上海市徐汇区南洋模范中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

上海市徐汇区南洋模范中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
共5小题，共100分
1.从嫦娥奔月的神话到嫦娥奔月的现实，月在中国文化里团圆的象征是一直令人感到美好的向往。
如图，“嫦娥”探测器前往月球的过程中，首先进入“停泊轨道”绕地球旋转，在点变速进入“地月转移轨道”，接近月球时，被月球引力“俘获”，再在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。则下列有关探测器说法错误的是______。多选题
A.在“停泊轨道”上的绕行速度大于
B.在点加速，然后变轨到转移轨道
C.在点向后喷气，然后变轨到工作轨道
D.在转移轨道上关闭发动机运行时，动能不变
我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“小时轨道”上绕地球运行即绕地球一圈需要小时然后，经过两次变轨依次到达“小时轨道”和“小时轨道”，最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比______。
A.卫星速度增大，引力势能和动能之和减小
B.卫星速度减小，引力势能和动能之和增大
C.卫星速度增大，引力势能和动能之和增大
D.卫星速度减小，引力势能和动能之和减小
科幻电影中驱逐月球的过程与驾驶地球类似，即安装行星发动机。其喷嘴可指向______。多选题
A.月球绕地球公转线速度的方向
B.月球绕地球公转线速度的反方向
C.指向地心的方向
D.背离地心的方向
宇航员在月球上利用自由落体运动测月球上的重力加速度，下列说法错误的是______。多选题
A.仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动是自由落体运动
C.在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同
D.自由落体运动的位移与时间成正比
上一问中的宇航员让一个小球从的高度自由下落，第一次测得小球在第内的位移恰为小球在最后位移的三分之一，则月球的等效重力加速度为______。
2.十二码前无懦夫，零码之上皆英雄。这是足球比赛时对点球这一决定比赛走向事件的生动描述。
在比赛中，守门员在米高处将足球竖直向上扑出的高度约为米，最终垂直落到草坪上。选竖直向上为正方向建立一维坐标系、在此过程中，下面说法错误的是______多选题。
A.以扑救点为坐标原点，足球从扑救点到落地点的位移为
B.以扑救点为坐标原点，足球从扑救点到落地点的位移为
C.足球从扑救点到落地点的位移，可能与坐标原点有关
D.足球从扑救点到落地点的位移，一定与坐标原点的选择无关
某运动员主罚勺子点球，如图所示为足球被踢出后在空中依次经过、、三点的运动轨迹示意图，为最高点，、两点等高。则下列有关足球的说法错误的是______多选题。
A.足球从点运动到点的时间大于从点运动到点的时间
B.足球在点的加速度方向为箭头的方向
C.足球在点的机械能比在点的机械能大
D.足球在点的动能与在点的动能相等
如图，罚点球时，有一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，守门员估计打在横梁上的足球速度约为。已知足球的质量为，球门横梁的高度为，罚球点到球门线的水平距离为，重力加速度为，空气阻力不计，以地面为零势能面。求：
足球打在横梁上的机械能为______；
足球被踢出时的速度为______；
球飞出后时运动员对球所做的功为______。
足球运动员已将足球踢向空中，如图所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是为重力，为脚对球的作用力，为空气阻力 ______。
3.春天到了，小军带好食物和他的无人机乘坐所在学校校车前往沙滩春游。请回答下列有关问题：
小军乘坐匀速行驶的校车，若饮料杯的重心在轻桌板、轻杆交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，将杆调整至位置，如图所示。则上受到的弹力______选填“变大”、“变小”或“不变”。一段时间后，小军同学发现饮料杯中的液面与小桌板成角，如图所示。则校车在做______运动选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”。取重力加速度为，此时校车运动的加速度大小为______。
如图所示，小军把沙滩上、、三个石块叠在一起放在水平地面并保持静止，的下表面略倾斜，则下列说法中正确的是______多选题。
A.受到水平地面向左的摩擦力
B.对的作用力方向竖直向上
C.对的弹力是形变造成的
D.地面受到的压力等于对地面的压力和的总重力之和
小军在观察如图所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小军测出这堆沙子的底部周长为，利用物理知识测得沙子之间的动摩擦因数为，估算出这堆沙子的体积最接近圆锥体的体积公式，其中是圆锥体的底面积，是圆锥体的高，取 ______。
A.
B.
C.
D.
小军将所带的香肠放进碗里，苍鹰沿直线飞来，小军开始录像。内，鹰速度视为不变。以鹰飞行的反方向为正方向，事后分析得到鹰的加速度随时间的变化规律如图所示。
请描述它在内的飞行情况：______。
设鹰原来的速度为，经过一段时间后，速度变为，速度变化量为，则下列矢量关系图正确的是______。
小军在空地想要用无人机拍摄，已知无人机质量为，以恒定速率在空中某一水平面内盘旋，做匀速圆周运动的半径为，重力加速度为，则空气对无人机的作用力大小为______。
4.行车安全关乎生命财产健康，至关重要，阅读图文材料回答问题：
汽车制动性能决定着安全，一辆汽车在平直公路上做刹车实验，时刻起，汽车运动过程的位移与速度的关系式为，该汽车的刹车的加速度为______，汽车刹车内的位移为______。
新交规规定：“在没有信号灯的路口，一旦行人走上人行道，机动车车头便不能越过停止线”。如图甲所示，一长度为的卡车以的初速度向左行驶，车头距人行道为，人行道宽度为。同时，一距离路口为的行人以的速度匀速走向长度为的人行道。图乙为卡车的侧视图，质量为的货箱可视为质点，货箱与车之间的动摩擦因数为，货箱距离车头、车尾的间距为、。取，求：本题需写出计算过程
当司机发现行人在图中位置时立即做匀加速运动，要保证卡车整体穿过人行道时，人还没有走上人行道，卡车的加速度最小为______；
司机以第问的最小加速度加速过程中，货箱所受车厢作用力的大小和方向______；
当司机发现行人在图示位置时立即做匀减速运动，要保证不违反交规，且货箱不撞到车头，求卡车刹车时加速度大小需要满足的条件______。
如丙图所示标出了一般情况下汽车在不同行驶速度下所对应的大致安全的刹车距离。一般驾驶者的反应时间平均为，喝酒后反应时间可能延长，汽车刹车过程做匀减速直线运动，下列说法正确的是______。
A.停车距离与车速成正比
B.由图像看出，车速为时，反应时间和刹车时间之比为：
C.由图像看出，车速越大，刹车加速度越小
D.酒后驾驶，反应距离和刹车距离都增加
5.物流，是物品从供应地向接收地的实体流动过程，汽车担任主要的运输任务。传送带在生产和物流以及实验中发挥了很大作用，图中的箭头加，表示传送带的传动方向。，图中斜面倾角为，物块均与传送带保持相对静止；四简图中物块重力均为，传送带均足够长。
图，传送带匀速转动过程中，传送带相对物块的运动趋势方向是______。
A.沿带向下
B.沿带向上
C.二者速度相同，没有相对运动趋势
测定滑动摩擦力大小的实验中
读取力传感器示数时，物块在图中需要保持的状态是______，在图中需要保持的状态是______。
图中点，传送带所受摩擦力的方向是______；轮所受的摩擦力的方向是______。
在平直的公路上运输货物的汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达后立即关闭发动机让其滑行，直至停止，其图像如图所示。设运动的全过程中汽车牵引力做的功为，克服摩擦力做的功为，那么：应为______。牵引力和阻力大小之比为______。
下列四幅图分别为甲、乙、丙、丁四辆货车做直线运动的图像，下列说法正确的是______。
A.甲车在这段时间内的平均速度小于
B.乙车做匀减速直线运动，其加速度大小为
C.丙车在末的速度为
D.丁图中，物体做匀加速直线运动，其加速度大小为
质量为的汽车以速度匀速行驶，突然以大小为的制动力刹车直到汽车停止，过程中受到大小的空气阻力、下列说法正确的是______。
A.减速运动加速度大小
B.力的冲量为
C.刹车距离为
D.匀速行驶时功率为
某额定功率为的汽车以加速度匀加速启动，到额定功率后保持恒功率行驶至最大速度。已经汽车图线如图所示。若该汽车以加速度匀加速启动，以相同的方式达到汽车最大速度，图线可能是下列中的______整个过程阻力不变。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据第一宇宙速度为，而“停泊轨道”的轨道半径大于地球半径，则探测器在“停泊轨道”上的绕行速度小于，故A错误；
B、探测器在“停泊轨道”上的点点火加速，做离心运动，然后变轨到转移轨道，故B正确；
C、在点需要减速，然后变轨到工作轨道，所以是向前喷气，故C错误；
D、在转移轨道上关闭发动机运行时，速度方向始终在改变，速度的大小会因为引力作用而改变，所以动能也在改变，故D错误。
故选：。
研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
解得：
在每次变轨完成后与变轨前相比，轨道半径增大，所以卫星速度减小。卫星要从低轨道到高轨道需要加速然后做离心运动，在到高轨道的过程中动能转化为势能，轨道越高克服引力做的功越多，所以轨道越大卫星的机械能越大。故B正确，ACD错误。
故选：。
利用喷嘴喷出的气体对月球产生一个背离地心的推力，从而改变月球的运动状态，使其脱离地球的引力束缚，月球绕地球公转，万有引力提供向心力，若要使月球脱离地球的束缚，则应使月球的速度增大，即动能增大，则应使月球绕地球公转线速度的方向的反方向喷气，故BC正确；AD错误。
故选：。
、一没说明受力情况，二没有交代初速度是否为零。不满足自由落体运动的定义，故AB不正确；、自由落体运动的位移为，速度为质量不同的物体运动规律相同。故C正确，D错误；故选：。
设该星球的等效重力加速度为，落地瞬间的速度大小为，则有：
小球在第内的位移为：
根据逆向思维可得为小球在最后的位移为：
由题意可得
联立解得：
故答案为：
故答案为：
2.【答案】， ， ，，
【解析】解：、以扑救点为坐标原点，足球从扑救点到落地点的位移为，故AB错误；
、从扑救点到落地点的位移，是指从扑救点到落地点的有向线段与坐标原点无关，故C错误，D正确。
本题选择错误的，故选：。
、由的相对位置，可知球受重力和空气阻力，由动能定理可知，在运动过程中，空气阻力一直做负功，故A点的机械能大于点的机械能，故C正确；
D、由的相对位置，可知球受重力和空气阻力，由动能定理可知，在运动过程中，空气阻力一直做负功，故A点的机械能大于点的机械能，而的重力势能大小相等，故A的动能大于的动能，故D错误；
B、由球在处的受力：重力、空气阻力，可知球在处的加速度方向大约沿的方向，故B错误；
A、球从到的过程，在竖直方向上，受到重力和向下的阻力；从到的过程，在竖直方向上，受到重力和向上的阻力；
竖直方向的平均加速度大小满足
，
即：
而竖直方向的分运动满足
可知两段时间长短满足
故A错误。
本题选择错误的，故选：。
由机械能的定义，即可得球在横梁处时的机械能大小为
忽略空气阻力，球在离开运动员后的运动过程中，只受到重力作用，根据功能关系，可知机械能守恒；由可知，足球在横梁处的机械能为：，即可得足球在被踢出时的速度满足
解得
球飞出后，运动员对球没有作用力，不做功，即做功为。
足球飞在空中时，一定受重力，且竖直向下；同时受到空气阻力，方向与运动方向相反；足球在运动的过程中不受脚对球的作用力，故B正确，ACD错误。
故选：。
故答案为：，，，，。
3.【答案】变小；匀减速；； ； ； 在先做加速度增大的减速运动，后做匀减速直线运动；；
【解析】解：根据平衡规律可得
其中，为杆与竖直方向的夹角，当将杆调整至位置，减小，则增大，即上受到的弹力变小；该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成角，说明上侧的水由于惯性向小桌板运动，则下侧水做减速运动，即飞机在做匀减速运动；根据牛顿第二定律可得
解得
、以、、整体为研究对象，整体处于静止状态，对其受力分析，若受到水平地面的摩擦力，整体不能处于静止状态，则不受水平地面的摩擦力，故A错误；
B、以、为整体，对整体受力分析可知，对的作用力与、整体的重力等大反向，则对的作用力方向竖直向上，故B正确；
C、对的弹力是形变造成的，故C正确；
D、地面受到的压力等于对地面的压力，故D错误。
故选：。
这堆沙子的底部周长为，则底部半径
对锥面上的一粒沙粒分析，当沙粒刚好静止时，则有
可得
解得圆锥体高为
圆锥体的体积约为
其中
代入数据，解得
可知这堆沙子的体积最接近，故B正确，ACD错误。
故选：。
以鹰飞行的反方向为正方向，加速度为正，说明鹰减速运动。所以内，鹰先做加速度增大的减速运动，后做匀减速直线运动；
内，鹰的加速度几乎为零，鹰受力平衡，所以鹰受力情况最接近的是矢量关系图的。
故选：。
无人机做圆周运动，受到的向心力为
根据力的合成可知此时空气对无人机的作用力大小为
代入数据，解得
故答案为：变小；匀减速；；；；在先做加速度增大的减速运动，后做匀减速直线运动；；。
4.【答案】；； ；大小是，方向与水平方向夹角为斜向前方；；
【解析】解：根据匀变速直线运动的公式，整理得，
由可知，，，
解得，，
经时间汽车速度变为零，
则刹车内的位移与内的位移相等，
则刹车内的位移
卡车的初速度
人走上人行道需要的时间
在末卡车刚好穿过人行道，加速度最小，卡车的位移
代入数据解得
货箱与卡车间的最大静摩擦力
货箱相对卡车滑动，摩擦力为滑动摩擦力
卡车对货箱的支持力
货箱所受车厢的作用力
设与水平方向的夹角为，则，则
人穿过人行道的时间，
假设内汽车的位移小于，加速度最小，
卡车位移，代入数据解得
此时刹车距离，
说明假设错误，卡车在内速度减小为零加速度最小，
最小加速度
箱子刚好不撞车头时，卡车的加速度最大，设为，
对货箱，由牛顿第二定律得，代入数据解得
则，代入数据解得
刹车时加速度需要满足的条件是。
、由图可以看出速度为时的停车距离为，速度为时的停车距离为，速度为时的停车距离为，所以停车距离与车速不成正比，故A错误；
B、由图可以看出速度为时的反应距离为，刹车距离为，根据可得反应时间为，刹车时间为，所以反应时间和刹车时间之比为：，故B正确；
C、根据速度位移公式可得刹车加速度大小为，其中表示刹车距离，则速度分别为、和时的加速度大小均为，故C错误；
D、酒后驾驶，反应时间变长，在反应时间内，汽车仍然做匀速运动，所以反应距离增加，但汽车的加速度不变，所以刹车距离不变，故D错误。
故选：。
故答案为：；；；大小是，方向与水平方向夹角为斜向前方；；。
5.【答案】； 匀速直线，静止；竖直向下，竖直向上； ：，：； ； ；
【解析】解：传送带匀速转动过程中，传送带相对物块的运动趋势方向是沿传动带向上，故B正确，AC错误。
故选：。
读取力传感器示数时，物块在图中需要保持的状态是匀速直线运动，弹簧测力计的示数才等与物块所受摩擦力；在图中需要保持的状态是静止即可，此时弹簧测力计的示数等于物块所受摩擦力。
图中点位置，传动带相对于从动轮有向上的运动趋势，所以传送带受摩擦力方向为竖直向下，力的作用是相互的，则轮受到的摩擦力方向为竖直向上。
在整个过程中，有牵引力和摩擦阻力对汽车做功，对汽车根据动能定理有，则：：，设在加速阶段汽车的加速度大小为，关闭发动机后汽车减速运动的加速度大小为，由图像可得，设汽车的牵引力大小为，所受阻力为，在加速阶段根据牛顿第二定律有，在减速阶段有，联立解得：：
、图线与坐标轴所围面积表示位移，甲车在这段时间内的位移大于，所以在这段时间内的平均速度大于，故A错误；
B、根据速度位移公式整理可得，因为图线是一条倾斜的直线，所以乙车做的是匀减速直线运动，图线的斜率，解得加速度大小为，故B错误；
C、图线与坐标轴所围面积表示速度的变化量，由图可知丙车在内速度的变化量为，因为不知道丙车的初速度，所以无法计算在末时丙车的速度，故C错误；
D、根据位移时间关系可知，当图线是一条经过原点的倾斜直线时，丁车的初速度为零，做的是匀加速直线运动，则图线的斜率，解得丁车的加速度大小为，故D正确。
故选：。
、在减速运动的过程中，根据牛顿第二定律有，可得汽车的加速度大小为，故A错误；
B、规定汽车的初速度方向为正方向，对汽车根据动量定理有，所以合外力的冲量为，大于制动力的冲量，故B错误；
C、设刹车距离为，根据动能定理有，解得，故C正确；
D、因为不知道汽车在匀速行驶时所受阻力，所以无法计算匀速行驶时功率的大小，故D错误。
故选：。
设汽车所受阻力为，根据牛顿第二定律有，因为，设以加速度加速时的牵引力大小为到额定功率时是速度为，所用时间为；以加速度匀加速行驶时的牵引力大小为，达到额定功率时的速度大小为，所用时间为，所以，根据可知，根据可知，，故D正确，ABC错误。
故选：。
故答案为：；匀速直线，静止；竖直向下，竖直向上；：，：；；；。
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