上海市同济大学第一附属中学2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（等级考）（含解析）

这是一份上海市同济大学第一附属中学2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（等级考）（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1. 智能手机上装载的地图app软件让我们自驾游更加方便，如图所示为某软件的一张截图，表示了某次导航的具体路径，其推荐路线中有两个数据“10分钟，5.4公里”，下列说法正确的是（ ）
A. 研究汽车在导航图中的位置时，可以把汽车看作质点
B. 10分钟表示是某个时刻
C. 5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究汽车在导航图中的位置时，汽车的大小可忽略，可以把汽车看作质点，选项A正确；
B．10分钟表示的是时间间隔，选项B错误；
C．5.4公里表示了此次行程的路程，选项C错误；
D．因位移大小未知，则根据这两个数据不可以算出此次行程的平均速度的大小，选项D错误。
故选A。
2. 某校高一物理兴趣小组，进行了发射模型火箭的课外活动，图乙为该火箭模型运动的图像，关于火箭模型的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭在1s时和5s时的加速度相同B. 火箭2s时达到最高点
C. 火箭在第4s末时位于发射点上方2m处D. 火箭在第3s末时加速度时方向改变
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，由图乙可知火箭在1s时和5s时的加速度相同，均为
故A正确；
B．由图像可知火箭在内速度一直为正方向，一直向上运动，所以火箭3s时达到最高点，故B错误；
C．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知内的位移为
则火箭在第4s末时位于发射点上方4m处，故C错误；
D．根据图像的斜率表示加速度，可知火箭在内的加速度方向一直为负方向，则火箭在第3s末时加速度时方向没有改变，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢行走，在小鸟从A运动到B的过程中（ ）
A. 树枝对小鸟的合力先减小后增大
B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大
C. 树枝对小鸟弹力先减小后增大
D. 树枝对小鸟的弹力保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．树枝对小鸟的合力是支持力和摩擦力的合力，由二力平衡得，合力与小鸟所受的重力等大反向，因小鸟所受重力不变，所以树枝对小鸟的合力不变，故A错误。
BCD．对小鸟进行受力分析如图所示，设摩擦力与竖直方向夹角为，则树枝对小鸟的摩擦力，小鸟从右向左缓慢行走，先增大后减小，则摩擦力先减小后增大，对小鸟的弹力，树枝对小鸟的弹先增大后减小，故B正确，CD错误。
故选B。
4. 如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜 M 和 N，让一束光一次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点．这个实验中用到的科学方法是（ ）
A. 抽象模型法
B. 控制变量法
C. 微小形变放大法
D. 多次测量减小误差法
【答案】C
【解析】
【详解】力可以改变物体的形状；用力压桌面，桌面发生形变，平面镜N或M的高度就会发生变化，从而使刻度尺上的光斑移动，然后根据光的反射定律可知则光点的移动情况，把微小形变进行放大．
A．抽象模型法．故A不符合题意．
B．控制变量法．故B不符合题意．
C．微小形变放大法．故C符合题意．
D．多次测量减小误差法．故D不符合题意．
5. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（ ）
A. 物块受到的摩擦力方向始终水平向左
B. 1.0~1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C. 1.0~1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D. 2.4~3.0s时间内，木板可能做变速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板始终向左运动或者有向左运动的趋势，可得物块对木板的摩擦力始终向右，所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终水平向左，A正确；
BC．根据图像可得在1.0~1.3s时间内物块受到摩擦力在变化，所以可得此时为静摩擦力，此时的静摩擦力大小与物块对木板的正压力无关，B错误，C正确；
D．2.4~3.0s时间内传感器示数不再变化说明此时摩擦力已经变为滑动摩擦力，此时木板只要运动就行，可能做变速直线运动，D正确。
本题选错误的，故选B。
6. 小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是（ ）
A. 这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
B. 这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C. 这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D. 这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】开始小明是推不动衣橱的，说明小明的推力小于最大静摩擦力；站在人字形架时，重力产生两个效果，分别向左右两侧推墙壁和衣橱，如图所示
小明的重力可以分解成沿A，B两个方向的力，由于底角较小，所以A，B方向的力会很大，FA对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于最大静摩擦力，故C正确，ABD错误，故选C。
7. 如图所示，某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时，记录压力F随时间t变化的图像。由图线可知该同学（ ）
A. 体重约为800牛
B. 做了两次下蹲起立动作
C. 做了一次下蹲，一次起立动作
D. 下蹲过程中，先处于超重状态后处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据静止时人的重力大小等于力传感器的压力，则有
所以A错误；
BCD．一次下蹲过程速度从0变为到最大，再变为0，所以一次下蹲经过了一次加速向下与一次减速向下的运动，所以下蹲过程中先是失重后是超重，而起立过程先是超重后是失重，如图所示可知有二次失重，二次超重，并且下蹲后约2s起立，所以BD错误；C正确；
故选C。
8. 如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点（重心处）。在人向上攀爬的过程中可以把人简化为乙图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻绳。已知OC长度不变，人向上攀爬过程中的某时刻AOC构成等边三角形，则（ ）
A. 轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对平衡力
B. 在此时刻，轻绳对人的拉力大小等于G
C. 在虚线位置时，轻绳AC承受的拉力更小
D. 在虚线位置时，OC段承受的压力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对作用力和反作用力，故A错误；
B．重力、轻绳对人的拉力、OC的支持力构成等边三角形，所以轻绳对人的拉力和OC的支持力大小都等于人的重力大小G，故B正确；
CD．对人受力分析，如图所示
根据三角形相似可得
在虚线位置时，AC变长，OA、OC不变，则轻绳承受的拉力FAC变大，OC段受到的压力一直不变，故CD错误。
故选B。
9. 如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球。当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO′沿杆方向）（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，以小球为对象，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
可知杆对小球的作用力竖直向上的分力保持不变，杆对小球的作用力水平向右的分力随加速度增大而逐渐增大。
故选C。
10. 如图所示，质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力大小为f1=2.5N
B. 木块对铁箱压力的大小N=15N
C. 铁箱与地面的摩擦力为f2=7.5N
D. 水平拉力大小F=129N
【答案】D
【解析】
【详解】A．木块恰好能静止在后壁上，在竖直方向由平衡条件得木块受到的摩擦力大小为
A错误；
B．由滑动摩擦力公式可知木块对铁箱压力的大小为
B错误；
C．铁箱与地面的摩擦力为
D．对木块在水平方向上由牛顿第二定律得
对整体由牛顿第二定律得
解得
D正确；
故选D。
二、填空题（24分，每小题4分）
11. 在高度100m处有两只气球（气球a和气球b），以相同速度5m/s分别匀速上升和匀速下降，此时，在这两只气球上各掉出一物体，则这两个物体落到地面时的时间差为___________s，所经过的路程差为___________m。（物体空气阻力不计）
【答案】 ①. 1s ②. 2.5m
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，气球a上掉出的物体先做竖直上抛运动，当回到初始位置时以同样大小的速度向下做匀加速直线运动，气球b掉出的物体从掉出后就开始向下做匀加速直线运动，所以可得两个物体落到地面时的时间差即为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时的时间，即
同理所经过的路程差为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时经过的路程，即
12. 游泳对我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是___________。在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为___________（选择：A.图1 , B.图2）所示。
【答案】 ①. 牛顿第三定律 ②. A
【解析】
【详解】[1]游泳时我们向后作划臂、蹬腿，则水对人体有向前的推动力使人体前进，解释这一现象用到的物理规律是牛顿第三定律。
[2]图2中人在前进方向的横截面的投影面积比图1大，故人受到的阻力更大，所以合理的泳姿应为图1；
故选A。
13. 我们知道，如果一个物体在力F的作用下沿力的方向移动了一段距离s，这个力即对物体做功W=Fs，其中功的单位是焦耳（J）是___________（选填：A.基本单位，B.导出单位）。
【答案】B
【解析】
【详解】功的单位是焦耳（J）是导出单位。
故选B。
14. 汽车行驶时，如果空气阻力很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。经研究，人们发现空气阻力的大小F与空气密度ρ、物体进风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关，关系式为F=kρSvx，其中k是一个无单位的常数。请根据国际单位制推断速度v的指数x的数值为___________。
【答案】2
【解析】
【详解】由于
所以
即
所以
15. 如图所示的两架直升机在某一高度向右飞行。某同学根据图中信息判断直升机A在加速前进，直升机B在减速前进。他的判断___________（选填：A.正确，B.错误），说明理由___________。
【答案】 ①. A ②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]对A、B飞机受力分析，如图所示
两架直升机在某一高度向右飞行，可知A飞机受到空气对飞机的作用力斜向右上，与重力的合力方向向右，根据牛顿第二定律可知，A飞机的加速度水平向右，与飞机速度同向，可判断直升机A在加速前进；B飞机受到空气对飞机的作用力斜向左上，与重力的合力方向向左，根据牛顿第二定律可知，B飞机的加速度水平向左，与飞机速度反向，可判断直升机B在减速前进，所以该同学判断正确。
故选A。
16. 如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度、的数据如表。
钩码个数为2时，弹簧B的伸长量___________cm，两弹簧劲度系数的比值为___________。
【答案】 ①. 2.60 ②.
【解析】
【详解】[1]由表格数据可知钩码个数为2时，弹簧A的伸长量为
则钩码个数为2时，弹簧B的伸长量为
[2]钩码个数为2时，根据胡克定律和受力平衡可得
，
可得两弹簧劲度系数的比值为
17. 在某科技活动中。一位同学设计了一个加速度测量仪，如图（a）所示，将一端连有摆球的细线悬于小车内O点。当小车运动时，小球与小车保持相对静止后，测量出悬绳与竖直方向的夹角θ，便可通过该角度计算得到小车此时的加速度值。
（1）请填写图（b）中刻度盘上的角度θ为30°对应的加速度值为___________。（答案用g表示）
（2）运用该测量仪测量加速度，会有哪些局限：___________。
【答案】（1）
（2）见解析
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律有
所以
【小问2详解】
根据
结合正切函数的特征可知，当加速度较大时对应的角度变化较小，会导致加速度较大情况下的测量误差较大。
三、综合题（共46分，每板块分别为12分、22分、12分）
游乐圈中有一些圆周运动项目，比如过山车、快乐飞机等，这些游戏项目，可以让人们体验到刺激、挑战、快乐和放松，是一种非常受欢迎的娱乐方式。
18. 如图所示，乘坐游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度大小为g，乘客在最低点时对座位的压力（ ）
A. 等于mgB. 小于mgC. 大于mg
19. 如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，不计空气阻力，则旋臂对模型飞机的作用力方向________（选填：A．一定与旋臂垂直，B．可能与悬臂不垂直）；若仅夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力________（选填：A．变大，B．变小，C．不变）
20. 模型飞机做的是匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与半径、角速度、质量都有关，我们可用如图所示的实验装置进行探究，该实验的研究方法是________法。为了探究向心力大小和角速度的关系，我们处理实验数据的方法是：根据实验数据作出图像，而不是图像，这样做的理由是：________
【答案】18. C 19. ①. B ②. A
20. ①. 控制变量法 ②. 根据向心力公式，可知F与成正比，与不成正比，故作出的图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作图像，则是一条曲线，较难得出结论。
【解析】
【18题详解】
乘客在最低点时，根据牛顿第二定律，有
F-mg=ma
结合牛顿第三定律可得，乘客在最低点时对座位的压力
F'=F=m(g+a)>mg
故选C。
【19题详解】
[1]模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动，则旋臂对模型飞机的作用力与重力的合力提供向心力且指向圆心，由数学知识可知旋臂对模型飞机的作用力方向可能与悬臂不垂直。
故选B。
[2]旋臂对模型飞机作用力与重力的合力提供向心力且指向圆心，可得
若仅夹角θ增大，增大，则旋臂对模型飞机的作用力变大。
故选A。
【20题详解】
[1]该实验采用的实验方法是控制变量法；
[2]根据向心力公式，可知F与成正比，与不成正比，故作出的图像可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作图像，则是一条曲线，较难得出结论。
（二）游戏玩具枪的原理是利用压缩气体或者弹簧的力将弹丸（或小球）射出，拟真实枪械的射击效果。如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在高地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。
21. 关于子弹击中积木的位置，以下说法正确的是（ ）
A. 将恰好击中P点B. 将击中P点上方C. 将击中P点下方
22. 子弹击中积木的时间t（ ）
A. B. C.
23. 为研究平抛运动的规律，我们可采用如图所示频闪照相的方法，拍摄小球做平抛运动的照片。背景标尺每小格边长均为L=5cm，则拍摄时每___________s曝光一次，平抛运动的初速度为___________m/s。（取重力加速度g=10m/s2）
24. 如图所示是位于同一竖直平面内的游戏装置，M是固定的直三棱柱，O是三梭柱表面上的一点。N是倾角θ=37°的固定斜面，A是斜面上距离O点水平距离x=2.7m的点。游戏时让小球从距离O点某高度处自由落下，在O点与三棱柱碰撞（不计碰撞时间），碰后速度方向水平向右，速度大小与碰前相同。若小球恰好垂直斜面打在A点为游戏取胜，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。求游戏取胜时：
（1）小球落在A点的速度大小v；
（2）小球自由下落时距离O点的高度H；
（3）小球在空中运动的总时间t。
【答案】21. A 22. B
23. ①. 0.1 ②. 1
24. （1）7.5m/s；（2）1.0125m；（3）1.05s
【解析】
【21题详解】
由于子弹和积木在竖直方向均做自由落体运动，子弹和积木上的P点始终在同一高度，所以子弹击中P点。
故选A。
【22题详解】
子弹击中积木的时间为
故选B。
【23题详解】
[1][2]根据题意有
联立解得
，
【24题详解】
（1）由于小球恰好垂直斜面打在A点，则
联立解得
，，
（2）小球自由下落时距离O点的高度为
（3）小球自由下落的时间为
所以小球在空中运动的总时间为
（三）避险车道
京昆高速公路在四川省的雅西高速段是全国较为险峻的高速路，这里海拔高，临崖临壁，急转弯多，对于货车来说危险系数很大。为了保证行车安全，在这段路上设置了多条避险车道。如图所示，避险道路由制动坡床和防撞设施等组成，制动坡床视为水平面夹角为θ（小角度）的斜面。一辆长L=12m的载有货物的货车因刹车失灵从主道驶入长为100m的制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端。货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。取csθ=1，sinθ=0.1，g=10m/s2。
25. 驾驶员将货物固定在车厢内，货物与车厢间不发生相对滑动。货车在制动坡床上运行的加速度大小为___________m/s²，运动的距离为___________m。
26. 驾驶员由于疏忽大意没有将货物固定在车厢内，货物在车厢内向车头滑动。当货物在车厢内滑动了s=4m时，车头距制动坡床顶端d=38m。再过一段时间，货车停止。已知空货车质量M是货物质量m的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4；请分别求出此时货物和车厢加速度的大小和方向。
【答案】25. ①. 5.4 ②. 490
26. 5m/s2，方向沿制动坡床向下，5.5m/s2，方向沿制动坡床斜面向下
【解析】
【25题详解】
[1][2]根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
运动的距离为
【26题详解】
分别对货物和车，根据牛顿第二定律可得
所以
，
方向均沿斜面向下。钩码个数
0
1
2
…
/cm
7.75
8.53
9.30
…
/cm
1645
18.52
20.60
…