上海市杨浦区同济大学第一附属中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（等级考）

这是一份上海市杨浦区同济大学第一附属中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（等级考），共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活．如图所示为百度地图app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，关于这两个数据，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分钟表示的是某个时刻
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
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v-t图像，关于火箭模型的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 火箭在第3s末时加速度的方向改变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1s时和5s时的加速度相同
3.如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A运动到B的过程中( )

A. 树枝对小鸟的合作用力先减小后增大B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大
C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大D. 树枝对小鸟的弹力保持不变
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. 微小形变放大法
B. 控制变量法
C. 抽象模型法
D. 多次测量减小误差法
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
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. 这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
B. 这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C. 这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
D. 这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
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
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. 在虚纸位置时，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
9.如图所示，小车上固定着硬杆，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(00'沿杆方向)( )
A. B.
C. D.
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=2.5NB. 木块对铁箱压力的大小N=15N
C. 铁箱与地面的摩擦力为f2=7.5ND. 水平拉力大小F=129N
二、填空题：本大题共6小题，共24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)
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，则如图中合理的游泳姿势为______(选择：A.图1，B.图2)所示。
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)。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______。
14.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______。
15.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xA、xB的数据如表。
当钩码个数为2时，弹簧B的伸长量ΔxB= ______cm，两弹簧劲度系数的比值kA：kB= ______。
16.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：______。
三、计算题：本大题共2小题，共34分。
17.游乐圈中有一些圆周运动项目，比如过山车、快乐飞机。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。

(1)如图1所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，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mg
B.小于mg
C.大于mg
(2)如图2甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机“的游乐项目，模型如图2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ω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)。
(3)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3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F-ω2图像，而不是F-ω图像，这样做的理由是：______。
18.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1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。

(1)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
(2)子弹击中积木的时间______
A.tLv
(3)为研究平抛运动的规律，我们可采用如图2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)
(4)如图3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是三棱柱表面上的一点。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。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A、在研究汽车在地图上的实时位置时，汽车大小可以忽略，故汽车可以看成质点，故A正确；
B、图中显示10分钟对应时间轴上的一段，所以是时间，故B错误；
C、5.4公里是路程，故C错误；
D、5.4公里是路程，所以可以求出平均速率的大小，但不能求出平均速度，故D错误。故选：A。
2.【答案】D
【解析】A、v-t图像的斜率表示加速度，2-4s内图像是直线，斜率不变，加速度不变，则火箭在第3s末时加速度的方向没有改变，故A错误；
B、0-3s内火箭向上运动，3-6s内火箭向下运动，则火箭3s时达到最高点，故B错误；
C、根据v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，知0-4s内火箭的位移为x=4×32m-4×12m=4m，则火箭在第4s末时位于发射点上方4m，故C错误；
D、0-2s内与4-6s内图像平行，斜率相同，则加速度相同，因此火箭在1s时和5s时的加速度相同，故D正确。故选：D。
3.【答案】B
【解析】A、树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等值反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不变，故A错误。
B、小鸟所受的摩擦力f=mgsinθ，从A到B的过程中，θ先减小后增大，则摩擦力先减小后增大，故B正确。
C、小鸟所受的弹力N=mgcsθ，从A到B的过程中，θ先减小后增大，则弹力先增大后减小，故C、D错误。故选：B。
4.【答案】A
【解析】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刻度尺上光点的移动情况。该装置是一种显示微小形变的装置，它可以把微小形变“放大”到直接看出来，故A正确，BCD错误。故选：A。
5.【答案】B
【解析】C、物块始终静止，受力平衡，力传感器的示数始终等于物块所受的摩擦力，由图像得，1.0～1.3s时间内，摩擦力随时间增大而增大，则此时的摩擦力为静摩擦力，1.3s时，静摩擦力达到最大值，摩擦力发生突变，由静摩擦力突变为滑动摩擦力，木板与物块发生相对运动，故C正确；
B、1.0～1.3s时间内，物块所受摩擦力为静摩擦力，大小与外力有关，与物块对木板的正压力不成正比，故B错误；
D、由题意可知，2.4～3.0s时间内，木板与物块间的摩擦力为滑动摩擦力，只能判断木板与物块间发生相对滑动，不能判断木板的运动情况，木板可能做变速直线运动，也可能做匀速直线运动，故D正确；
A、1.0～1.3s时间内，木板相对物块有向左运动的趋势，物块相对木板有向右运动的趋势，受到向左的静摩擦力，木板运动后，木板相对物块向左运动，物块相对木板向右运动，受到向左的滑动摩擦力，故物块受到的摩擦力方向始终水平向左，故A正确；
本题要求选不正确的，故选：B。
6.【答案】A
【解析】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；
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．
A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；故选：A．
7.【答案】C
【解析】A.当同学站在力传感器静止不动时，示数将稳定，由牛顿第三定理可知该同学体重约为650N，故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.【答案】B
【解析】A.轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对相互作用力，故A错误；
B.以人为研究对象，受到重力、崖壁的支持力和绳子的拉力，如图所示
根据相似三角形的对应边成比例，得FAC=NOC=GAO，由于G和AO不变，当OA长等于OC时，△AOC为等边三角形，则绳子对人的拉力大小F=G，故B正确；
C.若保持O点不动，在虚线位置，AC间绳子长度增大，根据FAC=GAO，得到F=ACAO⋅G；AC间绳子长度增大，但G的大小和AO的长度不变，AC绳承受的拉力F变大，故C错误；
D.若保持O点不动，在虚线位置，根据NOC=GAO，得到N=OCAO⋅G；AC间绳子长度增大，但OC和AO的长度不变，则轻杆OC段承受的压力不变，故D错误。
故选：B。
9.【答案】C
【解析】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，对小球进行受力分析，竖直方向受平衡力，所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且不发生变化，水平方向合力向右并逐渐增大，所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故C正确。
故选：C。
10.【答案】D
【解析】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f1=mg=0.5×10N=5N，故A错误；
C、铁箱与地面的摩擦力为f2=μ1(M+m)g=0.3×(2.5+0.5)×10N=9N，故C错误；
B、由滑动摩擦力公式可知木块对铁箱压力的大小为N=f1μ2=50.25N=20N，故B错误；
D、对木块在水平方向上由牛顿第二定律得N=ma
对整体由牛顿第二定律得F-f2=(M+m)a
解得F2=129N，故D正确；
故选：D。
11.【答案】1 2.5
【解析】随气球上升的物体离开气球后做竖直上抛运动，设落地时间为t1取向下为正方向，根据竖直上抛运动规律：h=-v0t1+12gt12
随气球上升的物体离开气球后做匀加速直线运动，设落地时间为t2取向下为正方向，根据h=v0t2+12gt22
时间差Δt=t1-t2
代入数据联立解得：Δt=1s
做竖直上抛运动的物体，从抛出点上升的最大高度H=v022g=522×10m=1.25m
两物体Δs=2H+h-h=2H=2×1.25m=2.5m
故答案为：1；2.5
12.【答案】牛顿第三定律 A
【解析】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；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A正确，B错误；
故选：A。
故答案为：牛顿第三定律，A。
13.【答案】B 2
【解析】根据力学中的基本单位判断，焦耳(J)是导出单位，故B正确，A错误。
根据阻力公式F=kpSvx，即1kg⋅ms2=1kgm3×m2×mxsx，解得x=2。
故答案为：B，2。
14.【答案】A A飞机受到空气对飞机的作用力F斜向右上，和重力G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，可知直升机A在加速前进；
B飞机受到空气对飞机的作用力F斜向左上，和重力G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。
【解析】直升机A、B飞机受力分析图如图所示。
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F斜向右上，和重力G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，可知直升机A在加速前进；
B飞机受到空气对飞机的作用力F斜向左上，和重力G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。
故答案为：A；A飞机受到空气对飞机的作用力F斜向右上，和重力G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，可知直升机A在加速前进；
B飞机受到空气对飞机的作用力F斜向左上，和重力G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。
15.【答案】2.60 52：31
【解析】钩码个数为2时，弹簧A的伸长量ΔxA=9.30cm-7.75cm=1.55cm，弹簧B的伸长量ΔxB=20.60cm-16.45cm-1.55cm=2.60cm。
其中弹簧A的形变量ΔxA=1.55cm，由于ΔF=kA⋅ΔxA=kB⋅ΔxB，则kAkB=ΔxBΔxA=
故答案为：2.60；52：31
16.【答案】 33g 加速度太大时，无法准确测量
【解析】(1)设小球的加速度为a，绳中张力为T，对小球受力分析，则有
Tsinθ=ma、Tcsθ=mg
联立解得
a=gtanθ= 33g
(2)根据公式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。
故答案为：(1) 33g；(2)加速度太大时，无法准确测量。
17.【答案】C B A 控制变量 作F-ω2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F-ω图像，则是一条曲线，较难得出结论
【解析】(1)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知对座位的压力为F压=F=mg+ma>mg，故C正确，AB错误。
故选：C。
(2)模型飞机以角速度ω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，则旋臂对模型飞机的作用力方向可能与悬臂不垂直。故B正确，A错误。故选：B；根据牛顿第二定律有 F2-mg2=mLsinθω2，解得F= (mLsinθω2)2+mg2，若仅夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力变大。故A正确，BC错误。
故选：A。
(3)该实验的研究方法是控制变量法；根据向心力公式F=mω2r，可知F与ω2成正比，与ω不成正比，故作F-ω2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F-ω图像，则是一条曲线，较难得出结论。
故答案为：(1)C；(2)B，A；(3)控制变量，作F-ω2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F-ω图像，则是一条曲线，较难得出结论。
18.【答案】A B 0.1 1
【解析】(1)玩具子弹射出后做平抛运动，小积木恰好由静止释放，两者在竖直方向上均做自由落体运动，故两者在竖直方向上相对静止，子弹与P点始终处于同一水平面上，实验子弹击将恰好击中P点，故A正确，BC错误。
故选：A。
(2)子弹在水平方向上做匀速直线运动，根据(1)的分析，可知子弹击中积木的时间为：t=Lv，故B正确，AC错误。
故选：B。
(3)设相邻两次拍照的时间间隔为T，由图2可得到相邻的竖直位移的差值为：Δy=3L-L=2L=2×5cm=0.1m
小球在竖直方向上做自由落体运动，根据：Δy=gT2，解得：T=0.1s，故拍摄时每0.1s曝光一次。
小球在水平方向上做匀速直线运动，平抛运动的初速度为：v0=2LT=2×0.5×10-20.1m/s=1m/s。
(4)①小球由O到A做平抛运动，将小球在A点的速度分解为水平分速度vx和竖直分速度vy，如下图所示。
则有：vxvy=tanθ
由小球在水平方向上做匀速直线运动得：x=vxt1
小球在竖直方向上做自由落体运动得：vy=gt1
联立解得：t1=0.6s，vx=4.5m/s，vy=6m/s
小球落在A点的速度大小v=vxsinθ=4.5sin37∘=7.5m/s
②由题意可知小球自由下落到O点的速度大小等于vx=4.5m/s，由运动学公式得：
H=vx22g=4.522×10m=1.0125m
③小球自由下落到O点的时间为：t2=vxg=4.510s=0.45s
可得小球在空中运动的总时间为：t=t1+t2=0.6s+0.45s=1.05s
故答案为：(1)A；(2)B；(3)0.1；1；
(4)①小球落在A点的速度大小v为7.5m/s；
②小球自由下落时距离O点的高度H为1.0125m；
③小球在空中运动的总时间t为1.05s。
钩码个数
0
1
2
…
xA/cm
7.75
8.53
9.30
…
xB/cm
16.45
18.52
20.60
…