精品解析：上海市位育中学2025-2026学年高一下学期期中物理试卷（A卷）

2025-2026学年上海市徐汇区位育中学高一（下）期中 物理试卷（A卷） 一、计算题：本大题共6小题，共100分。 1. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。空气阻力可忽略。 （1）谷粒1、2在空中运动时的加速度、的大小关系为______。 A. B. C. D. 无法确定 （2）若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2在其轨迹最高点离地高度为h，此时机械能大小为______。 A. mgh B. C. D. （3）①两粒谷粒______到达P点。 A.谷粒1先 B.谷粒2先 C.同时 ②两粒谷粒到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为______。 A. B. C. （4）当前农业均采用机械化播种稻谷。一台播种稻谷机车总质量吨，额定功率，在耕田里行驶时受到的阻力f恒为2000N，机车以额定功率行驶时可达的最大速度为______，机车以额定功率行驶速度为时，瞬时加速度为______。 【答案】（1）C （2）B （3） ①. ②. （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 谷粒1、2在空中运动时都只受重力作用，则加速度关系 故选C。 【小问2详解】 若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2的机械能 因谷粒运动过程中机械能守恒，可知在其轨迹最高点的机械能也为 故选B。 【小问3详解】 ①[1]因谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜上抛运动，可知到达P点的时间不同，谷粒1先到达P点。 故选A。 ②[2]到达P点时谷粒2竖直速度较大，根据可知，两粒谷子到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为 故选B。 【小问4详解】 [1]当机车达到最大速度时，牵引力与阻力大小相等（），此时机车匀速运动，功率全部用来克服阻力做功。根据功率公式 可得 代入数据得 [2]当机车以额定功率行驶时，某时刻的牵引力可由功率公式求得 代入，得 根据牛顿第二定律 解得加速度 2. 蹦极它属于极限运动的一种：运动员身体系一弹性绳，从某高处下落，具有“空中芭蕾”之称；滑板车也属于比较适合青少年活动的极限运动。 （1）某极限运动爱好者进行蹦极运动，忽略空气阻力，则______。 A. 该运动员的运动过程始终处于超重状态 B. 该运动员动能最大时弹性绳上张力与其重力相等 C. 该运动员下落到最低点时弹力等于其重力 D. 该运动员下落到最低点的过程中弹性势能变化小于重力势能变化 （2）如图2为质量为60kg的极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。已知当下落6m时弹性绳刚好拉直，不计空气阻力且假定弹性绳全程严格符合胡克定律，则绳的劲度系数为______，运动员克服弹力做的功为______ J。 （3）某极限滑板运动也可以简化如图3所示：半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为的小车从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为的恒力F，使物块从静止开始运动。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为；A点到B点间的距离为2R，求： ①滑板车在AB段运动的加速度大小； ②滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小； ③小车在圆弧面上运动的最大动能。结果可带根号 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3）①；②；③ 【解析】 【小问1详解】 A．运动员在自由下落阶段，加速度向下，处于失重状态；弹性绳绷紧后，在弹力小于重力的阶段，仍为失重状态，仅当弹力大于重力时才进入超重状态。因此运动过程并非始终超重，故A错误； B．当运动员速度最大时，其加速度为零，此时弹性绳的弹力与重力大小相等、方向相反，处于平衡状态，故B正确； C．在最低点，运动员速度为零，之后将向上运动，此时合力必须向上，弹性绳的弹力大于重力，故C错误； D．从开始下落到最低点的过程中，重力势能的减少量全部转化为弹性绳的弹性势能，因此弹性势能的增加量等于重力势能的减少量，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]从到，运动员下落的距离为，弹性绳的伸长量也为6m。此时图线的斜率为零，即运动员此时的加速度为零，运动员受力平衡，根据平衡条件可得 解得 [2]对从开始下落到的全过程应用动能定理有 解得 内运动员克服弹力做的功 【小问3详解】 ①对小车进行受力分析，水平方向合力提供加速度，有 解得滑板车在AB段运动的加速度大小 ②滑板车在AB段运动时根据运动学公式有 解得B点速度 可得滑板车在AB段运动的时间 恒力F在AB段做的功 可得滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小 ③由题意可知，物块所受重力和恒力的合力与竖直方向夹角为，所以当物块与圆心O的连线与竖直方向夹角为时动能最大。对从A点到该位置的全过程应用动能定理有 解得滑板车在圆弧面上运动的最大动能 3. 在生产、生活和自然界中，许多物体都涉及圆周运动。 （1）如图1为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为，B点的转弯半径为，学员和教练员（均可视为质点）______。 A. 运动周期之比为5：4 B. 运动线速度大小之比为1：1 C. 向心加速度大小之比为4：5 D. 受到的合力大小之比为15：14 （2）小区车库出入口的道闸采用如图2所示的直杆，道闸抬起的过程中，杆OA绕O点由虚线位置匀速转动到图示位置，此过程中不变的物理量是______。 A. 通过的弧长随时间的变化率 B. 转过角度随时间的变化率 C. 速度随时间的变化率 D. 向心加速度随时间的变化率 （3）如图3（a），场地自行车的赛车场为椭圆盆形，图3（b）是将最内侧弯道视作坡度为斜坡的简化图。某时刻运动员在最内侧弯道的骑行速度为，转弯半径为54m。根据以上证据，可以推断运动员和自行车整体受到沿坡道______的静摩擦力，当车速增大时该摩擦力______。（选填：“增加”、“减少”） （4）我们常见的游乐场过山车是一项非常惊险的运动，某同学进行了模拟研究。如图4所示，一环形车道竖直放置，半径为6m，特技演员以恒定速率行驶，演员与汽车的总质量为1000kg。 ①若汽车以恒定的速率运动，汽车通过最高点时对环形车道的压力为______ N，方向______。 ②若要挑战成功，汽车的速率最小值为______。 ③若轨道能承受的压力最大值为80000N，汽车的速率最大值为______。 【答案】（1）D （2）AB （3） ①. 向下 ②. 增加 （4） ①. ②. 竖直向上 ③. ④. 【解析】 【小问1详解】 A．由，可得，周期之比为1：1，故A错误； B．由公式可得，线速度正比于半径，所以线速度之比为5：4，故B错误； C．由公式可得，向心加速度正比于半径为5：4，故C错误； D．由公式可得，受到的合力大小之比为15：14，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 A．弧长为 则 即弧长随时间的变化率为线速度的大小，故A正确； B．转过角度随时间的变化率 为角速度，故B正确； C．速度随时间的变化率，就是加速度。匀速圆周运动中，加速度为向心加速度，方向总指向O点，故C错误； D．向心加速度是一个矢量，大小不变，但方向不断变化。因此它的变化率不为零，是变化的，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 [1][2]对自行车受力分析如图所示 则有 而此时自行车的速度，则向心力 故运动员和自行车整体受到沿坡道向下的静摩擦力，车速增大时该静摩擦力增大。 【小问4详解】 ①[1][2]若汽车以恒定的速率运动，汽车通过最高点时根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，汽车对环形车道的压力 方向竖直向上； ②[3]若要挑战成功，则汽车在最高点的速率最小值满足 解得 ③[4]汽车在最低点时对轨道的压力最大，则若轨道能承受的压力最大值为80000N，汽车在最低点的速率满足 解得 4. 英国科学巨匠牛顿因苹果从树上坠落而产生有关万有引力的灵感，是科学史上的一个传奇故事。 （1）如图，空气中苹果A从某高处由静止开始下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中其具有的能量及其变化数据情况如表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。 所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能 下落到地面时的机械能 下落到地面时的重力势能 下落过程中重力势能变化量 下落到地面时的动能 四楼地面 ______ J ______ J ______ J 6J 一楼地面 7J ______ J 0 （2）物体（在赤道上）落地之后随地球自转的向心加速度为a，要使此物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的______。 A. B. C. D. （3）地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一性质的力，这种力与地球对树上苹果的力也是同一性质的力吗？牛顿认为苹果受到地球的吸引才下落，这种吸引力与天体间的引力具有相同的性质都满足万有引力定律。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍，苹果自由落体的加速度为，根据牛顿的想法，月球绕地球公转的向心加速度为，则______。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. ②. ③. ④. （2）B （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1]如果选取一楼地面为零势能面，下落初始时刻的机械能为7J，小球下落到地面时的动能为6J，则机械能损失1J。如果选取四楼地面为零势能面，则有 [2]下落到地面时的动能，则根据机械能定义可得下落到地面时的重力势能为 [3]重力势能变化量与零势能面的选取无关，则重力势能变化量为 [4]如果选取一楼地面为零势能面，小球下落到地面时的动能为6J，则机械能损失1J，下落到地面时的机械能为 【小问2详解】 物体在赤道上随地球自转时，有 物体随地球自转时，赤道上物体受万有引力和支持力，支持力等于重力即 物体“飘”起来时只受万有引力，故 即 即当物体“飘”起来时，物体的加速度为，则有 解得 故选B。 【小问3详解】 假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力，即地面的重力满足 则 对于月球，有 所以 故选A。 5. 跳台滑雪是冬奥会最具观赏性的项目之一，如图1所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，比赛运动员从圆弧助滑道的最高点A处由静止滑下后，从滑道B处恰好沿水平方向飞出，在着陆坡BC上的P处着陆。在飞行过程中，运动员与BC间距离最大处记为D处图中未画出，将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力，BC与水平方向的夹角为。 （1）运动员经过D处时的______； A. 速度等于零 B. 合力等于零 C. 速度与水平面的夹角为 D. 加速度与BC的夹角为 （2）运动员沿“助滑道”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图2所示，在此过程中该运动员的动能增加了______ J，机械能______选填“增加”、“减少”了______ J，阻力______。选填“增大”、“减小”或“不变”； （3）如图3所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为，游客和滑雪圈的总质量为m，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图4所示。已知游客滑到Q点后再经过停止运动。求： ①斜面上摩擦力做功W； ②摩擦系数和游客与滑雪圈的质量m。 【答案】（1）C （2） ①. ②. 减少 ③. ④. 增大 （3）①；②，60kg 【解析】 【小问1详解】 AC．运动员经过D处时，垂直斜面方向的速度为零，速度平行于斜面，与水平面的夹角为，故A错误，C正确； BD．运动员只受重力，合力不为零。加速度始终为重力加速度，方向竖直向下，与BC的夹角为，故BD错误。 故选C。 【小问2详解】 [1][2][3]由图可知，重力做功为 阻力做功为 由动能定理得 即动能增加了1600J；重力做功1800J，则重力势能减小了1800J，运动员在此过程中克服阻力做功，则内能增加了200J，机械能减小了200J。 [4]图像斜率绝对值变大，可得下滑相同高度时，阻力做功越多，可知阻力随高度变化而增大。 【小问3详解】 ①由图4可知，初始机械能 到达Q点水平位移时机械能 因此斜面上摩擦力做功 ②设P点到游客与滑雪圈静止时的水平位移为x，根据图4可知 代入数据可得 在斜面顶端时机械能 根据能量守恒定律可得 已知游客滑到Q点后再经过停止运动，根据牛顿第二定律可得加速度大小为 则在Q点的速度大小 根据图4可得Q点的动能 联立解得， 6. 2024年8月29日10点07分38秒，中国空间站过境连云港上空凌日，这仅仅秒的震撼瞬间被地面摄影师精准定格。在照片上，中国空间站只是一个小点，但这凝聚了中国航天人三十年的追梦历程，承载着祖国航天事业的奋斗征程。 （1）如图2，地球外有A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，以下一定正确的是______。 A. A的加速度比B大 B. A的向心力比B大 C. A的周期比B大 D. 以上均不对 （2）空间站凌日过程中，图3中表示太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图合理的是______。 （3）（计算与论证）行星绕太阳运动的轨道为椭圆，椭圆有两个位于长轴AC上关于中心对称的焦点，太阳位于其中的一个焦点上如图。若该椭圆的半长轴为a，两焦点间距为2c，行星的质量为m，太阳的质量为M，行星的引力势能，r为行星到太阳的距离，r的倒数与行星速度v的平方满足如图关系，行星和太阳均视为质点。求： ①行星的机械能及图像斜率； ②仅由引力做功，从C点到A点通过动能定理结合图像，推理论证说明引力做功与引力势能变化量的关系。 【答案】（1）A （2）D （3）①行星的机械能为，图像斜率为；②引力做功等于引力势能变化量的负值，引力做正功，引力势能减少 【解析】 【小问1详解】 AD．由图2可知，卫星A的轨道半径小于卫星B的轨道半径。根据万有引力提供向心力 可得加速度 由于 则，故A正确，D错误； B．由于卫星质量未知，无法比较向心力大小，故B错误； C．由 可得周期 由于 则，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 空间站“凌日”是指在地球上观测到空间站从太阳表面飞过的现象，此时太阳、空间站、地球三者应在同一直线上，且空间站必须位于太阳和地球之间。由图3可知，符合该位置关系的示意图是D。 故选D。 【小问3详解】 ①根据能量守恒定律，行星在绕太阳运动的整个过程中机械能E保持不变。行星的机械能等于其动能与引力势能之和，即 移项并整理得 两边同除以GMm，得到与的线性关系式 对比图5可知，该直线在纵轴上的截距为，即当时 代入截距条件有 解得 因此，行星的机械能为；由线性方程可知，该图线的斜率为； ②行星从C点（远日点）运动到A点（近日点）的过程中，仅由引力做功。根据动能定理，引力做的功等于行星动能的变化量 由①中的线性关系式，行星在A、C两点分别满足， 两式相减得 两边同时乘以GMm，可得 由于行星的引力势能公式为，上式左边可化为 其中为从C点到A点引力势能的变化量。将动能定理的关系代入，可得 由此推论并说明：引力做的功等于引力势能变化量的负值，即引力做正功，引力势能减少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上海市徐汇区位育中学高一（下）期中 物理试卷（A卷） 一、计算题：本大题共6小题，共100分。 1. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。空气阻力可忽略。 （1）谷粒1、2在空中运动时的加速度、的大小关系为______。 A. B. C. D. 无法确定 （2）若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2在其轨迹最高点离地高度为h，此时机械能大小为______。 A. mgh B. C. D. （3）①两粒谷粒______到达P点。 A.谷粒1先 B.谷粒2先 C.同时 ②两粒谷粒到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为______。 A. B. C. （4）当前农业均采用机械化播种稻谷。一台播种稻谷机车总质量吨，额定功率，在耕田里行驶时受到的阻力f恒为2000N，机车以额定功率行驶时可达的最大速度为______，机车以额定功率行驶速度为时，瞬时加速度为______。 2. 蹦极它属于极限运动的一种：运动员身体系一弹性绳，从某高处下落，具有“空中芭蕾”之称；滑板车也属于比较适合青少年活动的极限运动。 （1）某极限运动爱好者进行蹦极运动，忽略空气阻力，则______。 A. 该运动员的运动过程始终处于超重状态 B. 该运动员动能最大时弹性绳上张力与其重力相等 C. 该运动员下落到最低点时弹力等于其重力 D. 该运动员下落到最低点的过程中弹性势能变化小于重力势能变化 （2）如图2为质量为60kg的极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。已知当下落6m时弹性绳刚好拉直，不计空气阻力且假定弹性绳全程严格符合胡克定律，则绳的劲度系数为______，运动员克服弹力做的功为______ J。 （3）某极限滑板运动也可以简化如图3所示：半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为的小车从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为的恒力F，使物块从静止开始运动。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为；A点到B点间的距离为2R，求： ①滑板车在AB段运动的加速度大小； ②滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小； ③小车在圆弧面上运动的最大动能。结果可带根号 3. 在生产、生活和自然界中，许多物体都涉及圆周运动。 （1）如图1为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为，B点的转弯半径为，学员和教练员（均可视为质点）______。 A. 运动周期之比为5：4 B. 运动线速度大小之比为1：1 C. 向心加速度大小之比为4：5 D. 受到的合力大小之比为15：14 （2）小区车库出入口的道闸采用如图2所示的直杆，道闸抬起的过程中，杆OA绕O点由虚线位置匀速转动到图示位置，此过程中不变的物理量是______。 A. 通过的弧长随时间的变化率 B. 转过角度随时间的变化率 C. 速度随时间的变化率 D. 向心加速度随时间的变化率 （3）如图3（a），场地自行车的赛车场为椭圆盆形，图3（b）是将最内侧弯道视作坡度为斜坡的简化图。某时刻运动员在最内侧弯道的骑行速度为，转弯半径为54m。根据以上证据，可以推断运动员和自行车整体受到沿坡道______的静摩擦力，当车速增大时该摩擦力______。（选填：“增加”、“减少”） （4）我们常见的游乐场过山车是一项非常惊险的运动，某同学进行了模拟研究。如图4所示，一环形车道竖直放置，半径为6m，特技演员以恒定速率行驶，演员与汽车的总质量为1000kg。 ①若汽车以恒定的速率运动，汽车通过最高点时对环形车道的压力为______ N，方向______。 ②若要挑战成功，汽车的速率最小值为______。 ③若轨道能承受的压力最大值为80000N，汽车的速率最大值为______。 4. 英国科学巨匠牛顿因苹果从树上坠落而产生有关万有引力的灵感，是科学史上的一个传奇故事。 （1）如图，空气中苹果A从某高处由静止开始下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中其具有的能量及其变化数据情况如表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。 所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能 下落到地面时的机械能 下落到地面时的重力势能 下落过程中重力势能变化量 下落到地面时的动能 四楼地面 ______ J ______ J ______ J 6J 一楼地面 7J ______ J 0 （2）物体（在赤道上）落地之后随地球自转的向心加速度为a，要使此物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的______。 A. B. C. D. （3）地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一性质的力，这种力与地球对树上苹果的力也是同一性质的力吗？牛顿认为苹果受到地球的吸引才下落，这种吸引力与天体间的引力具有相同的性质都满足万有引力定律。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍，苹果自由落体的加速度为，根据牛顿的想法，月球绕地球公转的向心加速度为，则______。 A. B. C. D. 5. 跳台滑雪是冬奥会最具观赏性的项目之一，如图1所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，比赛运动员从圆弧助滑道的最高点A处由静止滑下后，从滑道B处恰好沿水平方向飞出，在着陆坡BC上的P处着陆。在飞行过程中，运动员与BC间距离最大处记为D处图中未画出，将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力，BC与水平方向的夹角为。 （1）运动员经过D处时的______； A. 速度等于零 B. 合力等于零 C. 速度与水平面的夹角为 D. 加速度与BC的夹角为 （2）运动员沿“助滑道”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图2所示，在此过程中该运动员的动能增加了______ J，机械能______选填“增加”、“减少”了______ J，阻力______。选填“增大”、“减小”或“不变”； （3）如图3所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为，游客和滑雪圈的总质量为m，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图4所示。已知游客滑到Q点后再经过停止运动。求： ①斜面上摩擦力做功W； ②摩擦系数和游客与滑雪圈的质量m。 6. 2024年8月29日10点07分38秒，中国空间站过境连云港上空凌日，这仅仅秒的震撼瞬间被地面摄影师精准定格。在照片上，中国空间站只是一个小点，但这凝聚了中国航天人三十年的追梦历程，承载着祖国航天事业的奋斗征程。 （1）如图2，地球外有A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，以下一定正确的是______。 A. A的加速度比B大 B. A的向心力比B大 C. A的周期比B大 D. 以上均不对 （2）空间站凌日过程中，图3中表示太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图合理的是______。 （3）（计算与论证）行星绕太阳运动的轨道为椭圆，椭圆有两个位于长轴AC上关于中心对称的焦点，太阳位于其中的一个焦点上如图。若该椭圆的半长轴为a，两焦点间距为2c，行星的质量为m，太阳的质量为M，行星的引力势能，r为行星到太阳的距离，r的倒数与行星速度v的平方满足如图关系，行星和太阳均视为质点。求： ①行星的机械能及图像斜率； ②仅由引力做功，从C点到A点通过动能定理结合图像，推理论证说明引力做功与引力势能变化量的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $