2023~2024学年上海市复旦附中高一上学期期中考试试卷
物理 试卷
（考试时间60分钟 满分70分）
考生注意：
本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项
在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示
除特殊说明外，本卷所用重力加速度g大小均取9.8m/s2
一 物理运动的相对性与科学研究方法
在过去的初中，我们知道物理运动的相对性是一个重要的物理概念，它揭示了物体运动状态与参照物之间的关系。在描述物体的运动时，我们需要选择合适的参照物，并根据物体相对于参照物的位置变化来判断其运动状态。这种相对性的理解不仅有助于我们更准确地描述物体的运动状态，还有助于我们更深入地理解物理学中的其他相关概念。对于同一个物体，由于选取的参照物不同，我们可以说它是运动的，也可以说它是静止的。这种性质被称为运动的相对性，它是机械运动的一种基本属性。而理想模型则是我们用于将复杂的物理问题简单化的重要工具。
（1）预习之后，小吴同学发现，初中所学的参考物在高中我们称为___________
（2）李白在《望天山门》中写到：“两岸青山相对出，孤帆一片日边来。”这两句诗中描写“青山”与“孤帆”的运动选择的参考系分别是（ ）
A .帆船，河岸 B.河岸，帆船 C.青山，太阳 D.青山，划船的人
（3）小吴同学，小于同学，小顾同学三人相约去玩，他们做观光电梯的时候由于排队，同时搭上了不同电梯，在三个人乘坐的全过程中，小吴看到高楼匀速上升，小于看到小吴匀速上升，小吴看到小顾匀速上升，小顾看到小于匀速下降。小顾妈妈在底下给他们三人录制视频，则小顾妈妈在视频中看到的三位同学运动的情况是怎样的？他们运动的速度的大小又有什么数量关系呢？
（4）亚里士多德通过生活经验得出结论，从初中到高中，理论一直被伽利略，牛顿推翻，沦为了同学们的“笑柄”，但正是亚里士多德，伽利略，牛顿等一代又一代科学家的传承，才能使得我们如今的物理研究方法更加科学
①关于伽利略开创的科学探究方法，下列流程表示中正确的是（ ）
A．观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理（包括数学）→得出结论→修正或推广假设
B．观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理（包括数学）→修正或推广假设→得出结论
C．观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理（包括数学）→得出结论→修正或推广假设
D．观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理（包括数学）→修正或推广假设→得出结论
②伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C让小球分别由A、B、C液下，如图所示，让A、B、C与斜面底端的距离分别为、、，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为、、，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为、、，则下列关系式中，符合伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动且正确的是（ ）
A． B． C． D．
二 运动的描述
准确描述物体的运动状态在物理学、工程学、日常生活以及科学研究等多个领域都具有极其重要的意义。理解运动规律：准确描述物体的运动状态是理解物体运动规律的基础。通过测量和分析物体的位移、时间、速度、加速度等物理量，可以揭示物体运动的本质和规律。设计优化：在工程设计中，准确描述物体的运动状态对于设计优化至关重要。例如，在机械设计中，需要准确计算和分析机械部件的运动轨迹、速度和加速度，以确保机械系统的稳定性和可靠性。安全评估：在航空航天、交通运输等领域，准确描述物体的运动状态对于安全评估具有重要意义。通过模拟和预测物体的运动状态，可以及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行防范。而运动的描述，往往可以借助照片，图像等工具。
[图像描述] 从t＝0时刻开始，物块在外力作用下由静止开始沿x轴做匀变速直线运动，其位移和速率的二次方的关系图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．t＝2 s时物块位于x＝－1 m处
B．物块运动的加速度大小为a＝1 m/s2
C．t＝0时刻物块位于x＝0处
D．物块从2 s末至4 s末的平均速度大小为m/s
[运动规律]两木块自左至右运动，一个做匀速直线运动，一个做匀加速直线运动。现用高速摄影机在同一张底片上多次曝光，记录下每次曝光时木块的位置（如图所示），连续两次曝光的时间间隔是相等的。由图可知（ ）
A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B．在时刻t3两木块速度相同
C．在时刻t4两木块速度相同
D．在时刻t3与时刻t4之间某瞬时两木块速度相同
[设计优化]自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时，气门芯位移的大小为__________
[安全评估]
①（多选题）沙尘暴天气会严重影响交通。有一辆卡车以54km/h的速度匀速行驶，司机突然发现正前方十字路口一个老人跌倒（若没有人扶起他），该司机用了0.6s反应时间后立即刹车，卡车开始匀减速前进，最后停在老人前1.5m处，避免了一场事故。已知刹车过程中卡车加速度大小为5m/s2，则（ ）
A．司机发现情况后，卡车经过3s停下
B．司机发现情况时，卡车与该老人的距离为33m
C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为8.75m/s
D．若卡车的初速度为72km/h，其他条件都不变，则卡车将撞到老人
②A,B两车沿同一水平直线车道上向右做匀速运动，B车在A车前，A车的速度为21.6km/h，B车的速度为72km/h，A车在B车后，当两车相距26米时，B车因前方突发情况紧急刹车，做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2，从此开始计时
（1）求A车追上B车的时间
（2）从安全行驶的角度，A车司机为了避免两车相撞，在题设条件下，求：A车刹车的最小加速度（A车司机反应时间为1s）
三 京沪高铁，贯承龙脉
京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路，由北京南站至上海虹桥站，全长1318km，直线距离约为900km，设计的最高速度为380km/h。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。小张乘坐G17次列车，于当天19：00从北京南站始发，途经南京南站，于当天23：18到达上海虹桥站，全程时间为4小时18分钟。
（1）在文字材料中，一共出现了_________个不同的标量
（2）关于材料中的相关数据，下列说法正确的是（ ）
A．19：00表示时间间隔 B．4小时18分钟表示时刻
C．1318km表示位移 D．380km/h表示瞬时速度
（3）为了研究列车的运动，某同学利用传感器绘制出了一段时间内列车运动的x-t图像，下列说法正确的是（ ）
A．列车在0~3s内做曲线运动
B．0~3s内列车的速度逐渐增大
C．列车在2s末和3s末的速度大小相等
D．列车在0~3s内的平均速度大小为24m/s
（4）小张同学乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移_________（选填“相同”或“不同”），_________（选填“能”或“不能”）画出他从上海到北京过程的v-t图像。
（5）当小张观察到G17次列车屏幕上显示的________（选填“平均速度”或“瞬时速度”）为360km/h时，突然身体不适，急需就医，列车长决定在前方最近的车站临时停车1min，让小张得以及时得到急救，假设该列车减速过程的加速度为2m/s2，加速过程的加速度大小为减速过程加速度大小的一半，则该列车因小张突发身体不适临时停靠而延误的时间为_________min，估计该列车在正常运行的情况下，从北京到上海的平均速度为___________m/s（均保留2位小数即可）
四 高速公路限速新规
根据2022年4月1日最新公布的高速限速标准，正常情况下，高速公路最左侧车道的行驶速度规定为110~120km/h，中间车道的行驶速度规定为90~120km/h，最右侧车道的行驶速度规定为60~120km/h。行驶的安全距离为200m。虽然国家对高速公路各车道的行驶速度等进行了相应的调整，但是驾驶员在驾车时仍然需要按规定谨慎驾驶，时刻保持安全距离，不可超速行驶。这不仅是对自身安全的负责，也是对他人安全的负责。
（1）如图所示为高速公路上某一“区间测速”标牌，该路段全长66km，全路限速100km/h，若汽车某一时刻时速超过100km/h，则电子警察可判定为超速违规，若某司机汽车通过监测起点和终点的速度分别是95km/h和90km/h，通过测速路段的时间是33min，根据以上信息可判断此车_____________（选填“超速”或“不超速”），理由是：________________________________________________________________。
（2）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，两车的v-t图像如图所示。已知时两车并排行驶，则在0~6s时间内，两车第一次并排行驶的时刻为__________s末，两次并排之间两车相距最远的距离为_________m。
（3）下表为关于车辆行驶的一些数据资料：
驾驶员反应时间/s 路面 刹车加速度大小/（）
0.35~0.65 干沥青与混凝土路面 7.0~7.5
干碎石路面 6.0~7.0
湿沥青与混凝土路面 3.2~4.0
为推证最高时速为120km/h时，汽车行驶的安全距离200m规定的合理性，试问应该选用表中哪些数据，为什么？
② 推证最高时速为120km/h.时，汽车行驶的安全距离200m规定的合理。
五 人类对速度的渴望
自古以来，人类就不断追求更快的速度。从最早的轮子发明，到后来的马车、蒸汽机车、汽车、飞机，乃至现代的高铁和宇宙飞船，每一次速度的提升都标志着人类科技的重大进步。这些速度的提升不仅改变了人类的出行方式，也极大地促进了经济、文化和社会的发展。速度，代表着交通工具的革新；代表着信息传递的加速；代表着生产效率的提高；代表着人类身体的又一次爆发；代表着人类征服浩瀚宇宙的渴望。
（1）一名攀岩运动员在登上峰顶时不小心碰落一块石块，石头在落地前没有碰到障碍物，若不计空气阻力，则石头下落第1s末的速度v=_______m/s，若考虑空气阻力，这个速度较实际值偏______（选填“大”或“小”）；经历4秒后，他听到石头落地的声音，不考虑声音传播的时间，这个山峰的高度H=________m，若考虑声音传播的时间，不考虑得出的值较实际值偏________，若再考虑空气阻力，则较实际值偏_________（均选填“偏大”或“偏小”）
（2）一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成45°角的方向，据此可估算出此飞机的速度约为声速的________倍
（3）如图所示，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第二个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足（ ）
A．3.5<<4 B．3<<3.5 C．2.5<<3 D．2<<2.5
（4）（多选题）某人在时间t内沿着半径为R的水平圆周跑道跑了2.75圈，若他跑步的绕向保持不变，则在时间t内，他的（ ）
A．路程和位移的大小均为 B．路程为、位移的大小为
C．平均速度的大小为 D．平均速度的大小为
（5）在我国用长征运载火箭成功地发射了“神舟”系列试验飞船的某次实验过程中，一监测系统采用在同一张底片上多次曝光的照相方法，从火箭点火时刻开始，每隔2.0s曝光一次，得到了一张记录火箭在开始运动最初10s内6个不同位置的照片．已知火箭的长度为58.3m，起飞质量为479t，当地的重力加速度为9.8m／s2．用刻度尺测量照片上的有关长度，结果如图所示．
根据上述条件和图示，请回答：
①分析在火箭点火后最初的10s内，火箭的运动性质．要求写出分析的依据和结论．
②估算火箭点火最初10s内它受到的平均推力的大小．
参考答案（难题前打有*）
物理运动的相对性与科学研究方法
（1）参考系
（2）A
（3）小吴匀速下降，小于匀速下降，小顾匀速上升，则V吴＜V于，小顾匀速下降，则V顾＜V吴＜V于（正在搭乘观光电梯，考虑实际，小顾不可能静止）
（4）①C ②D
运动的描述
[图像描述]A
[运动规律]D
[设计优化]R
[安全评估]*①BCD
②（1）追上时间为21s （2）最小加速度a=-0.15m/s2，以轿车初始运动方向为正方向
京沪高铁，贯承龙脉
（1）2
（2）D
（3）B
*（4）不同（提示：位移是矢量，本题错误人数较多） 不能
*（5）瞬时速度 2.25 58.14
高速公路限速新规
*（1）超速，理由：平均速度为100km/h，但有瞬时速度95km/h,90km/h，为补足位移，必有瞬时速度大于100km/h
（2）2 15
（3）①反应时间应选取0.65s，加速度选3.2m/s2，确保所有情况均安全
②当最高时速为120km/h时，X=195.3m＜200m
人类对速度的渴望
（1）9.8 大 78.4 大 大
（2）1
（3）B
（4）BD
（5）①火箭近似做匀减速直线运动
②7.9035×106N
