2024学年度上海师范大学附属中学高一第二学期期中（等级）教学质量调研
物理 试卷
（考试时间60分钟 满分100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，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项
试卷共5页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。
本卷标有：“简答”“计算”“论证”的题目均需给出必要计算，说明过程。
若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2
一. 斜面实验（本大题共19分）
1. 伽利略的斜面实验是人类历史上的光辉，伽利略首次系统性地通过可控实验（如改变斜面倾角、测量时间和距离）研究自然规律，标志着物理学从思辨转向实证，并引入了数学研究和实验结合的科学方法。
（1）伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示：
则方框1和2中的方法和对应内容存在不正确的是有（ ）（多选题）
A．1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比
B．1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比
C．2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比
D．2是得出结论：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比
（2）判断正误：为了研究自由落体运动的规律，伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度的概念（ ）
（3）（论证）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。
（4）小丁同学借助（2）题中图(a)斜面装置，他将电子天平放在斜面底下，让小球从斜面最上方静止开始下滑至斜面底部，并在斜面底部安装了一个如图(b)中的挡板，使得小球撞到挡板后，无法脱离斜面，小球反弹1次后最终在斜面底端静止。则：
①（简答）电子天平是如何测量物体质量的？请说明其中逻辑：
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
②小球从静止下落开始到最终静止后2s内，电子天平的示数将如何变化：________________________________.
二. 硬币（本大题共17分）
2. 生活中处处是物理，不起眼的硬币也可以用来探究许多物理规律，回答下列有关问题：
（1）如图所示，桌面上放置一张纸和一枚硬币，硬币静止在纸面上，现用手迅速拉动纸的一边，硬币相对纸滑动，则此过程中（ ）
A．拉动速度越大，硬币受到摩擦力越小 B．拉动速度越小，硬币离开纸时的速度越小
C．手用力越大，硬币受到摩擦力越大 D．手用力越小，硬币离开纸时的速度越大
（2）滚筒洗衣机在运行脱水程序时，有一硬币（可视为质点）被单独甩到滚筒的筒壁上，随筒壁一起在竖直平面内做匀速圆周运动。如图中A、C两点分别为滚筒的最高和最低位置，B、D两点分别为与滚筒水平中心轴等高的位置。则下列说法中错误的是（ ）（多选题）
A．硬币在A点所受合力不小于其自身重力
B．硬币在B、D两点的加速度相同
C．从A点运动到B点的过程中，硬币所受合力逐渐增大 （1）题图
D．从B点运动到C点的过程中，硬币所受的合力做正功 （2）题图
（3）在水平面上，将1个硬币，绕另1个静止的硬币转动做匀速圆周运动（忽略阻力不计），通过该实验可知（ ）
A．质点绕某点运转的角速度与该质点所在物体的角速度无关
B．某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度不一定成正比
C．做匀速圆周运动的物体的线速度大小与其经过的路程无关
D．若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会减小。
（4）小张同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
①在本实验中，b选用的是___________（选填“一元”或“一角”）硬币；
②碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为___________（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
③若a、b发生弹性碰撞，则___________。
三. 日地月（本大题共14分）
3. 从观察日地月的运转关系开始，人类走向天文研究的道路，回答下列有关问题：
（1）如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，他们的运动均可近似看成匀速圆周运动．如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些物理量（ ）
A．地球绕太阳公转的半径和周期
B．月球绕地球转动的半径和周期
C．地球的半径和地球绕太阳公转的周期
D．地球的半径和月球绕地球转动的周期
（2）小张同学对于（1）中问题的探究联想到了太空实验：在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为 t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径 R。下列说法错误的是（ ）（多选题）
A．圆周运动轨道可处于任意平面内
B．小球的质量为
C．若误将n-1圈记作 n圈，则所得质量偏大
D．若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小
（3）由于太阳引力大于地球引力，如图当月亮恰好转到日地连线之间时，它所受合力指向太阳，此后一小段时间内，月球何去何从？下列最可能的一个选项是（ ）
A．靠近地球 B．远离地球 C．靠近太阳 D．远离太阳
（4）对于（3）中可能发生的日食现象不仅发生在地，月，日之间：太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：
行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ ）（多选题）
A．火星365天 B．火星 800 天 C．天王星 365 天 D．天王星 800天
四. 体育运动（本大题共24分）
4. 生命不停息，运动不止步。运动让生活很美好，各类运动过程都遵循某种物理规律
（1）我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中，哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。
（2）篮球比赛中弹跳和摸高很重要，小丁身高1.7m，质量为70kg，站立时摸高2.0m，跳起时摸高2.6m。选取地面为重力势能零势能面。忽略跳跃过程姿态变化对人体重心的影响，认为人的保持正立姿态，重心维持在身高一半处。则小丁跳到最高时的重力势能为 J，在立定跳高过程中重力势能最多增加了 J。
（3）一个标准合格的篮球质量为0.6kg，当地重力加速度g取10m/s2。为了检验一篮球弹性性能，某同学将篮球从H1=1.8m高处自由下落，能够自由弹跳到H2=1.25m 米高度处，如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。若取向下为正方向，则篮球刚和地面刚接触时的速度大小为 m/s。篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量p= kg·m/s，地面对篮球所作的功W= J
（4）（论证）小张同学通过实验研究他传球时篮球的运动，得到了篮球在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，在平面直角坐标系中如图中OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小张同学的猜想是否成立？要求通过作图给出分析方法。
五. 汽车（本大题共26分）
5．汽车是人们最常用的代步工具之一。请回答下列有关问题：
（1）若某款新能源汽车速度大小不变，则其轨迹上与b点的运动方向相同的点还有 处；a、b、c、d四点中发生侧滑可能性最大的是 点。
（2）汽车从a到b进入弯道做减速运动，能表示汽车所受合外力方向的是（ ）
A． B． C． D．
（3）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时， B、C轮边缘的向心加速度大小之比为 。若后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为 。
（4）一辆新能源汽车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系．设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动．可知车在运动过程中阻力为 N，车的质量为 kg．
（5）某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求：
① 恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）；
② 汽车以匀速运动时，发动机的输出功率；
③ 汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小；
④ 若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。
参考答案及评分标准：
一. 斜面实验（共19分）
1. （1） BCD（4分）
（2） 正确 （2分）
（3） 详解：对小球进行受力分析，如图所示 （本小题共4分）
沿斜面方向正交分解可知，水平方向有
ma＝Gx＝mgsinθ （1分）
即
a＝gsinθ
由于，可得
（1分）
所以a越小，时间t越长。由于在时，θ越小，sinθ越小，a越小。由此可知：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。（2分）
（4） ①当物体在电子天平上静止时，处于平衡状态。（1分）其所受重力和电子天平对其支持力是一对平衡力。（1分）由牛顿第三定律，此时其重力等于其所受支持力等于物体给电子天平压力（1分），电子天平通过测定压力并除以重力加速度g，测得物体质量（1分） （本小题共4分）
②先变小，第一次碰撞挡板后瞬间增大，随后立即减小，静止瞬间增大，静止后2s示数保持不变（5分）
二. 硬币（共17分）
2. （1） D （3分）
（2） BCD （4分）
（3） C （3分）
（4） ①一角（2分） ② （2分） ③1:1 （3分）
三. 日与月（共14分）
3. （1） B （3分）
（2） BCD （4分）
（3） D （3分）
（4） BC （4分）
四. 体育运动（共24分）
4. （1）（3分）
（2） 1015 （2分） 420 （2分）
（3） 6（2分） -6.6（3分） 0（2分）
（4） 分别作出t时刻、2t时刻、3t时刻等对应的纵横坐标，如图所示
用刻度尺测出横坐标的大小满足即可验证。 （4分）
（4） ①在6s~10s先做加速度增大的减速运动，10s~14s后做匀减速直线运动（3分）
②B（3分）
五. 汽车（共26分）
5. （1） 2 （2分） c （2分）
（2） B （2分）
（3） RC：RB （2分） 2v （2分）
（4） 1500 （2分） 562.5（2分）
（5）①；②；③；④不能 本题共12分
【详解】（1）根据
解得
故的单位为
（2分）
（2）由题可知
（2分）
（3）由于汽车匀速行驶的速度
根据公式可知
（0.5分）
（0.5分）
解得
（1分）
所以汽车的驱动力
（1分）
（4）由于汽车传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比，设其比例系数为，即
（1分）
将，代入可得
故当汽车的速度为原来的3倍匀速行驶时，
（2分）
其中
（1分）
代入数据
（1分）
因此汽车不能以的速率匀速行驶。
