精品解析：上海市上海中学2025-2026学年高一上学期期末考试物理试题

上海中学2025学年第一学期期末考试 物理试题 特别提示： 1．本试卷中的选择类试题，每小题只能选一个选项。 2．本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2。 一、纸飞机（13分） 为了丰富校园生活，某校高一年级举办了纸飞机比赛。 以下关于纸飞机的问题，除非题干指明，均不考虑空气阻力，本题中g取10m/s²。 1. 比赛中要求将纸飞机水平抛出。为了使得水平飞行距离变为原来的2倍，可以在保持其他条件不变的情况下将纸飞机的初速度变为原来的几倍？（ ） A. 0.5倍 B. 倍 C. 2倍 D. 4倍 2. 纸飞机飞出后经过0.8s后着陆。由此我们能获知哪个飞行参数：________（选填“初速度”、“初始高度”、“质量”），该参数为________。 3. 在实际情况中，纸飞机会明显受到风的影响。假定风对纸飞机施加的力为水平恒力。为了确定这个力的大小，某同学在1.6m的高度处无初速释放了纸飞机。结果发现纸飞机落到了地面上到初始位置水平距离1.2m处。 （1）纸飞机释放后，其轨迹为________（选填“直线’、抛物线”、“圆”）。风力大小为与纸飞机质量之比为________m/s2； （2）某人在1.6m的高度处，以相同的初速度水平地顺风和逆风各投掷一次纸飞机，记录飞行的水平位移作为成绩。由于风的影响，顺风时的成绩比逆风时成绩高________m。不考虑成绩为负的情况。 二、补偿法（20分） 实验中不可避免会有各种干扰因素，补偿法是剔除干扰因素的重要手段。 4. 如下左图所示是探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验示意图，其中轻质细绳一端连接小车（实验对象），另一端和砝码相连。当实验需要考察多个变量之间的关系时，可采用________法。保持小车质量不变，研究其受力对加速度的影响。作图后发现得到了一条从原点下方倾斜通过的直线，如下右图所示。在本实验中，将________________________作为小车受到拉力F的大小；出现a-F图像不过原点的原因可能是________________________。作为补偿，可将轨道的________________端（选填“左”或“右”）抬升。请简述如何判断干扰因素恰好被完全补偿？_______ 5. 接上一题。不考虑上一题中的干扰因素，结果发现a-F图尽管过原点，但当F较大时会偏离直线，如下右图所示。此时，绳中拉力大小________________砝码重力大小（选填“<”，“>”，“=”）。此时可以采用如下左图所示的方式进行补偿。 实验步骤如下：第一步，放置砝码后，调整轨道倾斜的角度，使得小车沿轨道向________（选填“左下”或“右上”） 做匀速直线运动；第二步，撤除砝码，测量小车下滑的________________。 三、单位与量纲（19分） 单位制的统一促进了各国间的贸易往来和科学技术交流。伴随单位制的建立，我们也可采用量纲的角度来分析物理问题。 6. 在国际单位制中，力的单位是________（选填“基本单位”或“导出单位”）。请用国际单位制中的基本单位来表示力的单位：________________。如果单位制中的质量、长度、时间基本单位选为：克、厘米、秒，则1牛顿等于________________（以克、厘米、秒为基本单位表示）。 7. 所谓量纲指的是物理量的数值如何随单位变化而变化的规律。我们以长度单位为例，如果长度的单位大小变为原来的2倍，长度测量的数值变为原来的几倍？（ ） A.0.5倍 B.倍 C.2倍 D.4倍 进一步，当质量基本单位的大小变为原来的α倍、长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，力的数值变为原来的________________倍。 8. 客观的物理规律不应受人为单位选取的影响。所以一个物理式子两边的量纲应保持一致。考虑如下式子：，其中v表示速度、F表示力、m表示质量、t表示时间。当质量基本单位的大小变为原来的α倍、长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，上式等号左边的数值变为原来的________倍，等号右边的数值变为原来的________倍。 9. 量纲也能帮助我们作出合理猜想。如果我们猜空气中的声速u仅和气压p以及密度ρ有关，于是可写。若k是一个不依赖于单位选取的数（这种数也称为无量纲量），则α=________，β=________。 四、力学演示实验（14分） 简单的力学实验也能蕴含丰富的知识。 10. 如左下图所示，细线不接触滑轮的部分均竖直。细线、板的质量忽略不计，不计一切阻力。为了保持体系平衡，________。如果用手将板左右扭转，如右图所示，此时中间两绳与竖直方向夹角为，然后再释放体系，会发现物体M________（选填“保持平衡”、“加速向上”、“加速向下”），其加速度大小________重力加速度（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 11. 接上一题，考虑右图中的情况，中间两绳与竖直方向夹角以及两边配重质量m已知。 （1）为了使体系能在释放后保持平衡，应将中间重物的质量从M调整到。求的表达式； （2）当中间物体的质量就等于上一问得到的时，略微将中间物体向下偏离其平衡位置后再释放。整个过程中保持体系的左右对称性。请判断释放后中间物体之后的运动情况。 五、旋转飞椅（18分） 游园会中的旋转“旋转飞椅”引起了学生们的注意。 12. 随着旋转飞椅越转越快，椅子上方的钢缆与竖直方向的夹角（ ） A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 先变大后变小 13. 在旋转飞椅稳定转动的过程中，座椅上的某位游客手握的小球由于没有握住而脱手。小球之后的运动为（ ） A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 自由落体运动 D. 平抛运动 14. 已知游客（含座椅）的质量为m=60kg。为了使游客获得“飞起来”的快感，需要让钢缆和竖直方向的夹角达到。同时为了减少眩晕，转速n不要超过10转/分钟（以下计算中，转速n均取10r/min）。钢缆的长L=2.5m，当设施未转动时，钢缆下端恰好位于地面附近。重力加速度取。求 （1）钢缆至少要能承受多大的张力T？ （2）钢缆上方悬挂点到转轴的距离r； （3）为了安全起见，应在游乐设施周围设置安全区域。该区域是一个地面上的、以转轴为中心、半径为R的圆形区域。如要求飞出的小球只能落在该区域内部，R至少为多少？ 六、无人机物流配送（16分） 15. 无人机将成为低空经济的主力。 某特定型号的无人机满功率运转时能提供恒定大小为F=250N的推力。调整旋翼的角度，可使得推力方向偏离竖直向上方向的最大夹角为。无人机自身质量M=10kg。现在让其运送m=10kg的货物。前两问不计空气阻力， （1）无人机从地面开始负重起飞，求其到达指定的h=100m的飞行高度需要的时间t； （2）如果我们需要无人机在达到100m的高度后立即水平飞行，可以采用如下方案：首先，无人机以最快的方式竖直向上爬升。当爬升到高度h1时，将推力方向与竖直方向的夹角调整到最大值，此时无人机一边减速爬升，一边水平加速。当无人机达到指定高度h后，其竖直方向上的速度刚好减为零，水平方向的速度为v1。之后，推力与竖直方向夹角调整为使其后面就沿水平方向运动。求h1，v1，的值； （3）实际情况中，当推力与竖直方向夹角为时，无人机恰好以v1的速率水平匀速飞行。某同学认为这是由于空气阻力的存在所引起的。该同学采用阻力正比于速度大小的方式建模。请估算，如果该无人机失去动力，求其向下坠落的最大速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海中学2025学年第一学期期末考试 物理试题 特别提示： 1．本试卷中的选择类试题，每小题只能选一个选项。 2．本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2。 一、纸飞机（13分） 为了丰富校园生活，某校高一年级举办了纸飞机比赛。 以下关于纸飞机的问题，除非题干指明，均不考虑空气阻力，本题中g取10m/s²。 1. 比赛中要求将纸飞机水平抛出。为了使得水平飞行距离变为原来的2倍，可以在保持其他条件不变的情况下将纸飞机的初速度变为原来的几倍？（ ） A. 0.5倍 B. 倍 C. 2倍 D. 4倍 2. 纸飞机飞出后经过0.8s后着陆。由此我们能获知哪个飞行参数：________（选填“初速度”、“初始高度”、“质量”），该参数为________。 3. 在实际情况中，纸飞机会明显受到风的影响。假定风对纸飞机施加的力为水平恒力。为了确定这个力的大小，某同学在1.6m的高度处无初速释放了纸飞机。结果发现纸飞机落到了地面上到初始位置水平距离1.2m处。 （1）纸飞机释放后，其轨迹为________（选填“直线’、抛物线”、“圆”）。风力大小为与纸飞机质量之比为________m/s2； （2）某人在1.6m的高度处，以相同的初速度水平地顺风和逆风各投掷一次纸飞机，记录飞行的水平位移作为成绩。由于风的影响，顺风时的成绩比逆风时成绩高________m。不考虑成绩为负的情况。 【答案】1. C 2. ①. 初始高度 ②. 3. ①. 直线 ②. ③. 【解析】 【分析】 【1题详解】 纸飞机水平抛出做平抛运动，抛出高度不变，由竖直方向自由落体公式，可知运动时间固定不变。 水平位移，与初速度​成正比，若变为原来的2倍，则​需变为原来的2倍。 故选C。 【2题详解】 [1][2]平抛运动竖直方向为自由落体运动，已知下落时间，可由 计算初始高度 没有水平位移无法求初速度，平抛运动规律与质量无关，无法求质量。 故可获知初始高度为 【3题详解】 [1]纸飞机无初速释放，受竖直重力和恒力风力，合力为恒力、初速度为零，因此做匀加速直线运动，轨迹为直线。 [2] 竖直方向 水平方向 联立得水平加速度 由牛顿第二定律得 [3]投掷高度仍为，运动时间满足 设投掷初速度为​，顺风水平加速度为、逆风为，则， 位移差 【点睛】 二、补偿法（20分） 实验中不可避免会有各种干扰因素，补偿法是剔除干扰因素的重要手段。 4. 如下左图所示是探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验示意图，其中轻质细绳一端连接小车（实验对象），另一端和砝码相连。当实验需要考察多个变量之间的关系时，可采用________法。保持小车质量不变，研究其受力对加速度的影响。作图后发现得到了一条从原点下方倾斜通过的直线，如下右图所示。在本实验中，将________________________作为小车受到拉力F的大小；出现a-F图像不过原点的原因可能是________________________。作为补偿，可将轨道的________________端（选填“左”或“右”）抬升。请简述如何判断干扰因素恰好被完全补偿？_______ 5. 接上一题。不考虑上一题中的干扰因素，结果发现a-F图尽管过原点，但当F较大时会偏离直线，如下右图所示。此时，绳中拉力大小________________砝码重力大小（选填“<”，“>”，“=”）。此时可以采用如下左图所示的方式进行补偿。 实验步骤如下：第一步，放置砝码后，调整轨道倾斜的角度，使得小车沿轨道向________（选填“左下”或“右上”） 做匀速直线运动；第二步，撤除砝码，测量小车下滑的________________。 【答案】4. ①. 控制变量 ②. 砝码的重力 ③. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 ④. 左 ⑤. 见解析 5. ①. < ②. 左下 ③. 加速度 【解析】 【4题详解】 [1]当实验需要考察多个变量之间的关系时，可采用控制变量法； [2]在本实验中，将砝码的重力作为小车受到拉力F的大小； [3][4]由图可知，当达到一定数值时，小车才开始具有加速度，出现图像不过原点的原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；作为补偿，可将轨道的左端抬升； [5]判断摩擦力恰好平衡（干扰完全补偿）的方法是：撤去砝码，轻推小车，通过打点计时器在纸带上打点，当纸带上相邻的点迹间距相等，说明小车做匀速直线运动，则小车所受合力为零，干扰被完全补偿。 【5题详解】 [1]对砝码，由牛顿第二定律可得 可得 [2][3]此时可以采用如下左图所示的方式进行补偿。第一步，放置砝码后，调整轨道倾斜的角度，使得小车沿轨道向左下做匀速直线运动；设小车的质量为，砝码的质量为，倾角为，根据平衡条件可得 则撤去砝码后，小车受到的合力等于砝码的重力； 第二步，撤除砝码，只需要测量小车下滑的加速度，即可得到准确的图像。 三、单位与量纲（19分） 单位制的统一促进了各国间的贸易往来和科学技术交流。伴随单位制的建立，我们也可采用量纲的角度来分析物理问题。 6. 在国际单位制中，力的单位是________（选填“基本单位”或“导出单位”）。请用国际单位制中的基本单位来表示力的单位：________________。如果单位制中的质量、长度、时间基本单位选为：克、厘米、秒，则1牛顿等于________________（以克、厘米、秒为基本单位表示）。 7. 所谓量纲指的是物理量的数值如何随单位变化而变化的规律。我们以长度单位为例，如果长度的单位大小变为原来的2倍，长度测量的数值变为原来的几倍？（ ） A.0.5倍 B.倍 C.2倍 D.4倍 进一步，当质量基本单位的大小变为原来的α倍、长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，力的数值变为原来的________________倍。 8. 客观的物理规律不应受人为单位选取的影响。所以一个物理式子两边的量纲应保持一致。考虑如下式子：，其中v表示速度、F表示力、m表示质量、t表示时间。当质量基本单位的大小变为原来的α倍、长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，上式等号左边的数值变为原来的________倍，等号右边的数值变为原来的________倍。 9. 量纲也能帮助我们作出合理猜想。如果我们猜空气中的声速u仅和气压p以及密度ρ有关，于是可写。若k是一个不依赖于单位选取的数（这种数也称为无量纲量），则α=________，β=________。 【答案】6. ①. 导出单位 ②. kg∙m/s2 ③. 7. ①. A ②. 8. ①. ②. 9. ①. ②. 【解析】 【6题详解】 [1]在国际单位制中，力的单位是牛顿，属于导出单位； [2]由于，即kg∙m/s2表示力的单位； [3]如果单位制中的质量、长度、时间基本单位选为：克、厘米、秒，则 力的单位为。 【7题详解】 [1]设一个物体的实际长度为L，则长度等于数值与单位的乘积，若单位变为原来的2倍，由于实际长度不变，所以数值变为原来的0.5倍。 故选A。 [2]由以上分析可知，当质量基本单位的大小变为原来的α倍、长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，则力的数值变为原来的倍。 【8题详解】 [1]由于速度的单位为m/s，所以长度基本单位的大小变为原来的β倍、时间基本单位的大小变为原来的γ倍，上式等号左边的数值变为原来的倍； [2]由于式子两边量纲保持一致，则等号右边的数值变为原来的倍。 【9题详解】 [1][2]由于声速的单位为m/s，压强的单位为Pa，即 密度的单位为kg/m3，所以 所以，， 解得， 四、力学演示实验（14分） 简单的力学实验也能蕴含丰富的知识。 10. 如左下图所示，细线不接触滑轮的部分均竖直。细线、板的质量忽略不计，不计一切阻力。为了保持体系平衡，________。如果用手将板左右扭转，如右图所示，此时中间两绳与竖直方向夹角为，然后再释放体系，会发现物体M________（选填“保持平衡”、“加速向上”、“加速向下”），其加速度大小________重力加速度（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 11. 接上一题，考虑右图中的情况，中间两绳与竖直方向夹角以及两边配重质量m已知。 （1）为了使体系能在释放后保持平衡，应将中间重物的质量从M调整到。求的表达式； （2）当中间物体的质量就等于上一问得到的时，略微将中间物体向下偏离其平衡位置后再释放。整个过程中保持体系的左右对称性。请判断释放后中间物体之后的运动情况。 【答案】10. ①. ②. 加速向下 ③. 小于 11. （1）；（2）中间物体将以平衡位置为中心做简谐运动 【解析】 【10题详解】 [1] 由分析可知，系统静止处于平衡状态，则两根细线的拉力相等，大小都等于的重力，即 其竖直向上的合力与的重力等大反向，则有 联立解得 [2][3] 当用手将板左右扭转之后，中间两绳与竖直方向夹角为，此时两个绳子拉力的竖直分力之和为 则对进行受力分析可知，此时所受合力向下，所以M会加速向下运动。设其加速度为，则根据牛顿第二定律有 又因为 联立解得 【11题详解】 （1）在右图中，若体系能在释放后保持平衡，则此时绳的拉力为 同理对根据平衡关系有 联立解得的表达式为 （2）设处于平衡位置时，中间两绳与竖直方向的夹角为，则有 当向下略微偏离平衡位置后，细线与竖直方向的夹角减小，即 则有 故 所以此时竖直方向的合外力竖直向上，指向平衡位置，故向上做加速度减小的加速运动，当回到平衡位置时，其加速度减为0，速度达到最大值；当再往上运动时，细线与竖直方向的夹角将大于，即 则有 故 所以此时竖直方向的合外力竖直向下，又指向平衡位置，从而使向上做加速度增大的减速运动，直至其速度减为零，此时加速度达到最大值；然后再向下做加速度减小的加速运动回到平衡位置，再继续向下做加速度增大的减速运动直至速度减为0回到原来的初始位置（最低点）。然后再重复之前的运动过程，所以略微将中间物体向下偏离其平衡位置后再释放，中间物体将以平衡位置为中心做简谐运动。 五、旋转飞椅（18分） 游园会中的旋转“旋转飞椅”引起了学生们的注意。 12. 随着旋转飞椅越转越快，椅子上方的钢缆与竖直方向的夹角（ ） A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 先变大后变小 13. 在旋转飞椅稳定转动的过程中，座椅上的某位游客手握的小球由于没有握住而脱手。小球之后的运动为（ ） A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 自由落体运动 D. 平抛运动 14. 已知游客（含座椅）的质量为m=60kg。为了使游客获得“飞起来”的快感，需要让钢缆和竖直方向的夹角达到。同时为了减少眩晕，转速n不要超过10转/分钟（以下计算中，转速n均取10r/min）。钢缆的长L=2.5m，当设施未转动时，钢缆下端恰好位于地面附近。重力加速度取。求 （1）钢缆至少要能承受多大的张力T？ （2）钢缆上方悬挂点到转轴的距离r； （3）为了安全起见，应在游乐设施周围设置安全区域。该区域是一个地面上的、以转轴为中心、半径为R的圆形区域。如要求飞出的小球只能落在该区域内部，R至少为多少？ 【答案】12. B 13. D 14. ，， 【解析】 【12题详解】 设椅子上方的钢缆与竖直方向的夹角为，根据受力分析有 随着旋转飞椅越转越快，即增大，则钢缆与竖直方向的夹角为不断增大，故选B。 【13题详解】 小球脱手瞬间的速度沿轨迹切线方向，小球之后以该速度做平抛运动。 故选D。 【14题详解】 （1）钢缆和竖直方向的夹角达到时，对游客受力分析有 解得钢缆承受的张力 （2）设游客做圆周运动的半径为R0，则 又 解得钢缆上方悬挂点到转轴的距离 （3）小球飞出后做平抛运动，其初速度 竖直方向有 则平抛运动的水平位移 根据几何关系有 解得 六、无人机物流配送（16分） 15. 无人机将成为低空经济的主力。 某特定型号的无人机满功率运转时能提供恒定大小为F=250N的推力。调整旋翼的角度，可使得推力方向偏离竖直向上方向的最大夹角为。无人机自身质量M=10kg。现在让其运送m=10kg的货物。前两问不计空气阻力， （1）无人机从地面开始负重起飞，求其到达指定的h=100m的飞行高度需要的时间t； （2）如果我们需要无人机在达到100m的高度后立即水平飞行，可以采用如下方案：首先，无人机以最快的方式竖直向上爬升。当爬升到高度h1时，将推力方向与竖直方向的夹角调整到最大值，此时无人机一边减速爬升，一边水平加速。当无人机达到指定高度h后，其竖直方向上的速度刚好减为零，水平方向的速度为v1。之后，推力与竖直方向夹角调整为使其后面就沿水平方向运动。求h1，v1，的值； （3）实际情况中，当推力与竖直方向夹角为时，无人机恰好以v1的速率水平匀速飞行。某同学认为这是由于空气阻力的存在所引起的。该同学采用阻力正比于速度大小的方式建模。请估算，如果该无人机失去动力，求其向下坠落的最大速度。 【答案】（1） （2），， （3） 【解析】 【小问1详解】 要最快爬升，推力竖直向上，由牛顿第二定律得 解得 由匀加速位移公式 解得 【小问2详解】 调整推力到最大夹角后，分解推力得：竖直分量 竖直加速度 水平分量 水平加速度 设第一阶段结束时竖直速度为，由运动学关系得 减速阶段竖直方向有  整理得 解得 得 第二阶段运动时间 水平速度 水平飞行时竖直方向合力为零 得 故 【小问3详解】 设阻力，匀速水平飞行时水平方向受力平衡 代入得 失去动力下落后，最大速度时重力与阻力平衡 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $