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2025-2026学年上海市黄浦区格致中学高二（下）期中考试
物理试卷（合格考）
一、计算题：本大题共4小题，共100分。
1.各种各样的体育运动丰富了人们的生活，体育竞技也是人们关注的焦点。
如图所示的跳水比赛中，当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时______。
A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D.运动员受到的支持力，是运动员受到重力而产生的
足球在光滑水平面上以的速度水平向右撞向墙壁，碰到墙壁经后以的速度被反向弹了回来。则足球在碰撞这段时间内的平均加速度大小为______，方向是水平向______。
某同学正在单手持球，在以下三种持球方式中，人对球的作用力分别为，，，请问，，的大小关系为______。
A.
B.
C.
运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是______。
在原地传球训练中，某队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心水平方向位移，竖直方向位移。不考虑空气阻力和篮球转动，重力加速度取，求：
篮球离开双手时的速度大小；
篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角。
2.物理与生活密不可分，同学们在游乐场边玩边思考物理。
某同学前往游乐场途中观察到列车车厢的双层玻璃窗内积水了。车行驶过程中，他发现水面的形状如图甲所示，此时车内水平桌面上放置的一密闭的盛水容器如图乙，容器内有一气泡，则列车的加速度方向为水平向______，该气泡相对于容器向______运动。均选填“左”或“右”
在“旋转咖啡杯”项目中，某游客坐在咖啡杯内，咖啡杯绕中心轴做水平圆周运动。工作人员通过控制装置，让咖啡杯的角速度缓慢增大，咖啡杯到中心轴的距离不变。在此过程中，游客的向心力______。
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法确定
多选游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是______。
A.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态
B.当升降机减速下降时，游客是处在失重状态
C.当升降机加速上升时，游客是处在超重状态
D.当升降机加速上升时，游客是处在失重状态
“激流勇进”设施如图所示，船和游客在动力系统的牵引下，由静止开始沿倾角为的直道，匀加速提升至一定高度，随后依次经过几段不同的轨道最后冲入水池中。在沿直道提升阶段，船对游客______。
A.做正功
B.不做功
C.做负功
“海盗船”在外力驱动下启动，当达到一定高度后撤去驱动力，此后“海盗船”来回摆动，幅度逐渐减小。由低处向高处摆动过程中，“海盗船”的重力势能______；动能______；机械能______。均选填“增大”、“不变”或“减小”
图甲为游乐场中的水滑梯，其简化示意图如图乙，可视为由倾斜的光滑轨道和水平阻力轨道平滑连接组成。倾斜轨道的起点到水平地面的竖直高度，人在水平轨道上受到的平均阻力大小是重力的，重力加速度大小。
游客从起点静止开始滑下，刚滑到水平轨道时的速度多大？
出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，则水平轨道至少要多长？
3.生活中各种各样的交通工具方便了我们的出行。
某同学骑自行车的运动可以看作机械运动，如果要描绘他的整体运动，我们可以选择一个点代表他，图中标出的各点最合适的是______。
A.点
B.点
C.点
D.点
多选下列对自行车描述正确的是______。
A.骑自行车下坡时，可以将人和自行车受到的重力分解为沿坡面向下的分力和竖直向下的分力
B.把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
C.当人在水平地面匀速骑行时，自行车受力平衡
D.骑行过程中，若一切外力消失，自行车将做匀速直线运动
在某段时间内自行车做匀变速直线运动的位移与时间的关系式为，与单位是和，则该自行车的加速度大小为______，前两秒内的平均速度为______。
汽车从到做减速运动，下面四个选项中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，其中可能正确的是______。
多选一辆汽车从静止开始沿平直公路匀加速前进，启动时刚好有一位绿色出行的人骑自行车匀速从汽车旁经过，它们的位移随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是______。
A.时，两车相遇
B.时，两车平均速率不同
C.时，汽车刚好追上自行车
D.时，汽车的速度大于自行车的速度
炎热的夏天，一辆卡车在丘陵地带行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的一段地形时有可能爆胎，则下列地点中爆胎概率最大的点是______。
A.点
B.点
C.点
D.点
额定功率为的汽车，在某条平直公路上从静止开始先做加速度为的匀加速直线运动，如果汽车质量，在运动过程中阻力不变。汽车行驶最终运动的最大速度是，则汽车在该路段所受阻力大小为______；汽车匀加速运动的时间是______。
4.火星是我们的近邻，天问一号火星探测器开启了我国火星探测的序幕。
同一原子钟放在地面和直接装载在天问一号相比，每天会有时间差，导致这一时间差的是______。
A.牛顿力学效应
B.量子力学效应
C.相对论效应
从地球上发射天文一号火星探测器，发射速度需大于地球的______。
A.第一宇宙速度
B.第二宇宙速度
C.第三宇宙速度
火星沿椭圆轨道绕太阳公转，以太阳为参考系，在火星靠近太阳的过程中，火星的速度和加速度的大小变化情况为______。
A.和均逐渐减小
B.逐渐增大，逐渐减小
C.和均逐渐增大
D.逐渐减小，逐渐增大
火星的公转半径大于地球的公转半径，则火星绕太阳运动的周期______地球绕太阳运动的周期，火星绕太阳运动的角速度______地球绕太阳运动的角速度。均选填“”或“”或“”
已知火星半径为，探测器环绕火星表面飞行的速率为，引力常量为，火星自转的周期为，则火星的质量为______，火星表面的重力加速度为______，火星同步卫星轨道的半径为______。
答案解析
1.【答案】 左 篮球离开双手时的速度大小是；篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角是
【解析】解：当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，跳板发生形变，运动员的脚也发生形变，故A错误；
B.跳板受到的压力，是运动员的脚发生形变而产生的，故B错误；
运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，故C正确，D错误。
故选：。
以水平向右为正方向，足球在碰撞这段时间内的平均加速度为
可知足球在碰撞这段时间内的平均加速度大小为，方向水平向左。
设球的重力为，根据受力平衡可得，故C正确，AB错误。
故选：。
小明在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力有竖直向下的重力，地面对小明有竖直向上的支持力，及地面对小明的摩擦力，由于是向后蹬地，脚相对地面有向后的运动趋势，小明受到的摩擦力方向为水平向右，故A正确，BCD错误。
故选：。
篮球在空中做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
代入数据可得
篮球落地前瞬间的竖直分速度为
代入数据可得
根据
可知篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角为
故答案为：；，左；；；篮球离开双手时的速度大小是；
篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角是。
分析弹力的施力物体，根据弹力由施力物体形变产生的特点，逐一判断选项；
设定初速度方向为正方向，利用加速度定义式计算速度变化量，求解平均加速度的大小与方向；
根据球的平衡状态，人对球的作用力始终与重力等大反向，比较三种方式下的作用力大小；
分析起跳瞬间的受力，包括重力、地面的支持力和向前的静摩擦力，判断受力示意图；
由竖直方向自由落体运动求运动时间，再由水平匀速直线运动求初速度；
求竖直分速度，结合水平初速度，由三角函数求速度方向与水平面的夹角。
本题围绕体育运动场景，考查弹力、加速度、受力平衡、受力分析和平抛运动等力学基础知识点，题型多样，侧重基础概念与规律的应用，难度适中。
2.【答案】右右 增大减小减小 游客从起点静止开始滑下，刚滑到水平轨道时的速度为；出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，则水平轨道至少要为
【解析】解：根据图甲及惯性原理可知，水向左倾移动表示此时列车向右加速，则列车的加速度方向为水平向右；
图乙中水的密度大于气泡的密度，所以相同体积下，水的惯性大于气泡的惯性，列车向右加速，可知该气泡相对于容器向右运动。
工作人员通过控制装置，让咖啡杯的角速度缓慢增大，咖啡杯到中心轴的距离不变，根据，可知在此过程中，游客的向心力增大，故A正确，BCD错误。
故选：。
当升降机减速下降时，加速度方向向上，游客是处在超重状态，故A正确，B错误；
当升降机加速上升时，加速度方向向上，游客是处在超重状态，故C正确，D错误。
故选：。
由静止开始沿倾角为的直道，匀加速提升至一定高度，可知在沿直道提升阶段，游客的动能增大，根据动能定理可知合力对游客做正功，由于重力对游客做负功，所以船对游客做正功，故A正确，BC错误。
故选：。
此后“海盗船”来回摆动，幅度逐渐减小。可知“海盗船”的机械能逐渐减小；由低处向高处摆动过程中，“海盗船”的重力势能增大；合力做负功，所以“海盗船”的动能减小；由于除了重力外，还有阻力做负功，所以“海盗船”的机械能减小。
游客从起点到点过程中，根据动能定理可得
解得游客刚滑到水平轨道时的速度大小为
游客在水平轨道从点到停下过程，根据动能定理可得
其中
解得
可知水平轨道至少长为。
故答案为：右；右；；；；增大；减小；减小；游客从起点静止开始滑下，刚滑到水平轨道时的速度为。
出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，则水平轨道至少要为。
根据甲图分析列车的加速度方向，然后可以分析乙中气泡的运动方向；
根据判断向心力变化；
超重与失重是指物体对支撑物的压力或悬挂物的拉力大于或小于重力的现象，物体重力并没有改变；根据升降机的运动状态判断加速度方向，再逐项分析；
根据在沿直道提升阶段，游客做加速运动，动能增大，且重力对游客做负功，结合动能定理分析求解；
根据“海盗船”来回摆动，幅度逐渐减小，说明阻力做功不能忽略，机械能不守恒，结合做功与能量的关系分析求解；
人从点到点过程，利用动能定理可计算点的速度；
要求人不能碰撞水平轨道的末端，则在点的末速度为，根据动能定理解答。
本题的综合性较强，第一问要求学生能够根据甲图分析出列车具有向右的加速度是解题的关键，第三问关键对游客受力分析和运动情况分析，找出加速度方向，然后根据牛顿第二定律列式分析即可；四五两问考查了机械能和动能定理相关知识，理解不同的力做功对系统的影响是解决此类问题的关键，最后一个问题考查了动能定理的的综合问题，掌握各种临界条件的物理规律。
3.【答案】
【解析】解：要描绘人和自行车的整体运动，将整体看作质点，所选点应为整体的重心位置。点大致是人体和自行车整体的重心位置，所以图中标出的各点最合适的是点，故ACD错误，B正确。
故选：。
骑自行车下坡时，重力应按作用效果分解为沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力，故A错误；
B.自行车把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故B错误；
C.当人在水平地面匀速骑行时，自行车的运动状态保持不变，处于平衡状态，所受合力为零，即自行车受力平衡，故C正确；
D.力是改变物体运动状态的原因，骑行过程中若一切外力消失，自行车将做匀速直线运动，故D正确。
故选：。
匀变速直线运动位移时间公式为，题目给出的位移与时间关系式为，两式对比可知自行车的初速度和加速度分别为，；前两秒内的位移为，则前两秒内的平均速度为。
做曲线运动的汽车受到的合力指向其运动轨迹弯曲的内侧，由于汽车是从向做减速运动，所以合力方向与汽车的速度方向切线方向的夹角大于，这样合力才能同时提供向心力和与运动方向相反的阻力分量，故ACD错误，B正确。
故选：。
由图像可知，时两车的位移相同，处于同一位置，此时两车相遇，汽车刚好追上自行车，故A正确，C错误；
B.由图像可知，内两车的路程相同，且均为单向直线运动，则两车平均速率相同，故B错误；
D.根据图像的切线斜率表示速度，时，汽车图像的切线斜率大于自行车图像的斜率，说明汽车的速度大于自行车的速度，故D正确。
故选：。
最容易爆胎的地方应是轮胎受到的压力最大的地方。在、两处，向心加速度的方向向下，汽车处于失重状态，轮胎所受压力小于汽车重力，爆胎概率小。在、两处，向心加速度方向向上，轮胎所受压力大于重力，由可知，速率相同时，轨道半径越小，轮胎受到的支持力越大；由图可知处半径大于处半径，所以处轮胎所受压力更大，爆胎概率最大。故ABC错误，D正确。
故选：。
当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有，可得汽车在该路段所受阻力大小。
汽车匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得，解得牵引力；汽车匀加速结束时的速度大小为，则汽车匀加速运动的时间为。
故答案为：。。，。。。。，。
以描绘人和自行车整体运动为目标，根据质点模型需用重心代表确定最合适的位置。
结合重力分解、摩擦力影响、平衡状态条件及牛顿第一定律，分析自行车的受力与运动。
通过对比题目位移公式与匀变速直线运动标准公式，提取初速度与加速度；代入时间计算位移，由平均速度定义求出前秒的平均速度。
根据曲线运动合力指向轨迹内侧、减速运动合力与速度方向夹角大于的双重条件，筛选出符合要求的合力方向。
利用图像的交点表示相遇、切线斜率表示速度的规律，判断两车相遇时刻及速度大小关系。
结合超重失重规律，分析不同位置的轮胎受力情况；根据向心力公式判断出轨道半径越小，轮胎所受压力越大，从而确定爆胎概率最高的位置。
根据汽车额定功率与最大速度求出阻力；由牛顿第二定律算出匀加速阶段的牵引力，结合功率公式与加速度，求解匀加速运动的时间。
本题考查了质点模型、受力分析、匀变速直线运动、曲线运动、追及相遇、圆周运动超重失重、机车启动等多个知识点，检验对运动学公式、受力平衡、牛顿运动定律和功率公式的综合应用能力。
4.【答案】
【解析】解：地面上的原子钟与探测器上的原子钟因运动速度及引力场强度不同而产生时间差，此现象属于相对论效应，故选：。
探测器要脱离地球引力束缚成为绕太阳运行的人造天体，其发射速度需达到或超过第二宇宙速度，故选：。
火星靠近太阳时，万有引力对火星做正功，由动能定理可知其动能增大，速度逐渐增大；
根据万有引力定律，距离减小，火星所受引力增大，由牛顿第二定律可知其加速度逐渐增大，故选：。
根据开普勒第三定律，轨道半径越大周期越长，火星公转半径大于地球，故火星绕太阳的周期大于地球；由角速度与周期关系，周期越大角速度越小，因此火星绕太阳的角速度小于地球。
探测器环绕火星表面飞行时，万有引力提供向心力，由，解得：。在火星表面，重力近似等于万有引力，即，代入的表达式，解得：。设火星同步卫星的轨道半径为，万有引力提供向心力，由，解得：，代入的表达式，解得：。
答：。
。
。
；。
，，。
该问涉及原子钟时间差异的成因，需明确地面与探测器上钟的计时差异源于相对论中的时间膨胀或引力红移效应，属于相对论效应范畴，不涉及牛顿力学或量子力学的常规解释。
判断探测器脱离地球引力束缚所需的最小发射速度，需理解第一宇宙速度是环绕速度，第二宇宙速度是脱离地球引力成为太阳系内天体的速度，第三宇宙速度是脱离太阳系的速度。探测器前往火星需脱离地球引力，故发射速度应至少达到第二宇宙速度。
分析火星靠近太阳时速度与加速度的变化，关键在于太阳对火星的万有引力提供向心力并决定加速度。距离减小，万有引力增大，故加速度增大；引力做正功，火星动能增加，速度增大。需结合万有引力定律与动能变化规律分析。
比较火星与地球绕太阳公转的周期与角速度，需应用开普勒第三定律：轨道半径越大，公转周期越长。周期确定后，由角速度与周期的反比关系，可判断角速度大小。火星轨道半径更大，故周期更大，角速度更小。
第一空求火星质量，探测器近表面环绕时，万有引力提供向心力，利用环绕速率、火星半径与引力常量可建立方程求解质量。第二空求表面重力加速度，在火星表面重力近似等于万有引力，将求得的火星质量代入即可。第三空求同步卫星轨道半径，火星同步卫星的周期等于火星自转周期，由万有引力提供向心力，结合已求得的火星质量，可解出轨道半径。
本题以天问一号火星探测为背景，综合考查相对论、宇宙速度、天体运动规律及万有引力定律的应用。题目计算量适中，难度中等偏上，覆盖了高中物理力学与近代物理的重要知识点。第问涉及相对论效应的基本辨识，第问考查对三种宇宙速度物理意义的理解，第问则需结合开普勒第二定律与万有引力定律分析天体在椭圆轨道上运动时速度与加速度的变化，能有效锻炼学生的逻辑推理能力。第问直接应用开普勒第三定律与角速度定义，属于基础考查。第问是典型的万有引力综合计算，要求学生熟练掌握万有引力提供向心力这一核心模型，并灵活推导质量、重力加速度及同步卫星轨道半径的表达式，对学生的公式应用与代数运算能力有较高要求。
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