果曝光时间一定，物体运动速度越快影像越模糊 C. 如果认为火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头速度无关，则在一定范围内，枪管越长子弹射出枪口时的速度越大 D. 如果认为火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头质量无关，则弹头质量越大射出枪口时的速度越大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．令子弹头的长度为，子弹向前运动的距离 曝光时间 取子弹头长度 计算出，故A正确； B．如果曝光时间一定，物体运动速度越快，在这段时间内高速摄影机捕捉到的子弹反射光越少，影像越模糊，故B正确； C．如果认为火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头速度无关（相同子弹加速度相同且不变），则在一定范围内，枪管越长，由可知火药气体对子弹的作用时间越长，由可知子弹射出枪口时的速度越大，故C正确； D．令枪管长度为，子弹加速度 由速度位移公式，有 推导得 因此火药气体在枪管内给子弹头的推力一定且与弹头质量无关时，弹头质量越大射出枪口时的速度越小，故D错误。 故选ABC。 17. 如图所示，在小球A以水平向右的速度被抛出的同时，位于小球A抛出点右上方的小球由静止自由下落。小球A、B均视为质点且在同一竖直平面内，不计空气阻力。在小球A落地前，下列说法正确的是（　　） A. 两小球可能在空中相遇 B. 以小球B为参考系，小球A做匀速直线运动 C. 同一时刻，小球A的速度大于小球B的速度 D. 可能存在某时刻小球B的速度大于小球A的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球A、B在竖直方向上均做自由落体运动，在小球A落地前，小球B所处的位置始终比小球A所处的位置高，两小球不可能在空中相遇，故A错误； B．由于两球在竖直方向均做自由落体运动，以小球B为参考系，小球A在竖直方向上静止，在水平方向上做匀速直线运动，故B正确； CD．根据自由落体运动规律，可知同一时刻小球A的竖直分速度与小球B的速度大小相等，小球A还有水平分速度，因此在小球B落地前，同一时刻小球A的速度始终大于小球B的速度，故C正确、D错误。 故选BC。 18. 如图所示，在足够长的粗糙竖直墙壁上有一物块保持静止。某一时刻无初速度释放物块，并分别以两种方式施加外力，使物块时刻紧紧地贴合在墙壁上运动。假设两次释放物块完全相同，物块与墙壁粗糙程度为，比例系数大小相同（在国际单位制下数值相等）。则（　　） A. 方式一下落过程中物体受到合外力方向改变，方式二下落过程中物体受到合外力方向不变 B. 方式一和方式二下落过程中物体速度都是先增大后减小 C. 两次释放过程中物体最终只有一个可以保持静止 D. 方式一下落过程中物体达到的最大速度大于方式二下落过程中物体达到的最大速度 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对方式一中物体进行受力分析，运用牛顿第二定律，有 当时， 当时，加速度 合力向下，加速运动；当时， 合力向上，做减速运动，故方式一下落过程中物体受到合外力方向改变。对方式二中物体进行受力分析，运用牛顿第二定律，有 当时， 当，加速度 因此合力向下，加速运动；当，加速度 因此合力为零，做匀速直线运动，故方式二下落过程中物体受到合外力方向不变。故A正确； BC．方式一下落过程先加速后减速，最终静止；方式二下落过程加速后运动，最终保持匀速，故B错误，C正确； D．方式二下落过程最大速度为 方式一下落过程加速度 加速度时间关系为一次函数，加速过程的图如图 图与横轴所围面积为速度，方式一下落过程最大速度为 由于，因此，故D正确。 故选ACD。 三、填空题（每题4分，共20分） 19. 一篮球以水平初速度 v0 抛出（不考虑篮球的自转和空气阻力），分别测得了 0.2 s 末、0.4 s 末和 0.6 s 末的速度矢量 v1、v2 和 v3，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度 g = 10 m/s2。则 v0 = _________m/s，0.6 s 内篮球的位移 s =_________m。 【答案】 ①. 4 ②. 3 【解析】 【详解】[1]0.2s内竖直速度的增加量为 可知图中一个小格代表0.4m/s，则初速度v0=10×0.4m/s=4m/s [2]0.6 s内篮球的水平位移x=v0t=2.4m 竖直位移 则位移 20. 在匀加速直线运动中，我们用加速度描述速度的变化快慢。与之类似，在圆周运动中可以引入角加速度来描述角速度的变化快慢。如图所示，是水平圆盘上的一个点，它与圆心间的距离为。圆盘由静止开始绕过点的竖直转轴转动，角速度随时间变化的关系如图所示，经过时间，点的线速度为，则这段时间内点的角加速度_____和转过的角度_____（请使用、、中字母表示）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据加速度描述速度的变化快慢，类比加速度得到角加速度表达式 经过时间，点的角速度 角加速度 [2]由图斜率不变可知角加速度不变，类比初速度为零的位移得到初角速度为零的角度 21. 电梯轿厢天花板上有一颗松动的螺丝，电梯静止时螺丝未脱落。当电梯运动时，螺丝在某一阶段发生脱落。请分析螺丝脱落时，电梯可能在做什么运动_____（选填：“加速上升”、“减速上升”）。设电梯轿厢天花板到轿厢地板的高度为，螺丝脱落后电梯加速度大小始终为，求螺丝掉落至轿厢地板所需时间_____。（重力加速度大小为） 【答案】 ①. 加速上升 ②. 【解析】 【详解】[1]当电梯静止或匀速时，螺丝所受拉力等于重力，不会脱落。若电梯加速度向上，要保持螺丝与电梯相对静止，则需要的拉力大于重力，现实中的拉力小于保持螺丝与电梯相对静止需要的拉力，螺丝会脱落，因此电梯加速上升或者减速下降时，螺丝脱落；若加速度向下，保持螺丝与电梯相对静止需要的拉力小于重力，不会脱落，即电梯减速上升或加速下降时，螺丝不会脱落。 [2]电梯加速上升，令脱落前电梯与螺丝的共同速度为，螺丝掉落至轿厢地板所需时间为，脱落后螺丝的位移 电梯位移 相对位移为电梯高度，即 推导得 22. 小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球拿到轻弹簧的顶端释放，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图所示。若小球的质量为m，则弹簧的劲度系数为____________，小球下降到高度h0处的速度__________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]小球下降时，由胡克定律，有 小球在下降过程中，受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，由牛顿第二定律可知 化简整理得 结合图像可知，弹簧的劲度系数为 [2]将小球的运动看成无数段匀变速运动，由运动学知识可知 即图像的面积表示，代入数据解得小球下降到h0处的速度大小为 。 23. 小区便民晾衣设备的三根支撑杆等间距地竖直固定在地面上，相邻支撑杆之间的晾衣绳质量均为，晾衣绳顶端的切线与竖直方向的夹角均为，如图所示。降雪后晾衣绳都被冰层均匀包裹，中间的支撑杆对地压力增加了。为简化问题，不考虑中间支撑杆上的积雪重力及晾衣绳顶端切线与竖直方向夹角的变化。重力加速度为。请问每根晾衣绳上的冰层质量_____；结冰的晾衣绳在最低点的张力大小_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]对左侧或右侧的晾衣绳进行受力分析，如图所示 设晾衣绳结冰前在竖直平面内受两侧支撑杆斜向上的拉力，拉力与竖直方向的夹角均为，根据平衡条件和正交分解，可得 晾衣绳结冰后受到的拉力为，根据平衡条件和正交分解，可得 因中间支撑杆受到两侧晾衣绳斜向下的拉力，结冰后拉力增大，使支撑杆对地压力增大，可得 联立解得 [2]对左侧或右侧半根结冰晾衣绳进行受力分析，如图所示 根据平衡条件和正交分解各得， 解得最低点细绳张力 四、综合题（共38分）。 便携物理实验室 手机不仅是一部通讯工具，更是一个小型物理实验室。它内置多种传感器，如加速度计、陀螺仪、磁力计、光线传感器等。无论是测量电梯运行时的加速度，还是探测地磁场的方向，手机能将无形的物理量转化为直观的数据。让我们得以跨越课堂的边界，在真实世界中随时随地验证理论，亲手测量、体验物理学的奥秘。 某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系”，装置如下图所示。主要实验步骤如下： A．按图示安装实验装置，适当调节长木板的倾角，以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力； B．调整定滑轮与力传感器相连的细线，使其竖直； C．在动滑轮的下端挂上智能手机、砂桶，再由静止释放小车，记下力传感器的示数；由手机测出砂桶加速下降过程中的加速度，并计算出小车的加速度； D．在砂桶中加入细沙，多次重复步骤C； E．根据实验数据在坐标纸上作出的图像。 根据以上实验过程，回答以下问题： 24. （1）实验中手机、砂桶和细沙的质量_____（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。 （2）每次实验中小车的加速度是砂桶加速度的_____倍。 （3）对于上述实验，下列说法正确的是_____ A．本实验小车运动时可以不需要平衡摩擦力 B．使牵引小车的细线要与长木板平行 C．力传感器的示数应为智能手机、砂桶和细沙总重力大小的一半 25. 由本实验得到的数据作出小车的加速度与力传感器的示数的关系图像，本实验中不可能出现的图像是（　　） A. B. C. D. 某同学利用手机和自行车探究圆周运动的相关知识。已知手机的加速度传感器既可以测量合加速度大小，又可以测量、、三个方向的加速度大小、、，如图（a）所示。将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上①位置（手机、平面始终与竖直面重合），如图（b）所示，后轮转动带动手机在竖直面内做圆周运动。 26. 后轮加速转动，手机可测到（　　）不为零（填标号）。 A. 、方向的加速度值 B. 、方向的加速度值 C. 、方向的加速度值 27. 后轮匀速转动 （1）利用秒表测出后轮转动圈的时间为，则角速度为_____（用、表示）。 （2）测量多组加速度与角速度的数据后，为了直观得出它们的关系，应作出_____（选填“”或“”）图像。 （3）利用装置测量加速度传感器在手机中的位置。 如图（c）所示，将手机固定在顶角与转轴重合的②位置，建立平面直角坐标后，重复（2）中操作，作出加速度与角速度关系的图像，并通过图像计算出斜率为，则加速度传感器到轮毂转轴的距离为_____，加速度传感器在手机中的位置坐标_____，_____。（均用此时传感器的测得的、、以及中部分字母表示） 【答案】24. ①. 不需要 ②. 2 ③. B 25. C 26. A 27. ①. ②. ③. k0 ④. ⑤. 【解析】 【24题详解】 [1]实验中因有力传感器测量小车的拉力，则手机、沙桶和细沙的质量不需要远小于小车的质量。 （2）[2]每次实验中小车的位移等于砂桶位移的2倍，则小车的加速度是沙桶加速度的2倍。 （3）[3]A．本实验小车运动时需要平衡摩擦力，A错误； B．牵引小车的细线要与长木板平行，从而保证细线的拉力等于小车受的合力，B正确； C．因手机、沙桶和细沙向下加速运动，处于失重状态，可知力传感器的示数小于智能手机、沙桶和细沙总重力大小的一半，C错误。 故选B。 【25题详解】 A．对小车，根据牛顿第二定律得F=Ma，小车的加速度与力传感器的示数F成正比，图像为过坐标原点的倾斜直线，故A正确； B．若平衡摩擦力不足，力F大到一定值时，小车有加速度，图像有横截距，故B正确； D．若平衡摩擦力过度，还没有施加外力F时，小车就有加速度，图像有纵截距，故D正确； C．小车的a-F图像一定为倾斜直线，不可能是曲线，故C错误； 本题要求不可能出现的，故选C。 【26题详解】 后轮带动手机在竖直面内做圆周运动，加速度在竖直平面内，故x、y方向的加速度值不为零，z方向的加速度值为零；故选A。 【27题详解】 （1）[1]利用秒表测出后轮转动圈的时间为，则角速度为。 （2）[2]根据向心加速度公式：a=ω2R，由此可知，a−ω2图像为直线，a−ω为曲线，应让软件作出图像能直观地判断它们的关系。 （3）[3]图像的斜率为，可知加速度传感器到轮毂转轴的距离为k0； [4]由于向心加速度的方向指向圆心，可知 解得 [5]同理可得 高空跳伞 高空跳伞，是一项勇气与科技完美结合的运动。从离开机舱的加速下落，到打开降落伞后的减速滑翔，直至平稳着陆，整个过程紧密遵循着力学规律。理解其中的物理原理，不仅能领略人类挑战极限的勇气，更能让我们学会如何用科学描述与驾驭真实的运动世界。 28. 若降落伞完全打开后，运动员下落受到的阻力大小与速度的平方成正比，即（k为已知常数），重力加速度为。 （1）常数的单位是_____。（用国际单位制的基本单位表示） （2）当运动员在减速下落过程中，他处于_____（选填“超重状态”、“失重状态”） 29. 一个可以同时测量速度和加速度的传感器质量为，从足够高的空中静止释放，它受到的空气阻力为（为已知常数），重力加速度为，那么请你绘制它由静止起在空中竖直下落的速度平方与加速度的图像，并标出其关键坐标值。 30. 若运动员跳离飞机后先做曲线运动，再做直线运动，运动轨迹简化为图中的，其中直线段与水平地面夹角。运动员在点打开伞包，此后可认为运动员和装备整体受到与滑行方向垂直的空气升力和与滑行方向相反的空气阻力，两者大小与滑行速度满足：，，其中、为可调节的系数。（，，） （1）在图中画出运动员和装备在段的受力示意图_____。 （2）（计算题）若运动员在段的某时刻的值为9.6、的值为1.2（国际单位制下），求此时运动员加速度的大小。 【答案】28. ①. ②. 超重状态 29. 30. （1） （2） 【解析】 【28题详解】 [1]因，故，所以的单位是 [2] 当运动员在减速下落过程中，加速度竖直向上，故他处于超重状态。 【29题详解】 由牛顿第二定律有 即 故-图像如下 【30题详解】 （1）运动员和装备整体受重力、空气升力和阻力三个力，受力分析如下 （2）因为垂直斜面方向有 沿斜面方向有 联立解得 31. 风洞实验 风洞，被誉为“飞行器的摇篮”，是空气动力学研究的关键实验设备。在大型风洞实验室中，通过人造可控气流，我们可以将飞机、高铁、甚至整座建筑按比例缩小的模型置于其中，精准模拟其在实际气流中所受的升力、阻力与压力分布。 如图甲是风洞实验室全景图，风洞实验室是可量度气流对实体作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。图乙为风洞实验室的侧视图，两水平面（虚线）之间的距离为，其间为风洞区域，物体进入该区域会受到水平方向的恒力，自该区域下边界的点将质量为的小球以一定的初速度竖直上抛，从点离开风洞区域，经过最高点后小球再次从点返回风洞区域后做直线运动，落在风洞区域的下边界处，与水平方向的夹角为，，，重力加速度大小为。求： 以下为计算题： （1）风洞区域小球受到水平方向恒力的大小。 （2）求小球经过OM段与MQ段的时间之比。 （3）求OP的距离和刚开始上抛时的初速度大小。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 在段，合力方向与速度方向相同，有 解得 【小问2详解】 令小球在点、点的速度分别为、，由运动的对称性 点速度的水平分量与竖直分量满足 点速度的水平分量与竖直分量满足 段的时间 水平方向加速度 段的时间 联立推导出小球经过OM段与MQ段的时间之比 【小问3详解】 段竖直方向，有 由可知 推导得 由速度位移关系有 解得， OP的距离为三段运动位移水平分量的和，即 其中，， 联立推导出 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $