上海市卢湾高级中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

上海市卢湾高级中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共15小题，共45分。
1.静止在光滑水平面上的物体，某时受到一个水平力作用瞬时，其速度、加速度( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
2.关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 曲线运动的合外力可能为零 B. 曲线运动的加速度一定不断变化
C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 平抛运动是变加速曲线运动
3.如图，甲虫沿树枝由缓慢上爬到的过程中，树枝对甲虫的作用力( )
A. 保持不变
B. 一直减小
C. 一直增大
D. 先减小后增大
4.如图，举重运动员保持杠铃的平衡十分重要。当运动员举起杠铃后，双臂间的夹角逐渐减小，且保持平衡时，则下列说法正确的是( )
A. 每个手臂受到的压力增大 B. 每个手臂受到的压力减小
C. 两手臂受到压力的合力增大 D. 两手臂受到压力的合力减小
5.伽利略创造性地设计了如图、的两个斜面实验，下列说法正确的是( )
A. 图是为了便于测量速度
B. 由图可得出自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动
C. 图中需要斜面光滑
D. 由图可得出力是维持物体运动的原因
6.如图，质量为的物体靠着粗糙的竖直墙面由静止下落过程中，其受力示意图是( )
A. B. C. D.
7.如图，雪碧瓶在底部钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中应出现图为( )
A. B. C. D.
8.如图，从河岸驶向对岸，已知船在静水中速度大于水速，下图航程最短的是( )
A. B.
C. D.
9.如图，飞机沿水平方向匀速飞行，每隔相同时间释放一包裹，一段时间后炸弹在空中的位置关系应为( )
A. B.
C. D.
10.如图，在某次飞镖比赛中，某一选手在距地高、离靶面水平距离处，将质量为的飞镖以速度水平投出，结果飞镖落在靶心正下方。下列措施可使飞镖正中靶心的是( )
A. 适当减小 B. 适当减小 C. 适当减小 D. 适当减小
11.如图，在某次飞行演习中，以水平匀速飞行的飞机，某时释放一颗模拟弹，经时间后炸弹垂直击中倾角为的山坡。则时间为( )
A. B. C. D.
12.如图，倾角为的斜面静止在粗糙的水平地面上，一个质量为的物体静止在斜面上。则关于地面对斜面的摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 水平向右 B. 水平向左 C. 为零 D. 无法确定
13.如图，质量为的小球，置于倾角为的光滑斜面上，用垂直斜面的挡板挡住使球静止，斜面和挡板对球的弹力分别为、。现将挡板绕下端逆时针缓慢转动放平过程中，下列说法正确的是( )
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 一直减小 D. 先减小后增大
14.一物体以初速度沿足够长的斜面上滑，下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
15.如图，、为竖直平面上两根光滑细杆，点为圆周的最高点，点为圆周的最低点。将一小环分别套在细杆上，都从点静止释放，最后到达圆周上、所用时间分别为、，则( )
A. B. C. D. 无法确定
二、填空题：本大题共7小题，共28分。
16.如图，当马拉车加速前进时，马拉车的力_____车拉马的力，当马拉车减速前进时，马拉车的力_____车拉马的力。均选填“大于”、“等于”或“小于”
17.某位同学设计了一个加速度测量仪：如图，将一端连有摆球的细线悬于小车内点。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，便可通过该角度计算得到小车此时的加速度值大小为__________。图中加速度仪表盘刻度__________选填“均匀”或“不均匀”。
18.某人在地面上最多能举起质量为的重物，他在某竖直上升的升降机中能举起质量为的重物，则升降机的加速度大小为_____；若升降机以同样大小的加速度减速下降，该人在此升降机中最多能举起质量为_____。取
19.一渡船在宽为的河中航行。现从码头出发，船头垂直于河岸，以速度匀速驶向对岸，则渡河时间为__________；若越靠近河中央水流速度越大，则渡船行驶的轨迹示意图为图的__________选填“甲”或“乙”。
20.如图，某小组同学为了研究平抛运动的规律，描绘平抛运动的轨迹，某次实验记录了、、三点，图中每一小格长度为，则可判断点_____抛出点位置选填“是”或“不是”；小球经过点的速度为_____。已知重力加速度大小为
21.在“探究平抛运动的特点”实验中，为减小实验误差，需要( )
A.斜槽尽量光滑
B.小球每次应从斜槽上同一高度释放
C.将斜槽的末端切线调成水平
D.将斜槽末端槽口的位置，作为坐标系的原点
22.如图，为“验证牛顿第三定律”的实验中，两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，根据图线可得出结论为( )
A.作用力与反作用力作用在同一物体上
B.作用力与反作用力是同时作用的
C.作用力与反作用力的合力始终为零
D.作用力与反作用力性质相同
三、实验题：本大题共1小题，共4分。
23.在“用探究牛顿第二定律”实验中，实验装置如图甲所示，其中传感器采用分离式位移传感器。
在“用实验研究加速度与质量的关系”实验中，描绘出的关系如图乙所示，为进一步确定加速度与质量的关系，应画__________图像；
在“用实验研究加速度与力的关系”实验中，由于没有平衡摩擦力，得到如图丙所示的图像，由图线可知，小车的总质量为__________，物体与轨道间的动摩擦因数为__________。取
四、简答题：本大题共1小题，共7分。
24.一质点在光滑水平面上运动，它的方向和方向的两个分速度时间图像分别如图甲和图乙所示。
可判断质点运动性质为做_____选填“匀变速”或“变加速”_____选填“直线”或“曲线”运动；
时速度与轴正方向的夹角为_____；
质点在内的位移大小为_____，请在图丙中大致画出质点的运动轨迹图_____。
五、计算题：本大题共2小题，共16分。
25.如图，为处于竖直平面内的一个模拟风洞中的实验装置。一长与水平面成的细杆固定，将一质量的滑块套在细杆上，滑块与细杆间动摩擦因数为均匀流动的气流对滑块施加始终垂直于细杆、大小为的恒力作用。将滑块从细杆顶部的点由静止释放，经到达底部点。已知则：
滑块运动的加速度大小为__________；
计算试求恒力的大小。
26.雨滴在竖直下落过程中由于受到阻力的作用，只要高度足够高，最终都会以收尾速度匀速下落。若雨滴受到空气阻力与雨点横截面积及下落速度关系为为常数，已知重力加速度大小为。
若使用国际单位制中的基本单位，常数的单位可表示为_____；
质量为的雨滴下落的最大速度即收尾速度的大小为_____；
当雨滴速度为时，其加速度的大小为_____；
试分析雨滴下落过程中加速度和速度的大小如何变化？
大致画出雨滴由静止下落到以收尾速度下落的图像。
答案和解析
1.
【解析】根据牛顿第二定律 可知，静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平力作用瞬时，其加速度不为，但该瞬间物体的速度为。
故选B。
2.
【解析】、曲线运动中，物体的速度方向不断变化，这意味着物体的加速度不为零。根据牛顿第二定律，加速度不为零意味着合外力也不为零。因此，曲线运动的合外力不可能为零，故A错误；
B、虽然曲线运动的加速度不为零，但加速度不一定不断变化。例如，在平抛运动中，加速度是由重力提供的，大小和方向保持不变，故B错误；
C、平抛运动中，物体只受到重力的作用，加速度大小和方向保持不变，因此，平抛运动是匀变速曲线运动，故C正确；
D、平抛运动中，加速度大小和方向保持不变，因此，平抛运动不是变加速曲线运动，故D错误；
故选：。
3.
【解析】解：树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故树枝对甲虫的作用力大小和方向一直不变，故A正确，BCD错误。
故选：。
4.
【解析】根据对称性可知，两个手臂所受压力大小相等，根据牛顿第三定律定律可知，手臂所受压力与手臂对杠铃的作用力大小相等，令两手臂之间的夹角为 ，则有
解得
双臂间的夹角逐渐减小时，减小，故A错误，B正确；
结合上述可知，两手臂受到压力的合力大小始终等于杠铃的重力，即两手臂受到压力的合力不变，故CD错误。
故选B。
5.
【解析】A.图是为了便于测量时间，故A错误；
B.由图可得出自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动，故B正确；
图中不可能有光滑的斜面，伽利略只是在实际实验结果下进行理想化逻辑推理，得出力不是维持物体运动的原因，故CD错误。
故选B。
6.
【解析】物体下落过程，由于竖直墙面对物体没有弹力作用，则竖直墙面对物体没有摩擦力作用，所以物体只受重力作用。
故选A。
7.
【解析】盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中处于完全失重状态，水不会流出。
故选A 。
8.
【解析】由于船在静水中速度大于水速，则当船的合速度方向垂直于河岸时，航到达正对岸，航程最短，此时船头斜向上游。
故选B。
9.
【解析】飞机沿水平方向做匀速直线运动，包裹做平抛运动，包裹水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，可知，飞机与包裹在竖直方向始终位于同一条直线上，且在竖直方向上从上往下相邻包裹之间的间距逐渐增大，图中只有第三个符合要求。
故选C。
10.
【解析】飞镖飞行竖直方向位移
水平方向
联立得
适当增大，或者减小，则减小可使飞镖正中靶心。
故选D。
11.
【解析】炸弹垂直击中倾角为的山坡，则有
又
联立可得
故选D。
12.
【解析】以斜面和物体为整体，根据受力平衡可知，地面对斜面的摩擦力为零。
故选C。
13.
【解析】将挡板绕下端逆时针缓慢转动放平过程中， 的方向保持不变， 从水平方向逆时针变为竖直方向，以球为对象，如图所示
可知 一直减小， 先减小后增大。
故选D。
14.
【解析】设斜面倾角为 ，若斜面光滑，则物体的加速度大小为
方向沿斜面向下，物体先向上做匀减速直线运动，再反向以相同的加速度向下加速运动，对应的 图像为；
若斜面粗糙，设物体与斜面间的动摩擦因数为 ，则物体上滑时的加速度大小为
若满足 ，则物体向上做匀减速运动到速度减为后，物体处于静止状态，对应的 图像为；
若满足 ，则物体向上做匀减速运动到速度减为后，反向向下加速运动的加速度大小为
对应的 图像为。
故选C。
15.
【解析】令圆周半径为，根据牛顿第二定律有
，
根据位移公式有
，
解得
故选A。
16.等于 等于
【解析】马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，当马拉车加速前进时，马拉车的力等于车拉马的力，当马拉车减速前进时，马拉车的力等于车拉马的力。
17. 不均匀
【解析】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，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
可得加速度大小为
由于
可知加速度与角度不是线性关系，所以图中加速度仪表盘刻度不均匀。
18.
【解析】人在地面上最多能举起质量为的重物，则有
在某竖直上升的升降机中能举起质量为的重物，则有
解得
方向竖直向下。
升降机以同样大小的加速度减速下降，加速度方向竖直向上，则有
解得
19. 甲
【解析】船头垂直于河岸，则渡河时间为
若越靠近河中央水流速度越大，则平行河岸方向的加速度先向右后向左，根据加速度方向位于曲线轨迹的凹侧，可知渡船行驶的轨迹示意图为图的甲。
20.不是
【解析】平抛运动竖直方向上做自由落体运动，根据初速度为的匀加速直线运动连续相邻相等时间内的位移之比为连续奇数之比，图中水平方向相邻点迹之间的间距相等，表明相邻点迹之间的时间间隔相等，竖直方向相邻点迹之间的间距之比为，则可判断点不是抛出点位置；
竖直方向有
水平方向上有
解得
21.
【解析】为了保持小球每次抛出的速度相同，小球每次应从斜槽上同一高度释放，但斜槽不需要光滑，故A错误，B正确；
C.为了保持小球抛出的速度处于水平方向，应将斜槽的末端切线调成水平，故C正确；
D.小球处于斜槽末端时，将小球球心的水平投影作为坐标系的原点，故D错误。
故选BC。
22.
【解析】A.作用力与反作用力作用在不同物体上，故A错误；
B.作用力与反作用力是同时产生、同时消失的，故B正确；
C.作用力与反作用力作用在不同物体上，两者的效果不能够抵消，可知，不能够认为作用力与反作用力的合力为零，故C错误；
D.从力的性质来看，作用力与反作用力是同一种性质的力，故D正确。
故选BD。
23.


【解析】在“用实验研究加速度与质量的关系”实验中，描绘出 的关系如图乙所示，为进一步确定加速度与质量的关系，应画 图像；
以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由 图像可得
，
解得小车的总质量为
物体与轨道间的动摩擦因数为
24.根据图甲可知，轴方向做匀速直线运动，轴方向做匀变速直线运动，加速度方向沿轴负方向，加速度与初始合速度方向不在同一直线上，可知，质点做匀变速曲线运动。
根据图像可知，时的分速度为
，
令时速度与轴正方向的夹角为 ，则有
解得
图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，时间轴上侧面积表示位移沿正方向，时间轴下侧面积表示位移沿负方向，根据图像可知，内轴方向的分位移为，则内的合位移等于轴方向的分位移，即有
结合上述可知，质点在轴方向做匀速直线运动，在轴方向做双向匀变速直线运动，加速度方向沿轴负方向，画出质点的运动轨迹如图所示

25.根据
可得
根据牛顿第二定律
或者
解得
或者

26.由于
则有
根据单位运算解得，的单位为。
速度最大时，空气阻力与重力平衡，则有
解得
根据牛顿第二定律有
结合上述解得
雨滴下落过程，速度先增大，空气阻力增大，加速度减小，即雨滴先做加速度减小的变加速直线运动，当空气阻力与重力平衡时，速度达到最大值，雨滴开始做匀速直线运动。可知，加速度先减小后一直为，速度先增大后不变。
图像的斜率表示加速度，结合上述，作出图像如图所示

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