精品解析：上海市上海师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期12月阶段练习物理试卷

上师大附中2024-2025学年第一学期12月阶段练习 高一年级物理学科 （考试时间：60分钟 满分：100分） 本卷g取10m/s2 一、中国高铁 汽车和高铁等交通工具在加速时会使乘客产生不适感，这种不适感和加速度有关。 1. 高铁在行驶时，该同学将靠背上的小桌板放下，其上放有质量为m的饮料杯（含饮料）。 （1）当高铁在匀速行驶时，关于饮料杯对桌板作用力F的示意图，正确的是（ ） A. B. C. D. （2）高铁匀速平稳运行时，若饮料杯的重心在轻桌板OA、轻杆OB交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，将OB杆调整至OB′位置，如图所示。则OB′上受到的弹力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）在高铁直线行驶的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成α角，如图所示。则高铁在做__________运动（选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”）。取重力加速度为g，此时高铁运动的加速度大小为__________。 2. 某同学在水平向右行驶的高铁车厢内，放置了一个用量角器自制的加速度测量仪，在一段时间内，测量仪上系有小球的细线与竖直方向成θ角，如图所示。则高铁在此时间内向右做______运动，其加速度大小为（ ） A.gsinθ B.gcosθ C.gtanθ D.gcotθ 【答案】1. ①. C ②. 变小 ③. 匀减速 ④. 2. ①. 匀加速 ②. C 【解析】 【分析】 【1题详解】 (1)[1]当高铁匀速行驶时，饮料杯对桌板的作用力作用在桌板上，垂直桌板向下。 故选C。 (2)[2]对交点O受力分析，饮料杯的竖直压力恒为，杆弹力沿杆方向，设杆与水平方向夹角为，竖直方向有 即​，调整到后，夹角增大，弹力变小。 (3)[3]取液面上一微元为研究对象，合力方向水平向左，高铁速度方向向右，加速度与速度反向，因此高铁做匀减速直线运动； [4]对其受力分析：竖直方向 水平方向 联立得加速度 【2题详解】 [1]小球向左偏，高铁向右行驶，说明加速度方向与速度方向同向，高铁向右做匀加速运动； [2]对小球受力分析：竖直方向  水平方向  联立得  故选C。 【点睛】 二、航空航天 近年来，我国航空航天科技发展迅速，神舟系列飞船的发射屡次引发群众的关注。 3. 若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（　　） A. B. C. D. 4. 宇航员在太空舱中可采用动力学的方法测物体的质量。如图所示，质量为m的物体A是可同时测量两侧拉力的力传感器，待测物体B连接在传感器的左侧。在外力作用下，物体A、B和轻绳组成的系统相对桌面开始运动，稳定后力传感器左、右两侧的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为___________。 5. 空间探测器从某一星球表面竖直升空，发动机推力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，探测器升空到落回星球表面的速度随时间变化的图像如图所示，则该探测器上升的最大高度H=____，探测器落回星球表面的速度大小v=_____，探测器从最大高度到落回星球表面所用的时间t=_______。 6. 我国3名航天员搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在着陆阶段，主降落伞打开后主降落伞和返回舱的运动过程简化如下：阶段Ⅰ，主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降：阶段Ⅱ，以速度v0匀速下降；阶段Ⅲ，当返回舱离地面h高时，返回舱的反推发动机启动，返回舱沿竖直方向匀减速下降，着地前瞬间速度恰好为零。已知上述过程中，主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比，忽略其他阻力，主降落伞质量不计，返回舱（含航天员）总质量为m，重力加速度为g。 （1）在阶段Ⅰ中，当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时，求：它们的加速度大小； （2）若连接降落伞与返回舱间的n根等长轻绳均匀分布，轻绳与竖直方向的夹角均为θ，求：阶段Ⅱ中每根轻绳的拉力大小； （3）在阶段Ⅲ中，若在反推发动机启动后，降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态，求：反推发动机产生恒定大小的推力。 （4）请直接定性画出三个阶段的v-t图。 【答案】3. B 4. 5. ①. 900m ②. ③. 6. （1）；（2）；（3）；（4）见解析 【解析】 【3题详解】 火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，受到的合力方向与运动方向相同，因受到的重力竖直向下，受力分析如图所示 故选B。 【4题详解】 太空舱中物体处于完全失重状态，物体A、B均不受摩擦力作用；设物体B质量为，对B由牛顿第二定律得 对A由牛顿第二定律得 联立可得 【5题详解】 [1]由图像可知探测器在到达最大高度，根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知该探测器上升的最大高度 [2]根据图像的斜率表示加速度，可知探测器下落过程的加速度大小为 下落过程根据运动学公式可得 解得探测器落回星球表面的速度大小 [3]探测器从最大高度到落回星球表面所用的时间为 【6题详解】 （1）在阶段I，对主降落伞和返回舱（含航天员）有 在阶段II，对主降落伞和返回舱（含航天员）有 解得 （2）在阶段II，对返回舱（含航天员）有 解得 （3）在阶段III，主降落伞和返回舱匀减速至零，由匀变速运动规律可知 对返回舱（含航天员）受力分析可知 解得 （4）在阶段I，根据牛顿第二定律得 随着速度的减小，加速度减小，图线的斜率减小，在阶段II，匀速运动，在阶段Ⅲ，匀减速运动，图像如图所示 三、安全驾驶 道路千万条，安全第一条！ 7. 《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（　　） A. 可以减小人的惯性 B. 可以减少因人的惯性而造成的伤害 C. 可以减小车的惯性 D. 可以减少因车的惯性而造成的伤害 8. 如图所示，一辆货车用轻绳拖着质量为m的物体A，不计一切阻力，重力加速度为g。 （1）当货车以a1=0.5g的加速度水平向左运动时，绳子的拉力为mg，则物体对地面的压力为______。 （2）当货车的加速度为a2=g时，绳的拉力为_____。 9. 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应满足的条件是______。 （2）（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，求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。 10. 为了更好的研究货物的加速度与力的关系，同学们准备的实验装置如图（a）所示。 （1）第一组、第二组同学分别将轨道水平、倾斜放置（A端垫高）进行实验，根据实验数据分别绘制了a–F图线，如图（b）所示。图线①是轨道__________（选填“水平”或“倾斜”）放置实验时获得的图线，其横轴截距的物理含义是_________；图线②没过原点的原因是____________________。 （2）两组同学思考后，调整装置，重新实验，获得实验图线③和④，如图（c）所示，图线③和④不重合的原因是______________。 （3）实验时小车所受拉力的实际值________（选填“大于”“等于”或“小于”）测量值 【答案】7. B 8. ①. ②. 9. ①. ②. 49m ③. 应该 10. ①. 水平 ②. 小车受到的滑动摩擦力的大小 ③. 平衡摩擦力过度 ④. 两组实验中小车的质量不同 ⑤. 小于 【解析】 【分析】 【7题详解】 AC．惯性大小只与物体质量有关，人的质量和车的质量都不变，惯性大小不变，A、C错误； BD．机动车刹车时，人由于惯性保持原来的运动状态向前运动，安全带可以限制人的移动，减少因人的惯性造成的伤害，B正确，D错误。 故选B。 【8题详解】 （1）[1]设绳子与水平方向夹角为，对物体A受力分析，水平方向由牛顿第二定律有 解得 竖直方向受力平衡 代入数据解得​，由牛顿第三定律知物体对地面压力等于 （2）[2]物体刚好离开地面时，临界加速度，可知物体已离开地面，拉力的竖直分量平衡重力 水平分量提供加速度 联立可得拉力 【9题详解】 （1）[1]货车停下后不溜滑，需满足重力沿斜面向下的分力不大于最大静摩擦力 得 （2）[2]，由牛顿第二定律 代入数据得 由运动学公式 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。 【10题详解】 （1）[1]由图线①知，F不为零时才有加速度，说明未平衡摩擦力，轨道水平放置的结果； [2]横轴截距对应时的拉力，大小等于小车受到的滑动摩擦力； [3]由图线②知F=0时已有加速度，是平衡摩擦力过度，A端垫高过多。 （2）[4] 根据牛顿第二定律​，图线的斜率为​，斜率不同说明小车总质量不同。 （3）[5]实验中将钩码重力当作小车拉力，实际对小车的拉力，因此拉力实际值小于测量值。 【点睛】 四、商场购物 小杨同学的质量为m，分别乘坐三种不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同都为a，加速度方向如图甲、乙、丙所示，小杨同学相对电梯均静止，甲、乙中的电梯倾角为θ，重力加速度为，小杨同学和电梯接触面之间动摩擦因数均为μ。 11. 在上述加速阶段中，下列说法正确的是（　　） A. 三种方式中，小杨同学均受到了电梯地板的摩擦力作用 B. 只有在甲种方式中，小杨同学才受到了摩擦力作用 C. 在丙种方式中，小杨同学受到电梯地板的支持力最大 D. 三种方式中，小杨同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上 12. （多选题）在电梯匀速上升阶段，下列说法正确的是（　　） A. 乙中小杨同学与扶梯之间有相对运动趋势 B. 甲和乙中小杨同学所受的合外力相同 C. 甲中小杨同学与扶梯之间有相对运动趋势 D. 甲和乙中小杨同学受到扶梯的作用力相同 13. 在电梯加速阶段，甲种方式中，小杨同学受到电梯对他的摩擦力大小为_________，在乙种方式中，他受到电梯对他的支持力大小为_________。（以上两个空格，均选用m、a、θ、g、μ表示） 14. 小杨同学在地面上最多举起60kg的物体，如果他在丙种电梯中，并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动，则他在此电梯中最多能举起____________kg的物体。 15. 小杨同学站在商场内的体重秤上做下蹲、起立动作，如图所示是体重秤内力传感器所受的压力F随时间t变化的图线，设该同学在下蹲过程中加速度的最大值为a，则由图线可知他在8s内共完成（　　） A. 一次下蹲、起立的动作，a=4m/s2 B. 一次下蹲、起立的动作，a=6m/s2 C. 两次下蹲、起立的动作，a=4m/s2 D. 两次下蹲、起立的动作，a=6m/s2 【答案】11. C 12. BCD 13. ①. ②. 14. 50kg 15. B 【解析】 【11题详解】 AB．电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的静摩擦力三个力的作用；在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的静摩擦力三个力的作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力作用两个力的作用，故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，丙方式中不受摩擦力的作用，故AB错误； C．在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力为 在乙种方式中，根据牛顿第二定律有 乘客受到电梯地板的支持力为 在丙种方式中，根据牛顿第二定律有 乘客受到电梯地板的支持力为 由此可知 故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C正确； D．三种方式中，甲、乙两种方式小杨同学受到电梯对他的作用力为支持力与静摩擦力的合力，方向为斜向上，丙方式小杨同学受到电梯对他的作用力方向为竖直向上，故D错误。 故选C。 【12题详解】 A．在电梯匀速上升阶段，小杨同学处于平衡状态，根据受力平衡可知图乙中小杨同学不受摩擦力作用，即小杨同学与扶梯之间没有相对运动趋势，故A错误； B根据受力平衡可知图甲和图乙中小杨同学所受的合外力相同，均为0，故B正确； C．在电梯匀速上升阶段，小杨同学处于平衡状态，根据受力平衡可知图甲中小杨同学受到沿斜面向上的摩擦力作用，则小杨同学与扶梯之间有相对运动趋势，故C正确； D．图甲和图乙中小杨同学受到扶梯的作用力相同，均与小杨同学的重力大小相等，方向竖直向上，故D正确。 故选BCD。 【13题详解】 [1]在甲种方式中，根据牛顿第二定律有 小杨同学受到电梯对他的摩擦力大小为 [2]在乙种方式中，根据牛顿第二定律有 小杨受到电梯地板的支持力为 【14题详解】 随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动，根据牛顿第二定律有 其中 他在此电梯中最多能举起的物体质量为 【15题详解】 同学在一次下蹲过程中，向下先加速后减速，即先失重后超重，所以在F-t图像上对应一段先小于重力再大于重力的部分，同理可知同学在一次起立过程中，F-t图像上对应一段先大于重力再小于重力的部分，因此该同学在8s内共完成一次下蹲、起立的动作。由图像可知该同学重力为500N，在1.3s时刻（下蹲的加速阶段）对传感器的压力最小，此时他的加速度最大，为 故选B。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上师大附中2024-2025学年第一学期12月阶段练习 高一年级物理学科 （考试时间：60分钟 满分：100分） 本卷g取10m/s2 一、中国高铁 汽车和高铁等交通工具在加速时会使乘客产生不适感，这种不适感和加速度有关。 1. 高铁在行驶时，该同学将靠背上的小桌板放下，其上放有质量为m的饮料杯（含饮料）。 （1）当高铁在匀速行驶时，关于饮料杯对桌板作用力F的示意图，正确的是（ ） A. B. C. D. （2）高铁匀速平稳运行时，若饮料杯的重心在轻桌板OA、轻杆OB交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，将OB杆调整至OB′位置，如图所示。则OB′上受到的弹力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）在高铁直线行驶的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成α角，如图所示。则高铁在做__________运动（选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”）。取重力加速度为g，此时高铁运动的加速度大小为__________。 2. 某同学在水平向右行驶的高铁车厢内，放置了一个用量角器自制的加速度测量仪，在一段时间内，测量仪上系有小球的细线与竖直方向成θ角，如图所示。则高铁在此时间内向右做______运动，其加速度大小为（ ） A.gsinθ B.gcosθ C.gtanθ D.gcotθ 二、航空航天 近年来，我国航空航天科技发展迅速，神舟系列飞船的发射屡次引发群众的关注。 3. 若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（　　） A. B. C. D. 4. 宇航员在太空舱中可采用动力学的方法测物体的质量。如图所示，质量为m的物体A是可同时测量两侧拉力的力传感器，待测物体B连接在传感器的左侧。在外力作用下，物体A、B和轻绳组成的系统相对桌面开始运动，稳定后力传感器左、右两侧的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为___________。 5. 空间探测器从某一星球表面竖直升空，发动机推力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，探测器升空到落回星球表面的速度随时间变化的图像如图所示，则该探测器上升的最大高度H=____，探测器落回星球表面的速度大小v=_____，探测器从最大高度到落回星球表面所用的时间t=_______。 6. 我国3名航天员搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在着陆阶段，主降落伞打开后主降落伞和返回舱的运动过程简化如下：阶段Ⅰ，主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降：阶段Ⅱ，以速度v0匀速下降；阶段Ⅲ，当返回舱离地面h高时，返回舱的反推发动机启动，返回舱沿竖直方向匀减速下降，着地前瞬间速度恰好为零。已知上述过程中，主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比，忽略其他阻力，主降落伞质量不计，返回舱（含航天员）总质量为m，重力加速度为g。 （1）在阶段Ⅰ中，当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时，求：它们的加速度大小； （2）若连接降落伞与返回舱间的n根等长轻绳均匀分布，轻绳与竖直方向的夹角均为θ，求：阶段Ⅱ中每根轻绳的拉力大小； （3）在阶段Ⅲ中，若在反推发动机启动后，降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态，求：反推发动机产生恒定大小的推力。 （4）请直接定性画出三个阶段的v-t图。 三、安全驾驶 道路千万条，安全第一条！ 7. 《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（　　） A. 可以减小人的惯性 B. 可以减少因人的惯性而造成的伤害 C. 可以减小车的惯性 D. 可以减少因车的惯性而造成的伤害 8. 如图所示，一辆货车用轻绳拖着质量为m的物体A，不计一切阻力，重力加速度为g。 （1）当货车以a1=0.5g的加速度水平向左运动时，绳子的拉力为mg，则物体对地面的压力为______。 （2）当货车的加速度为a2=g时，绳的拉力为_____。 9. 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应满足的条件是______。 （2）（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，求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。 10. 为了更好的研究货物的加速度与力的关系，同学们准备的实验装置如图（a）所示。 （1）第一组、第二组同学分别将轨道水平、倾斜放置（A端垫高）进行实验，根据实验数据分别绘制了a–F图线，如图（b）所示。图线①是轨道__________（选填“水平”或“倾斜”）放置实验时获得的图线，其横轴截距的物理含义是_________；图线②没过原点的原因是____________________。 （2）两组同学思考后，调整装置，重新实验，获得实验图线③和④，如图（c）所示，图线③和④不重合的原因是______________。 （3）实验时小车所受拉力的实际值________（选填“大于”“等于”或“小于”）测量值 四、商场购物 小杨同学的质量为m，分别乘坐三种不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同都为a，加速度方向如图甲、乙、丙所示，小杨同学相对电梯均静止，甲、乙中的电梯倾角为θ，重力加速度为，小杨同学和电梯接触面之间动摩擦因数均为μ。 11. 在上述加速阶段中，下列说法正确的是（　　） A. 三种方式中，小杨同学均受到了电梯地板的摩擦力作用 B. 只有在甲种方式中，小杨同学才受到了摩擦力作用 C. 在丙种方式中，小杨同学受到电梯地板的支持力最大 D. 三种方式中，小杨同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上 12. （多选题）在电梯匀速上升阶段，下列说法正确的是（　　） A. 乙中小杨同学与扶梯之间有相对运动趋势 B. 甲和乙中小杨同学所受的合外力相同 C. 甲中小杨同学与扶梯之间有相对运动趋势 D. 甲和乙中小杨同学受到扶梯的作用力相同 13. 在电梯加速阶段，甲种方式中，小杨同学受到电梯对他的摩擦力大小为_________，在乙种方式中，他受到电梯对他的支持力大小为_________。（以上两个空格，均选用m、a、θ、g、μ表示） 14. 小杨同学在地面上最多举起60kg的物体，如果他在丙种电梯中，并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动，则他在此电梯中最多能举起____________kg的物体。 15. 小杨同学站在商场内的体重秤上做下蹲、起立动作，如图所示是体重秤内力传感器所受的压力F随时间t变化的图线，设该同学在下蹲过程中加速度的最大值为a，则由图线可知他在8s内共完成（　　） A. 一次下蹲、起立的动作，a=4m/s2 B. 一次下蹲、起立的动作，a=6m/s2 C. 两次下蹲、起立的动作，a=4m/s2 D. 两次下蹲、起立的动作，a=6m/s2 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $