专题02 圆周运动（期末真题汇编，上海专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦圆周运动专题，汇编上海多所名校期末试题，以科技前沿（如嫦娥六号、空间站）和生活情境（如自行车、餐桌转盘）为载体，实现基础概念与综合应用的梯度考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|约10题|向心力、向心加速度、线速度等基础概念|结合电动自行车弯道运动、拱形桥受力分析考查理解能力| |填空题|约5题|角速度计算、传动结构关联、万有引力应用|以共享单车传动、嫦娥六号轨道参数设计计算，强化模型建构| |综合题|约7题（含小题）|圆周运动与机械能、摩擦力、天体运动综合|餐桌转盘问题链（受力分析-液面形态-运动轨迹），摩天轮情境融合动能与势能变化，体现科学推理与探究|

专题02 圆周运动 一、单选题 1．(24-25高一下·上海复旦大学附属中学·期末)如图所示，用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球，它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时，测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，则小球的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】上海市复旦大学附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷（A卷） 【详解】根据影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，可知小球做匀速圆周运动的半径为，小球做匀速圆周运动的角速度为；则小球的加速度大小为 故选D。 2．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)某同学骑电动自行车绕如图所示的400m标准水平跑道运动，电动车上车速表一直显示15km/h，则（    ） A．自行车的速度一直保持不变 B．自行车在沿圆弧弯道BCD运动过程中，加速度保持不变 C．自行车绕跑道一周的平均速度等于零 D．自行车在沿圆弧弯道BCD运动时车身保持竖直 【答案】C 【来源】上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷 【详解】A．自行车做曲线运动的速度改变，A错误； B．沿圆弧弯道运动过程中，加速度方向始终改变，B错误； C．自行车绕跑道一周的位移为零，则平均速度为零，C正确； D．转弯过程中，由于需要向心力，则地面对自行车的作用力应斜向上，自行车应保持倾斜，D错误。 故选C。 3．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)如图，汽车从拱形桥的顶点A匀速率运动至桥的B点，下列说法正确的是（　　）    A．汽车在A点合力为零 B．汽车在A点重力的瞬时功率为零 C．汽车的机械能守恒 D．汽车的牵引力做的功等于重力做的功 【答案】B 【来源】上海市同济大学一第一附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】A．汽车在A点时做匀速圆周运动，需要向心力，合力提供向心力，不为零，故A错误； B．汽车在A点速度水平，无竖直速度，重力的瞬时功率为零，故B正确； C．运动过程，动能不变，重力势能改变，机械能不守恒，故C错误； D．运动过程，重力做正功，而动能不变，则牵引力做负功，不可能相等，故D错误。 故选B。 二、填空题 4．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)某共享单车的传动结构如图所示，其中I是半径的牙盘（大齿轮），II是半径的飞轮（小齿轮），III是半径的后轮。小理匀速蹬脚踏板，使其每分钟转30圈，则脚踏板的转速为_____r/s，牙盘转动的角速度为_____rad/s，自行车匀速前进的速度为_____m/s（均保留3位有效数字）。 【答案】 0.500 3.14 2.83 【来源】上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷 【详解】[1]脚踏板的转速为 [2]牙盘转动的角速度为 [3]自行车匀速前进的速度为 5．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)“嫦娥六号”环绕月球做轨道半径为r、周期为T的匀速圆周运动。“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为___________；月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n，则“嫦娥六号”携 带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为___________。 【答案】【小题1】 【小题2】 【来源】上海市同济大学一第一附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】[1]“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为。 [2]在星球表面有 解得重力加速度 因为月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n，则“嫦娥六号”携带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为 三、综合题 餐桌的中心有一个圆盘，可绕其中心轴转动，圆盘上放置物品，可跟随圆盘一起转动，方便了不同人的就餐需求。 6．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)一装有饮料的杯子放置在水平圆盘上，圆盘绕中心做匀速圆周运动，二者相对静止。 （1）关于杯子（含饮料）的受力情况，下列说法正确的是( ) A．杯子受到重力、支持力和摩擦力的作用 B．杯子受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 C．杯子所受摩擦力的方向由杯子背离桌面中心 D．杯子所受摩擦力的方向与杯子的线速度方向相反 （2）相对于餐桌转盘的转轴，观察到杯内饮料液面的倾斜形态将呈现为( ) A．    B． C．    D． （3）餐桌加速转动时，杯子飞出（飞出过程中忽略阻力），则杯子飞出方向是( ) A．沿着背离圆心方向 B．沿着指向圆心方向 C．沿着切线方向运动 D．以上情况都有可能 （4）若转盘正以速率v匀速转动，发现其在时间t内转过的路程所对圆心角约为θ（弧度），则在此段时间内，杯子的合力方向与速度的方向_________（选填“垂直”或“不垂直”），其向心加速度大小为_________。 7．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)如图所示，a为置于距圆桌转盘中心处的杯子，装满水的总质量为2m，另有一空杯子b质量为m，置于距圆盘中心处，已知，圆盘从静止开始缓慢地加速转动，两杯子与桌面间的动摩擦因数均为μ，且均未相对桌面滑动，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力大小。 （1）某时刻，a、b两杯子角速度的大小关系为( ) A．    B．    C． （2）任意时刻，a、b所受的摩擦力大小关系为( ) A．    B．    C． （3）杯子b开始滑动时的角速度为___________。（用m、、μ、g表示） （4）说理题：随着圆盘转动逐渐加快，哪个杯子先动_______？通过文字和列式简单阐述理由__________。 【答案】6． A B C 垂直 7． B B b 见解析 【来源】上海市上上海外国语大学附属大境中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】6．[1]A．杯子受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A正确； B．向心力是效果力，不是实际受到的力，因此不能说受到向心力作用，故B错误； CD．摩擦力提供向心力，方向由杯子指向桌面中心，与杯子的线速度方向垂直，故CD错误。 故选A。 [2]相对于餐桌转盘的转轴，杯内饮料将做离心运动，液面的外侧高。 故选B。 [3]当餐桌加速转动，静摩擦力不足以提供向心力时，杯子会脱离圆盘。由于飞出过程中忽略阻力，杯子将保持脱离瞬间的速度方向运动，即沿切线方向运动。 故选C。 [4]若转盘正以速率匀速转动，说明合力仅改变速度的方向，不改变速度的大小，则合力方向与速度方向垂直； [5]由题知，角速度为 则向心加速度为 7．[1]某时刻，a、b两杯子随圆桌转盘一起做同轴转动，角速度相等。 故选B。 [2] a、b两杯子随圆桌转盘一起做同轴转动，静摩擦力提供向心力 根据牛顿第二定律可得， 又 可得 故选B。 [3]杯子b开始滑动时，提供向心力的静摩擦力达到最大，则有 又 解得 [4] [5]a开始滑动时，提供向心力的静摩擦力达到最大，则有 解得 因此b比a先达到最大静摩擦力，故b先开始滑动。 SKYRING是国内首个悬臂式屋顶摩天轮，该摩天轮直径56m运行一圈用时12min。质量m=60kg的游客搭乘轿舱观光，轿舱与乘客均可视为质点，不计空气阻力。如图，摩天轮在竖直平面内绕轴顺时针转动，游客随轿舱从最低点运动到最高点的过程中，设座椅始终保持水平。 8．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客坐在绕轴匀速运动的轿舱中，保持不变的是其（　　） A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力 E．动能 F．重力势能 9．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客的机械能随时间（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 10．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客对轿舱座椅的压力（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 11．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客旋转的角速度大小为________，某时刻，游客与摩天轮圆心在同一高度，此时游客受摩天轮的作用力大小为___________。（第二空结果用质量m、周期T及直径d字母表示） 【答案】8．BE 9．A 10．B 11． 【来源】上海市华东政法大学附属松江高级中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】8．A．线速度是矢量，方向沿圆周切线方向，游客随轿厢运动时方向不断变化，线速度改变，A错误； B．匀速圆周运动中，角速度 周期不变，角速度不变，B正确； C．由 向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向不断变化，向心加速度改变，C错误； D．由 向心力大小不变，方向始终指向圆心，方向不断变化，向心力改变，D错误； E．由 线速度大小不变（匀速圆周运动 ），质量不变，动能不变，E正确； F．由 游客从最低点到最高点，高度变化，重力势能变化，F错误。 故选BE。 9．机械能等于动能与重力势能之和，游客做匀速圆周运动，动能保持不变，从最低点到最高点，重力势能因h增大而持续增大，故机械能一直增大。 故选A。 10．游客做匀速圆周运动，从最低点到最高点，竖直方向合力先减小后增大，竖直方向加速度先向上减小后向下增大。当竖直方向的加速度向上减小时，根据牛顿第二定律可得 可知游客受到的支持力逐渐减小，当竖直方向的加速度向下增大时，根据牛顿第二定律可得 可知游客受到的支持力继续逐渐减小，故游客受到的支持力一直减小，根据牛顿第三定律可知，游客对轿舱座椅的压力一直减小。 故选B。 11．[1]角速度 [2]游客与圆心等高时，向心力由水平方向的作用力提供，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向 此时游客受摩天轮的作用力为水平向心力与竖直重力的合力，根据平行四边形定则，作用力大小 中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成。 12．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)学习了广义相对论后，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。广义相对论的基本原理是（　　） A．相对性原理 B．光速不变原理 C．等效原理 D．广义相对性原理 E．质能关系 13．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为。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表示），人感受到的“重力”方向______（选填：“指向”或“远离”）转动中心。 14．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)中国空间站绕地球运行方向如图所示，由于地球遮挡阳光，空间站内宇航员在一天内会经历多次日落日出。太阳光看作平行光，空间站经历一次日落到日出转过的圆心角为，则空间站线速度大小与第一宇宙速度大小之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】12．CD 13． 远离 14．B 【来源】上海市青浦高级中学2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题 【解析】12．广义相对论的基本原理是广义相对性原理、等效原理。 故选CD。 13．[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，根据牛顿第二定律有 联立解得 [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。 14．空间站绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，有 解得 其中r为轨道半径。第一宇宙速度对应地球表面附近的轨道速度，即 其中R为地球半径。因此空间站线速度与第一宇宙速度的比值为 根据题意当空间站进入地球阴影时，太阳光与轨道半径方向形成夹角，如图所示 此时地球半径R与轨道半径r构成直角三角形关系，满足 解得 代入比值公式得 故选B。 自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。回答下列小题： 15．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示，小陆同学用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前进时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向为（　　） A．前后轮受到的摩擦力方向都向前 B．前后轮受到的摩擦力方向都向后 C．前轮受到的摩擦力方向向前，后轮的向后 D．前轮受到的摩擦力方向向后，后轮的向前 16．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示是自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，重物由于做离心运动拉伸弹簧后才使触点、接触，从而接通电路，LED灯就会发光，下列说法正确的是（　　） A．安装时端比端更靠近气嘴 B．高速旋转时，重物做离心运动是由于受到离心力作用 C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 17．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)小陆同学骑自行车在水平路面沿直线行进。当他停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零。此过程中克服阻力做功为，人停止蹬车时自行车的速度为，符合实际情况的图像为图中的（　　） A． B． C． D． 18．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)“动能回收”是指电动车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能的装置。电动车以的初动能沿倾角为15°的平直斜坡运动。第一次关闭发动机，让车自由滑行，其动能-位移关系如图直线①所示；第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能-位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，求电动车开启动能回收装置行驶200m的过程中： （1）所受的合力的变化规律； （2）共回收了多少电能； （3）若电动车质量为2吨，行驶到150m处电能的回收功率。 【答案】15．D 16．C 17．AC 18．（1）前逐渐变小，后为零。 （2） （3） 【来源】上海市青浦高级中学2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题 【分析】15．后轮为主动轮，后轮有相对地面向后的运动趋势，所以后轮受摩擦力方向向前；前轮是从动轮，前轮相对地面有向前的运动趋势，所以前轮受摩擦力方向向后，故选D。 16．A．在运动时是因为重物做离心运动，弹簧被拉伸，才有电路接通的，所以安装时B端比A端更靠近气嘴，故A错误； B．高速旋转时，重物做离心运动是因为弹簧的拉力不足以提供向心力所致，没有离心力存在，故B错误； C．增大重物质量可以增大弹簧的形变量，可使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确； D．灯在最低点时，由牛顿第二定律有 灯在最高点时有 即 匀速行驶时，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，故D错误。 故选C。 17．由动能定理可知 可知图像是过原点的直线；图像为抛物线，故选AC。 18．（1）由动能定理可知图像的斜率表示合外力，故由图线②可知，所受的合力前逐渐变小，后为零。 （2）由图直线①可知，未开启“动能回收”装置运行后，动能为；由图直线②可知，开启“动能回收”装置运行后，动能为；故开启“动能回收”装置运行过程中，一共回收的动能为 由机械能回收效率为，可知减少的机械能的转化为电能，故有 （3）行驶到150m处做匀速直线运动，所以此时“动能回收”装置所产生的阻力等于自由滑行时的合力，由图线①的斜率可知， 由于 解得 电能回收功率 【点睛】 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 19．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动 （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由______提供， （2）其大小分别为、，则有( ) A．             B．            C． 20．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)小车以恒定功率从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，在其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度v，如图。 （1）设小车受到阻力恒定，此过程中牵引力大小变化情况______ A．一直变大    B．不变    C．一直减小 （2）这个过程的平均速度______ A．＞        B．＝       C．＜ 【答案】19． 静摩擦力 C 20． C A 【来源】上海市青浦高级中学2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题 【解析】19．[1]小车在水平面内运动，在水平方向上只受到摩擦力的作用；小车匀速率运动，因此经过圆弧时的向心力由指向圆心的静摩擦力提供。 [2]向心力公式为 由于小车匀速率运动，所以两位置小车的速率相等，又因为A位置小车做圆周运动的半径大于B位置做圆周运动的半径，所以。 故选C。 20．[1]由题意可知小车以恒定功率加速运动，受到的阻力恒定，根据 因为小车的速度逐渐增加，在该过程中小车速度一直增加，所以可知牵引力一直减小，故选C。 [2]小车在该过程中受力分析有 结合之前的分析可知，小车的阻力不变，牵引力减小，所以小车的加速度逐渐减小，其图像如图所示 若小车做匀加速运动，则这个过程的平均速度为，而小车做加速度减小的变加速运动，位移大于匀加速运动的位移，可知这个过程的平均速度大于，故选A。 21．(24-25高一下·上海中学·期末)“道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。小张一家暑期自驾游，回答下列有关问题： (1)小张父亲开车上了高速公路，高速公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为10Hz，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为2m，则下列说法中错误的是（　　）（多选题） A．汽车颠簸的频率始终为10Hz B．汽车速度越大，颠簸得越厉害 C．汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大 D．当汽车以20m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 (2)小张在坐私家车通过高速跨河桥，已知汽车额定功率为35kW、质量m=1000kg，先以加速度a=2m/s2从静止开始做匀加速运动，达额定功率后以恒功率行驶。由于大桥倾斜角较小，假设汽车所受阻力恒为1000N。汽车启动后第1s末的瞬时功率为_____kW。小张思考：明明河流没有这么宽，为何高速跨河桥还要保持较小倾角导致桥很长，甚至到了对岸还没有下坡，这不是占用土地资源吗？其实这样的设计可以大大增加行驶安全性，请说理论证：_____。 (3)假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，则汽车在该桥梁上可以到达的最大速度为_____。 (4)如图所示，在小张父亲正在长白山盘山公路上开车，汽车沿等螺距盘山车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A．始终处于平衡状态 B．始终处于失重状态 C．始终处于超重状态 D．重力功率始终不变 (5)雨天驾驶汽车要格外注意安全，如图是小张所坐汽车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，启动后，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（　　） A．P点的线速度始终不变 B．P点的向心加速度不变 C．M、N两点的线速度相同 D．M、N两点的运动周期不同 (6)小张爸爸在开车时会尽量与大货车保持一段距离，这是因为大货车一旦失控非常危险，因此通常在大货车数量多的公路会设有避险车道。如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数μ=0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角θ应该满足的条件是_____。 ②若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，则货车在避险车道上行驶的最大距离s=_____。（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网_____（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 【答案】(1)ABC (2) 6 见解析 (3) (4)D (5)C (6) 49m 应该 【来源】上海市上海中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题 【详解】（1）A．汽车颠簸的频率取决于汽车的速度，不是始终为10Hz，故A错误，满足题意要求； BD．当汽车的速度使得汽车颠簸的频率等于汽车悬架的固有频率时，汽车发生共振现象，颠簸得最厉害，此时汽车的速度为，故B错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求； C．汽车悬架的固有频率与汽车的速度无关，故C错误，满足题意要求。 故选ABC。 （2）[1]汽车做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得 解得 汽车启动后第1s末的速度为 则汽车启动后第1s末的瞬时功率为 [2]假定大桥为某个圆的一段弧，则倾斜角越小，弧越长，所对圆心角越小，其相当的弧所在的圆半径越大，汽车过桥可近似看作圆周运动，由圆周运动公式 可得 则汽车通过桥顶速度不能超过，为保证汽车可以安全的高速通过，故高速跨河桥倾角小，长度长。 （3）假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，当汽车在该桥梁上达到最大速度时，有， 解得 （4）A．汽车的运动看成水平方向的匀速圆周运动和竖直方向匀速直线运动，由于汽车做曲线运动，所受合外力不为0，不是处于平衡状态，故A错误； BC．汽车在竖直方向做匀速直线运动，不是失重状态，也不是超重状态，故BC错误； 根据 D．由于汽车在竖直方向做匀速直线运动，所以重力功率始终不变，故D正确。 故选D。 （5）AB．P点做圆周运动，线速度方向和加速度方向时刻发生变化，故AB错误； CD．刮水片始终保持竖直，则M、N两点始终相对静止，所以M、N两点的线速度相同，运动周期相同，故C正确，D错误。 故选C。 （6）①[1]为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力，即 解得 ②[2]设货车在避险车道减速至零，距离为s，受力分析如图 由动能定理可知 联立解得 ③[3]为了确保能够有效吸收车辆动能，防止车辆反弹，当车辆撞击防撞网时，防撞网应该超出其弹性限度。 圆周运动 圆周运动是一种常见的运动形式，请利用我们学过的圆周运动的知识，回答以下问题： 22．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如图所示，有一皮带传动装置， A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　） A．B点与C点的线速度大小之比为 B．B点与C点的角速度大小之比为 C．B点与C点的向心加速度大小之比为 D．B点与C点的周期之比为 23．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)美国物理学家蔡特曼（Zartman）和我国物理学家葛正权于1930-1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设计了如图所示的装置。半径为R的圆筒B可绕O轴以角速度匀速转动，aOcd在一直线上，银原子以一定速率从d点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝c打在圆筒内壁b点，ab弧长为s，其间圆筒转过角度小于。 （1）下列判断正确的是______ A．圆筒逆时针方向转动    B．若银原子速率为v，则银原子在筒内运动时间 C．银原子速率为    D．银原子速率为 （2）研究该问题采用的科学方法是下列四个选项中的______ A．理想实验法    B．建立物理模型法 C．类比法    D．等效替代法 24．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如果物体沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。转弯时所受合外力F的方向正确的是（　　） A． B． C． D． 25．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)图甲是汽车通过凸形桥时的情景，图乙是汽车急转弯时的情景。若已知图甲中凸形桥圆弧半径为R；图乙中转弯圆弧半径也为R，路面外侧高内侧低，倾角为；重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A．图甲中汽车通过桥顶时，速度越大，汽车对桥面的压力越大 B．图甲中如果车速，一定会出现“飞车现象” C．图乙中如果车速，车辆便会向内侧滑动 D．图乙中只要车速，车辆便会向外侧滑动 26．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如图1所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得：旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度______rad/s。 （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 27．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)宇宙飞船相对于地面以速度匀速直线运动，c为光速。某时刻飞船头部的飞行员向尾部平面镜垂直发出一个光信号，反射后又被头部接收器收到，飞船仪器记录了光从发射到接受经历时间为，则地面观察者观测光被平面镜反射前后的速度______（相等、不等），地面观察者观测光从发射到接受过程经历时间t______（大于、等于、小于） 【答案】22．B 23． D D 24．C 25．B 26． 8.0 0.83 27． 相等 大于 【来源】上海市华东师范大学松江实验高级中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】22．AB．皮带传动时，与皮带接触的边缘的线速度大小相等，则有 同轴转动物体上各点的角速度相等，则有 根据，， 由于 解得，，故A错误，B正确； C．根据向心加速度的表达式有， 结合上述解得，故C错误； D．根据， 结合上述解得，故D错误。 故选B。 23．[1]A．由于圆筒转过角度小于，则圆筒顺时针方向转动，故A错误； B．银原子从c点进入后通过的位移为2R，可知，若银原子速率为v，则银原子在筒内运动时间，故B错误； CD．圆周运动的时间 结合上述有 解得，故C错误，D正确。 故选D。 [2]实验中将分子速率测量转化为圆筒转动角度的测量，通过圆筒匀速转动实现时间等效，消除了对单个分子飞行时间的直接测量需求。可知，实验采用了等效替代法。 故选D。 24．A．物体沿曲线由M向N行驶，图示，合外力方向与速度方向夹角为锐角，物体速度逐渐增大，故A错误； B．物体沿曲线由M向N行驶，图示，合外力方向与速度方向夹角为锐角，物体速度逐渐增大，故B错误； C．物体沿曲线由M向N行驶，图示，合外力方向与速度方向夹角为钝角，物体速度逐渐减小，合外力方向指向轨迹内侧，满足要求，故C正确； D．物体沿曲线由M向N行驶，图示，合外力方向与速度方向夹角为钝角，物体速度逐渐减小，合外力方向指向轨迹外侧，不满足要求，故D错误。 故选C。 25．A．图甲中，对汽车进行分析，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得 可知，汽车通过桥顶时，速度越大，汽车对桥面的压力越小，故A错误； B．若汽车恰好发生飞车现象，则有 解得 可知，图甲中如果车速，一定会出现“飞车现象”，故B正确； C．图乙中，若汽车恰好没有发生内外侧滑，此时有支持力与重力合力提供向心力，对汽车进行分析有 解得 可知，如果车速，由于所需向心力变小，支持力与重力的合力大于所需向心力，若支持力、重力与摩擦力的合力能够提供所需的向心力，则汽车有向内侧运动的趋势，但车辆并不会向内侧滑动，故C错误； D．结合上述可知，当车速，由于所需向心力变大，支持力与重力的合力小于所需向心力，若支持力、重力与摩擦力的合力能够提供所需的向心力，则汽车有向外侧运动的趋势，但车辆并不会向外侧滑动，故D错误。 故选B。 26．[1]令挡光杆的宽度为d，其旋转过程中的旋转半径为，根据光电门的测速原理可知，挡光杆的线速度大小 根据 解得 [2]对砝码进行分析，根据牛顿第二定律有 结合上述有 结合图像有 解得 27．[1]根据光速不变原理可知，地面观察者观测光被平面镜反射前后的速度相等，均为c； [2]飞船仪器记录了光从发射到接受经历时间为，根据相对论时空观，地面观察者观测光从发射到接受过程经历时间t满足 可知 28．(24-25高一下·上海中学·期末)不少科幻电影以移民火星为主题，小顾同学结合物理知识在科幻游戏里设计了一个火星游乐园：如下图所示，其中有固定于竖直平面内的过山车，内壁光滑，正圆轨道半径为r，他弟弟在游戏中正在游玩，在游戏中角色质量为m，可视为质点。设火星的地表重力加速度，万有引力常量为G，火星半径为地球半径R，地球半径为。 (1)小顾同学运用物理知识分析弟弟的运动状况，下列分析中的物理量属于状态量的是（　　）（多选题） A．动量 B．冲量 C．动能 D．势能 (2)弟弟的速率不变，其所受压力最大的点位在（　　） A．正圆轨道的A点 B．正圆轨道的B点 C．扁圆轨道的A点 D．扁圆轨道的B点 (3)若弟弟恰能过扁圆轨道最高点时，瞬时速度一定小于_____(选出所有符合条件的序号) ①：②：③：④：⑤：0 (4)小顾操作角色用力F从B点推弟弟到与圆心等高点C，弟弟始终接触着正圆轨道。若F为水平恒力，则推力F做的功为_____J。若推力始终垂直轨道半径，大小始终为F，推力做的功为_____J。 (5)建造过山车时需要用电动打夯机来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动，转动半径为R。调节打夯机的转速，使摆锤转到最高点时底座恰好能离开地面。 ①摆锤转到最高点时，杆对摆锤的弹力大小为_____； ②摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力大小为( ) A． B． C． D． (6)由于游戏中的过山车有零件损耗，需要从地球发射火星运送某箱在地球地面上重50N的零件去月球，某时刻在以的加速度竖直加速上升的火箭中该箱零件称重为22.25N，则此时火箭距地标高度为_____米。 (7)某个师傅搬运该箱零件，先对该箱零件做300J功，后对该零件做-500J功，则300J的功（　　）−500J的功 A．大于 B．小于 C．正负表示方向，无法比较大 (8)如图所示，该箱零件分别在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两次运动具有的不同的物理量是（　　）（多选题） A．重力的冲量 B．弹力的冲量 C．合力的冲量 D．箱子所受的重力 (9)在火星上拿出其中一个球形零件，如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，忽略空气阻力不计，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（　　）（多选题） A．重力势能和动能之和逐渐增大 B．重力势能和弹性势能之和先减小后增大 C．动能和弹性势能之和逐渐减小 D．重力势能实际上是物体和火星所共有的 E．小球将做简谐运动 (10)如图，游乐园水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。若，则_____（请用、填空）。若,，喷水嘴各转动一周，则落入各花盆的水量相比_____（请选填：A．一样多B．内圈的多C．外圈的多）。 【答案】(1)ACD (2)D (3)①②③④ (4) (5) D (6) (7)B (8)ABC (9)BDE (10) B 【来源】上海市上海中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题 【详解】（1）冲量是过程量，动能，势能和动量是状态量。 故选ACD。 （2）根据牛顿第二定律，在A点，有 在B点，有 在C点，有 可知，小孩在B点所受的支持力最大，但扁圆轨道的曲率半径小于正圆轨道的半径，所以扁圆轨道的支持力最大。 故选D。 （3）若弟弟恰好通过正圆轨道的最高点则临界速度 因为扁圆轨道的曲率半径小于，所以 ，所以 根据 得 所以 故①②③④符合题意。 （4）[1]力做功等于力乘沿力方向所走位移 [2]若力始终垂直于轨道半径，即力始终沿切线方向，即 （5）[1]当摆锤运动到最高点时，底座恰好离开地面，对底座进行受力分析 [2]摆锤运动到最低点时 运动到最高点时 所以联立解得 对底座受力分析 根据牛顿第三定律 故选D。 （6）设某时刻火箭距离地面的高度为，此位置的重力加速度为，取地面重力加速度则有 解得 根据 两式联立解得 解得 （7）功是标量，正负表示动力做功还是阻力做功，所以300J的功小于。 故选B。 （8）A．箱子从同一高度沿两个光滑的斜面落下，下落过程中只有重力做功 所以下落到最低点时速度大小相等，设斜面倾角为，对箱子进行受力分析 可知 所运动的时间 可知斜面倾角变大时，时间减小，重力的冲量 因为时间不同，则重力的冲量不同，A正确； B．箱子所受弹力 所以弹力的冲量 所以弹力的冲量不同，B正确； C．根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，即 所以合力的冲量大小相同，方向不同，C正确； D．箱子所受重力 可知箱子的重力相同，D错误。 故选ABC。 （9）A．小球和弹簧所组成的系统机械能守恒，小球下落到与弹簧接触并运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能（动能与重力势能之和）减小，A错误； B．在弹簧压缩到最短的过程中，动能先增大后减小，所以弹性势能和重力势能之和先减小后增大，B正确； C．在弹簧压缩到最短的过程中，重力势能减小，所以弹性势能和动能之和增大，C错误； D．力是相互的，所以重力势能是火星和小球所共有的，D正确； E．整个系统没有能量损失，小球做往复运动，E正确。 故选BDE。 （10）[1]根据 则 根据 得 [2]若，，喷水嘴各转动一圈，因为旋转的时间相同，则喷出的水量相等，但因为外圈的花盆数量比内圈数量多，则落入每个花盆的水量不相同，内圈多。 故选B。 娱乐活动 体育场和游乐场活动中蕴含的物理原理。 29．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A．足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C．足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D．足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 30．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图所示为足球被踢出后在空中依次经过A、B、C三点的运动轨迹示意图，B为最高点，A、C两点等高。则足球（　　） A．从A点运动到B点的时间大于从B点运动到C点的时间 B．在B点的加速度方向为箭头3的方向 C．在A点的机械能比在B点的机械能大ˇ D．在A点的动能与在C点的动能相等 31．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图，一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，估计打在横梁上的足球速度约为v，已知足球的质量为m，球门横梁的高度为h，踢出点到球门线的水平距离为L，重力加速度为g，空气阻力不计，以地面为零势能面。 （1）足球打在横梁上的机械能约为___________； （2）足球被踢出时的速度约为___________； （3）运动员踢球时对球所做的功约为___________。 32．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)“旋转飞椅”装置，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角为θ，则可以求出（　　） A．绳索受到的拉力 B．人对座椅的压力 C．座椅和人的速度 D．座椅和人的加速度 33．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（多选）为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点，到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从O→B→C→D的过程中 下列说法正确的是（　　） A．从O到C过程中，重力势能减少，动能增加 B．从B到D过程中，游客做匀减速运动 C．从B到C过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小 D．从B到D过程中，游客的动能先增大后减小 34．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（计算）如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距离地面高度为h的A点由静止滚下，到达B点时的速度为，且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h，g为重力加速度。求： （1）小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小； （2）小球通过C点时的速率； （3）小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功W。 【答案】29．D 30．C 31． 32．D 33．AD 34．（1） （2） （3） 【来源】上海市海事大学附属北蔡高级中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】29．AD．足球在空中运动做曲线运动，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，故A错误，D正确； BC．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的切线方向，加速度的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，故BC错误。 故选D 。 30．A．运动轨迹可知足球受空气阻力作用，竖直方向加速度大小 由可知：从A点运动到B点的时间小于从B点运动到C点的时间，故A错误； B．在B点足球受重力和切线方向的阻力，故加速度方向为箭头2的方向，故B错误； CD．运动轨迹可知足球受空气阻力作用，由功能关系可知：在A点的机械能比在B点的机械能大，在A点的动能大于在C点的动能，故C正确，D错误。 故选 C。 31．[1]足球打在横梁上的机械能约为 [2]由机械能守恒定律 足球被踢出时的速度约为 [3]由动能定理 运动员踢球时对球所做的功约为 32．当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向夹角为θ，由 可得座椅和人的加速度 由于不知道装置质量以及绳子长度，故无法求得压力、拉力和速度。 故选 D。 33．A．C点合力为零速度最大，从O到C过程中，重力势能减少，动能增加，故A正确； B．从B到D过程中，弹簧弹力一直增大，为变加速运动，故B错误； C．从B到C过程中，弹簧形变量一直增大，弹性绳的弹性势能一直增大，故C错误； D．C点合力为零速度最大，从B到D过程中，游客的动能先增大后减小，故D正确。 故选AD。 34．（1）小球运动到B点时       轨道对小球的支持力 （2）恰好能通过C点       小球通过C点时的速率 （3）小球从A点运动到C点的过程中       克服摩擦力做的功 京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。 35．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)陈老师乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移______（选涂“A、相同”、“B、不同”），陈老师______（选涂“A、能”、“B、不能”）画出她从上海到北京过程的“速度−时间”图像。 36．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的。如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的______（选涂“A、外轮”、“B、内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故。为此，铺设轨道时应该把______（选涂“A、外轨”、“B、内轨”）适当降低一定的高度。 37．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行（其中4节是动力车厢）。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】35． B B 36． A B 37．B 【来源】上海市浦东新区洋泾中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷 【详解】35．[1]根据位移的定义，即可知往返过程的位移方向不同，即位移不同； [2]根据上海到北京的路径特点，即可知速度方向必然变化，且不在一条直线上，不能画速度—时间图像； 36．[1]根据火车过弯道时，向心力指向弯道内侧，即可知火车的车轮受到轨道的挤压指向内侧，即外轨对火车有挤压，火车的外轮对外轨有挤压； [2]为使轨道对车辆的支持力与重力的合力，提供需要的向心力，可知外轨应比内轨高，合力才指向内侧； 37．四动四拖模式下，列车匀速运行，可得额定功率与速率满足 解得 改为一动七拖模式后，对列车受力分析，可知 联立解得 改为一动七拖模式后，加速度表达式为 可知随着速度v减小，加速度a也减小。 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 圆周运动 一、单选题 1．(24-25高一下·上海复旦大学附属中学·期末)如图所示，用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球，它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时，测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，则小球的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 2．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)某同学骑电动自行车绕如图所示的400m标准水平跑道运动，电动车上车速表一直显示15km/h，则（    ） A．自行车的速度一直保持不变 B．自行车在沿圆弧弯道BCD运动过程中，加速度保持不变 C．自行车绕跑道一周的平均速度等于零 D．自行车在沿圆弧弯道BCD运动时车身保持竖直 3．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)如图，汽车从拱形桥的顶点A匀速率运动至桥的B点，下列说法正确的是（　　）    A．汽车在A点合力为零 B．汽车在A点重力的瞬时功率为零 C．汽车的机械能守恒 D．汽车的牵引力做的功等于重力做的功 二、填空题 4．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)某共享单车的传动结构如图所示，其中I是半径的牙盘（大齿轮），II是半径的飞轮（小齿轮），III是半径的后轮。小理匀速蹬脚踏板，使其每分钟转30圈，则脚踏板的转速为_____r/s，牙盘转动的角速度为_____rad/s，自行车匀速前进的速度为_____m/s（均保留3位有效数字）。 5．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)“嫦娥六号”环绕月球做轨道半径为r、周期为T的匀速圆周运动。“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为___________；月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n，则“嫦娥六号”携 带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为___________。 三、综合题 餐桌的中心有一个圆盘，可绕其中心轴转动，圆盘上放置物品，可跟随圆盘一起转动，方便了不同人的就餐需求。 6．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)一装有饮料的杯子放置在水平圆盘上，圆盘绕中心做匀速圆周运动，二者相对静止。 （1）关于杯子（含饮料）的受力情况，下列说法正确的是( ) A．杯子受到重力、支持力和摩擦力的作用 B．杯子受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 C．杯子所受摩擦力的方向由杯子背离桌面中心 D．杯子所受摩擦力的方向与杯子的线速度方向相反 （2）相对于餐桌转盘的转轴，观察到杯内饮料液面的倾斜形态将呈现为( ) A．    B． C．    D． （3）餐桌加速转动时，杯子飞出（飞出过程中忽略阻力），则杯子飞出方向是( ) A．沿着背离圆心方向 B．沿着指向圆心方向 C．沿着切线方向运动 D．以上情况都有可能 （4）若转盘正以速率v匀速转动，发现其在时间t内转过的路程所对圆心角约为θ（弧度），则在此段时间内，杯子的合力方向与速度的方向_________（选填“垂直”或“不垂直”），其向心加速度大小为_________。 7．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)如图所示，a为置于距圆桌转盘中心处的杯子，装满水的总质量为2m，另有一空杯子b质量为m，置于距圆盘中心处，已知，圆盘从静止开始缓慢地加速转动，两杯子与桌面间的动摩擦因数均为μ，且均未相对桌面滑动，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力大小。 （1）某时刻，a、b两杯子角速度的大小关系为( ) A．    B．    C． （2）任意时刻，a、b所受的摩擦力大小关系为( ) A．    B．    C． （3）杯子b开始滑动时的角速度为___________。（用m、、μ、g表示） （4）说理题：随着圆盘转动逐渐加快，哪个杯子先动_______？通过文字和列式简单阐述理由__________。 SKYRING是国内首个悬臂式屋顶摩天轮，该摩天轮直径56m运行一圈用时12min。质量m=60kg的游客搭乘轿舱观光，轿舱与乘客均可视为质点，不计空气阻力。如图，摩天轮在竖直平面内绕轴顺时针转动，游客随轿舱从最低点运动到最高点的过程中，设座椅始终保持水平。 8．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客坐在绕轴匀速运动的轿舱中，保持不变的是其（　　） A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力 E．动能 F．重力势能 9．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客的机械能随时间（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 10．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客对轿舱座椅的压力（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 11．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)游客旋转的角速度大小为________，某时刻，游客与摩天轮圆心在同一高度，此时游客受摩天轮的作用力大小为___________。（第二空结果用质量m、周期T及直径d字母表示） 中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成。 12．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)学习了广义相对论后，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。广义相对论的基本原理是（　　） A．相对性原理 B．光速不变原理 C．等效原理 D．广义相对性原理 E．质能关系 13．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为。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表示），人感受到的“重力”方向______（选填：“指向”或“远离”）转动中心。 14．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)中国空间站绕地球运行方向如图所示，由于地球遮挡阳光，空间站内宇航员在一天内会经历多次日落日出。太阳光看作平行光，空间站经历一次日落到日出转过的圆心角为，则空间站线速度大小与第一宇宙速度大小之比为（　　） A． B． C． D． 自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。回答下列小题： 15．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示，小陆同学用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前进时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向为（　　） A．前后轮受到的摩擦力方向都向前 B．前后轮受到的摩擦力方向都向后 C．前轮受到的摩擦力方向向前，后轮的向后 D．前轮受到的摩擦力方向向后，后轮的向前 16．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图所示是自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，重物由于做离心运动拉伸弹簧后才使触点、接触，从而接通电路，LED灯就会发光，下列说法正确的是（　　） A．安装时端比端更靠近气嘴 B．高速旋转时，重物做离心运动是由于受到离心力作用 C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 17．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)小陆同学骑自行车在水平路面沿直线行进。当他停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零。此过程中克服阻力做功为，人停止蹬车时自行车的速度为，符合实际情况的图像为图中的（　　） A． B． C． D． 18．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)“动能回收”是指电动车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能的装置。电动车以的初动能沿倾角为15°的平直斜坡运动。第一次关闭发动机，让车自由滑行，其动能-位移关系如图直线①所示；第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能-位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，求电动车开启动能回收装置行驶200m的过程中： （1）所受的合力的变化规律； （2）共回收了多少电能； （3）若电动车质量为2吨，行驶到150m处电能的回收功率。 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 19．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)如图，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动 （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由______提供， （2）其大小分别为、，则有( ) A．             B．            C． 20．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)小车以恒定功率从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，在其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度v，如图。 （1）设小车受到阻力恒定，此过程中牵引力大小变化情况______ A．一直变大    B．不变    C．一直减小 （2）这个过程的平均速度______ A．＞        B．＝       C．＜ 21．(24-25高一下·上海中学·期末)“道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。小张一家暑期自驾游，回答下列有关问题： (1)小张父亲开车上了高速公路，高速公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为10Hz，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为2m，则下列说法中错误的是（　　）（多选题） A．汽车颠簸的频率始终为10Hz B．汽车速度越大，颠簸得越厉害 C．汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大 D．当汽车以20m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 (2)小张在坐私家车通过高速跨河桥，已知汽车额定功率为35kW、质量m=1000kg，先以加速度a=2m/s2从静止开始做匀加速运动，达额定功率后以恒功率行驶。由于大桥倾斜角较小，假设汽车所受阻力恒为1000N。汽车启动后第1s末的瞬时功率为_____kW。小张思考：明明河流没有这么宽，为何高速跨河桥还要保持较小倾角导致桥很长，甚至到了对岸还没有下坡，这不是占用土地资源吗？其实这样的设计可以大大增加行驶安全性，请说理论证：_____。 (3)假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，则汽车在该桥梁上可以到达的最大速度为_____。 (4)如图所示，在小张父亲正在长白山盘山公路上开车，汽车沿等螺距盘山车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A．始终处于平衡状态 B．始终处于失重状态 C．始终处于超重状态 D．重力功率始终不变 (5)雨天驾驶汽车要格外注意安全，如图是小张所坐汽车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，启动后，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（　　） A．P点的线速度始终不变 B．P点的向心加速度不变 C．M、N两点的线速度相同 D．M、N两点的运动周期不同 (6)小张爸爸在开车时会尽量与大货车保持一段距离，这是因为大货车一旦失控非常危险，因此通常在大货车数量多的公路会设有避险车道。如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数μ=0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角θ应该满足的条件是_____。 ②若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，则货车在避险车道上行驶的最大距离s=_____。（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网_____（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 圆周运动 圆周运动是一种常见的运动形式，请利用我们学过的圆周运动的知识，回答以下问题： 22．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如图所示，有一皮带传动装置， A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　） A．B点与C点的线速度大小之比为 B．B点与C点的角速度大小之比为 C．B点与C点的向心加速度大小之比为 D．B点与C点的周期之比为 23．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)美国物理学家蔡特曼（Zartman）和我国物理学家葛正权于1930-1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设计了如图所示的装置。半径为R的圆筒B可绕O轴以角速度匀速转动，aOcd在一直线上，银原子以一定速率从d点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝c打在圆筒内壁b点，ab弧长为s，其间圆筒转过角度小于。 （1）下列判断正确的是______ A．圆筒逆时针方向转动    B．若银原子速率为v，则银原子在筒内运动时间 C．银原子速率为    D．银原子速率为 （2）研究该问题采用的科学方法是下列四个选项中的______ A．理想实验法    B．建立物理模型法 C．类比法    D．等效替代法 24．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如果物体沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。转弯时所受合外力F的方向正确的是（　　） A． B． C． D． 25．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)图甲是汽车通过凸形桥时的情景，图乙是汽车急转弯时的情景。若已知图甲中凸形桥圆弧半径为R；图乙中转弯圆弧半径也为R，路面外侧高内侧低，倾角为；重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A．图甲中汽车通过桥顶时，速度越大，汽车对桥面的压力越大 B．图甲中如果车速，一定会出现“飞车现象” C．图乙中如果车速，车辆便会向内侧滑动 D．图乙中只要车速，车辆便会向外侧滑动 26．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)如图1所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得：旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度______rad/s。 （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 27．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)宇宙飞船相对于地面以速度匀速直线运动，c为光速。某时刻飞船头部的飞行员向尾部平面镜垂直发出一个光信号，反射后又被头部接收器收到，飞船仪器记录了光从发射到接受经历时间为，则地面观察者观测光被平面镜反射前后的速度______（相等、不等），地面观察者观测光从发射到接受过程经历时间t______（大于、等于、小于） 28．(24-25高一下·上海中学·期末)不少科幻电影以移民火星为主题，小顾同学结合物理知识在科幻游戏里设计了一个火星游乐园：如下图所示，其中有固定于竖直平面内的过山车，内壁光滑，正圆轨道半径为r，他弟弟在游戏中正在游玩，在游戏中角色质量为m，可视为质点。设火星的地表重力加速度，万有引力常量为G，火星半径为地球半径R，地球半径为。 (1)小顾同学运用物理知识分析弟弟的运动状况，下列分析中的物理量属于状态量的是（　　）（多选题） A．动量 B．冲量 C．动能 D．势能 (2)弟弟的速率不变，其所受压力最大的点位在（　　） A．正圆轨道的A点 B．正圆轨道的B点 C．扁圆轨道的A点 D．扁圆轨道的B点 (3)若弟弟恰能过扁圆轨道最高点时，瞬时速度一定小于_____(选出所有符合条件的序号) ①：②：③：④：⑤：0 (4)小顾操作角色用力F从B点推弟弟到与圆心等高点C，弟弟始终接触着正圆轨道。若F为水平恒力，则推力F做的功为_____J。若推力始终垂直轨道半径，大小始终为F，推力做的功为_____J。 (5)建造过山车时需要用电动打夯机来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动，转动半径为R。调节打夯机的转速，使摆锤转到最高点时底座恰好能离开地面。 ①摆锤转到最高点时，杆对摆锤的弹力大小为_____； ②摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力大小为( ) A． B． C． D． (6)由于游戏中的过山车有零件损耗，需要从地球发射火星运送某箱在地球地面上重50N的零件去月球，某时刻在以的加速度竖直加速上升的火箭中该箱零件称重为22.25N，则此时火箭距地标高度为_____米。 (7)某个师傅搬运该箱零件，先对该箱零件做300J功，后对该零件做-500J功，则300J的功（　　）−500J的功 A．大于 B．小于 C．正负表示方向，无法比较大 (8)如图所示，该箱零件分别在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两次运动具有的不同的物理量是（　　）（多选题） A．重力的冲量 B．弹力的冲量 C．合力的冲量 D．箱子所受的重力 (9)在火星上拿出其中一个球形零件，如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，忽略空气阻力不计，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（　　）（多选题） A．重力势能和动能之和逐渐增大 B．重力势能和弹性势能之和先减小后增大 C．动能和弹性势能之和逐渐减小 D．重力势能实际上是物体和火星所共有的 E．小球将做简谐运动 (10)如图，游乐园水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。若，则_____（请用、填空）。若,，喷水嘴各转动一周，则落入各花盆的水量相比_____（请选填：A．一样多B．内圈的多C．外圈的多）。 娱乐活动 体育场和游乐场活动中蕴含的物理原理。 29．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A．足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C．足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D．足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 30．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图所示为足球被踢出后在空中依次经过A、B、C三点的运动轨迹示意图，B为最高点，A、C两点等高。则足球（　　） A．从A点运动到B点的时间大于从B点运动到C点的时间 B．在B点的加速度方向为箭头3的方向 C．在A点的机械能比在B点的机械能大ˇ D．在A点的动能与在C点的动能相等 31．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)如图，一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，估计打在横梁上的足球速度约为v，已知足球的质量为m，球门横梁的高度为h，踢出点到球门线的水平距离为L，重力加速度为g，空气阻力不计，以地面为零势能面。 （1）足球打在横梁上的机械能约为___________； （2）足球被踢出时的速度约为___________； （3）运动员踢球时对球所做的功约为___________。 32．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)“旋转飞椅”装置，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角为θ，则可以求出（　　） A．绳索受到的拉力 B．人对座椅的压力 C．座椅和人的速度 D．座椅和人的加速度 33．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（多选）为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点，到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从O→B→C→D的过程中 下列说法正确的是（　　） A．从O到C过程中，重力势能减少，动能增加 B．从B到D过程中，游客做匀减速运动 C．从B到C过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小 D．从B到D过程中，游客的动能先增大后减小 34．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（计算）如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距离地面高度为h的A点由静止滚下，到达B点时的速度为，且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h，g为重力加速度。求： （1）小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小； （2）小球通过C点时的速率； （3）小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功W。 京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。 35．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)陈老师乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移______（选涂“A、相同”、“B、不同”），陈老师______（选涂“A、能”、“B、不能”）画出她从上海到北京过程的“速度−时间”图像。 36．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的。如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的______（选涂“A、外轮”、“B、内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故。为此，铺设轨道时应该把______（选涂“A、外轨”、“B、内轨”）适当降低一定的高度。 37．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行（其中4节是动力车厢）。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是（　　） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $