上海市行知中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

上海市行知中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
共5小题，共100分
1.体育课上某同学站在罚球线处，用力将篮球从手中投出已知篮球的质量为，如图所示。
第一次投出时，篮球以的速度水平撞击篮板后，以的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为，则篮球撞击与反弹运动的加速度方向为______选择：指向篮板；背离篮板，加速度的大小为______。
第二次投出时，篮球以的速度撞击篮圈，篮圈离地高度为，不计篮球所受的空气阻力，则离手时篮球的动能约为______。
A.
B.
C.
D.
如图，若质量为的小球从离地高为的点以大小为的速度斜向上飞出，球能到达的最高点离地高度为。以点所在水平面为零势面，不计空气阻力
球在点时的机械能为______。
A.
B.
C.
D.
球从点运动到点的过程中，其动能的变化量为______。
篮球运动员接球时通常先伸出两臂迎接，双手接触到球后，两臂迅速将球引至胸前接住。若假设在这一过程中篮球做的是水平向右的减速直线运动，则下列四图中画出了双手对篮球施力的方向，其中有可能正确的是______。
如果双手接触到篮球时，篮球的速率为，那么接球过程中双手对篮球做的功为______。篮球质量
篮球以水平初速度抛出不考虑篮球的自转和空气阻力，分别测得末、末和末的速度矢量、和，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度，则 ______，内篮球的位移 ______。
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。则足球______。
A.从点运动到点的时间大于从点运动到点的时间
B.在点的加速度方向为箭头的方向
C.在点的机械能比在点的机械能大
D.在点的动能与在点的动能相等
2.长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，具备发射低、中、高不同轨道、不同类型卫星及载人飞船的能力。
若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在______。
A.低纬度地区
B.中纬度地区
C.高纬度地区
若火箭沿图中虚线向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为______。
如图所示，两颗可视为质量相等的卫星、绕地球做匀速圆周运动，周期分别为、，线速度分别为、，下列关系正确的是______。
A.
B.
C.
D.
年月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道，之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知点为四条轨道的共切点，点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为。“嫦娥六号”______。
A.为从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，“嫦娥六号”需要在点减速
B.在轨道Ⅱ上经过点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同
C.在轨道Ⅱ上由点运动到点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小
D.若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则由“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度
年月日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。神舟十七号载人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示，图中为近地圆轨道，其轨道半径为，为椭圆变轨轨道，为天和核心舱所在圆轨道，其轨道半径为，、分别为轨道与、轨道的交会点。已知地球质量为，神舟十七号的质量为，引力常量为。不考虑地球自转的影响，若取无穷远处引力势能为零，质量为物体与地心距离为时引力势能为。求：
Ⅰ神舟十七号从轨道转移到轨道，燃料需对飞船做多少功。
Ⅱ神舟十七号在轨道上从点运动到点的时间。
3.无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险等优点，被广泛应用在生产生活中。
运动会上，有同学正在操作航拍的无人机，下列过程能将无人机看成质点的是______。
A.调节无人机旋翼的转速
B.调节无人机摄像机镜头的方向
C.研究无人机在空中的飞行轨迹
D.研究无人机的外形气动性能
一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，点和点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是______。
A.飞机在点所受合外力沿水平向右
B.从点到点的飞行中，飞机一直处于超重状态
C.从点到点的飞行中，飞机的水平速度大小不变
D.飞机在点受到的升力大于在点受到的升力
一质量为的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度随上升高度的变化关系如图所示。无人机飞至高为处时，空气对其作用力大小为______；无人机飞至处时的速度为______。
若无人机在倾角一定的斜坡上方进行投球。每隔相等时间释放一小球，第一个小球落在点，第二个小球落在点。斜坡上、两点与、共线，且，那么第三个小球将落在______。
A.之间
B.点
C.之间
D.点
4.某次奥运会女子米双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为，皮划艇在静水中的速度为，河道宽为，小刘和小张划动皮划艇过河。
若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间______。
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法确定
如图所示，甲、乙两个小组分乘两只小船渡一条宽度为的河，各处水流速度均向右且等大恒定，船在静水中的速率均为，渡河时船头朝向与河岸夹角均为，其中甲船恰好抵达正对岸的点，则______。
A.甲船渡河时间比乙船短
B.乙船渡河时间为
C.两船都抵达对岸时，间距增大了
D.如果河水流速增大，甲船调整航向一定还能到达点
如图是坦克内部传动装置的一部分齿轮图，图中和两个齿轮彼此是咬合的，和两个齿轮是共轴的，、、三个齿轮的半径比为：：。齿轮和齿轮转动的方向______填“相同”或“相反”，三个齿轮角速度之比：： ______。
多选如图，场地自行车的赛车场为椭圆盆形，图是将最内侧弯道视作坡度为斜坡的简化图。某时刻运动员在最内侧弯道的骑行速度为，转弯半径为，运动员和自行车整体______。
A.向心力方向沿水平方向
B.沿坡道方向不受静摩擦力
C.受到沿坡道向上的静摩擦力
D.受到沿坡道向下的静摩擦力
用起重机将重锤吊起到高处，重锤在起重机竖直向上的拉力作用下竖直向上运动，运动的图像如图：
绳索对重物的拉力______。
A.一直做正功
B.一直做负功
C.先做正功后做负功
D.一直不做功
在、、三段时间内做功依次为、和，则它们的大小关系正确的是______。
A.
B.
C.
D.
起重机将质量的重锤以恒定功率吊起，重锤加速度和速度的倒数图像如图，该恒定功率为______，若将重锤吊起的高度为时，重锤达到了最大速度，所用时间为______。重力加速度取
5.跳伞运动员以的速度竖直匀速降落，在离地面的地方从工具袋中掉了一个质量的锤子，若锤子受到的空气阻力可忽略，取。
锤子在着地前做______。
A.自由落体运动
B.匀速运动
C.初速度不为零的匀加速运动
保持匀速的跳伞员比锤子晚着陆的时间为______。
A.
B.
C.
D.
以地面为零势能参考平面，锤子从释放到将要落地过程中动能和势能相等位置离地高度为______。
A.
B.
C.
D.
直升机悬停在离地高度的空中，一位质量为的运动员从静止开始离开直升机进行跳伞运动，时运动员打开降落伞，降落伞的质量忽略不计，运动员随身携带的传感器记录了他的速度随时间变化关系如图。前是直线，取。则：
时运动员所受空气阻力的大小。
根据图估算运动员在内下降的高度以及克服空气阻力做的功答案请用科学记数法表示；
根据图估算运动员从离开直升机到落地所需要的总时间。
答案和解析
1.【答案】，，， ，，，， ，，
【解析】由于篮球撞击篮板后反弹，即受到篮板的反弹力作用，由牛顿第二定律可知，反弹运动的加速度方向为背离篮板，故A错误，B正确。
故选：。
取篮球反弹的速度方向为正方向，由加速度的定义式，代入数据，可得加速度的大小为
设离手时篮球的动能约为，篮球离手时的高度约为，由动能定理可得
解得
故ACD错误，B正确。
故选：。
以点所在水平面为零势能面，则在点的机械能，由于不计空气阻力，故从点到点的过程机械能守恒，故排球在点的机械能，故C正确，ABD错误。
故选：。
球从点运动到点的过程中，根据动能定理
解得
篮球做的是水平向右的减速直线运动，则在水平方向的合力是水平向左，水平方向上双手对篮球的作用力水平向左。由于篮球有重力，竖直方向受力平衡，竖直方向上双手对篮球的作用力竖直向上，因此其中图有可能是正确的，故ABC错误，D正确。
故选：。
根据动能定理
代入数据，解得
篮球以水平初速度抛出，在水平方向做匀速直线运动，水平方向速度不变。由图可知
根据
解得
所以
内水平位移
解得
竖直位移
解得
根据勾股定理有
解得
C、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。
故选：。
故答案为：，，，，，，，，，。
2.【答案】， ， ， ， Ⅰ．，Ⅱ．
【解析】为了借地球自转速度从而降低火箭燃料消耗，因为地球上纬度越低，地表自转对应的线速度越大，则火箭发射场应尽量选择在低纬度地区，故A正确，BC错误。
故选：。
火箭的受力图如下
根据题意，火箭的喷气方向与图中推力的方向相反，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力有
解得
，
因为，则，，故C正确，ABD错误。
故选：。
、为从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，“嫦娥六号”需要在点加速，故A错误；
B、根据牛顿第二定律
可知，只要距离月球高度一样，无论是哪个轨道加速度都相同，故B错误；
C、在轨道Ⅱ上由点运动到点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，故C错误；
D、由题意可知，若轨道Ⅰ近似贴近月球表面则轨道Ⅰ的高度近似等于月球的半径，根据牛顿第二定律
可得
月球的体积为
根据密度公式可得
已知“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度，故D正确。
故选：。
Ⅰ神舟十七号在轨道上，神舟十七号受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
，
同理，神舟十七号在轨道有
，
在地球表明重力近似等于万有引力，则有
解得，燃料需对飞船做的功为
Ⅱ神舟十七号在轨道上受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
结合上述解得
根据开普勒第三定律有
则神舟十七号在轨道上从点运动到点的时间为
解得
故答案为：，，，，Ⅰ．，Ⅱ．。
3.【答案】； ； ；；
【解析】、在调节无人机旋翼转速时，无人机不能看作质点，否则没有“转速”，故A错误；
B、调节无人机摄像机镜头方向时，涉及镜头方向的转动，无人机不能看作质点，故B错误；
C、研究无人机在空中飞行轨迹时；无人机的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计，无人机能看作质点，故C正确；
D、研究无人机的外形气动性能时，无人机的大小与形状不能忽略不计，无人机不能看作质点，故D错误。
故选：。
曲线运动的合外力指向曲线的凹侧一方，故飞机在点所受合外力向上，故A错误；
B.从点到点的飞行中，合外力方向会发生变化，故从点到点的过程中，先超重，再失重，故B错误；
C.点和点分别为轨迹的最低点和最高点，两点只有水平方向上的速度，竖直方向上速度为，且此次飞行中飞机的速率近似保持不变，则从点到点的飞行中，竖直方向上的速度与水平方向上的速度的合速度大小等于点和点的速度大小，则此过程中水平方向分速度一定在改变，故C错误；
D.飞机在点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，此时可以近似看为升力与重力的差值提供向心力，近似为
在点轨迹近似直线，则受到升力和重力等大反向，则点受到的升力大于在点受到的升力，故D正确；
故选：。
无人机从飞至高处，加速度大小恒为，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得
解得空气对无人机的作用力；
无人机飞至处，根据动能定理可得
解得
如图所示
假设第二颗小球经过，第三颗经过点是轨迹与斜面的交点；则、、、、在同一水平线上，由题意可知，设，，斜面倾角为，三颗小球到达所在水平面的竖直速度为，水平速度为，对第二颗小球，水平方向上，竖直方向上，
若第三颗小球的轨迹经过，则对第三颗小球，水平方向上，竖直方向上
解得，
所以第三颗小球的轨迹不经过，则第三颗小球将落在之间。故A正确，BCD错误。
故选：。
故答案为：；；；；
4.【答案】，， 相反，：：， ， ，，，
【解析】皮划艇过河最短时间为
若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间不变，故ABD错误，C正确。
故选：。
、将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性，可知甲、乙两船到达对岸的时间均为
所以甲、乙两船同时到达对岸，故AB错误；
C、靠岸时两船间距增大了
故C正确；
D、只有甲船速度大于水流速度时，不论水流速如何改变，只要适当改变角，甲船都可能到达河的正对岸点，当水流速度大于甲船速度时，无论怎样改变角，甲船都不能到达正对岸的点，故D错误。
故选：。
和两个齿轮彼此是咬合的，驱动转动，二者转动方向相反，而与转动方向相同，故A与的转动方向相反；由题可知，、边沿上的点的线速度相等，则有
解得
：：：
由于和两个齿轮是共轴，故
联立解得
：：：：
某时刻运动员在最内侧弯道的骑行时恰好不受摩擦力作用，对运动员和自行车整体受力分析，如图所示
则有
而此时骑行速度为，则向心力为
故运动员和自行车整体受到沿坡道向下的静摩擦力，且向心力方向沿水平方向。故AD正确，BC错误。
故选：。
拉力方向竖直向上，由图像可知，位移方向一直竖直向上，力与位移同方向，所以拉力一直做正功，故A正确，BCD错误。
故选：。
由图像可知，三个阶段的位移相同，由三个阶段的运动分析可知，第一阶段的加速度向上，拉力大于重力，第二阶段的加速度为零，拉力等于重力，第三阶段的加速度向下，拉力小于重力，由做功公式
可知
故A正确，BCD错误。
故选：。
由图像可知，当速度为时，加速度为零，拉力等于重力，所以功率为
以恒定功率吊起时，速度变大，拉力变小，加速度变小，所以当加速度为零时，速度达到最大，结合图像，最大速度为。由能量关系
解得
故答案为：，，相反，：：，，，，，。
5.【答案】
时运动员所受空气阻力的大小为。根据图估算运动员在内下降的高度以及克服空气阻力做的功；
根据图估算运动员从离开直升机到落地所需要的总时间
【解析】由于锤子只受重力作用，且具备了一定的初速度，故做初速度不为的匀加速直线运动，故C正确，AB错误。
故选：。
运动员在此过程中运动时间：
锤子下落的时间满足，代入数据解得：不合题意，舍弃或，
故跳伞员比锤子晚着陆的时间为，故D正确，ABC错误。故选：。
以地面为零势能参考平面，设锤子从释放到将要落地过程中动能和势能相等位置离地高度为，则满足，代入数据解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
从图中可知运动员在时做匀变速直线运动，在此过程满足，代入数据解得阻力大小。
在内图线与轴围成的面积即这段时间运动员下落的高度，克服阻力做功为，根据动能定理，代入末的速度，解得。
后运动员开始进行匀速直线运动，此后落地用时，那么从离开直升机到落地所需要的总时间
答：
时运动员所受空气阻力的大小为。根据图估算运动员在内下降的高度以及克服空气阻力做的功；
根据图估算运动员从离开直升机到落地所需要的总时间。
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