2024-2025学年上海市杨浦高级中学高一（上）期末物理试卷（等级考）

这是一份2024-2025学年上海市杨浦高级中学高一（上）期末物理试卷（等级考），共16页。试卷主要包含了极限运动，飞机，从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”，轨道上的小车，汽车等内容，欢迎下载使用。
1．（18分）极限项目让人们不断挑战自我。
（1）如图1所示，攀岩运动员在到达较高处时，为恢复体能，每攀爬一步都稍作停留。在其确定好双手及蹬脚的位置后，用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员 。
A、先超重，后失重
B、先失重，后超重
C、始终处于超重状态
D、始终处于失重状态
（2）攀岩运动员达到最高点后，利用安全绳跳下，双脚触地后顺势弯曲双腿，在他的重心下降的过程中，运动员受到地面支持力F随时间t的变化如图2所示。下列说法正确的是 。
A.t2时刻加速度为零
B.t2时刻速度最大
C.t1～t2时间内运动员的重心在加速下降
D.t2～t3时间内运动员的重心在减速下降
（3）如图3（a）为极限运动爱好者利用绳子爬上高楼的瞬间，如图3（b）所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆，A点可视作光滑铰链。初始时∠OBA＝90°，爱好者在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变，逐渐从AB位置变化至A'B'位置。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是 ，轻绳上拉力大小的变化规律是 。（均选填：A.“逐渐减小”B.“逐渐增大”C.“先减小后增大”）
（4）小明玩的蹦床是由六根弹簧将床面固定在底座上，已知小明与床面的总质量为35kg，当小明静止站在蹦床上时，六根弹簧的弹力大小相等，且都与水平面夹角为5°，此时一根弹簧上的拉力大小为 N（cs5°＝0.996；sin5°＝0.087，g＝9.8m/s2，取2位有效数字）。
（5）小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球轻放到静止轻弹簧的顶端，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图5（b）所示。
①若小球的质燎为m，则弹簧的劲度系数为 。
②（多选）小球下降到高度h0处至运动到最低点，以下说法正确的是 。
A.运动到最低点过程中，小球速度逐渐减小
B.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐减小
C.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐增加
D.小球在最低点时，速度为零，处于平衡位置
E.在h0位置处，运动员的加速度为零，所以运动员处于平衡状态
二、飞机（共15分）
2．（15分）飞机方便我们的生活，同时也被用于军事等领域。
（1）某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息见图1、2。机票中的“08：30”指的是 （选填：A.“时间”或B.“时刻”）。若整个行程约为2100km，则飞机全程的平均速率约为 km/h。
（2）在飞机水平飞行的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成a角，如图3所示。则飞机在做 运动（选填：A.“匀加速”B.“匀减速”或C.“匀速”）。
（3）（多选）如图4所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成θ角，此时 。
A.绳对物体的拉力一定为
B.河水对物体的作用力可能等于mgctθ
C.河水对物体的作用力可能小于mgcsθ
D.空气对直升机的作用力一定大于Mg
（4）飞机飞行时，空气阻力是重要影响因素。经研究，人们发现空气阻力的大小F与空气密度ρ、物体迎风面积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等于 。
A.
B.
C.2
D.3
三、从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”（共25分）
3．（25分）2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。
（1）根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是 。
A.弹簧拉力器
B.家用体重秤
C.哑铃
（2）下列说法正确的是 。
A.宇航员在空间站中“飘浮起来”，说明没有受到重力
B.火箭对喷出的气流的作用力大于火箭喷出的气流对火箭的作用力
C.宇航员进入核心舱时需借助外力，说明力是改变物体运动状态的原因
D.火箭在竖直方向加速起飞的过程，燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动
（3）（多选）航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是 。
A.梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大
B.梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用
C.击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
D.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
（4）火箭升空过程中，某一段加速过程可近似看作匀变速直线运动，虚线为火箭运行轨迹，则发动机的喷气方向可能为图2的 。
（5）（计算）某小组同学在研究水火箭，在一次调试中，水火箭在竖直方向发射，在水火箭向下喷水过程中，可认为水火箭获得的升力恒定。水火箭从地面由静止出发经过6s到达离地面高60m处时水恰好喷完，此时水火箭速度为25m/s。空气阻力不计，g＝10m/s2，求：
①分析说明：水火箭上升过程中做什么运动？
②水火箭上升离地面的最大高度；
③水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间。
四、轨道上的小车（共21分）
4．（21分）实验室中的小车配合直轨道，可以研究多个问题。小车在轨道上运动时，受到的滑动摩擦力比较小。
（1）如图1所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 （选填：A.“左边“B.“中间”或C.“右边”）。
（2）实验小组1用光电门传感器研究小车运动。每次由同一位置静止释放小车，并将光电门传感器放置在同一位置，更换宽度不同的挡光片。将平均速度v和挡光时间Δt的数据绘制成v﹣Δt图像，经计算机拟合得到的函数关系如图3所示。则小车运动的加速度a＝ m/s2（保留3位有效数字），图像截距0.8211的物理含义是： 。
（3）实验小组2选择位移传感器研究小车运动。
①固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 脉冲。
②根据小车沿倾斜轨道运动的x﹣t图像，定性画出对应的速度—时间图像。
（4）根据第3题中的x﹣t图像、v﹣t图像，猜测小车下滑过程中的速度—位移图像为图6中的 （选填：A.“甲”或B.“乙”）。为判断小车是否为匀变速直线运动，可将v﹣x图像的纵坐标设置为 （选填：A.“v0.5”B.“v2”或C.“v3”），从而使v﹣x图像“化曲为直”。
（5）（论证）选取第3题x﹣t图像中0.75s﹣0.95s之间的实验数据，其中x单位是m，t单位是s，请论证这段时间内小车的运动是否为匀加速直线运动。
五、汽车（共21分）
5．（21分）汽车越来越普及，汽车中的物理知识丰富，值得我们学习研究。
（1）浦东大道地道全长6.1km。研究一辆汽车以设计时速通过整条浦东大道地道所需时间时， （选填：A.“能”或B.“不能”）将汽车视为质点。
（2）如图2“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到100km/h（百公里加速）的平均加速度的10倍。此品牌跑车百公里加速时间仅为6.2s，由此推算，该车的新尾标应该是 。
A.25TFSI
B.35TFSI
C.45TFSI
D.55TFSI
（3）如图3所示，水平向右行驶的车厢中用细线悬挂小球，通过细线的倾斜程度来检测车辆在行进过程中的加速度。质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分别系于车的顶部，两个小球都与车厢保持相对静止，左侧小球与车厢左侧壁接触，两细线与竖直方向的夹角相同。当汽车加速度增大时：
①细线1的拉力变化为 。
A.增大
B.减小
C.不变
②细线2的拉力变化为 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）（计算）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图4，竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆车厢长9m的载有木箱的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为20m/s时，车尾位于制动坡床的底端，木箱（忽略大小）开始在车厢内从车尾向车头滑动。已知货车质量是木箱质量的4倍，木箱与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和木箱总重的0.44倍，木箱与货车可分别视为小滑块和平板，（取csθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2）求：
①木箱在车厢内滑动时加速度的大小和方向；
②木箱在车厢内滑动时货车的加速度大小；
③制动坡床的长度至少多少米，能够保证货车与防撞设施不发生碰撞？
2024-2025学年上海市杨浦高级中学高一（上）期末物理试卷（等级考）
参考答案与试题解析
一、极限运动（共18分）
1．（18分）极限项目让人们不断挑战自我。
（1）如图1所示，攀岩运动员在到达较高处时，为恢复体能，每攀爬一步都稍作停留。在其确定好双手及蹬脚的位置后，用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员 A 。
A、先超重，后失重
B、先失重，后超重
C、始终处于超重状态
D、始终处于失重状态
（2）攀岩运动员达到最高点后，利用安全绳跳下，双脚触地后顺势弯曲双腿，在他的重心下降的过程中，运动员受到地面支持力F随时间t的变化如图2所示。下列说法正确的是 D 。
A.t2时刻加速度为零
B.t2时刻速度最大
C.t1～t2时间内运动员的重心在加速下降
D.t2～t3时间内运动员的重心在减速下降
（3）如图3（a）为极限运动爱好者利用绳子爬上高楼的瞬间，如图3（b）所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆，A点可视作光滑铰链。初始时∠OBA＝90°，爱好者在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变，逐渐从AB位置变化至A'B'位置。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是 A ，轻绳上拉力大小的变化规律是 B 。（均选填：A.“逐渐减小”B.“逐渐增大”C.“先减小后增大”）
（4）小明玩的蹦床是由六根弹簧将床面固定在底座上，已知小明与床面的总质量为35kg，当小明静止站在蹦床上时，六根弹簧的弹力大小相等，且都与水平面夹角为5°，此时一根弹簧上的拉力大小为 6.6×102 N（cs5°＝0.996；sin5°＝0.087，g＝9.8m/s2，取2位有效数字）。
（5）小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球轻放到静止轻弹簧的顶端，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图5（b）所示。
①若小球的质燎为m，则弹簧的劲度系数为 。
②（多选）小球下降到高度h0处至运动到最低点，以下说法正确的是 ACE 。
A.运动到最低点过程中，小球速度逐渐减小
B.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐减小
C.运动到最低点过程中，小球加速度逐渐增加
D.小球在最低点时，速度为零，处于平衡位置
E.在h0位置处，运动员的加速度为零，所以运动员处于平衡状态
【答案】（1）A；（2）D；（3）A，B；（4）6.6×102；（5）①；②ACE。
二、飞机（共15分）
2．（15分）飞机方便我们的生活，同时也被用于军事等领域。
（1）某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息见图1、2。机票中的“08：30”指的是 时刻 （选填：A.“时间”或B.“时刻”）。若整个行程约为2100km，则飞机全程的平均速率约为 700 km/h。
（2）在飞机水平飞行的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成a角，如图3所示。则飞机在做 匀减速 运动（选填：A.“匀加速”B.“匀减速”或C.“匀速”）。
（3）（多选）如图4所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成θ角，此时 BD 。
A.绳对物体的拉力一定为
B.河水对物体的作用力可能等于mgctθ
C.河水对物体的作用力可能小于mgcsθ
D.空气对直升机的作用力一定大于Mg
（4）飞机飞行时，空气阻力是重要影响因素。经研究，人们发现空气阻力的大小F与空气密度ρ、物体迎风面积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等于 C 。
A.
B.
C.2
D.3
【答案】（1）时刻；700；（2）匀减速；（3）BD；（4）C
三、从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”（共25分）
3．（25分）2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。
（1）根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是 A 。
A.弹簧拉力器
B.家用体重秤
C.哑铃
（2）下列说法正确的是 C 。
A.宇航员在空间站中“飘浮起来”，说明没有受到重力
B.火箭对喷出的气流的作用力大于火箭喷出的气流对火箭的作用力
C.宇航员进入核心舱时需借助外力，说明力是改变物体运动状态的原因
D.火箭在竖直方向加速起飞的过程，燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动
（3）（多选）航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是 AC 。
A.梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大
B.梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用
C.击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
D.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
（4）火箭升空过程中，某一段加速过程可近似看作匀变速直线运动，虚线为火箭运行轨迹，则发动机的喷气方向可能为图2的 D 。
（5）（计算）某小组同学在研究水火箭，在一次调试中，水火箭在竖直方向发射，在水火箭向下喷水过程中，可认为水火箭获得的升力恒定。水火箭从地面由静止出发经过6s到达离地面高60m处时水恰好喷完，此时水火箭速度为25m/s。空气阻力不计，g＝10m/s2，求：
①分析说明：水火箭上升过程中做什么运动？
②水火箭上升离地面的最大高度；
③水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间。
【答案】（1）A；（2）C；（3）AC；（4）D；（5）①水火箭先向上做匀加速直线运动，然后向上做匀减速直线运动；②水火箭上升离地面的最大高度为80m；③水火箭从水喷完到残骸落回到地面过程的总时间为6s。
四、轨道上的小车（共21分）
4．（21分）实验室中的小车配合直轨道，可以研究多个问题。小车在轨道上运动时，受到的滑动摩擦力比较小。
（1）如图1所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 C （选填：A.“左边“B.“中间”或C.“右边”）。
（2）实验小组1用光电门传感器研究小车运动。每次由同一位置静止释放小车，并将光电门传感器放置在同一位置，更换宽度不同的挡光片。将平均速度v和挡光时间Δt的数据绘制成v﹣Δt图像，经计算机拟合得到的函数关系如图3所示。则小车运动的加速度a＝ 1.33 m/s2（保留3位有效数字），图像截距0.8211的物理含义是： 小车在挡光过程运动的初速度 。
（3）实验小组2选择位移传感器研究小车运动。
①固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 超声波 脉冲。
②根据小车沿倾斜轨道运动的x﹣t图像，定性画出对应的速度—时间图像。
（4）根据第3题中的x﹣t图像、v﹣t图像，猜测小车下滑过程中的速度—位移图像为图6中的 A （选填：A.“甲”或B.“乙”）。为判断小车是否为匀变速直线运动，可将v﹣x图像的纵坐标设置为 B （选填：A.“v0.5”B.“v2”或C.“v3”），从而使v﹣x图像“化曲为直”。
（5）（论证）选取第3题x﹣t图像中0.75s﹣0.95s之间的实验数据，其中x单位是m，t单位是s，请论证这段时间内小车的运动是否为匀加速直线运动。
【答案】故答案为：
（1）C；
（2）1.33，小车在挡光过程运动的初速度；
（3）超声波，；
（4）A，B；
（5）这段时间内小车的运动为匀加速直线运动。
五、汽车（共21分）
5．（21分）汽车越来越普及，汽车中的物理知识丰富，值得我们学习研究。
（1）浦东大道地道全长6.1km。研究一辆汽车以设计时速通过整条浦东大道地道所需时间时， 能 （选填：A.“能”或B.“不能”）将汽车视为质点。
（2）如图2“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到100km/h（百公里加速）的平均加速度的10倍。此品牌跑车百公里加速时间仅为6.2s，由此推算，该车的新尾标应该是 C 。
A.25TFSI
B.35TFSI
C.45TFSI
D.55TFSI
（3）如图3所示，水平向右行驶的车厢中用细线悬挂小球，通过细线的倾斜程度来检测车辆在行进过程中的加速度。质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分别系于车的顶部，两个小球都与车厢保持相对静止，左侧小球与车厢左侧壁接触，两细线与竖直方向的夹角相同。当汽车加速度增大时：
①细线1的拉力变化为 C 。
A.增大
B.减小
C.不变
②细线2的拉力变化为 A 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）（计算）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图4，竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆车厢长9m的载有木箱的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为20m/s时，车尾位于制动坡床的底端，木箱（忽略大小）开始在车厢内从车尾向车头滑动。已知货车质量是木箱质量的4倍，木箱与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和木箱总重的0.44倍，木箱与货车可分别视为小滑块和平板，（取csθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2）求：
①木箱在车厢内滑动时加速度的大小和方向；
②木箱在车厢内滑动时货车的加速度大小；
③制动坡床的长度至少多少米，能够保证货车与防撞设施不发生碰撞？
【答案】（1）能；（2）C；（3）①C；②A；（4）①木箱在车厢内滑动时加速度的大小为5m/s2，a1的方向沿制动坡床向下；②木箱在车厢内滑动时货车的加速度大小为5.5m/s2；③制动坡床的长度至少45.37m，能够保证货车与防撞设施不发生碰撞。
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