精品解析：上海市杨浦区控江中学2025-2026学年高一下学期期中物理试卷

2025-2026学年上海市杨浦区控江中学高一（下）期中物理试卷 一、计算题：本大题共5小题，共100分。 1. 刘老师酷爱篮球，擅长投篮和持球突破，是控江中学教师篮球队的主力队员。假定篮球质量为m，重力加速度大小为g。 （1）刘老师把篮球由静止向上提升了h，这时篮球的速度为v，则该过程中重力对篮球做功为______，合外力对篮球做功为______。 （2）刘老师将篮球以水平初速度抛出不考虑篮球的自转和空气阻力： ①篮球下落高度h时，重力的瞬时功率______。 ②篮球动能与下落距离h之间的关系可能为图1的______。 （3）某次师生对抗赛中，刘老师将篮球以速度从离地高度为处投出，篮球以速度进入离地高度为篮筐，如图2所示。运动过程中篮球离地最大高度为H，空气阻力不能忽略。 ①篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能为______。 A． B． C． D． ②篮球从最高点沿着弧线加速下降，请在图3中分别画出篮球速度的方向和所受合外力的方向。图中①为篮球运动的轨迹，②与轨迹相切，③与②垂直，④与水平面垂直。______ ③多选以出手点为零势能面，则篮球在最高点时的机械能一定______。 A．小于 B．大于 C．等于 D．大于 （4）计算某次篮球从离地H高度处静止下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处。若篮球和地面碰撞无能量损失，空气阻力大小保持不变，求： ①篮球所受空气阻力的大小； ②刘老师在篮球反弹至高度时竖直向下拍打篮球，篮球与地面再次碰撞后恰能反弹至H高度。则刘老师拍打篮球所做的功。 2. 新能源汽车是指采用非常规燃料作为动力来源的车。某纯电四驱SUV汽车质量为5000kg，最大输出功率为360kW。 （1）若该汽车在水平路面上从静止开始以恒定加速度启动，所受阻力大小恒为。 ①该汽车能够达到的最大速度为______，汽车启动后第1s末的瞬时功率为______W。 ②汽车匀加速运动能维持的时间为______ s。 ③定性画出该款汽车启动后输出功率P随时间t变化的图像不需要标记出坐标。______ （2）若考虑该汽车所受到的阻力大小f与行驶速率成正比。 ①汽车以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；当它以2v速率匀速行驶时，它的功率为______。 ②若汽车以恒定加速度从静止出发，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f关系图像是图3中的______。 3. 从我国第一颗人造地球卫星东方红一号的发射到北斗导航，再到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。 （1）如图1所示，东方红一号卫星沿椭圆轨道绕地球运动，设卫星在近地点、远地点的速度分别为、，加速度分别为、，远地点到地心的距离为，地球质量为M，引力常量为G，则： ①用国际单位制中的基本单位导出引力常量G的单位为______。 A. B. C. ②______，______，______（选填：A.，B.，C.）。 ③卫星从近日点向远日点运动过程中，引力______选填：A.做正功，B.做负功，C.不做功，卫星的机械能______选填：A.增大，B.减小，C.不变。 （2）“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图 所示。 ①多选地球同步轨道卫星运行的过程中，下列哪些物理量保持不变______。 A.动能 B.角速度 C.加速度 D.速度 ②同步轨道卫星和中轨道卫星绕地球做圆周运动的速度分别、，地球第一宇宙速度为，则______，______。选填：A.，B.，C.）。 ③月球绕地球公转的周期约为27天，则月球球心到地球球心的距离是地球同步卫星到地球球心距离的______。 A. B. C. D. ④若这两颗卫星之间的距离随时间变化的关系如图 所示，则中轨道卫星的运行周期______ h。 （3）年神舟十五号载人飞船与空间站组合体进行对接。图3中A表示神舟十五号，B表示天宫空间站，它们在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动。已知神舟十五号的轨道半径为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。 ①神舟十五号轨道处地球引力产生的加速度 ______，若神舟飞船内有一质量为的人站在可称体重的台秤上，台秤示数为______。 ②若神舟十五号质量为，以无穷远处为零势能面，则神舟十五号的动能为______，引力势能为______。 ③图中神舟十五号须通过______，变轨后才能与空间站交会对接。选填：A.加速，B.减速 4. 荡秋千和蹦极都是深受欢迎的户外运动。 （1）如图1所示，小朋友在秋千上坐姿不变，大人用水平力F缓慢将秋千由最低点O拉至图示B点再由静止释放，在B点时秋千绳与竖直方向的夹角为。已知秋千绳长为L，小朋友和秋千的总质量为m，重力加速度为g，忽略秋千绳质量和空气阻力。 ①大人缓慢拉秋千的过程中，水平力F大小______选填：A.变小，B.不变，C.变大，水平力F做的功为______。 ②在B点释放后秋千荡至最低点O点时，小朋友处于______状态选填：A.超重，B.失重，C.平衡，秋千的速度大小为______。 ③从B荡到O点的过程中，秋千动能随时间的变化关系图像为图2的______。 （2）如图 所示，为了研究“蹦极”运动过程，可将蹦极者视为质点，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落的高度及速度。设人及所携设备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m。人从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图 所示的速度-位移图像（图像）。本题重力加速度g取，问： ①（论述）根据图 提供的信息说明人在离开蹦台到弹性绳恰好绷紧过程中的运动机械能是否守恒。______ ②从弹性绳恰好绷紧到下落到最低点过程中，蹦极者的动能和重力势能之和______。选填：A.一直变大，B.一直变小，C.保持不变，D.先变大后变小，E.先变小后变大 ③（计算）蹦极者下落动能最大时，绳的弹性势能为多大？______ ④若取蹦极台为零势能处，图 为在A点处时，蹦极者的动能，弹性绳弹性势能的示意图，请由此推断此时人的重力势能与它们的相对关系，并画出示意图。______ 5. 风力发电和水力发电是清洁电力供应的重要方式。 （1）风力发电机的原理是风吹在叶片上推动叶片转动发电，将风的动能转化为电能。 ⅰ如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s。 ①叶片顶端A点的线速度大小______保留两位有效数字。 ②某时刻叶片上A、B、C三点中______。 A.B和C的角速度相同 B.A和B的线速度相同 C.A和C的线速度相同 D.A和C的向心加速度相同 ⅱ假设空气密度均匀，则其发电功率，k为无单位的常数，为空气密度，r为风力发电机叶片长度，v为风速。则______，______。选填：， ， （2）潮汐发电原理是落潮时潮水的重力势能转化为电能从而发电。如图所示是一种潮汐发电示意图，左方为陆地和海湾，右侧为大海，中间为水坝。涨潮时水进入海湾，如图2甲，待内外水面高度相同关闭闸门，落潮时开闸放水发电，如图2乙。设海湾面积，平均潮差 ，一天涨落潮两次，发电的能量转化率为。已知海水的密度，重力加速度。则每次落潮流出海湾的海水质量为______ kg，该潮汐发电装置的平均功率约为______ 保留2位有效数字。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上海市杨浦区控江中学高一（下）期中物理试卷 一、计算题：本大题共5小题，共100分。 1. 刘老师酷爱篮球，擅长投篮和持球突破，是控江中学教师篮球队的主力队员。假定篮球质量为m，重力加速度大小为g。 （1）刘老师把篮球由静止向上提升了h，这时篮球的速度为v，则该过程中重力对篮球做功为______，合外力对篮球做功为______。 （2）刘老师将篮球以水平初速度抛出不考虑篮球的自转和空气阻力： ①篮球下落高度h时，重力的瞬时功率______。 ②篮球动能与下落距离h之间的关系可能为图1的______。 （3）某次师生对抗赛中，刘老师将篮球以速度从离地高度为处投出，篮球以速度进入离地高度为篮筐，如图2所示。运动过程中篮球离地最大高度为H，空气阻力不能忽略。 ①篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能为______。 A． B． C． D． ②篮球从最高点沿着弧线加速下降，请在图3中分别画出篮球速度的方向和所受合外力的方向。图中①为篮球运动的轨迹，②与轨迹相切，③与②垂直，④与水平面垂直。______ ③多选以出手点为零势能面，则篮球在最高点时的机械能一定______。 A．小于 B．大于 C．等于 D．大于 （4）计算某次篮球从离地H高度处静止下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处。若篮球和地面碰撞无能量损失，空气阻力大小保持不变，求： ①篮球所受空气阻力的大小； ②刘老师在篮球反弹至高度时竖直向下拍打篮球，篮球与地面再次碰撞后恰能反弹至H高度。则刘老师拍打篮球所做的功。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. （3） ①. ②. ③. （4） ， 【解析】 【小问1详解】 [1]刘老师把篮球由静止向上提升了h，这时篮球的速度为v，则该过程中重力对篮球做功为 [2]根据动能定理，合外力对篮球做功等于动能增量，则合外力对篮球做的功 【小问2详解】 [1]篮球以水平初速度抛出做平抛运动，篮球下落高度h时，竖直分速度 解得 则重力的瞬时功率 [2]篮球在下落过程中，根据动能定理有 可得 则篮球动能与下落距离h之间的关系是一条不过原点的倾斜直线。 故选B。 【小问3详解】 [1]设篮球从出手到进入篮筐过程中，克服阻力做功为，根据动能定理有 解得 即损失的机械能为 故选D。 [2]篮球从最高点沿着弧线加速下降，根据速度沿曲线的切线方向，空气阻力和重力的合外力与速度方向的夹角为锐角，在图3中分别画出篮球速度的方向和所受合外力的方向大致如下 [3]A．以出手点为零势能面，则初始位置的机械能等于动能，即 运动过程存在阻力，则篮球在最高点时的机械能一定小于，故A正确； BC．最高点篮球速度不为0，可知篮球在最高点时的机械能大于 ，与的大小关系不能确定，故BC错误； D．从最高点下落时继续损失机械能，可知篮球在最高点时的机械能一定大于 ，故D正确。 故选AD。 【小问4详解】 [1]设篮球质量为m，重力加速度为g。对篮球下落和反弹过程，由动能定理，下落过程有 反弹过程有 又 联立解得阻力大小 [2]拍打后篮球反弹至原高度，由动能定理得，下落过程有 反弹过程 联立解得 2. 新能源汽车是指采用非常规燃料作为动力来源的车。某纯电四驱SUV汽车质量为5000kg，最大输出功率为360kW。 （1）若该汽车在水平路面上从静止开始以恒定加速度启动，所受阻力大小恒为。 ①该汽车能够达到的最大速度为______，汽车启动后第1s末的瞬时功率为______W。 ②汽车匀加速运动能维持的时间为______ s。 ③定性画出该款汽车启动后输出功率P随时间t变化的图像不需要标记出坐标。______ （2）若考虑该汽车所受到的阻力大小f与行驶速率成正比。 ①汽车以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；当它以2v速率匀速行驶时，它的功率为______。 ②若汽车以恒定加速度从静止出发，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f关系图像是图3中的______。 【答案】（1） ①. 45 ②. ③. 10 ④. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据公式 当汽车以最大速度匀速行驶时，输出功率为最大值，且牵引力等于阻力，此时 [2]汽车启动1s后，速度为 由牛顿第二定律可得 做匀加速运动时的牵引力大小为 所以此时发电机的功率为 [3]当汽车做匀加速运动达到发动机的最大功率时，有 解得匀加速阶段的最大速度为 所以匀加速阶段的最长时间为 [4]汽车做匀加速运动时，牵引力大小恒定，速度随时间均匀增加，所以发动机的输出功率为 功率P是随时间均匀增加的，当达到最大输出功率后汽车再做加速度减小的加速运动，所以图像如图所示。 【小问2详解】 [1]由于阻力大小与速度成正比，可设为 当速度大小为v时， 所以当速度为2v时， [2]当汽车以恒定加速度启动时，应用牛顿第二定律，有 所以 在达到最大功率前牵引力随摩擦力均匀增加，也就是随着速度的增加均匀增加。 当达到最大功率后，有 所以牵引力随摩擦力的增加而减小。只有A选项的图像符合描述。 故选A。 3. 从我国第一颗人造地球卫星东方红一号的发射到北斗导航，再到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。 （1）如图1所示，东方红一号卫星沿椭圆轨道绕地球运动，设卫星在近地点、远地点的速度分别为、，加速度分别为、，远地点到地心的距离为，地球质量为M，引力常量为G，则： ①用国际单位制中的基本单位导出引力常量G的单位为______。 A. B. C. ②______，______，______（选填：A.，B.，C.）。 ③卫星从近日点向远日点运动过程中，引力______选填：A.做正功，B.做负功，C.不做功，卫星的机械能______选填：A.增大，B.减小，C.不变。 （2）“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图 所示。 ①多选地球同步轨道卫星运行的过程中，下列哪些物理量保持不变______。 A.动能 B.角速度 C.加速度 D.速度 ②同步轨道卫星和中轨道卫星绕地球做圆周运动的速度分别、，地球第一宇宙速度为，则______，______。选填：A.，B.，C.）。 ③月球绕地球公转的周期约为27天，则月球球心到地球球心的距离是地球同步卫星到地球球心距离的______。 A. B. C. D. ④若这两颗卫星之间的距离随时间变化的关系如图 所示，则中轨道卫星的运行周期______ h。 （3）年神舟十五号载人飞船与空间站组合体进行对接。图3中A表示神舟十五号，B表示天宫空间站，它们在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动。已知神舟十五号的轨道半径为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。 ①神舟十五号轨道处地球引力产生的加速度 ______，若神舟飞船内有一质量为的人站在可称体重的台秤上，台秤示数为______。 ②若神舟十五号质量为，以无穷远处为零势能面，则神舟十五号的动能为______，引力势能为______。 ③图中神舟十五号须通过______，变轨后才能与空间站交会对接。选填：A.加速，B.减速 【答案】（1） ①. ②. A ③. B ④. A ⑤. B ⑥. C （2） ①. A B ②. C ③. C ④. C ⑤. （3） ①. ②. ③. ④. ⑤. A 【解析】 【小问1详解】 [1]由万有引力公式 变形可得 国际单位中F的单位是，的单位，M、m的单位kg，代入可得 故选C。 [2]由开普勒第二定律可知卫星在近地点速度大于远地点速度，即 故选A。 [3]在远地点，由万有引力提供向心力有 可得远地点的加速度 故选B。 [4]远地点卫星做近心运动，说明万有引力大于所需向心力，即 可得 故选A。 [5]卫星从近地点向远地点运动，引力方向与速度方向夹角大于，引力做负功。 故选B。 [6]卫星仅受引力作用，所以机械能守恒。 故选C。 【小问2详解】 [1]A．同步卫星线速度的大小恒定不变，根据动能公式 可知卫星的动能大小保持不变，故A正确； B．同步卫星的运行周期固定为24小时，根据角速度与周期的关系 可知角速度大小也恒定不变，故B正确； C．卫星的向心加速度大小为 虽然大小不变，但加速度是矢量，其方向始终指向地心，时刻在发生变化，故C错误； D．速度是矢量，同步卫星做圆周运动时，速度的方向时刻沿轨道切线变化，故D错误。 故选AB。 [2]根据万有引力提供卫星圆周运动的向心力有 可得线速度 可知轨道半径越大线速度越小，同步轨道卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度。 故选C。 [3]第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对应的轨道半径最小，线速度最大。同步轨道卫星的轨道半径远大于近地轨道半径，所以其线速度小于第一宇宙速度。 故选C。 [4]根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动的卫星，其轨道半长轴的三次方与公转周期的平方成正比，即 由此可得轨道半径与周期的关系为 已知月球绕地球公转的周期 天，地球同步卫星的周期 天，所以两者轨道半径之比为 故选C。 [5]两卫星绕行方向相同，从相距最近到下一次相距最近时，中轨道卫星比同步卫星多绕地球转了一圈，即多转过的角度为弧度。由图 可知，这个时间间隔为12小时，设中轨道卫星的周期为T，同步卫星的周期为，根据角速度差的关系有 解得 即中轨道卫星的周期为8h。 【小问3详解】 [1]由引力提供向心力，在地球表面有 可得 在神舟十五号轨道处有 可得轨道处的引力加速度 [2]飞船在轨道上做匀速圆周运动，处于完全失重状态，飞船内的人也随飞船一起做圆周运动，万有引力全部提供向心力，人对台秤没有压力，因此台秤示数为0。 [3]由万有引力提供向心力有 可得动能 [4]取无穷远为零势能面，引力势能为 [5]神舟十五号的轨道半径小于天宫空间站的轨道半径，要与更高轨道的空间站对接，需要通过加速使飞船做离心运动，进入更高的轨道。 故选A。 4. 荡秋千和蹦极都是深受欢迎的户外运动。 （1）如图1所示，小朋友在秋千上坐姿不变，大人用水平力F缓慢将秋千由最低点O拉至图示B点再由静止释放，在B点时秋千绳与竖直方向的夹角为。已知秋千绳长为L，小朋友和秋千的总质量为m，重力加速度为g，忽略秋千绳质量和空气阻力。 ①大人缓慢拉秋千的过程中，水平力F大小______选填：A.变小，B.不变，C.变大，水平力F做的功为______。 ②在B点释放后秋千荡至最低点O点时，小朋友处于______状态选填：A.超重，B.失重，C.平衡，秋千的速度大小为______。 ③从B荡到O点的过程中，秋千动能随时间的变化关系图像为图2的______。 （2）如图 所示，为了研究“蹦极”运动过程，可将蹦极者视为质点，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落的高度及速度。设人及所携设备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m。人从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图 所示的速度-位移图像（图像）。本题重力加速度g取，问： ①（论述）根据图 提供的信息说明人在离开蹦台到弹性绳恰好绷紧过程中的运动机械能是否守恒。______ ②从弹性绳恰好绷紧到下落到最低点过程中，蹦极者的动能和重力势能之和______。选填：A.一直变大，B.一直变小，C.保持不变，D.先变大后变小，E.先变小后变大 ③（计算）蹦极者下落动能最大时，绳的弹性势能为多大？______ ④若取蹦极台为零势能处，图 为在A点处时，蹦极者的动能，弹性绳弹性势能的示意图，请由此推断此时人的重力势能与它们的相对关系，并画出示意图。______ 【答案】（1） ①. ②. ③. ④. ⑤. （2） ①. 机械能守恒 ②. B ③. 1140J ④. ，  【解析】 【小问1详解】 [1]缓慢拉动时，秋千处于动态平衡状态，受力分析可得水平力大小 随增大，增大，因此水平力F变大。 故选C。 [2]根据动能定理，拉力做功等于重力势能的增加量，则 解得水平力做功 [3]在最低点时，秋千具有向上的向心加速度，小朋友处于超重状态。 故选A。 [4]由机械能守恒定律有 解得速度 [5]动能随时间的变化图像秋千从B到O的过程可视为简谐运动，速度随时间按正弦规律变化，动能 随时间呈正弦平方关系，图像为先增大、斜率逐渐减小的曲线。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据图（b）提供的信息说明人在离开蹦台到弹性绳拉直过程中，在人下降10m处时的速度大小为14m/s，若机械能守恒，根据自由落体规律 可知人在离开蹦台到弹性绳恰好绷紧过程中的运动机械能守恒。 [2]从弹性绳绷紧到最低点的过程中，弹性绳的弹力始终对人做负功，弹性势能持续增加，故蹦极者的动能和重力势能之和一直减小。 故选B。 [3]动能最大时，速度最大，加速度为0，重力与弹力平衡，对应图中，的A点，根据机械能守恒定律有 解得 [4]取蹦极台为零势能处，根据机械能守恒定律有 则重力势能为 故示意图如下图所示 5. 风力发电和水力发电是清洁电力供应的重要方式。 （1）风力发电机的原理是风吹在叶片上推动叶片转动发电，将风的动能转化为电能。 ⅰ如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s。 ①叶片顶端A点的线速度大小______保留两位有效数字。 ②某时刻叶片上A、B、C三点中______。 A.B和C的角速度相同 B.A和B的线速度相同 C.A和C的线速度相同 D.A和C的向心加速度相同 ⅱ假设空气密度均匀，则其发电功率，k为无单位的常数，为空气密度，r为风力发电机叶片长度，v为风速。则______，______。选填：， ， （2）潮汐发电原理是落潮时潮水的重力势能转化为电能从而发电。如图所示是一种潮汐发电示意图，左方为陆地和海湾，右侧为大海，中间为水坝。涨潮时水进入海湾，如图2甲，待内外水面高度相同关闭闸门，落潮时开闸放水发电，如图2乙。设海湾面积，平均潮差 ，一天涨落潮两次，发电的能量转化率为。已知海水的密度，重力加速度。则每次落潮流出海湾的海水质量为______ kg，该潮汐发电装置的平均功率约为______ 保留2位有效数字。 【答案】（1） ①. ②. A ③. B ④. C （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ①叶片顶端A点的线速度大小 ②AB．叶片上A、B、C三点是同轴转动，所以它们具有相同的角速度，故A正确，B错误； CD．A和C半径相同，由 A和C线速度相等，但A和C线速度方向不同，又线速度是矢量，故A和C线速度不相同 由 A和C向心加速度相等，但A和C向心加速度方向不同，又向心加速度是矢量，故A和C向心加速度不相同，故CD错误。 故选A。 ，k为无单位的常数，为空气密度，单位为；r为风力发电机叶片长度，单位为m；v为风速，单位为，功率的单位为W 根据， 可知 对比 可得， 故选BC。 【小问2详解】 每次落潮流出海湾的海水质量为  该潮汐发电装置的平均功率约为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $