吉林省长春外国语学校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析）

长春外国语学校2024-2025学年第二学期期中考试高一年级
物理试卷（理科）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共6页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信
息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书
写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；
在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　）
A．增加了司机单位面积的受力大小
B．减少了碰撞前后司机动量的变化量
C．将司机的动能全部转换成汽车的动能
D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
2．2012年12月，经国际小行星命名委员会批准，紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”。如图所示，“南大仙林星”绕太阳依次从a→b→c→d→a运动。在轨道上、、、四个位置中，该行星受太阳引力最大的是（　　）
A． B． C． D．
3．无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　）
A．0 B．mgh C． D．
4．如图所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一条直线上。它们的轨道半径之比为1∶2∶3，质量相等，则下列说法中正确的是（ ）
A．三颗卫星的加速度之比为9∶4∶1
B．B卫星加速后可与A卫星相遇
C．A卫星运动27周后，C卫星也恰回到原地点
D．三颗卫星受到地球的引力大小关系为FC5．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（　　）
A．秋千对小明的作用力小于
B．秋千对小明的作用力大于
C．小明的速度为零，所受合力为零
D．小明的加速度为零，所受合力为零
6．如图，竖直面内一倾角θ为37°的细杆上，与底端O'相距l=1m处套着一个小球，小球随细杆一起绕竖直轴OO'做匀速圆周运动。已知小球和细杆间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球可看作质点，重力加速度g大小取，不计空气阻力，0.6，为使小球和细杆始终保持相对静止，细杆做匀速圆周运动的最大角速度为（　　）
A． B． C．5 rad/s D．6rad/s
7．如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动
B．木块运动的过程中，其克服摩擦力所做的功200J
C．木块运动的过程中，合力做的功为
D．木块在运动过程中的加速度一直变大
8. （多选）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平段以恒定功率、速度匀速行驶，在斜坡段以恒定功率、速度匀速行驶。已知小车总质量为50kg，，段的倾角为，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的有（　　）
从M到N，小车牵引力大小为
从M到N，小车克服摩擦力做功
从P到Q，小车重力势能增加
从P到Q，小车克服摩擦力做功
（多选）2022年北京冬奥会，中国选手顺利拿下花样滑冰双人滑自由滑顺利拿下花样滑冰双人滑自由滑总分第一名，为中国代表团拿到北京冬奥会第九枚金牌。比赛中，两个人静立在赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演。女选手的质量小于男选手的质量，假设双人滑冰场地为光滑冰面，下列关于两个人互推前后的说法正确的是 ( )
静止在光滑的冰面上互推后瞬间，两人的总动量不再为0
静止在光滑的冰面上互推后瞬间，两人的总动量为0
男选手质量较大，互推后两人分离时他获得的速度较小
女选手质量较小，互推后两人分离时她获得的速度较小
10．（多选）复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变。动车在时间t内（　　）
A．加速度逐渐增大
B．牵引力的功率
C．当动车速度为时，加速度大小为
D．牵引力做功
第Ⅱ卷
实验题：本题共2小题，每空3分，共18分。
11．在“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图甲：
小车P左端装有弹片，右端接有纸带穿过打点计时器。小车Q右端装有弹片，车上装有挡光片，其宽度为d。平衡摩擦力后，接通打点计时器，推动小车P，使之与Q相碰，碰后P继续向前运动。
（1）测得挡光时间为，则小车Q碰后速度为。
（2）实验打出的纸带如图乙，应用段来计算P碰前速度（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。
（3）已知P、Q两小车质量分别为和，打点计时器每隔时间T打一次点，该实验要验证的表达式是（用题中和纸带上的物理量表示）
12．在太空舱内处于完全失重状态，实验小组设计了在天宫实验舱中利用如图（a）的实验装置，来探究弹簧的弹性势能EP与形变量x间的关系，图中弹簧固定在挡板A上，带有刻度尺的轨道上B处装有光电门，可以测量出钢球经过光电门的遮光时间t，实验步骤如下：
A．将弹簧固定在档板上
B．用钢球与弹簧接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x
C．由静止释放钢球，测量钢球离开弹簧后经过光电门的遮光时间t
D．改变弹簧的压缩量，重复步骤B、C多次
E．分析数据，得出结论。
请回答下列问题：
（1）设钢球的直径d，它通过光电门的遮光时间为t，则钢球获得的速度为v=。
（2）本实验要研究弹性势能EP与弹簧压缩量x的关系，若通过实验数据得到遮光时间t的倒数与弹簧压缩量x的关系如图（b）所示，则实验中可得到的结论是：弹簧的弹簧性势能EP与成正比。
（3）关于本实验的操作及误差，下列说法正确的是
A．实验中不必测定钢球的直径及质量
B．轨道不光滑，会引起实验误差
C．用直径较大的钢球进行实验，会增大实验误差；
D．用质量较大的钢球进行实验有利于减小实验误差。
三、解答题：第 13 题 12分，第 14题 10 分，第 15题 10 分，共 32分
13．物理课上，老师邀请一位女生共同为大家演示了一个有趣实验。如图，女生托举着一块质量为M的砖块，老师用小铁锤以大小为v1的速率向下击打（击打时间极短），击打后小铁锤以大小为的速率弹回，已知小铁锤质量为m，砖块受到击打后在手中的缓冲时间为t，重力加速度用g表示。
（1）求在击打过程中，铁锤所受冲量I；
（2）求砖头缓冲过程中对手压力F的大小。
一宇航员在半径为R的某行星表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为L的轻绳一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在点。当小球绕点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力的大小为小球重力的4倍。求
(1)该行星表面的重力加速度大小；
(2)该行星的第一宇宙速度大小。
15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。某运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点到水平轨道CD的竖直高度为h和H，且h=2m，H=2.8m，g取10m/s2。求：
（1）运动员从A点运动到达B点时的速度大小vB；
（2）轨道CD段的动摩擦因数μ；
（3）通过计算说明，运动员最终停在何处？
物理答案
1．D
【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A错误；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B错误；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C错误；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】由万有引力定律可知，距离越近，万有引力越大，则由图可知位置距离太阳最近，故行星受太阳引力最大的是位置。
故选A。
3．B
【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得
故雨滴克服空气阻力做功为。
故选B。
4．D
【详解】A．根据万有引力提供向心力
得
所以三颗卫星的加速度之比为
故A错误；
B．卫星B加速后，将做离心运动，进入到更高的轨道，不可能跟低轨道的卫星A相遇，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
得
所以
即
若A卫星运动27周后，C卫星经过的周期个数
非整数个周期，所以没有回到原点，故C错误；
D．由万有引力定律得，卫星受到地球的引力大小为
又因为三个卫星的质量相同，所以轨道半径越大的卫星所受的万有引力越小，即
FC故D正确。
故选D。
5．A
【详解】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有
由于小明的速度为0，则有
沿垂直摆绳方向有
解得小明在最高点的加速度为
所以A正确；BCD错误；
故选A。
6．C
【详解】当细杆做匀速圆周运动的角速度最大时，小球有上滑的趋势，对小球受力分析，水平方向上
竖直方向上，
且
解得
故选C。
7．C
【详解】AD．由题意可得木块受到的滑动摩擦力大小
对木块，由牛顿第二定律可得
可得
所以a随F的变化先增大后不变，木块先做非匀变速运动，后做匀变速运动，故AD错误；
B．木块运动的过程中，滑动摩擦力对木块做负功，则木块克服摩擦力所做的功
故B错误；
C．图线与横轴围成的面积表示F所做的功，木块运动的过程中F对木块做正功，则有
则
故C正确。
故选C。
ABD
【详解】A．小车从M到N，依题意有
代入数据解得
故A正确；
B．依题意，小车从M到N，因匀速，小车所受的摩擦力大小为
则摩擦力做功为
则小车克服摩擦力做功为800J，故B正确；
C．依题意，从P到Q，重力势能增加量为
故C错误；
D．依题意，小车从P到Q，摩擦力为f2，有
摩擦力做功为
联立解得
则小车克服摩擦力做功为700J，故D正确。
故选ABD。
9．BC
10．BC
【详解】A．动车以恒定功率行驶，由
可知，速度v增大的过程牵引力F减小，由牛顿第二定律
可知，加速度减小，A错误；
B．当速度达到最大时，，可得牵引力的功率为
B正确；
C．当动车速度为时，满足
可得牵引力为
由牛顿第二定律可得，加速度大小为
C正确；
D．达到最大速度的过程由动能定理可得
故牵引力做功
D错误。
故选BC。
11．(1)
(2)BC
(3)
【详解】（1）测得挡光时间为，则小车Q碰后速度为
（2）两小车碰撞前P做匀速直线运动，在相等时间内小车P位移相等，且碰前速度大于碰后速度，碰前相等时间内的位移大于碰后相等时间内的位移，由图示纸带可知，应选择纸带上的BC段求出小车P碰撞前的速度，DE段求出小车P碰撞后的速度。
（3）小车P碰前的速度为
小车P碰后的速度为
实验中需要验证动量守恒
即
12． AD/DA
【详解】（1）[1]钢球获得的速度为
v=
（2）[2]根据能量守恒弹簧弹性势能等于钢球的动能
根据图像可知
因此弹簧的弹簧性势能EP与成正比。
（3）[3]A．根据上式可知要得到EP与成正比，不需要测量小球的质量和直径，A正确；
B．空间站完全失重，轨道不光滑，也无摩擦力，因此不会引起实验误差，B错误；
C．钢球与弹簧分离后做匀速直线运动，因此直径越大，通过光电门时间越长，的误差越小，因此可减小实验误差，C错误；
D.用质量较大的钢球进行实验，相同压缩量，球通过光电门的速度小，通过光电门时间长，的误差越小，因此可减小实验误差，D正确。
故选AD。
13．（1），方向向上；（2）
【详解】（1）根据题意，规定向下为正方向，由动量定理有
即铁锤所以冲量大小为，方向向上。
（2）根据题意可知，铁锤与砖碰撞过程时间极短，动量守恒，规定向下为正方向，则有
缓冲过程，对砖块应用动量定理有
联立解得
由牛顿第三定律得砖头对手的压力为
14．(1)
(2)
【详解】（1）最高点，由牛顿第二定律
其中
解得该行星表面的重力加速度大小为
（2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的卫星，有
其中
解得该行星的第一宇宙速度大小为
15．（1）6m/s；（2）0.125；（3）D点左侧6.4m处
【详解】（1）由题意可知
，
解得
（2）由B点到E点，由动能定理可得
代入数据可得
（3）设运动员在CD段的总路程为s，由动能定理可得
代入数据解得
因为
所以运动员最后停在距离D点左侧6.4m处。
物理试题 第1页 （共6页） 物理试题 第2页 （共6页）