精品解析：上海虹桥第一中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

上海虹桥第一中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小均取。 一、运球游戏 两个小朋友背对背夹着一颗质量为的篮球，参加运球游戏。 1. 小朋友的后背可看作两个与竖直方向夹角均为的斜面，忽略篮球受到的摩擦力与空气阻力。 （1）起跑前，篮球与小朋友保持静止，若同时减少两夹角，关于篮球所受一侧后背的压力和两侧后背的合力，有（ ） A.变大 B.变小 C.变大 D.变小 （2）起跑后某时刻篮球的加速度大小恰为，方向水平向左。此时两个小朋友对篮球的合力大小为__________。 （3）途中篮球意外滑落，从滑落后某时刻开始计时，篮球的加速度随时间变化的图线可能为（ ） A. B. C. D. （4）上面（3）中图线与坐标轴所围面积表示的是__________。 2. 某同学在篮球的正上方固定一反射式位移传感器，传感器不断向下发射频率为的超声波脉冲信号并检测从篮球反射的回波。 （1）篮球下落过程，传感器检测到的回波频率应（ ） A.大于，且不断增大 B.小于，且不断增大 C.大于，且不断减小 D.小于，且不断减小 （2）（论证）已知声波在空气中的传播速度约为，试判断传感器发出的超声波在遇到直径为的篮球时是否会发生明显衍射，并说明理由_______。 3. 篮球在实际运动过程中会受到大小随速度增大而增大的空气阻力作用，则某次从地面竖直弹起又落下的过程中篮球的动能随离地高度变化的关系应为（ ） A. B. C. D. 二、遥控赛车 某兴趣小组的同学带着自制赛车参加遥控车比赛。 4. 如图所示，赛车经过某段水平圆弧赛道时有两条线路可供选择，且赛道能提供赛车的最大侧向静摩擦力大小为定值。若赛车沿线路1、2通过赛道的最大线速度和最大角速度的大小分别为、和、，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”，要求赛车沿水平直轨道运动，从点飞出后落在平台段。已知电机驱动赛车的额定功率，赛车的质量，在水平直轨道上受到的阻力大小，段长，、间的高度差、水平距离。重力加速度取。（不计赛车车长和空气阻力，计算结果均保留2位有效数字） （1）（计算）为越过“壕沟”，求赛车通过点的最小速度的大小__________； （2）（计算）在比赛中，当赛车以的速度加速通过点时，电机已达到额定功率。求此时赛车的加速度大小__________； （3）（计算）以（2）中条件通过点后，赛车为完成比赛在段通电的最短时间__________。 （4）赛车飞跃“壕沟”过程中，重力势能的变化量__________；赛车落到平台前瞬间，重力的瞬时功率__________。 6. 小组同学在赛后通过视频追踪软件录得赛车在一平面内运动的位置，（单位：）与时间（单位：）的函数关系为：，。则在录制时间段内赛车所做的运动是（ ） A. 匀变速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 变速圆周运动 D. 匀变速曲线运动 三、学生实验 物理实验常以观察、测量和探究为目的。 7. 某同学使用图（a）所示装置探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系。 （1）已知挡光片宽度为，光电门接收孔到转轴的距离为。测得挡光片的挡光时间为时，砝码做圆周运动的角速度大小__________。 （2）（多选）该同学将一质量为的砝码先后固定在半径等于、和位置，转动悬臂后得到如图（b）所示的3组向心力大小与角速度大小的关系图线，由图中数据可确定（ ） A.与的关系 B.与的关系 C.与的关系 D.质量的大小 8. 某同学借助实验室器材做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）（多选）除秒表、刻度尺外，还应选用下列器材中的（ ） A.长约的橡皮绳 B.直径约的实心钢球 C.长约的细线 D.直径约的均匀木球 （2）由于实验室提供的刻度尺长度不够，该同学设计了如图所示的实验方案。用固定的铁夹夹紧一端系着小球并保持竖直状态的悬线后，将小球拉开一小角度释放。测得铁夹上方的剩余悬线长度分别为、时对应的小球摆动周期分别为、，则重力加速度大小__________。 （3）计算由上述方案得到的实验数据，发现重力加速度值略微偏大，可能的原因是（ ） A.误将小球直径计作半径 B.未考虑被铁夹夹住部分悬线长度的影响 C.误将半次全振动计作一次 D.误将次全振动计作次 （4）（计算）若保持摆长不变，从摆角为（小于）位置静止释放小球。已知小球质量为，重力加速度大小为，不计能量损失，求小球摆动到摆角为时，摆线对小球的拉力大小__________； （5）（作图）画出（4）中摆线拉力大小与摆角的关系图线__________。 9. 某同学借助发波水槽观察水波的传播。 （1）水槽中以为界，左侧为深水区、右侧为浅水区，当水槽左侧的棒状波源以固定频率。振动时，观察到的水波分布可能为（虚线表示波峰）（ ） A. B. C. D. （2）已知水槽中水波的波速大小仅由水的深度和重力加速度大小决定，则可能等于（ ） A. B. C. D. （3）（多选）将棒状波源替换为两颗同步振动的小球，某时刻观察到的水波分布如图所示，其中实线表示波峰、虚线表示波谷。图中标示各点中振动加强的点是__________（选涂）。 四、起波器 某起波器的结构如图，当圆盘绕固定轴转动时，圆盘上的圆柱凸起会带动“-”形滑块沿固定套筒内壁水平振动。该装置可作为波源带动质点振动形成机械波。 10. 已知滑块的质量为，圆柱凸起的轴心到转轴的距离为，圆盘匀速转动的周期为，转动方向如图。从图示时刻开始计时，此时圆柱轴线恰位于转轴的正上方，取向右为正方向。 （1）滑块从图示位置起发生的位移与时间的关系为__________。 （2）（多选）关于滑块振动的动能和回复力，应有（ ） A.时最大 B.时最大 C.时最大 D.时最大 （3）滑块振动时受到的最大回复力大小__________。 11. 起波器带动一列质点振动，形成以大小为的速度沿轴正方向传播的横波，时波形如图所示。 （1）（作图）画出时的波形图__________。 （2）点的位移随时间变化的关系图应为（ ） A. B. C. D. 12. 如图（a）所示，光滑水平面上一均匀弹簧自然伸展，弹簧左端与起波器相连。在弹簧上每隔相同距离标记一点，打开起波器后形成沿弹簧传播的纵波，某时刻弹簧上各标记点的位置如图（b）所示。则该列纵波的波长__________，各标记点的振幅__________。 五、万有引力 各种物体之间均存在万有引力。 13. 恒星在演化后期会经历体积逐渐膨胀的过程。若太阳的半径膨胀为原来的2倍，不计该过程中太阳的质量损失，则太阳与地球之间的万有引力大小将变为原来的__________倍；太阳表面的重力加速度大小将变为原来的__________倍。 14. 地球与土星及其最大卫星的部分数据如下表所示。 行星 行星质量（） 卫星 卫星质量（） 卫星公转周期 行星与卫星平均距离（） 地球 月球 约28天 土星 ？ 泰坦 约14天 由表中数据估算土星的质量约为__________。（保留2位有效数字） 15. 如图所示，质量为的飞船沿半径为的圆周轨道绕地球公转。已知地球质量为，引力常量为，不考虑除地球以外的引力作用。 （1）（计算）求飞船沿圆周轨道运动的速度大小； （2）（计算）飞船在点处点火加速，以大小为的速度脱离圆周进入椭圆轨道。求飞船到达离地球最远的点时飞船与地球球心的距离及速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海虹桥第一中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小均取。 一、运球游戏 两个小朋友背对背夹着一颗质量为的篮球，参加运球游戏。 1. 小朋友的后背可看作两个与竖直方向夹角均为的斜面，忽略篮球受到的摩擦力与空气阻力。 （1）起跑前，篮球与小朋友保持静止，若同时减少两夹角，关于篮球所受一侧后背的压力和两侧后背的合力，有（ ） A.变大 B.变小 C.变大 D.变小 （2）起跑后某时刻篮球的加速度大小恰为，方向水平向左。此时两个小朋友对篮球的合力大小为__________。 （3）途中篮球意外滑落，从滑落后某时刻开始计时，篮球的加速度随时间变化的图线可能为（ ） A. B. C. D. （4）上面（3）中图线与坐标轴所围面积表示的是__________。 2. 某同学在篮球的正上方固定一反射式位移传感器，传感器不断向下发射频率为的超声波脉冲信号并检测从篮球反射的回波。 （1）篮球下落过程，传感器检测到的回波频率应（ ） A.大于，且不断增大 B.小于，且不断增大 C.大于，且不断减小 D.小于，且不断减小 （2）（论证）已知声波在空气中的传播速度约为，试判断传感器发出的超声波在遇到直径为的篮球时是否会发生明显衍射，并说明理由_______。 3. 篮球在实际运动过程中会受到大小随速度增大而增大的空气阻力作用，则某次从地面竖直弹起又落下的过程中篮球的动能随离地高度变化的关系应为（ ） A. B. C. D. 【答案】1. ①. A ②. ③. D ④. 篮球速度的变化量 2. ①. D ②. 不会；超声波的波长小于篮球的尺寸 3. D 【解析】 【1题详解】 （1）[1]对球受力分析可知两侧后背的合力与球的重力等大反向，可知同时减少两夹角，两侧后背的合力不变； 由平衡可得 根据牛顿第三定律可知，篮球所受一侧后背的压力 同时减少两夹角，则变大； 故选A。 （2）[2]根据牛顿第二定律可知，此时篮球的合力大小为 两个小朋友对篮球的合力大小为 （3）[3]篮球在空中无论是上升还是下落过程中，加速度都等于重力加速度g，方向向下；与地面接触时受地面的向上的弹力作用，加速度方向向上，并且随着落地次数增加，反弹的速度逐渐减小，反弹时的加速度逐渐减小，篮球在空中的时间变短，故只有D符合题意，故选D。 （4）[4]根据可知，上面（3）中图线与坐标轴所围面积表示的是篮球速度的变化量。 【2题详解】 （1）[1]篮球下落过程中远离波源运动，根据多普勒效应可知，传感器检测到的回波频率应小于波源的频率，即小于；因篮球相对传感器的速度逐渐增加，可知传感器检测到的回波频率不断减小。故选D。 （2）[2]超声波的波长为 则传感器发出的超声波在遇到直径为的篮球时不会发生明显衍射。 【3题详解】 因篮球下落时受的合外力，随速度增加，合外力减小；根据可知图像的斜率随h的减小而减小； 篮球上升时受的合外力，随速度减小，合外力减小；根据（考虑到篮球被地面弹起过程有能量损失，则弹起时的初动能Ek0小于刚落地时的动能）可知图像的斜率随h的增加而减小。 故选D。 二、遥控赛车 某兴趣小组的同学带着自制赛车参加遥控车比赛。 4. 如图所示，赛车经过某段水平圆弧赛道时有两条线路可供选择，且赛道能提供赛车的最大侧向静摩擦力大小为定值。若赛车沿线路1、2通过赛道的最大线速度和最大角速度的大小分别为、和、，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”，要求赛车沿水平直轨道运动，从点飞出后落在平台段。已知电机驱动赛车的额定功率，赛车的质量，在水平直轨道上受到的阻力大小，段长，、间的高度差、水平距离。重力加速度取。（不计赛车车长和空气阻力，计算结果均保留2位有效数字） （1）（计算）为越过“壕沟”，求赛车通过点的最小速度的大小__________； （2）（计算）在比赛中，当赛车以的速度加速通过点时，电机已达到额定功率。求此时赛车的加速度大小__________； （3）（计算）以（2）中条件通过点后，赛车为完成比赛在段通电的最短时间__________。 （4）赛车飞跃“壕沟”过程中，重力势能的变化量__________；赛车落到平台前瞬间，重力的瞬时功率__________。 6. 小组同学在赛后通过视频追踪软件录得赛车在一平面内运动的位置，（单位：）与时间（单位：）的函数关系为：，。则在录制时间段内赛车所做的运动是（ ） A. 匀变速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 变速圆周运动 D. 匀变速曲线运动 【答案】4. B 5. ①. ②. ③. ④. ⑤. 6. D 【解析】 【4题详解】 赛道能提供赛车的最大侧向静摩擦力大小为定值，则有， 可得，，， 由于，则有， 故选B。 【5题详解】 （1）[1]为越过“壕沟”， 赛车落在点对应赛车通过点的速度最小；竖直方向有 水平方向有 联立解得赛车通过点的最小速度的大小为 （2）[2]在比赛中，当赛车以的速度加速通过点时，电机已达到额定功率，则此时牵引力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 （3）[3]以（2）中条件通过点后，赛车为完成比赛，在段根据动能定理可得 代入数据解得在段通电的最短时间为 （4）[4]赛车飞跃“壕沟”过程中，重力势能的变化量为 [5]赛车飞跃“壕沟”过程中，竖直方向有 赛车落到平台前瞬间，重力的瞬时功率 联立解得 【6题详解】 根据匀变速直线运动位移时间公式 由，可知沿方向的初速度为，加速度为 由，可知沿方向的初速度为，加速度为 可知赛车的合加速度恒定不变，大小为 方向与负方向的夹角正切值为 赛车的初速度大小为 方向与正方向的夹角正切值为 可知赛车的合加速度方向与初速度方向不在同一直线上，所以在录制时间段内赛车所做的运动是匀变速曲线运动。 故选D。 三、学生实验 物理实验常以观察、测量和探究为目的。 7. 某同学使用图（a）所示装置探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系。 （1）已知挡光片宽度为，光电门接收孔到转轴的距离为。测得挡光片的挡光时间为时，砝码做圆周运动的角速度大小__________。 （2）（多选）该同学将一质量为的砝码先后固定在半径等于、和位置，转动悬臂后得到如图（b）所示的3组向心力大小与角速度大小的关系图线，由图中数据可确定（ ） A.与的关系 B.与的关系 C.与的关系 D.质量的大小 8. 某同学借助实验室器材做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）（多选）除秒表、刻度尺外，还应选用下列器材中的（ ） A.长约的橡皮绳 B.直径约的实心钢球 C.长约的细线 D.直径约的均匀木球 （2）由于实验室提供的刻度尺长度不够，该同学设计了如图所示的实验方案。用固定的铁夹夹紧一端系着小球并保持竖直状态的悬线后，将小球拉开一小角度释放。测得铁夹上方的剩余悬线长度分别为、时对应的小球摆动周期分别为、，则重力加速度大小__________。 （3）计算由上述方案得到的实验数据，发现重力加速度值略微偏大，可能的原因是（ ） A.误将小球直径计作半径 B.未考虑被铁夹夹住部分悬线长度的影响 C.误将半次全振动计作一次 D.误将次全振动计作次 （4）（计算）若保持摆长不变，从摆角为（小于）位置静止释放小球。已知小球质量为，重力加速度大小为，不计能量损失，求小球摆动到摆角为时，摆线对小球的拉力大小__________； （5）（作图）画出（4）中摆线拉力大小与摆角的关系图线__________。 9. 某同学借助发波水槽观察水波的传播。 （1）水槽中以为界，左侧为深水区、右侧为浅水区，当水槽左侧的棒状波源以固定频率。振动时，观察到的水波分布可能为（虚线表示波峰）（ ） A. B. C. D. （2）已知水槽中水波的波速大小仅由水的深度和重力加速度大小决定，则可能等于（ ） A. B. C. D. （3）（多选）将棒状波源替换为两颗同步振动的小球，某时刻观察到的水波分布如图所示，其中实线表示波峰、虚线表示波谷。图中标示各点中振动加强的点是__________（选涂）。 【答案】7. ①. ②. ACD 8. ①. BC ②. ③. CD ④. ⑤. 9. ①. A ②. D ③. ACD 【解析】 【7题详解】 [1]由光电门原理可得，砝码做圆周运动时的线速度大小为 砝码做圆周运动的角速度大小为。 [2]A．图像表示的是砝码的向心力与砝码的角速度之间的关系，即与的关系，故选A。 BCD．实验中，控制砝码质量不变，改变转动半径，取相同角速度时，与成正比，可以确定与的关系；已知三次实验转动半径为已知量，给合，代入图中某组、对应数据可计算出砝码质量的大小，故B错误，CD正确。 故选ACD。 【8题详解】 [1]做“用单摆测量重力加速度的大小”实验时，摆线一般是长约的细线，摆球密度大一些，体积小一些的小球，减小空气阻力的影响，即直径约 的实心钢球，所以所需器材选择BC。 [2]由单摆的周期可知， 解得重力加速度 [3]A．误将小球直径计做半径，并不会影响重力加速度的测量值，A错误； B．被铁夹夹住部分悬线的长度对重力加速度的测量值没有影响，B错误； C．误将半次全振动计作一次全振动，会导致摆球的周期、测量均为实际值的倍，最终结果会偏大，C正确； D．误将次全振动计作次，计数的全振动次数偏大，则周期的测量值偏小，最终结果偏大，D正确。 故选CD。 [4]从小球释放时到摆角为时，由动能定理可得 摆角为 时，由牛顿第二定律可得 解得摆线对小球的拉力大小为 [5]由[4]可知，摆线拉力大小与摆角的关系图线如图 【9题详解】 [1]水从深水区进入浅水区，频率不变，根据物理规律，浅水区的波速较小，由可知，波长变短。图中虚线代表波峰，相邻虚线间的距离即为波长。左侧深水区波长大，右侧浅水区波长小，且两区域波线连续、平滑过渡符合该特征的为图A。 [2]设波速与深度、重力加速度的关系为（为无量纲常数） 各物理量的单位依次为、、，由等式左右两边单位统一，由此可以得出 故可以得出，只有选项D符合，故选D。 [3]振动加强条件：两列相干波源发出的波在某点相遇时，若波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇（即同相位叠加），该点振动加强。 点：位于虚线（波谷）与虚线（波谷）交点，为加强点； 点：位于实线（波峰）与虚线（波谷）交点，为减弱点； 点：位于实线（波峰）与实线（波峰）交点，为加强点； 点：到两列波的波源的距离相等，波程差为零，而两列波同步振动，为加强点； 点：位于每列波波峰与波谷的中点，为减弱点； 故加强点为、C、D三点。 【10题详解】 四、起波器 某起波器的结构如图，当圆盘绕固定轴转动时，圆盘上的圆柱凸起会带动“-”形滑块沿固定套筒内壁水平振动。该装置可作为波源带动质点振动形成机械波。 10. 已知滑块的质量为，圆柱凸起的轴心到转轴的距离为，圆盘匀速转动的周期为，转动方向如图。从图示时刻开始计时，此时圆柱轴线恰位于转轴的正上方，取向右为正方向。 （1）滑块从图示位置起发生的位移与时间的关系为__________。 （2）（多选）关于滑块振动的动能和回复力，应有（ ） A.时最大 B.时最大 C.时最大 D.时最大 （3）滑块振动时受到的最大回复力大小__________。 11. 起波器带动一列质点振动，形成以大小为的速度沿轴正方向传播的横波，时波形如图所示。 （1）（作图）画出时的波形图__________。 （2）点的位移随时间变化的关系图应为（ ） A. B. C. D. 12. 如图（a）所示，光滑水平面上一均匀弹簧自然伸展，弹簧左端与起波器相连。在弹簧上每隔相同距离标记一点，打开起波器后形成沿弹簧传播的纵波，某时刻弹簧上各标记点的位置如图（b）所示。则该列纵波的波长__________，各标记点的振幅__________。 【答案】10. ①. ②. BC ③. 11. ①. ②. C 12. ①. 40 ②. 2 【解析】 【10题详解】 [1]t=0时,圆柱凸起在转轴正上方,水平位移 y=0；圆盘匀速转动的角速度  ，任意时刻 t，圆柱凸起的水平位移为其位置的水平分量，可得 [2]A.  时， y=R，到达最大位移，动能为0，故A错误； B.  时， y=0，回到平衡位置，速度最大，动能最大，故B正确； C. 时， y=−R，到达负最大位移，位移大小最大，回复力最大，故C正确； D.  t=T 时， y=0，回到平衡位置，回复力为0，故D错误。 故选BC。 [3]简谐运动中最大加速度 ，这里振幅 A=R，， 由牛顿第二定律  【11题详解】 [1]由波形图得 又 波沿轴正方向传播，则波源质点的起振方向沿-y方向，经时间，x=0的质点到达波谷，故时的波形图如下 [2] 时,点从平衡位置向-y方向振动，经半个周期回到平衡位置，故振动图像选C。 【12题详解】 [1]纵波中，波长为两个相邻密部中央间的距离λ=40 cm  [2]振幅为质点偏离平衡位置的最大距离A=2 cm 五、万有引力 各种物体之间均存在万有引力。 13. 恒星在演化后期会经历体积逐渐膨胀的过程。若太阳的半径膨胀为原来的2倍，不计该过程中太阳的质量损失，则太阳与地球之间的万有引力大小将变为原来的__________倍；太阳表面的重力加速度大小将变为原来的__________倍。 14. 地球与土星及其最大卫星的部分数据如下表所示。 行星 行星质量（） 卫星 卫星质量（） 卫星公转周期 行星与卫星平均距离（） 地球 月球 约28天 土星 ？ 泰坦 约14天 由表中数据估算土星的质量约为__________。（保留2位有效数字） 15. 如图所示，质量为的飞船沿半径为的圆周轨道绕地球公转。已知地球质量为，引力常量为，不考虑除地球以外的引力作用。 （1）（计算）求飞船沿圆周轨道运动的速度大小； （2）（计算）飞船在点处点火加速，以大小为的速度脱离圆周进入椭圆轨道。求飞船到达离地球最远的点时飞船与地球球心的距离及速度大小。 【答案】13. ①. 1 ②. 14. 15. （1） （2）， 【解析】 【13题详解】 [1]太阳可近似看作质量分布均匀的球体。对于太阳外部的地球，太阳产生的引力效果等效于太阳全部质量集中在球心处，太阳膨胀过程中质量不变，太阳与地球的球心间距离也没有改变，因此万有引力不变。 [2]设太阳原来的半径为R，太阳表面的重力加速度为 膨胀后太阳表面的重力加速度为 【14题详解】 卫星受到的万有引力提供向心力 所以 设地球质量为，土星质量为，则 其中，月球的轨道半径和周期分别为 泰坦的轨道半径和周期分别为 所以 【15题详解】 （1）飞船绕地球做匀速圆周运动，地球对飞船的万有引力提供向心力 所以 （2）根据开普勒第二定律，飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等。在 a、b两点附近各取相同的极短时间。有 所以 飞船从 a点运动到 b点的过程中，只受到地球万有引力作用，因此机械能守恒。有 代入 则有 解得或 远地点对应 则 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $