上海市曹杨二中2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.一艘船正在海面上沿曲线由向转弯，下列俯视图中标出了船所受合力的方向，其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.直升机用细绳吊着货物快速水平向右匀速飞行，飞行过程中货物受到的空气阻力恒定，不计细绳的重力及细绳所受空气的阻力。下列图示形态最接近实际的是( )
A. B.
C. D.
3.如图，一橡皮用细线悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.下列表达式中可能表示功率的是( )
A. B. C. D.
5.下列描述匀速圆周运动的物理量中，始终保持不变的是( )
A. 线速度 B. 角速度 C. 向心力 D. 向心加速度
6.如图，在两竖直墙壁间一轻质弹簧水平放置，一端固定在点，另一端将木块压在墙壁上，保持静止。将木块换为质量与材质相同、厚度更大的木块，仍能保持静止。设墙壁与木块、间的摩擦力大小分别为、，最大静摩擦力大小分别为、。则( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
7.如图，倾角为的粗糙斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力的作用下沿斜面向上运动，逐渐增大，物体的加速度随之改变，其加速度随变化的关系如图所示。取。若增大物体的质量，重复实验，得到的图像( )
A. 斜率不变 B. 横轴截距增大 C. 纵轴截距增大 D. 纵轴截距不变
8.如图，一轻绳一端固定在天花板上，另一端固定一轻滑轮，轻绳与竖直方向的夹角为。一轻绳绕过轻滑轮，一端固定一质量为的物体，一人拉着绳的另一端将物体吊起来，并沿水平地面缓慢向右运动，绕过滑轮的两绳夹角为，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中逐渐增大的力是( )
A. 轻绳对物体的拉力 B. 轻绳对滑轮的拉力
C. 地面对人的摩擦力 D. 地面对人的支持力
三、填空题：本大题共4小题，共16分。
9.质量为的小理乘坐电梯，其速度随时间的变化关系如图所示取竖直向上为正方向，则他处于超重状态的时间段是______，时，小理对电梯的压力大小为______。取
10.如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一质量为的小球可视为质点。小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，弹簧恰好水平。剪断细绳瞬间，小球的加速度大小为______，方向为______。取，，
11.如图，从地面做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度大小，落地时的速度大小。则该物体抛出时的初速度大小 ______，从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小 ______。
12.移动射靶的简化情景如图所示，靶沿水平轨道快速横向移动，射手站定不动，用步枪向靶射击。设靶移动的速度大小为，子弹出射速度的大小为，移动靶离射手的最近距离为。则子弹射中目标的最短时间为______，此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为______。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.探究平抛运动的特点时，小球常会弹出接球槽，为此小安设计了一个自动接球机。如图，接球装置是一端开口另一端封闭的圆筒，其内部封闭端固定一轻质弹簧，圆筒内径略大于小球直径。通过程序控制水平轴电机和竖直轴电机的运动，能使接球装置的接球口移动到平面的任意位置，并调整与圆筒的角度。不计空气阻力。
在点处安装一光电门传感器测量小球平抛运动的初速度大小。
用刻度尺测量球的直径为，结果如图所示，则 ______。
若小安按照图所示的方式安装光电门，测得挡光时间为。用表达式计算所得的初速度大小______选填：偏大、准确、偏小。
计算某次实验中，测得，调整接球口的纵坐标，为使球到达接球口时的速度方向与圆简的方向一致，求接球装置的圆筒与水平方向的夹角。
若要保证小球每次都能进入接球装置的接球口，水平轴电机的位置坐标和竖直轴电机的位置坐标间的关系为 ______用字母表示，和已知。
简答如图，当球以大小的速度进入圆筒后立即与弹簧接触，不计球与筒间的摩擦力。分析说明球沿筒向下的运动情况。
14.大路上不仅有汽车，还有形形色色的自行车，是绿色出行的良伴。
某辆自行车的机械传动部分如图所示，点在大齿轮边缘上，点在小齿轮边缘上，点在后轮边缘上，点在前轮边缘上未画出。大齿轮的齿数为，小齿轮的齿数为、半径为，车轮半径为。
、、三点的角速度之比为______，线速度大小之比为______。
自行车与地面不打滑时，设车速大小为，点和点的线速度大小分别为和，则 ______， ______。均选填：、、
人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，前轮受到的摩擦力方向向______，后轮受到的摩擦力方向向______。均选填：前、后
如图，骑车转弯时，人和车身常向弯道内侧倾斜，若某段时间内其运动可视为匀速圆周运动，以人和车组成的系统为对象，在图中画出系统受到的各个力。
小理在平直道路上骑车，某段时间内，其位移与时间的关系式为，则该自行车的加速度大小为______，前内的平均速度大小为______保留位有效数字。
计算如图，、是平直道路上相距的两点，该路段限速。小理骑车加速时，加速度大小；减速时，加速度大小。小理从点由静止出发，到点停下，求在不超速的情况下所需的最短时间。
15.如图，粗糙程度处处相同的细杆一端固定在竖直转轴上的点，并可随竖直轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于点，另一端与套在杆上的圆环相连。杆未转动时，弹簧处于原长状态，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上。已知杆与竖直转轴的夹角不变，且，圆环质量。弹簧原长，劲度系数，弹簧始终在弹性限度内，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，。
圆环与粗糙细杆间的动摩擦因数为______。
A. B. C. D.
计算求弹簧刚要开始伸长时，细杆转动的角速度大小结果保留位有效数字。
答案和解析
1.
【解析】物体做曲线运动时，合力指向轨迹弯曲的一侧，故C正确，ABD错误。
故选：。
2.
【解析】货物水平向右匀速运动，货物受到重力、绳子的拉力和空气阻力而平衡，如图所示。
故ACD错误，B正确。
故选：。
3.
【解析】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示
两个方向的分运动都是匀速直线运动；由于和恒定，且相等，都等于，则恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，此时橡皮的速度大小为。
故B正确，ACD错误。
故选：。
4.
【解析】根据自由落体运动规律，可知表示速度，表示时间，表示重力，功率，所以可能表示功率，故ABD错误，C正确。
故选：。
5.
【解析】线速度、向心力、向心加速度都是矢量，在匀速圆周运动中，线速度大小不变，向心加速度大小不变，向心力大小不变，但方向始终在变化，所以在匀速圆周运动中角速度始终保持不变，故B正确，ACD错误。
故选：。
6.
【解析】、设木块的重力为。根据竖直方向受力平衡可得，，，则，故AB错误；
、木块的厚度更大，弹簧的压缩量更大，弹簧对木块的压力更大，则木块对竖直墙壁的压力更大，根据最大静摩擦力公式可知，，故C错误，D正确。
故选：。
7.
【解析】在沿斜面方向有：，，质量增大，斜率减小；纵轴的截距为力为零时的加速度，即，，故加速度不变，纵轴截距不变，同时斜率减小，结合图像可知横轴截距增大；故AC错误，BD正确。
故选：。
8.
【解析】、物体缓慢移动，处于动态平衡状态，根据共点力平衡条件可得轻绳对物体的拉力，再根据滑轮的两绳的拉力大小相等，所以对于轻滑轮根据平衡条件可得：轻绳恰好在两绳夹角的角平分线上，且有，随着人拉着绳在水平地面上向右运动过程中两绳夹角逐渐增大，为锐角，逐渐减小，则轻绳对滑轮的拉力逐渐减小，故AB错误；
、以人为研究对象，根据共点力平衡条件得：
人在水平地面上向右运动过程中，两绳夹角逐渐增大，增大，减小，则地面对人的支持力增大，摩擦力逐渐增大，故CD正确。
故选：。
9.
【解析】在内，从图像可知，电梯速度为正值，向上做匀加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，加速度竖直向上，该同学处于超重状态；
在内，图像为水平线，此时电梯做匀速直线运动，受力平衡，该同学所受支持力等于自身的重力；
在内，电梯速度为正值，向上做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，加速度竖直向下，该同学处于失重状态；
在内，电梯加速下降，加速度，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：
根据牛顿第三定律得，则该同学对电梯底板的压力等于支持力：
故答案为：；
10. 与竖直方向夹角为斜向左下方
【解析】小球受力如图所示
小球静止处于平衡状态，由图示可知，轻绳的拉力
剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不能突变，剪断轻绳瞬间，小球所受合力与轻绳拉力等大反向，
剪断轻绳瞬间，对小球，由牛顿第二定律得：
解得：，方向与竖直方向夹角为斜向左下方
故答案为：；与竖直方向夹角为斜向左下方。
11.
【解析】物体落地时的速度大小，根据对称性可知，该物体抛出时的初速度大小；
抛出时，竖直方向的初速度大小为：
从抛出到落地的过程中，速度的变化量大小为：。
故答案为：；。
12.
【解析】子弹垂直轨道运动时，射中目标的时间最短，为，此种情况下，射手射击时，枪口离目标的距离为。
故答案为：；。
13. 偏小
【解析】刻度尺分度值为，球的直径为；
由于光电门测速度只是测量平均速度，在匀变速直线运动中，平均速度与中间时刻的瞬时速度相等，小于中间位置的瞬时速度，则测得的速度偏小；
由平抛规律可知
解得
由平抛规律可知
变形可得
球沿筒向下的运动，刚接触弹簧时，重力的分力较大，速度增大，当重力分力等于弹力时，速度最大，随后逐渐减小。
故答案为：；偏小；接球装置的圆筒与水平方向的夹角为；；当重力分力等于弹力时，速度最大，随后逐渐减小
14.：： ：：
【解析】设大小齿轮每颗齿对应的弧长为
对大齿轮有
对小齿轮有
而
联立得，
由题意，，则
得：：
因为两点共轴传动，所为
故A、、三点的角速度之比为：：
根据皮带传动的知识可得，线速度，：：
解得：：
故线速度大小之比为：：
自行车与地面不打滑时，前后轮边缘的线速度都等于车速，设车速大小为，点和点的线速度大小分别为和
则，。均选填：、、
故答案为：，
人用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前运动时，后轮是主动轮，相对地面有向后运动的趋势，所以后轮受到的摩擦力方向向前；前轮是从动轮，相对地面有向前运动的趋势，所以前轮受到的摩擦力方向向后。
故答案为：，
以人和车组成的系统为对象，系统受到重力、地面的支持力和地面的摩擦力，重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，摩擦力方向沿水平方向指向圆心提供向心力。受力分析如图所示：
已知与匀变速直线运动的位移公式对比
可得
解得加速度
加速度大小为
当时，
则前内的平均速度：
解得：
故答案为
加速阶段：
联立得，
减速阶段：
联立得，
匀速阶段：
联立得，
总时间，解得
故答案为：：：，：：，，，，
，
15.
【解析】杆未转动时，弹簧处于原长状态，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上，根据平衡条件有
解得
，故ACD错误，B正确。
故选：。
弹簧刚要开始伸长时，圆环受到的静摩擦力沿杆向下达到最大值，分析圆环受力，如图所示。
根据牛顿第二定律得
水平方向有
竖直方向有
又
联立解得
故答案为：；弹簧刚要开始伸长时，细杆转动的角速度大小为。
第1页，共1页
