上海市新中高级中学2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份上海市新中高级中学2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
一、计算题：本大题共4小题，共40分。
1. 伽利略是伟大的意大利物理学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。如今，力学原理可以科学地解释生活中的很多现象并加以运用。
（1）伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法中正确的是______。
A. 图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是改变物体运动状态的原因
B. 图甲中的实验，可以在实验室中真实呈现
C. 图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验是为了减少摩擦力的影响
D. 图乙中通过逐渐改变斜面的倾角，合理外推得出自由落体运动是匀变速运动。
（2）当汽车突然起动的时候，由于乘客具有______，他会向跟车行______的方向倾倒；向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会向______倾倒。
（3）如图丙所示，小张站在斜向上匀加速运行的自动扶梯上，分析此时游客的受力，以下示意图中正确的是______。
A. B.
C. D.
（4）撑竿跳高是田径比赛中一项技术性很强的运动，完整的过程可以简化成三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越杆下落，如图所示。撑竿跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是______。
A. 持竿助跑过程，运动员的重力的反作用力是地面对运动员的支持力
B. 撑竿起跳上升阶段，弯曲的撑竿对人的作用力大于人对撑竿的作用力
C. 撑竿起跳上升阶段，人先处于超重状态后处于失重状态
D. 在最高点手已离开撑竿，运动员还能继续越过横杆，是因为受到了一个向前的冲力
（5）“C919”飞机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程，最大起飞重量约为。已于2023年2月完成100h的验证飞行。下列说法正确的是______。
A. 信息中的单位“km”、“h”属于单位制中的导出单位
B. 力学范围内的三个基本量是长度、质量、时间
C. 国际单位制七个基本物理量分别是：m、kg、s、A、K、ml、cd
D. 单位仅仅是一个符号，并无实际意义，在运算过程中可有可无
【答案】（1）D （2） ①. 惯性 ②. 相反 ③. 北
（3）B （4）C
（5）B
【解析】
【小问1详解】
AB．分析图甲可知，伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到力不是维持物体运动的原因，由于不存在没有阻力的斜面，所以无法在实验室中真实呈现，故AB错误；
CD．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比。由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来冲淡重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故C错误，D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1][2][3]当汽车突然起动的时候，由于乘客具有惯性，他会向跟车行相反的方向倾倒；向北行驶的汽车突然向西拐弯时，车上的乘客会向北倾倒。
【小问3详解】
如图丙所示，小张站在斜向上匀加速运行的自动扶梯上，则合外力斜向右上方，故游客受到重力和电梯竖直向上的支持力，水平向右的静摩擦力，以下示意图中正确的是B。
故选B。
【小问4详解】
A．持竿助跑过程，运动员的重力的反作用力是人对地球的吸引力，故A错误；
B．根据牛顿第三定律可得，撑竿起跳上升阶段，弯曲的撑竿对人的作用力等于人对撑竿的作用力，故B错误；
C．撑竿起跳上升阶段，人先向上加速后向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，故C正确。
D．在最高点手已离开撑竿，运动员还能继续越过横杆，是因为惯性的作用，故D错误。
故选C。
【小问5详解】
A．由于长度、时间是基本物理量，因此信息中的单位“km”、“h”是根据基本单位，不是导出单位，故A错误；
B．力学范围内的三个基本量是长度、质量、时间，故B正确；
C．国际单位制的七个基本物理量分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度以及物质的量和发光强度，这里m、kg、s、A、K、ml、cd是它们的单位，故C错误；
D．单位不仅是一个符号，还有其实际意义，在运算过程中利用单位制进行准确分析计算，故D错误。
故选B。
2. 利用力的示意图，图像和规范的物理语言描述运动，是我们在实际生活中所需要具备的能力。
（1）一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是______。
A. B.
C. D.
（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
（3）在水平路面上，一辆匀速运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡（如图丁所示）。若突然发现瓶中气泡向左移动，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是______。
A. 小车可能突然向右加速运动
B. 小车可能突然向左加速运动
C. 小车可能突然向右减速运动
D. 小车可能突然向左减速运动
（4）某汽车安全气囊的触发装置如图丙所示，金属球被强磁铁吸引固定。当汽车受到猛烈撞击，且加速度大于时，金属球会脱离强磁铁，并沿导轨运动而接通电路使安全气囊打开。若金属球的质量为50g，则强磁铁对金属球的最大引力为______N，当汽车紧急加速时，金属球对强磁铁的压力将______（选填“变小”或“变大”或“不变”）；若汽车某次碰撞时间为，车头凹陷了，则此碰撞______导致安全气囊弹出（选填“会”或“不会”）。
（5）某轻质弹簧的劲度系数，两端分别施加的拉力，如图戊所示，则弹簧______。
A. 伸长B. 伸长
C. 伸长D. 处于自然长度
（6）放在桌子上的木块受到一个向上的弹力，这是由于______形变产生的；力是矢量，合成和分解时遵循______。
（7）甲、乙两人在比较滑的水平地面上拔河（图己），甲身材高瘦，乙身材矮胖，两人力气差不多，体重也差乙不多，穿相同材料的鞋子，则______。
A. 乙对绳子的拉力更大
B. 甲、乙对绳子的拉力一样大
C. 甲赢的概率更大
D. 乙赢的概率更大
【答案】（1）B （2）A （3）BC
（4） ①. 20 ②. 变大 ③. 不会
（5）A （6） ①. 桌子 ②. 平行四边形定则 （7）BC
【解析】
【小问1详解】
一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，即汽车做减速运动，合力方向指向曲线凹侧，且合力方向与速度方向夹角为钝角，可知B图符合题意。
故选B。
【小问2详解】
图像斜率表示加速度，则火箭在1s时和5s时的加速度相同，均为
故A正确；
B．由图像可知内速度方向一直正方向，即一直向上运动，则3s时达到最高点，故B错误；
C．图像与横轴所围面积表示位移，则内位移为
则火箭在第4s末时位于发射点上方4m处，故C错误；
D．图像斜率表示加速度，则加速度方向一直为负，故火箭在第3s末时加速度时方向不改变，故D错误。
故选A。
【小问3详解】
由于水的密度比气泡大的多，故同体积的水质量比气泡大，故小车可能向左加速运动或突然向右减速运动时，水向右运动，气泡向左运动。
故选BC。
【小问4详解】
碰撞过程中速度减小，加速度向左，临界点吸引力为
当汽车紧急加速时，加速度向右，即磁铁对金属球向右的压力增大，根据牛顿第三定律可得，金属球对强磁铁的压力将增大；若汽车某次碰撞时间为，车头凹陷了，利用逆向思维，根据位移公式
解得
此碰撞不会导致安全气囊弹出。
【小问5详解】
弹簧弹力为，根据胡克定律可得
即伸长。
故选A。
【小问6详解】
[1]弹力是发生形变的物体对跟它接触的物体产生力的作用，故桌子发生形变对木块产生力的作用；
[2]矢量合成和分解时遵循平行四边形定则
【小问7详解】
AB．甲乙对绳子的拉力为作用力与反作用力，大小相等，故A错误，B正确；
CD．分别对甲乙进行受力分析，根据竖直方向上共点力平衡，可知甲受到的支持力大于重力，乙受到的支持力小于重力，由于穿相同材料的鞋子，故甲与地面间最大静摩擦力大于乙与地面间最大静摩擦力，故甲赢的概率更大，故C正确，D错误。
故选BC。
3. 物理学是基于实验的科学，实验可以让物理现象集中、突出的呈现在同学们的面前，通过进行实验的过程也提升了我们的科学探究能力。我们在本学期的学习中就完成了一系列实验，包括：在“用DIS探究加速度a与小车质量M的关系”的实验中，装置如图（a）所示。
（1）如图（a）所示，是“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
①小车上安装的是位移传感器的______部分（选填“接收器”或“发射器”）。通过位移传感器测得小车的图像，通过图像的______（填“斜率”或“纵坐标轴截距”或“横坐标轴截距”）得到小车的加速度。
②实验中，多次改变______的总质量，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据。某同学根据数据绘出的图像如图（b）所示，图线没有通过坐标原点，经检查分析，是由于小车与轨道间存在摩擦所致，则该小车与轨道间的摩擦力大小为______N，在检查分析前，还能推测出的误差可能为______。
③实验中小车在拉力作用下向右加速运动。请判断钩码受到的合力方向，并进一步判断小车受到的拉力是否等于砝码的重力______。
A.砝码受到合力向上，拉力大于砝码重力
B.砝码受到合力向上，拉力小于砝码重力
C.砝码受到合力向下，拉力大于砝码重力
D.砝码受到合力向下，拉力小于砝码重力
④另外4位同学均得到一条几乎通过坐标原点的直线。现将这4位同学的图像画在同一个坐标系内，得到如图（c）所示的4条图线，这4位同学记录的小车总质量分别为：、、、。由图（c）及4位同学记录的小车总质量，推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是：______。
（2）①我们还通过实验对平抛运动进行研究，平抛运动是______。
A.变加速曲线运动
B.匀加速曲线运动
C.所受合外力为变力
D.加速度垂直速度方向
②“探究平抛运动特点”实验，我们可以用频闪照片记录小球运动位置。如图（d）所示为一小球做平抛运动频闪照片的一部分，图中背景格的边长为。通过计算分析，可求得物体做平抛运动的初速度大小为______，B点的速度大小为______。（g取）
③在做平抛运动实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求。将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
④某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图（e）所示物体的运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（取）；
ⅰ.小球平抛的初速度______，______。
ⅱ.小球开始做平抛运动的位置坐标______cm，______cm。
【答案】（1） ①. 发射器 ②. 斜率 ③. 钩码 ④. 0.5 ⑤. 轨道倾斜，右端偏高 ⑥. D ⑦. 拉力大小相等时，小车总质量越大，加速度越小
（2） ①. B ②. 1.5 ③. 2.5 ④. ACE ⑤. 2 ⑥. 2.5 ⑦. ⑧.
【解析】
【小问1详解】
①[1][2]小车上安装的是位移传感器的发射器部分；通过位移传感器测得小车的图像，通过图像的斜率得到小车的加速度。
②[3]根据实验原理可知，实验中，多次改变钩码的总质量，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据；
[4]根据牛顿第二定律有
解得
根据图像中坐标点，代入解得
[5]由于时，，可知误差可能为轨道倾斜，右端偏高。
③[6]实验中小车在拉力作用下向右加速运动，则钩码受到的合力方向向下，根据牛顿第二定律有
可知拉力小于砝码重力，故ABC错误，D正确；
故选D。
④[7]由图可知，小车加速度与小车总质量的定性关系是：拉力大小相等时，小车总质量越大，加速度越小。
【小问2详解】
①平抛运动只受重力，加速度恒定不变，是匀加速曲线运动。
故选B。
②[2]竖直方向根据逐差法可知
则
根据
解得
[3]B点竖直方向的速度为
则B点的速度大小为
解得
③[4]A．为保证初速度水平，则需通过调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；
B．为保证初速度相同，每次由静止释放小球，释放小球的位置必须相同，故B错误，C正确；
D．用铅笔记录小球位置时，无需等距离下降，故D错误；
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触，避免摩擦产生影响，故E正确；
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接各点，故F错误；
故选ACE。
④i．[5][6]竖直方向根据逐差法可知
则
根据
B点竖直方向的速度为
则B点的速度大小为
解得
ii．[7][8]初始点到达B点的时间为
解得
水平位移为
竖直位移为
解得
则初始点的坐标为
【点睛】（1）按照传感器的使用方法，确定接收部分与发射部分的安装；根据牛顿第二定律和图象的横、纵截距来求小车的质量和动摩擦因数，再求出小车受到的摩擦力；根据图象的特点结合牛顿第二定律求解；
（2）斜槽的末端必须水平，目的是保证小球的初速度水平；根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而得出周期；根据水平位移和时间间隔求出小球运动的水平分速度；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B点的速度，根据位移公式计算抛出点坐标。
对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练。
4. 生活中的物理无处不在：篮球弹跳遵循弹性碰撞与重力原理；平抛石子展现抛物线运动轨迹，受初速度与重力影响；子弹飞行依据空气动力学与牛顿第二定律；秋千摆动则是简谐运动的实例；电梯内“减肥”错觉源于失重感。
（1）如图1所示，某人在对面的山坡上水平抛出两个质量不等的小石块，分别落在A，B两处。不计空气阻力，则落到A处的石块______。
A. 初速度大，运动时间短
B. 初速度大，运动时间长
C. 初速度小，运动时间短
D. 初速度小，运动时间长
（2）靶场的射击运动十分有趣，两把手枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距高度为h，如图2所示，不计空气阻力。下列判断正确的是______。
A. 子弹在空中运动时均做变加速曲线运动
B. 甲枪射出的子弹初速度较大
C. 甲、乙两枪射出的子弹运动时间一样长
D. 乙枪射出的子弹初速度较大
（3）小张同学投篮时篮球恰好垂直打在篮板上，已知篮球撞击篮板处与抛出点的高度差为L，水平距离为2L。设篮球抛出时速度大小为v，与水平面的夹角为，则下列判断正确的是______。
A. B.
C. D.
（4）如图3所示，用两根等长轻绳将质量为m的木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两竖直木桩移近些，但仍保持两轻绳长度不变且悬挂点不变。木板静止时，表示木板所受合力的大小，表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后______。
A. 不变，变大
B. 不变，变小
C. 变大，变大
D. 变小，变小
（5）某人在匀加速下降的电梯中最多能举起质量为80kg的物体，则此人在地面上最多可举起质量为______kg的物体。若此人在一匀加速上升的电梯中最多能举起质量为40kg的物体，则此电梯上升的加速度的大小为______。
（6）如图4甲是一名滑雪运动员在比赛过程中的示意图，运动员自身和所有装备的总质量为m，在倾角。的斜坡向下滑动过程中，受滑动摩擦力和空气阻力作用，假设空气阻力与速度成正比，即，其中比例系数（P是k的单位）。运动员在比赛中的某段过程图像如图5中实线AD所示，AB是曲线最左端A点的切线，B点的坐标为（16,48），CD是曲线AD的渐近线，已知重力加速度为，。
①用国际单位制中基本单位表示P________；
②求雪橇与斜坡间的动摩擦因数________；
③求运动员自身和所有装备的总质量m________。
【答案】（1）D （2）B
（3）D （4）B
（5） ①. 48 ②. 2
（6） ①. ②. ③. 64kg
【解析】
【小问1详解】
在平抛运动中，竖直方向为自由落体运动
解得
因，所以落到A处的石块运动时间短；水平方向为匀速直线运动
因，，所以落到A处石块初速度大。
故选D。
【小问2详解】
A．子弹在空中只受重力，做平抛运动，是匀变速曲线运动，故A错误；
BCD．在平抛运动中，竖直方向为自由落体运动
解得
因，所以；水平方向为匀速直线运动
因x相同，，所以甲枪射出的子弹初速度较大，故B正确，CD错误。
故选B。
【小问3详解】
根据逆向思维，将正向的斜抛运动看成反向的平抛运动，设蓝球抛出时竖直分速度为，根据平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动
解得
根据
解得
在水平方向的分运动为匀速直线运动
解得
则斜抛初速度大小为
解得
则与水平方向夹角的正切值为
解得
故选D。
【小问4详解】
木板静止时，所受合力始终不变，设两轻绳夹角为，根据平衡条件有
将两竖直木桩移近些，变小，变大，变小。
故选B。
【小问5详解】
在匀加速下降的电梯中，根据牛顿第二定律有
解得
则在地面上可举质量
在匀加速上升的电梯中，根据牛顿第二定律有
解得
【小问6详解】
①[1]根据
k的单位是P，f单位是N，v单位是，根据
可得
②[2]在A点，，根据牛顿第二定律
又
解得
③[3]当达到最大速度时，则有
将，代入上式，解得