上海市洋泾中学2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（含解析）

这是一份上海市洋泾中学2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了材料一，素材二，素材三，素材四等内容，欢迎下载使用。
1．（14分）材料一：“广西平陆运河”
广西平陆运河建设是我国新时代西部大开发的重要组成部分，它被称为世纪工程，全长约135公里，有大约65米的落差，为实现船舶的连续航行需要建设三个梯级船闸（马道、企石、青年闸），如图所示。
（1）下列能将船舶当作质点的过程是 。
A.船舶避让来往船只
B.船舶通过闸室
C.计算船舶完成总航程的时间
（2）一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移 。
A.相同
B.不同
（3）一艘5000吨的船舶通过企石闸，假设在闸室中通过注水将船舶匀速上升23.4m，且抬升过程需要大约一小时（g＝10m/s2）。
①在船舶抬升时，甲板上的水手从船尾沿直线匀速走至船头，以地面为参考系 。
②（多选题）在抬升过程中，下列说法正确的是 。
A.该过程中，船舶的平均速率约为6.5×10﹣3m/s
B.船舶的总重力与水给船舶的力是一对作用力与反作用力
C.船舶的总重力与水给船舶的力是一对平衡力
D.船舶上每一部分所受的重力都为5×107N
二、素材二（共19分）
2．（19分）材料二：“基于实验的物理学”
科学实验是自然科学发展的重要基础，而物理正是一门将实验与理论相结合的学科，不少问题都是基于实验结果才得以解决。
（1）如图为“研究加速度与质量的关系”的实验装置。
①图中装在小车上的是位移传感器的 。
A.发射器
B.接收器
②某同学将测得的五组数据标在如图所示的坐标纸上，并作出加速度与小车总质量倒数的关系图像（见图1），根据图像可知小车所受外力约为 N（保留两位有效数字）。若另一同学作出的图像发生了如图2所示的弯曲，则发生该情况的原因可能是： 。
（2）如图1所示为某同学在“探究两个互成角度的力合成规律”实验中所书写的实验报告。
①下列选项中与该实验所使用的主要物理思想相同的是 。
A.平均速度的引入
B.加速度的定义过程
C.匀加速直线运动位移—时间关系的推导
D.伽利略对自由落体运动规律的探究
②如图2，该同学在实验过程中，忘记去记录合力F的大小以及分力F2的方向，所幸他通过所学知识推理出合力F大约为 。
或5.2N
③该同学在完成上述实验后产生诸多思考，想借鉴该实验的方法去探究“共点力平衡的条件”（实验步骤见图3，器材见图4）。
该同学多次改变夹角后重复上述实验，他经分析后发现F1、F2的合力F12与F3在误差允许范围内总是等大且反向的，结合二力平衡的知识，得出结论：“共点力平衡的条件是合力为0”，他的理由是： 。
三、素材三（共35分）
3．（35分）材料三：“飞镖游戏”
飞镖是具有悠久历史的游戏。20世纪70年代以后，飞镖成为世界上最受欢迎的运动之一。长久以来这项运动的起源被认为是标枪、驽箭或箭术。其同心圆的靶子非常类似射箭靶，飞镖非常类似箭。
（1）飞镖（可视为质点）在空中做曲线运动从A到B速率逐渐增加，如图所示，其中正确的是 。
（2）某学校举办的活动中，有投掷飞镖的项目。
①某同学先后将两只飞镖a，b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度va＜vb，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 。
②（计算）某同学手持飞镖瞄准靶心O点，在与靶心O点水平距离x＝2m处0＝20m/s速率水平射出，如图所示。若飞镖被射出后击中P点，假设飞镖可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：
a.O、P之间的距离h；
b.击中P点时的速度大小v。
③（多选）某同学站在投镖线上从同一点C处水平抛出多个飞镖，结果以初速度vA投出的飞镖打在A点，以初速度vB投出的飞镖打在B点，始终没有打在竖直标靶的中心O点，如图所示。为了能把飞镖打在标靶的中心O点，可采取的措施是 。
A.投掷飞镖的初速度比打在A点的飞镖的初速度vA大些
B.投掷飞镖的初速度比打在B点的飞镖的初速度vB大些
C.保持初速度vA不变，降低抛出点C的高度
D.保持初速度vB不变，降低抛出点C的高度
（3）飞镖与射箭类似，骑马射箭是蒙古族传统的体育项目，如图所示1O2匀速前进，分别经过E、F、G和H四点（GP连线与O1O2连线垂直），并在每处射出一枝箭，则可能射中靶心P点的是 。
A.在E点沿垂直O1O2方向射出
B.在F点沿FP连线方向射出
C.在G点沿垂直O1O2方向射出
D.在H点沿HP连线方向射出
（4）某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹，将飞镖上绑上自制信号发射装置，使用弹射器水平弹出，并使用实验室的电磁定位板进行记录，如图所示为一次实验记录中的一部分，则：
①飞镖在水平方向上的运动是 。
A.匀速直线运动
B.匀变速直线运动
C.变加速曲线运动
D.曲线运动
②如图中的A点 飞镖发射的起点。
A.是
B.不是
③从图像上分析，电磁定位板数据记录的时间间隔T＝ s；小球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s，飞镖到B点时，已经在空中飞行了 s。（g＝10m/s2）
四、素材四（共32分）
4．（32分）材料四：“必须得去的社会实践”
本学期11月，我校组织了学生社会实践活动，其中高一同学们参观了“开能环保园区”与“上海天文馆”
（1）据环保园区工作人员介绍，园区内能够实现水净化与循环，为了体现水质的良好，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 。
（2）参观过程中，同学们看到如图所示的公式（某星系到我们的距离D与该星系远离我们的退行速度v的关系），该公式告诉我们宇宙是在不断的膨胀的。
①若哈勃常数H0是不变的定值，离我们不同距离的星系，其远离我们的速度 。
A.越远越快
B.越远越慢
C.都相同
②图中哈勃常数H0的单位若用国际基本单位表示；可写为： 。
（3）由于大巴在离开“开环保园区”前往“上海天文馆”时选择了“两港公路”，所以经过了“上海浦东国际机场”，大量飞机起降的情景让某同学想起了其去年暑假前往成都旅游的飞行经历。
①图1中的“08：30”指的是 。
A.时间
B.时刻
②若整个行程约为2100km，则飞机全程的平均速率约为 km/h。由于机场开放了自助值机与行李托运。若经济舱旅客的免费托运限额为20kg，超出部分每千克按机票票价的1.5%收取费用。该同学将行李放上自动称重系统后，系统内部压力传感器显示的“F﹣t”图像如图3所示，g＝10m/s2，则他还需补缴的金额为 元。
（4）飞机在空中水平飞行时，该同学将靠背上的小桌板放下，其上放有质量为m的饮料杯（含饮料）
①如图2飞机匀速平稳飞行，若饮料杯的重心在轻桌板OA、轻杆OB交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，如图所示。则OB上受到的弹力 。
A.变大
B.变小
C.不变
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稳定成α角，如图3所示。取重力加速度为g 。
③（计算）飞机落地后，乘客通过倾斜角为α的廊桥上坡进入机场到达层。此过程中该同学用箱带拖动质量为m的行李箱行走，行李箱与廊桥的摩擦系数为μ，且行李箱做加速度为a的匀加速直线运动。（重力加速度为g）
2024-2025学年上海市浦东新区洋泾中学高一（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、材料一（共14分）
1．（14分）材料一：“广西平陆运河”
广西平陆运河建设是我国新时代西部大开发的重要组成部分，它被称为世纪工程，全长约135公里，有大约65米的落差，为实现船舶的连续航行需要建设三个梯级船闸（马道、企石、青年闸），如图所示。
（1）下列能将船舶当作质点的过程是 C 。
A.船舶避让来往船只
B.船舶通过闸室
C.计算船舶完成总航程的时间
（2）一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移 B 。
A.相同
B.不同
（3）一艘5000吨的船舶通过企石闸，假设在闸室中通过注水将船舶匀速上升23.4m，且抬升过程需要大约一小时（g＝10m/s2）。
①在船舶抬升时，甲板上的水手从船尾沿直线匀速走至船头，以地面为参考系 C 。
②（多选题）在抬升过程中，下列说法正确的是 AC 。
A.该过程中，船舶的平均速率约为6.5×10﹣3m/s
B.船舶的总重力与水给船舶的力是一对作用力与反作用力
C.船舶的总重力与水给船舶的力是一对平衡力
D.船舶上每一部分所受的重力都为5×107N
【分析】（1）根据质点的概念和条件可以判断各选项；
（2）根据位移的定义判断；
（3）①根据运动的合成可以判断物体的运动轨迹；
②根据平均速率等于路程与时间的比值判断，根据相互作用力的概念判断物体受力情况，根据重力的概念判断选项。
【解答】解：（1）A、船舶避让来往船只，不能将船舶看成质点；
B、船舶通过闸室，不能将船舶看成质点；
C、计算船舶完成航程的时间，可以将船舶看成质点。
故选：C。
（2）一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移大小相同，故B正确；
故选：B。
（3）①在船舶抬升时，甲板上的水手从船尾沿直线匀速走至船头，水手竖直向上做匀速运动同时水平方向做匀速运动，故C正确；
故选：C。
②A、根据公式平均速率v＝﹣3m/s，故A正确；
BC、船舶的总重力与水给船舶的力是一对平衡力，故B错误；
D、船舶所受的重力都为5×105N，不是船舶上每一部分所受的重力都为5×107N，故D错误；
故选：AC。
【点评】本题主要考查了质点、重力、相互作用力、位移的概念，要对这些概念有清晰的认知，并会用这些概念判断选项。
二、素材二（共19分）
2．（19分）材料二：“基于实验的物理学”
科学实验是自然科学发展的重要基础，而物理正是一门将实验与理论相结合的学科，不少问题都是基于实验结果才得以解决。
（1）如图为“研究加速度与质量的关系”的实验装置。
①图中装在小车上的是位移传感器的 A 。
A.发射器
B.接收器
②某同学将测得的五组数据标在如图所示的坐标纸上，并作出加速度与小车总质量倒数的关系图像（见图1），根据图像可知小车所受外力约为 0.025 N（保留两位有效数字）。若另一同学作出的图像发生了如图2所示的弯曲，则发生该情况的原因可能是： 所挂钩码的质量不满足远小于小车的质量 。
（2）如图1所示为某同学在“探究两个互成角度的力合成规律”实验中所书写的实验报告。
①下列选项中与该实验所使用的主要物理思想相同的是 A 。
A.平均速度的引入
B.加速度的定义过程
C.匀加速直线运动位移—时间关系的推导
D.伽利略对自由落体运动规律的探究
②如图2，该同学在实验过程中，忘记去记录合力F的大小以及分力F2的方向，所幸他通过所学知识推理出合力F大约为 B 。
或5.2N
③该同学在完成上述实验后产生诸多思考，想借鉴该实验的方法去探究“共点力平衡的条件”（实验步骤见图3，器材见图4）。
该同学多次改变夹角后重复上述实验，他经分析后发现F1、F2的合力F12与F3在误差允许范围内总是等大且反向的，结合二力平衡的知识，得出结论：“共点力平衡的条件是合力为0”，他的理由是： 应多次改变O点的位置进行实验 。
【分析】（1）①图中装在小车上的是位移传感器的发射部分；
②根据牛顿第二定律写出图像的函数表达式，结合图像分析计算；
（2）①力的合成实验是体现的等效思想，然后逐项分析即可；
②根据余弦定理计算；
③应该改变一下O点的位置实验。
【解答】解：（1）①图中装在小车上的是位移传感器的发射部分，而接收部分是固定在轨道上的，B错误。
故选：A。
②对小车根据牛顿第二定律有F＝ma，整理可得图像中，则F＝
如果作出的图像发生了的弯曲，则发生该情况的原因可能是随着小车质量的减小。
（2）①该实验所用的思想是等效替代的思想，其中平均速度是等效的思想，匀加速直线运动位移—时间关系的推导，伽利略对自由落体运动规律的探究用到了实验和逻辑推理的方法，BCD错误。
故选：A。
②设F2与合力F方向的夹角为θ，在垂直F方向有F1sin30°＝F5sinθ，解得sinθ＝0.8652θ+cs3θ＝1，解得csθ＝0.6，则合力F的大小为F＝F1cs30°+F2csθ
把csθ＝2.5，或者csθ＝﹣0.8分别代入解得F＝5.2N或者F＝2.6N，ABC错误。
故选：D。
③这里应该多次改变O的位置进行实验才可以。
故答案为：（1）①A；②0.025；（2）①A；③应多次改变O点的位置进行实验。
【点评】掌握探究加速度和和质量的关系以及验证平行四边形定则的实验原理，实验的注意事项以及实验数据的处理方法是解题的基础。
三、素材三（共35分）
3．（35分）材料三：“飞镖游戏”
飞镖是具有悠久历史的游戏。20世纪70年代以后，飞镖成为世界上最受欢迎的运动之一。长久以来这项运动的起源被认为是标枪、驽箭或箭术。其同心圆的靶子非常类似射箭靶，飞镖非常类似箭。
（1）飞镖（可视为质点）在空中做曲线运动从A到B速率逐渐增加，如图所示，其中正确的是 A 。
（2）某学校举办的活动中，有投掷飞镖的项目。
①某同学先后将两只飞镖a，b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度va＜vb，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 C 。
②（计算）某同学手持飞镖瞄准靶心O点，在与靶心O点水平距离x＝2m处0＝20m/s速率水平射出，如图所示。若飞镖被射出后击中P点，假设飞镖可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：
a.O、P之间的距离h；
b.击中P点时的速度大小v。
③（多选）某同学站在投镖线上从同一点C处水平抛出多个飞镖，结果以初速度vA投出的飞镖打在A点，以初速度vB投出的飞镖打在B点，始终没有打在竖直标靶的中心O点，如图所示。为了能把飞镖打在标靶的中心O点，可采取的措施是 BC 。
A.投掷飞镖的初速度比打在A点的飞镖的初速度vA大些
B.投掷飞镖的初速度比打在B点的飞镖的初速度vB大些
C.保持初速度vA不变，降低抛出点C的高度
D.保持初速度vB不变，降低抛出点C的高度
（3）飞镖与射箭类似，骑马射箭是蒙古族传统的体育项目，如图所示1O2匀速前进，分别经过E、F、G和H四点（GP连线与O1O2连线垂直），并在每处射出一枝箭，则可能射中靶心P点的是 A 。
A.在E点沿垂直O1O2方向射出
B.在F点沿FP连线方向射出
C.在G点沿垂直O1O2方向射出
D.在H点沿HP连线方向射出
（4）某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹，将飞镖上绑上自制信号发射装置，使用弹射器水平弹出，并使用实验室的电磁定位板进行记录，如图所示为一次实验记录中的一部分，则：
①飞镖在水平方向上的运动是 A 。
A.匀速直线运动
B.匀变速直线运动
C.变加速曲线运动
D.曲线运动
②如图中的A点 B 飞镖发射的起点。
A.是
B.不是
③从图像上分析，电磁定位板数据记录的时间间隔T＝ 0.04 s；小球做平抛运动的水平初速度大小是 0.6 m/s，飞镖到B点时，已经在空中飞行了 0.08 s。（g＝10m/s2）
【分析】（1）根据曲线运动的规律分析；
（2）飞镖都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据对应运动规律解答；
（3）根据运动的矢量合成分析；
（4）根据平抛运动水平和竖直方向的运动规律计算。
【解答】解：（1）做曲线运动的物体，速度方向在轨迹的切线方向，飞镖在空中做曲线运动从A到B速率逐渐增加，故A正确；
故选：A。
（2）①两只飞镖a、b都做平抛运动，由x＝v0t知它们的运动时间分别为
ta＝，tb＝
由于va＜vb，所以ta＞tb；
由h＝知：ha＜hb，即飞镖b插在竖直靶上的位置较高。
设任一飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与水平方向的夹角为α，则 tanα＝a＞vb，ta＜tb，所以有αa＜αb，即飞镖a插在竖直靶上时飞镖的速度方向与水平方向夹角较大，故C正确。
故选：C。
②a.飞镖在水平方向做匀速运动，则
x＝v6t
竖直方向做自由落体运动，则
h＝
代入数据解得
t＝0.1s
h＝8.05m
b.击中P点时的竖直速度
vy＝gt＝10×0.1m/s＝8m/s
击中P点时的速度大小v＝
解得v＝m/s
③AB、飞镖被投出后，当飞镖打在标靶上时，落点越向下，说明水平速度越小和x＝v0t
可得：h＝×
可知若抛出点C的高度不变，为了能把飞镖打在标靶的中心O点A小些，比打在B点的飞镖的初速度vB大些；故A错误；
CD、根据h＝×，保持初速度vA不变，可降低抛出点C的高度B不变，可升高抛出点C的高度，D错误。
故选：BC。
（3）A、根据合运动与分运动的关系，故可能射中；
BCD、根据合运动与分运动的关系，其中一个分运动方向指向靶心P，故BCD错误。
故选：A。
（4）①飞镖在水平方向上的运动是匀速直线运动，故BCD错误；
故选：A。
②AB两点竖直方向的位移y1＝3×5mm＝24mm，BC两点间竖直方向的位移y2＝5×8mm＝40mm，若A点是飞镖发射的起点，而实际上＝≠；
故A错误，B正确；
故选：B。
③飞镖在竖直方向做自由落体运动，则有：y2﹣y1＝gT8
代入数据可得T＝s＝0.04s
小球做平抛运动，由水平方向的位移可得小球的初速 v8＝＝×0.001m/s＝2.6m/s
飞镖在B点竖直方向的速vBy＝＝×0.001m/s＝0.6m/s
由vBy＝gt，可得飞镖在空中运动的时间t＝0.08s；
故答案为：（1）A；（2）C、P之间的距离为0.05mm/s；（3）A；B；5.04；0.08
【点评】本题考查运动的合成与分解、平抛运动规律的探究等问题，解题关键掌握平抛运动水平和竖直方向的运动规律。
四、素材四（共32分）
4．（32分）材料四：“必须得去的社会实践”
本学期11月，我校组织了学生社会实践活动，其中高一同学们参观了“开能环保园区”与“上海天文馆”
（1）据环保园区工作人员介绍，园区内能够实现水净化与循环，为了体现水质的良好，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 A 。
（2）参观过程中，同学们看到如图所示的公式（某星系到我们的距离D与该星系远离我们的退行速度v的关系），该公式告诉我们宇宙是在不断的膨胀的。
①若哈勃常数H0是不变的定值，离我们不同距离的星系，其远离我们的速度 A 。
A.越远越快
B.越远越慢
C.都相同
②图中哈勃常数H0的单位若用国际基本单位表示；可写为： s﹣1 。
（3）由于大巴在离开“开环保园区”前往“上海天文馆”时选择了“两港公路”，所以经过了“上海浦东国际机场”，大量飞机起降的情景让某同学想起了其去年暑假前往成都旅游的飞行经历。
①图1中的“08：30”指的是 B 。
A.时间
B.时刻
②若整个行程约为2100km，则飞机全程的平均速率约为 700 km/h。由于机场开放了自助值机与行李托运。若经济舱旅客的免费托运限额为20kg，超出部分每千克按机票票价的1.5%收取费用。该同学将行李放上自动称重系统后，系统内部压力传感器显示的“F﹣t”图像如图3所示，g＝10m/s2，则他还需补缴的金额为 15 元。
（4）飞机在空中水平飞行时，该同学将靠背上的小桌板放下，其上放有质量为m的饮料杯（含饮料）
①如图2飞机匀速平稳飞行，若饮料杯的重心在轻桌板OA、轻杆OB交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，如图所示。则OB上受到的弹力 B 。
A.变大
B.变小
C.不变
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稳定成α角，如图3所示。取重力加速度为g gtanα 。
③（计算）飞机落地后，乘客通过倾斜角为α的廊桥上坡进入机场到达层。此过程中该同学用箱带拖动质量为m的行李箱行走，行李箱与廊桥的摩擦系数为μ，且行李箱做加速度为a的匀加速直线运动。（重力加速度为g）
【分析】（1）比较人在前进方向的横截面的投影面积可得出阻力大小，从而得出合理的泳姿；
（2）①根据速度与距离的关系式进行分析；
②根据速度与距离的关系式得出哈勃常数的单位；
（3）①根据时间和时刻的概念进行分析；
②根据平均速率计算公式求解平均速率；根据F﹣t图像稳定时读出行李的重力，根据重力的表达式计算行李的质量，与免费托运限额对比，计算超出限额的质量，根据收费标准公式计算他还需补缴的金额；
（4）①根据平衡条件，列出表达式，利用解析法判断杆OB′上受到的弹力的变化；
②根据上侧水的运动判断下侧水的运动，即为飞机的运动，根据牛顿第二定律求解加速度；
③根据牛顿第二定律进行解答。
【解答】解：（1）人用力蹬水，水受到人给的力。图2中人在前进方向的横截面的投影面积比图1大，所以合理的泳姿应为图6，B错误；
故选：A。
（2）①若哈勃常数H是不变的定值，某星系到我们的距离D＝，其远离我们的速度越远越快、BC错误；
故选：A；
②根据D的表达式可得：H0＝，则哈勃常数的单位为：﹣1；
（3）①图1中的“08：30”指的是飞机起飞的时刻，故B正确；
故选：B；
②飞机全程的飞行时间为：t＝11：30﹣3：30＝3h
平均速率约为：＝＝km/h＝700km/h；
②由F﹣t图像可知，行李重力为210N＝kg＝21kg
则超出免费托运限额2kg，故他还需补缴的金额为：¥＝1×1.6%×1000元＝15元。
（4）①根据平衡规律可得：FOB＝
θ为杆与竖直方向的夹角，当将OB杆调整至OB′位置，则csθ增大，故B正确；
故选：B；
②该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成α角，说明上侧的水由于惯性向小桌板运动，即飞机在做匀减速运动；
设在水面上有一个质量为m的小水滴，对水滴根据牛顿第二定律可得：mgtanα＝ma
解得加速度大小为：a＝gtanα
则飞机运动的加速度大小为gtanα；
③对行李箱根据牛顿第二定律可得：Fcsβ﹣mgsinα﹣μ（mgcsα﹣Fsinβ）＝ma
解得：F＝。
故答案为：（1）A；（2）①A﹣1；（3）①B；②700；（4）①B；③箱带给行李箱的作用力为。
【点评】本题考查时刻与时间区别、共点力的平衡、平均速度的计算、牛顿运动定律的应用，要求学生熟练掌握这些基本的知识点及其应用。