四川省成都市蓉城名校2024-2025学年高一（下）期末物理试卷（含解析）

四川省成都市蓉城名校2024-2025学年高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 功是标量，所以的功大于的功
B. 两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定等于零
C. 作用力与反作用力所做的功一定大小相等
D. 作用力与反作用力的冲量一定大小相等，方向相反
2.一质量为的雨滴从静止开始加速下落高度后速度大小为，重力加速度大小为，该过程雨滴克服空气阻力做的功为( )
A. B. C. D.
3.下列说法正确的是( )
A. 图甲中，物体将弹簧压缩的过程中，物体的动能和重力势能之和不变
B. 图乙中，物体沿固定斜面匀速下滑，物体的机械能守恒
C. 图丙中，不计一切阻力，由静止释放物体、，物体下降、物体上升的过程中，物体减少的机械能等于物体增加的机械能
D. 图丁中，小球在水平面内做匀速圆周运动，小球的动量不变
4.如图，同一小球图中未画出分别在类似于漏斗形的容器的不同水平面内做匀速圆周运动，不计一切阻力。关于小球通过、两处时运动和受力的情况，下列说法正确的是( )
A. 小球在、两处做匀速圆周运动的圆心均为点
B. 角速度的大小关系为
C. 向心加速度的大小关系为
D. 向心力的大小关系为
5.如图，两卫星仅受火星引力作用绕火星运行，卫星轨道为圆，卫星轨道为椭圆。下列说法正确的是( )
A. 卫星的速度大于卫星在远火点的速度
B. 卫星、卫星与火星的连线在相等时间内扫过的面积一定相等
C. 卫星受火星的万有引力一定小于卫星在近火点受火星的万有引力
D. 卫星在近火点的速度小于在远火点的速度
6.某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为的圆柱形水流垂直射到竖直钢板上，水的速度大小由减为，已知水的密度为。则钢板受到水的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
7.一汽车的质量为，沿平直公路以恒定功率由静止开始启动记为，如图为汽车的牵引力大小与速度大小的关系图像，加速过程在图中点结束，所用时间为，后汽车以功率做匀速直线运动，汽车所受阻力恒定不变。下列说法正确的是( )
A. 图中点对应的时刻为末
B. 图中点对应的时刻，汽车的加速度大小为
C. 汽车的功率为
D. 内，汽车的位移大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于物理概念或事实，下列说法正确的是( )
A. 运动员跳高时，在落地处垫上海绵垫子是为了减小运动员落地前瞬间的动量
B. 在电视机等物体包装箱里垫上泡沫，是为了减小物体在碰撞过程中受到的力
C. 根据，可以把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力
D. 作用在静止物体上的力，其冲量一定为零
9.质量相等、大小相同的、两小球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动，以球碰撞前动量方向为正方向，球的动量为，球的动量为，当球追上球时发生碰撞，碰撞后、两小球的动量可能分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10.如图甲，“”形木板竖直挡板厚度忽略不计静止于粗糙水平地面上，质量为的滑块可视为质点以的初速度滑上木板，时滑块和木板碰撞并粘在一起，两者运动的图像如图乙所示，重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A. 木板的质量为
B. 木板的长度为
C. 木板与地面间的动摩擦因数为
D. 由于碰撞系统损失的机械能与碰撞后木板和地面摩擦产生的热量之比为：
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组设计了如图所示的装置，研究金属小球下落过程中机械能是否守恒。让质量为、直径为很小的小球从距离光电门中心高处由静止释放。调节光电门位置，使小球每次释放后，小球球心均可通过光电门。
测量时，接通数字计时器后释放小球。记录小球释放点至光电门中心的距离及小球通过光电门的遮光时间，则小球通过光电门时的速度大小为 ______用题中所给物理量的字母表示。
改变小球释放点至光电门中心的距离，进行多次重复实验。为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作的图像是______填标号。
A.图像
B.图像
C.图像
D.图像
经正确的实验操作，实验小组发现小球下落到光电门的过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量，造成这种结果的原因可能是______写出一条即可。
12.在实验室做验证动量守恒定律的实验时，某中学的一个实验小组利用频闪摄影相机对碰撞前后小球的运动情况进行拍摄。如图甲，该小组把带方格的纸板放在与小球轨迹所在的平面平行的平面内，小方格每格边长为，重力加速度大小取，实验主要步骤如下：
让小球从挡板处由静止释放，从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的系列照片所示；
将小球静置于斜槽轨道末端，让小球从挡板处由静止释放，两小球在斜槽轨道末端碰撞，碰撞后两小球从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的、系列照片所示。
实验中小球的质量为，半径为，小球的质量为，半径为，则两小球的质量和半径关系需满足______填标号。
A.，
B.，
C.，
D.，
下列说法中符合本实验要求的是______填标号。
A.为使实验结果尽可能准确，斜槽轨道必须光滑
B.需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
C.安装斜槽轨道时，斜槽轨道末端必须水平
D.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
由图乙结合已知数据可计算出碰撞前瞬间小球的速度大小为______，碰撞后瞬间小球的速度大小为______。均保留位有效数字
若两小球碰撞过程中动量守恒，则由动量守恒定律可得：______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.年起中国正式开展月球探测工程，嫦娥工程分为无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个阶段。我国已先后成功实施六次月球探测任务，计划在年前实现首次登陆月球。如图，假设登陆月球后，宇航员将长为的轻绳上端悬于点，下端拴一个可视为质点的小球。小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，测出小球做匀速圆周运动的周期为。已知月球的半径为，忽略月球自转，万有引力常量为。求：
月球的质量；
月球的第一宇宙速度。
14.一装置的截面如图所示，一质量为的木块由静止开始被压缩的弹簧弹出后沿光滑水平面运动，经点水平抛出后从点沿切线方向进入光滑圆弧轨道，再经最低点进入粗糙水平轨道后停在点，圆弧轨道与水平轨道平滑连接于点。已知间的竖直高度差为，圆弧轨道的半径为，圆心角为，木块停止的位置点与点间的距离为，木块可视为质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度大小取。求：
弹簧最初的弹性势能；
木块运动至点时的速度大小；
木块与粗糙水平轨道间的动摩擦因数。
15.如图，光滑水平面上静止放有一质量为的木板，木板由粗糙水平部分和半径为的四分之一光滑圆弧部分组成，在木板最左端点静止放有一质量为的木块。某时刻一质量为的子弹以水平向右、大小为的速度打入木块并留在其中，之后子弹与木块一起在木板上滑动。已知木板粗糙水平部分的长度为，木块与木板间的动摩擦因数为，木块可视为质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。
求子弹击中木块后的瞬间，木块的速度大小；
求木块第一次经过圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小；
请通过计算判断木块是否能从点飞出，若不能从点飞出，求木块上升的最大高度；若能从点飞出，求木块从点飞出时的速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、功是标量，正负号表示性质，所以的功小于的功，故 A错误；
B、两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定为负，故B错误；
C、作用力与反作用力所做的功大小无必然联系，故C错误；
D、作用力与反作用力的冲量一定大小相等，方向相反，故D正确。
故选：。
A、功是标量，正、负表示动力做功还是阻力做功，不表示大小；
B、一对滑动摩擦力总功必定为负，但一个滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功。
C、虽然作用力和反作用力的大小相等、方向相反，但由于它们作用在不同的物体上，导致它们的位移可能不同。因此，作用力和反作用力所做的功并不一定大小相等；
D、作用力与反作用力大小一直相等，方向相反，且作用时间相同，所以由可知冲量大小一直是大小相等，方向相反。
2.【答案】
【解析】设该过程雨滴克服空气阻力做的功为，该过程对雨滴，根据动能定理得：
解得：，故C正确，ABD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、图甲中，物体将弹簧压缩的过程中，物体的动能和重力势能之和减少，因为弹性势能增加，故A错误；
B、图乙中，物体沿固定斜面匀速下滑，物体的机械能减少，故B错误；
C、图丙中，不计一切阻力，物体下降、物体上升的过程中，物体减少的机械能等于物体增加的机械能，故C正确；
D、图丁中，小球在水平面内做匀速圆周运动，小球的动量大小不变，方向改变，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】、在、两处做圆周运动的圆心分别在过、两点的水平面内，不是以点为圆心的，故A错误；
、设在、所在弧的切线与水平方向的夹角为、，根据力的合成可得的向心力：
的向心力：
由于，故向心力的大小：
结合图可知它们的轨道半径
根据向心力公式：，则角速度的大小，故B正确，D错误；
C、根据，可知的向心加速度分别为；，而，故向心加速度的大小：，故C错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、过远火点构造圆轨道，如下图所示，
卫星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可得：
可得：，由于卫星的轨道半径小于圆轨道的半径，所以卫星的速度小于在圆轨道运动的卫星的速度。卫星在远火点做近心运动，则卫星的速度小于在圆轨道运动的卫星的速度，可知卫星的速度大于卫星在远火点的速度，故A正确；
B、由开普勒第二定律可知，卫星、卫星与火星的连线在相等时间内扫过的面积不一定相等，故B错误；
C、因为卫星、卫星的质量关系未知，所以卫星受火星的万有引力不一定小于卫星在近火点受火星的万有引力，故C错误；
D、由开普勒第二定律可知，卫星在近火点的速度大于在远火点的速度，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】设水受到的钢板的平均冲力大小为，以该力的方向为正方向
以水为研究对象，根据动量定理可知：
其中：
联立可得：
则由牛顿第三定律可知，钢板受到水的平均冲力大小为，故A正确，BCD错误；
故选：。
7.【答案】
【解析】、内，汽车做加速度减小的加速直线运动，不能根据速度时间关系计算，所以点并不对应末，故A错误；
B、当汽车匀速运动时，汽车牵引力和所受阻力是一对平衡力，所以汽车所受阻力位，根据图像可得在图中点时汽车的牵引力大小为，根据牛顿第二定律可得此时汽车的加速度大小为，故，B错误；
C、根据，得，故C错误；
D、设内汽车的位移为，根据动能定理有，代入数据解得，故D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】、运动员跳高时，在落地处垫上海绵垫子不能减小运动员落地前瞬间的动量，故A错误；
B、在电视机等物体包装箱里垫上泡沫，延长了作用时间，可以减小物体在碰撞过程中受到的力，故B正确；
C、根据，可以把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力，故C正确；
D、作用在静止物体上的力，其冲量不为零，故D错误。
故选：。
、根据动量定理公式分析；
C、根据牛顿第二定律及动量定理分析；
D、力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的积累效应。
考查对动量定理的理解，熟悉冲量与动量变化量的关系。
9.【答案】
【解析】两小球碰后的动量满足速度合理，动量守恒，设小球质量为，动能满足，碰前总动能为，碰后总动能为，即，动能不增加，故A正确；
B.同理碰前动能为，碰后总动能为，机械能守恒，故B正确；
C.满足动量守恒，碰后总动能为，动能增大，故C错误；
D.球动量或速度减小，不合理，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】取滑块的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得
可知，木板的质量为，故A正确；
B.由内图像面积差可知，木板的长度为，故B错误；
C.由
得
由
得木板与地面间的动摩擦因数为
故C错误；
D.由于碰撞系统损失的机械能为
解得
碰撞后木板和地面摩擦产生的热量
解得
可知，由于碰撞系统损失的机械能与碰撞后木板和地面摩擦产生的热量之比为：，故D正确。
故选：。
11.【答案】； ； 小球下落过程中受到空气阻力的影响
【解析】小球通过光电门的速度大小为
若小球在下落过程中机械能守恒，满足
代入数据化简得
为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作图像，故ACD错误，B正确。
故选：。
实验小组发现小球下落到光电门的过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量，造成这种结果的原因可能是小球下落过程中受到空气阻力的影响。
故答案为：；；小球下落过程中受到空气阻力的影响。
12.【答案】； ； ；； ：
【解析】为了防止入射小球反弹，必须满足；为了使两小球发生对心碰撞，需要满足，故ABD错误，C正确。
故选：。
在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，但斜槽轨道不需要必须光滑，故A错误，D正确；
B.本实验需要测量落点到抛出点的水平位移，因此需要刻度尺；
根据平抛运动规律，小球在空中的运动时间
两小球下落高度相同，运动时间相同，因此不需要秒表测量时间，故B错误；
C.为了保证小球离开斜槽后做平抛运动，安装斜槽轨道时，斜槽轨道末端必须水平，故C正确。
故选：。
根据匀变速直线运动推论
代入数据解得
为碰撞前小球的落点位置，碰撞前瞬间小球的速度大小
为碰撞后小球的落点位置，碰撞后瞬间小球的速度大小
为碰撞后小球的落点位置，碰撞后瞬间小球的速度大小
根据动量守恒定律
代入数据解得：：。
故答案为：；；；；：。
13.【解析】设月球表面的重力加速度为，对小球受力分析，如图所示
根据牛顿第二定律有
其中
在月球表面有
联立解得月球质量为
在绕月球表面做匀速圆周运动的物体，由万有引力提供向心力
联立解得月球的第一宇宙速度为
答：月球的质量为；
月球的第一宇宙速度为。
14.【解析】木块从到，做平抛运动，竖直方向，
分解点速度，由几何关系得，联立解得：。
木块由静止开始被压缩的弹簧弹出，由能量守恒定律得，
代入数据解得：。
在点，如图所示由几何关系得，
从点到点，由动能定理得，联立解得：。
从点到点，由动能定理得，
代入数据解得：。
答：弹簧最初的弹性势能；
木块运动至点时的速度大小；
木块与粗糙水平轨道间的动摩擦因数。
木块从到，做平抛运动，分解点速度可计算平抛的初速度，然后由能量守恒计算弹簧最初的弹性势能。从到，列动能定理表达式可计算点时的速度。从到，列动能定理表达式可计算动摩擦因数。
本题考查了能量守恒定律、平抛运动、动能定理等，过程较多，需分别处理。
15.【解析】子弹打入木块，以水平向右的方向为正方向，子弹与木块组成的系统动量守恒：
解得：
木块从点到点的过程中，三者组成的系统动量守恒，以水平向右的方向为正方向，则：
系统能量守恒：
解得：
在点时：
解得
受力分析：
解得：
由牛顿第三定律得：压力
假设木块可以到达点，则从点到点的过程中，以水平向右的方向为正方向，系统水平方向动量守恒：
解得：
系统能量守恒：
解得：
故假设成立
解得
则
解得
方向：与水平方向的夹角为
答：子弹击中木块后的瞬间，木块的速度大小为；
木块第一次经过圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小为；
木块可以到达点，木块从点飞出时的速度大小为，方向与水平方向的夹角为。
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