东北育才高中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

东北育才高中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.物体的质量与速度的乘积叫动量，在国际单位制中动量的单位是( )
A. B. C. D.
2.物理是源自于生活的科学，只要细心观察，生活中处处皆是物理。下列生活中的情景说法正确的是( )
A. 在没有空气的宇宙空间，火箭无法利用反冲进行加速
B. 当静止的章鱼向前喷水时，利用反冲可使身体向后运动
C. 在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的冲量
D. 体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化量，使运动员避免受伤
3.如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度分别沿竖直向下和水平方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 两小球落地时速度相同
B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相等
C. 从小球抛出到落地，重力对两小球做的功不相等
D. 从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率不相等
4.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
A. 火箭的加速度为零时，动能最大
B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
5.牛顿推导出太阳与行星间的引力表达式后，进一步思考：太阳对行星的作用力、地球对月球的作用力、地球对树上苹果的作用力是不是同一种力呢？并进行了著名的“月地检验”。若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径倍的情况下，需要验证( )
A. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
B. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果力的
C. 自由落体的物体在月球表面的加速度约为在地球表面加速度的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为其在地球表面受到引力的
6.使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用，如图所示，若水柱截面为，水流以速度垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为，则水对钢板的冲力为( )
A. B. C. D.
7.在足够长的倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个相同小球以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，它们运动的图像如图所示。据图可知下列说法错误的是( )
A. 该轨道是光滑轨道
B. 时，两球相对于出发点的位移相等
C. 两球在轨道上发生的碰撞是完全非弹性碰撞
D. 两小球回到出发点时的速度大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆轨道运动到达火星，被火星引力俘获后环绕火星飞行，轨道与地球公转轨道、火星公转轨道相切。如图乙所示，“天问一号”目前已由椭圆轨道Ⅰ进入圆轨道Ⅱ，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是( )
A. “天问一号”的发射速度满足
B. 地球绕太阳公转速度大于火星绕太阳公转速度
C. “天问一号”在轨道Ⅱ上的速度小于火星的第一宇宙速度
D. 在椭圆轨道Ⅰ上经过点的速度小于在圆轨道Ⅱ上经过点的速度
9.随着人们生活水平的提高，儿童游乐场所的设施更加丰富多样了。如图所示是儿童游乐场所的滑索模型，儿童质量为，滑环质量为，滑环套在水平固定的光滑滑索上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出，静止时不可伸长的轻绳与竖直方向的夹角为，绳长为，儿童和滑环均可视为质点，滑索始终处于水平状态，不计空气阻力，重力加速度为，以下判断正确的是( )
A. 儿童和滑环组成的系统动量守恒
B. 儿童和滑环组成的系统机械能守恒
C. 儿童运动到最低点时速度大小为
D. 儿童从静止运动到最低点的过程中，儿童和滑环的水平位移之比为：
10.如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为，则在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 若，则
B. 若时，摩擦力对物体做功为零
C. 若时，则传送带与物体摩擦生热为
D. 其中在物体向左运动过程中，传送带与物体摩擦生热为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为，被碰小球质量为。记录小球抛出点在水平地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、，如图乙，分析数据：
若入射小球半径为，被碰小球半径为，则要求：______；填字母代号
A.，
B.，
C.，
D.，
入射小球从轨道上滑下时，轨道的粗糙程度对实验结论______“有”或“无”影响；
若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为______，若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的关系式为______；用、、、、表示
某实验小组用另一组装置验证动量守恒定律，如图丙所示，在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接，使入射小球仍从斜槽上点由静止滚下，多次实验，得到两球落在斜面上的平均落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______用、、、、表示。
12.某同学利用图的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A.将桌面上的气垫导轨调至水平
B.测出遮光条的宽度
C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离
D.由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间
E.秤出托盘和砝码总质量，滑块含遮光条的质量
已知当地重力加速度为，回答以下问题用题中所给的字母表示：
遮光条通过光电门时的速度大小为______；
遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了______，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为______；
通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据，利用实验数据绘制图。若图中直线的斜率近似等于______，可认为该系统机械能守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知段为直线，时汽车功率达到额定功率且此后功率保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，求：
汽车在前内受到牵引力的大小；
启动过程中汽车速度的最大值。
14.如图所示，半径足够大的光滑圆弧轨道与长的长木板构成物体，圆弧的最低点与长木板的上表面相切于点，放在光滑的水平面上，质量为，质量为的木块置于的最左端，与的长木板部分间的动摩擦因数。质量为的子弹以水平向右的速度射入，且留在中，子弹和相互作用的时间极短，重力加速度取，可视为质点。求：
子弹射入后的速度大小；
沿的圆弧轨道上滑的最大高度。
15.如图，固定的光滑平台左侧有一光滑的半圆轨道，轨道半径。平台上静止着两个滑块、，、，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。小车质量为，车上表面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度为，动摩擦因数为，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在处车面光滑。点燃炸药后，滑块恰好到达半圆轨道的最高点，滑块冲上小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，取。
求炸药爆炸后滑块的速度大小；
若滑块恰好没有从小车上掉下来，求小车左侧粗糙部分的长度；
若，求小车的最大速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由动量的定义式，可知在国际单位制中动量的单位是动量的单位为，故C正确，ABD错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】火箭的加速利用了反冲原理，靠喷出气流的反作用力进行加速，没有空气也可以，故A错误；
B.章鱼通过身体前面的孔喷向前水，利用反冲可以使身体向后运动，故B正确；
C.在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的作用力，故C错误；
D.体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小地面对运动员的冲击力，使运动员避免受伤，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】根据机械能守恒定律可知，两小球落地时速度大小相等，设两小球落地时速度大小为，平抛运动的小球落地时速度方向与水平方向成角，所以小球落地时重力的瞬时功率为：；竖直下抛的小球落地时重力的瞬时功率为：，所以两小球落地时，速度不相等，平抛运动的小球重力的瞬时功率小于竖直下抛的小球重力的瞬时功率，故AB错误；
从开始运动至落地，由于平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，下抛的小球在竖直方向做竖直下抛运动，所以平抛运动的小球运动时间大于竖直下抛运动的小球运动时间，根据，得重力做的功相同，根据平均功率公式 可知，所以重力对平抛运动小球做功的平均功率小于重力对竖直下抛运动小球做功的平均功率，故C错误，D正确。
4.【答案】
【解析】、火箭加速过程中，所受合力为时，即加速度为时，速度最大，此时动能最大，故A正确；
、火箭所受高压气体的推力做功转化为火箭的动能、重力势能与摩擦生热的热能，则高压气体的推力和空气阻力和重力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，故BD错误；
C、根据动量定理可知高压气体的推力和空气阻力和重力的总冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；
故选：。
5.【答案】
【解析】设苹果质量为，地球质量为，地球半径为，月球轨道半径。
A、月球公转的加速度为，由牛顿第二定律：
地球表面苹果重力等于万有引力：
联立解得：，即需要验证：月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的，故A正确；
B、根据万有引力定律可得：，由于月球的质量和苹果的质量大小关系不知道，故地球吸引月球的力与地球吸引苹果力大小无法确定，故B错误；
C、根据题中条件无法求解自由落体的物体在月球表面的加速度和在地球表面加速度的大小关系，故C错误；
D、由于地球和月球的质量大小关系不知道，地、月半径大小不知道，所以根据题中条件无法求解苹果在月球表面受到的引力和在地球表面受到引力之比，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】设时间内有体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：，
以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：，
即：，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；
由牛顿第三定律可以知道，水对钢板的冲击力大小也为故B正确，ACD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】、根据图象的斜率表示加速度，知两球下滑的加速度与上滑的加速度相同，所以该轨道是光滑轨道，故A正确；
B、根据图象与时间轴所围的面积表示位移，图象在时间轴上方位移为正，在时间轴下方位移为负，知时，两球相对于出发点的位移相等，故B正确；
C、时两球发生碰撞，碰后两球速度相同，所以两球的碰撞是完全非弹性碰撞，故C正确；
D、由图像可知，两小球碰撞后速度都变为，沿轨道向下运动的加速度大小为，碰撞发生在时，此时两小球离出发点的距离为，由可得，故D错误；
本题选错误的，故选：。
8.【答案】
【解析】、因“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，所以发射速度大于第二宇宙速度，故A错误；
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，由于地球的轨道半径小于火星的轨道半径，则地球绕太阳公转速度大于火星绕太阳公转速度，故B正确；
C、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，
由于“天问一号”在轨道Ⅱ上的半径大于火星的半径，
则“天问一号”在轨道Ⅱ上的速度小于火星的第一宇宙速度，故C正确；
D、由于“天问一号”在椭圆轨道Ⅰ上经过点时做离心运动，在圆轨道Ⅱ上经过点时做圆周运动，所以在椭圆轨道Ⅰ上经过点的速度大于在圆轨道Ⅱ上经过点的速度，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、儿童和滑环组成的系统水平方向不受力，竖直方向儿童有加速度，受力不平衡，所以系统的合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B、儿童和滑环组成的系统只有重力做功，其机械能守恒，故B正确；
C、取水平向左为正方向，根据水平方向系统动量守恒有：
根据系统机械能守恒有，联立解得儿童运动到最低点时速度大小：，故C正确；
D、根据水平方向系统动量守恒有，解得儿童和滑环水平方向平均速度之比：：：，则可知儿童和滑环的水平位移之比为：，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】由于传送带足够长，物体匀减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右匀加速，分三种情况讨论：
A.如果，返回时物体会一直向右匀加速，根据对称性，知当速度大小增大到等于时，物体恰好离开传送带，则有，故A错误；
B.如果，根据动能定理可得：摩擦力对物体做功为，故B正确；
若时，设物体所受的摩擦力大小为，物体向左运动的加速度大小，时间
物体向左运动的位移，传送带的位移，摩擦生热，物体向右运动时，运动时间为，物体向右运动的位移，传送带的位移，摩擦生热，故传送带与物体摩擦生热共为，故C错误，D正确。
故选BD。
11.【答案】； 无影响； ；；
【解析】为了保证碰撞后入射小球不反弹，需要满足入射小球质量大于被碰小球质量，即；为了保证两小球发生对心正碰，两小球半径需要相等，即。故ABD错误，C正确。
故选：。
入射小球从轨道上滑下时，轨道的粗糙程度对实验结论没有影响，只有小球滑到底端时速度相同即可；
碰撞前小球落点为，碰撞后小球落点为，小球落点为；由于两小球在空中下落的高度相同，所以平抛运动时间相同，设为，由题意得
以向右为正方向，根据动量守恒定律可得
若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为
若碰撞是弹性碰撞，则既要满足动量守恒还应满足机械能守恒，即满足
碰撞前小球落点为，碰撞后小球落点为，小球落点为，设斜面倾角为，由平抛规律得
解得
同理可得
以向右为正方向，根据动量守恒表达式
可得
故答案为：；无影响；；；。
12.【答案】
【解析】小车通过光电门时的速度为
从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为
改变，做多组实验，做出如图以为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有
整理有
可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。
故答案为：；，；。
13.根据题图可知：
该车匀加速阶段，根据牛顿第二定律：
代入数据解得：
该车的额定功率为：
代入数据解得
当速度最大时，有，
代入数据解得
答：汽车在前内受到牵引力的大小为；
启动过程中汽车速度的最大值为。
14.【解析】子弹和木块相互作用的时间极短，以水平向右为正方向，二者组成的系统动量守恒由动量守恒定律得
解得滑块的速度
木块和子弹的整体为滑块与物体相互作用的过程中，二者组成的系统水平方向动量守恒，系统的能量守恒，滑块沿物体的圆弧轨道上滑最高点时速度相等，设为，以水平向右为正方向，水平方向动量守恒，解得
系统的能量守恒
解得滑块沿圆弧上滑的最大高度。
答：子弹射入后的速度大小等于；
沿的圆弧轨道上滑的最大高度等于。
15.【解析】滑块恰好到轨道的最高点，则有
滑块从半圆轨道最低点到达最高点过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：

炸药爆炸过程中，炸药爆炸系统动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得：
代入数据解得：
最终与小车共速，与小车系统动量守恒，能量也守恒，则得：
，
由能量守恒定律得：，
代入数据解得：
当弹簧再次恢复原长时，小车速度最大，则
。
，
解得
答：
炸药爆炸后滑块的速度大小是。
小车左侧粗糙部分的长度是。
小车的最大速度是。
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