上海市上海交通大学附属中学嘉定分校等三校2025_2026学年高一上学期三12月联考物理试题 [含答案]

这是一份上海市上海交通大学附属中学嘉定分校等三校2025_2026学年高一上学期三12月联考物理试题 [含答案]，共9页。
(考试时间60 分钟，满分100 分)
(试卷共6页，答题纸1张)
特别提示：
1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有 2 ~ 3 个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有 1 个正确选项。
2．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。
一、落体运动
落体运动的研究具有重要意义。伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。
1．关于自由落体运动，下列说法正确的是（）
A．自由落体运动的位移与时间成正比
B．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C．初速度为零且竖直向下的运动就是自由落体运动
D．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同
2．伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景如图所示，下列说法符合史实的是（）
A．伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，然后通过斜面实验直接得出
B．伽利略完成此斜面实验需要斜面尽可能光滑
C．伽利略采用“冲淡”重力的方法，实质是增大小球的位移，延长小球的运动时间
D．伽利略发现，改变斜面的倾角，依然成立，斜面的倾角越大，越大
3．伽利略提出下落的“速度是均匀增加的”之后，猜想可能随时间均匀增加，或者随距离均匀增加，那么伽利略是如何否定“速度随距离均匀增加的”呢? 假设物体下落速度随距离均匀增加，即v=kh，k是常数，h是下落距离，依据假设回答下列两个问题。
（1）则在下落过程中，物体的加速度会______(A.变大，B.变小，C.不变，D.时大时小)；
（2）记物体从下落距离为1m到2m的运动时间为T，
则物体从12m到1m的运动时间为______(A.T， ， C.kT， D.22T )；
………………………………
则物体从12n+1m到12nm（n为大于1的整数）的运动时间为______(A.T， B.12nT， C.kT， D.22nT )；
由上述分析可知__________________________________________，所以“速度随距离均匀增加”是不可能的。
4．如图所示，甲突然释放刻度尺，乙迅速夹住，由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔0.02s的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是（ ）
A．反应时间尺的“0”刻度位于A处B．反应时间尺的刻度疏密均匀
C．反应时间尺的刻度A处较密D．反应时间尺的刻度B处较密
5．一物体从某一行星表面竖直向上抛出（不计空气阻力）。设抛出时，得到物体上升高度随时间变化的图像如图所示，则该行星表面重力加速度大小为，物体被抛出时的初速度大小为m/s。
6．如图所示，为空心圆管，长度为，为可视为质点的小球，与C在同一竖直线上。之间距离为。时刻，由静止释放圆管。同时小球C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，圆管若落地，则立即静止，取。要使小球在圆管落地前从端穿出，至少为m/s；若，则小球从端进入管中至由端穿出所经过的时间为s。
二、探究加速度与物体受力的关系
教材中提到：“可以证明，当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F的大小近似等于重物所受重力的大小”，现在我们来尝试证明和修正。
1．如图所示，钩码质量为m，小车质量为M，忽略绳子的重力与一切摩擦力，证明：在M远大于m的情况下，小车所受绳子上的拉力T近似等于mg。
2．小嘉同学不喜欢这样的近似，所以小嘉同学利用如图所示的装置，来改进探究加速度与物体受力的关系的实验。图中A、B为两个光电门，C为固定在凹槽上的挡光片。设挡光片的宽度为d，两光电门间的距离为x。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽、内部的砝码及钩码组成的系统。
（1）为了尽可能减小实验误差，挡光片的宽度为d应该（A.尽可能大 B.尽可能小 C.无影响）。实验前（凹槽中不放钩码），移动小木块，使凹槽能在长木板上匀速运动，这一步操作的目的是；在右边的方框内画出凹槽匀速运动时的的受力示意图。
（2）实验中，电门传感器可以测量挡光片经过光电门A、B所用的时间tA、tB，则加速度a的表达式为。（用、、d、x表示）
（3）记录所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度。后逐个将悬挂钩码移到凹槽中，重复实验，则下列能正确反映加速度a与悬挂钩码的重力mg之间的关系的是( )
A．B．C．D．
（4）按上述方案进行实验，（A.需要 B.不需要）凹槽（包括内部的砝码）的总质量远大于右边钩码的质量；（A.需要 B.不需要）每次释放凹槽的位置相同。
三、粘滑现象
粘滑现象（Stick-Slip Phenmenn）是一种常见的物理现象，指两个接触表面在相对运动过程中，先因静摩擦力作用“粘”在一起，随着外力逐渐增大超过最大静摩擦力后，又突然发生相对滑动，由于滑动动摩擦力小于最大静摩擦力，使得表面受力与运动状态反复交替的现象。生活中的“胶带撕裂时的声响”、篮球鞋在地板上急停时的“吱吱声”、粉笔在黑板上书写时的断续痕迹，本质都是粘滑现象的体现。
下面我们建立模型描述这一现象，初态静止质量为m的物块与地面间的静摩擦因数为μ1、动摩擦因数为μ2，劲度系数为k的理想轻质弹簧一端固定在物块上，有水平外力F作用在弹簧另一端的A点上。
1．“粘”的状态：外力F随着时间缓慢增大，物块保持静止。
（1）下列关于物体的受力描述正确的是（）
A.弹簧弹力与物块所受摩擦力是一对相互作用力
B.物块所受的水平弹力是由弹簧形变产生的
C.弹簧对物块的力与物块对弹簧的力性质不同
D.物块的重力与物块对地面的压力是一对平衡力
（2）(多选)在外拉力缓慢增大的过程中，静摩擦力 f 与支持力 N、弹簧形变量 x 之间的关系图像，正确的是（）
2．“滑”的状态：随着外力F缓慢增大，某时刻物块突然开始向左滑动，滑动后弹簧的A点固定不动。
（1）（计算）物体刚开始滑动时加速度大小。
（2）定性描述物体向左做何种运动。
（3）画出物体向左运动过程中的v-t图像。
（4）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的位移大小为（）
A.μ1mgkB.μ2mgkC.μ1mg−μ2mgkD.v22μ1gE.v22μ2gF.v22(μ1−μ2)g
（5）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的运动时间为（）
A.vμ1gB.v（μ1−μ2）gC.π2mkD.π2km
四、古老的牧羊人跳
在西班牙加那利群岛的崎岖山地，牧羊人会使用一根长木质撑杆进行Shepherd's jump（牧羊人跳）以跨越陡峭崖壁。我们将该过程简化为物块与杆在竖直方向的运动，如图乙，质量m=70 kg的物块套在M=5 kg的长杆上，距长杆下端的长度L=2 m。初始时，物块与长杆从某一高度H（H未知）由静止开始自由下落，长杆碰到地面后保持静止（插入地面长度可忽略）；物块继续向下运动，受到杆的阻力f=1050 N。为保证安全，物块到达地面时速度应小于v=4 m/s。重力加速度大小取g=10 m/s2。
1．求长杆碰到地面后保持静止后，对地面的压力N大小；
2．物块能安全下落的最大高度H。
五、光镊
光照射到物体表面时会产生压力，称为光压。光镊技术就是用一束高度汇聚的激光形成辐射压力，在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触、无损活体的操作，如同“隔空取物”的光学镊子。
1．光射达物质界面时会发生反射，如图一束光线对着微球球心入射后被原路反射回来。
（1）光束被微球反射的过程中，其速度变化量的方向为：（A.向上，B.向下)；速度变化量的大小为：（光速大小为c）；光束的运动状态变化是因为：（A.受到了微球的作用力，B.受到了自身的作用力， C.光的运动状态变化不需要作用力)
（2）（多选）微球在光束作用和地球重力作用下保持静止，下列说法正确是（）
A.微球所受的重力的反作用力的受力对象是地球
B.若在空间站中进行这个实验，微球也将保持静止
C.若在月球上进行这个实验，微球也将在同样的光束作用和重力作用下保持静止
D.若改变光束的入射方向，微球无法继续保持静止
2．光射达物质界面时也会发生偏折，传播方向发生变化。如图，一束光线从射入介质微球的A点，两次偏折后从B点射出，以下的分析均不考虑光束的反射。
（1）光束经过微球的过程中（从A点入射到从B点出射），其速度变化量的方向为：（A.由A点指向B点，B.与AB连线垂直，)；速度变化量的大小为：（光速大小c和图中的θ、α、β均为已知）；对微球产生的光压方向为：（A.指向B，B.指向A，C.垂直AB向上，D.垂直AB向下)；若认为光束的等效质量为m，穿过微球的时间为t，对微球产生的光压大小为：。
（2）可以将两束相同的光同时对称的射入微球，相当于镊子的两个臂，产生对称的压力，从而稳定捕捉微球。如图，对称的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向关于中心线对称，则两球所受合力的方向( )
A．两球所受合力均向上
B．两球所受合力均向下
C．甲球受合力向下，乙球受合力向上
D．甲球受合力向上，乙球受合力向下

参考答案
一、落体运动（3+3+2+2+2+2+3+2+2+2+2=25分）
1．D2．D 3.A;A;A; 物体从静止开始运动到有限远的位置需要无穷长的时间，与事实不符。4.D5．8;20 6．15;0.5
二、探究加速度与物体受力的关系（5+2+2+2+3+3+2+2=21分）
T=MmgM+m2. B 平衡摩擦力图略 3. 4. C 5. B B
三、粘滑现象（3+3+5+2+3+3+3=22分）
1.（1）B; （2）BC；
2.（1）（μ1-μ2）g; （2）物块向左做加速度减小的加速，加速度减小为0时速度最大，之后做加速度方向与速度方向相反、且加速度大小逐渐增大的减速运动，直至速度为0；（3）图（略）；（4）C；（5）C
四、古老的牧羊人跳（5+7=12分）
1. 1100N 2. 3.8m
五、光镊（2+2+2+3+2+2+2+2+3=20分）
1.（1）B; 2c； A；（2）AD；2.（1）B； 2 csinα+β−2θ2； C; 2mcsinα+β−2θ2t（2）D