内蒙古集宁一中西校区2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

2024-2025学年西校区高一下学期期末考试物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
一、单选题（共7小题，每题4分）
1.一人站于宽的河的一岸，欲渡到河的正对岸。他有两种方法可供选择：(a)游泳方向朝上游偏一些以使得速度合方向朝向河正对岸；(b)游泳方向向正前方，当到达对岸时，由于水流把他冲向了下游，他需沿河岸向上行走，走到正对岸的地方。如果他游泳速率为，步行速度为，水流速度为，不考虑其他因素，哪种方法更快？快多少？(　　)
A. 方法(a)比方法(b)快 B. 方法(a)比方法(b)快
C. 方法(b)比方法(a)快 D. 方法(b)比方法(a)快
2.如图所示，两块材料不同的木板M、N，长度分别为2L、L，首尾相连固定在水平地面上，B为两木板的连接点，物块与木板M、N之间的动摩擦因数分别为和。当物块以速率向右从A点滑上木板M，恰好可以滑到C点；若让物块以向左从C点滑上木板N，则物块（ ）
A. 恰好运动到A点停下
B. 两次运动的时间相等
C. 两次经过B点时的速率不同
D. 两次运动的平均速度大小相同
3.如图是世界上最大无轴式摩天轮——“渤海之眼”，摩天轮直径125m，高145m，有36个观景舱，在做匀速圆周运动时周期为30min。下列说法正确的是(　　)
A. 乘客的线速度保持不变
B. 乘客做匀变速曲线运动
C. 乘客的线速度大小约为0.22m/s
D. 在与圆心等高处时乘客处于失重状态
4.如图所示，一木块沿竖直放置的粗糙曲面从高处滑下，当它滑过A点的速度大小为5 m/s时，滑到B点的速度大小也为5 m/s.若使它滑过A点的速度大小变为7 m/s，则它滑到B点的速度大小(　　)
A. 大于7 m/s B. 等于7 m/s
C. 小于7 m/s D. 无法确定
5.环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在向外排出大量污水。环保人员观察和测量发现，排污管水平设置，管口离地面高度约为，污水落地点距管口水平距离约为，口内直径约为，重力加速度，忽略空气阻力，则以下估算正确的是(　　)
A. 污水从管口排出速度为
B. 每秒排污体积
C. 若建立如图所示的直角坐标系，空中的污水构成的曲线满足方程
D. 污水落地速度为
6.如图所示，O、A、B三点在同一条竖直线上，lOA=lAB，B、C两点在同一条水平线上，O、D在同一水平线上，lOD=2lBC，五点在同一竖直面上。现将甲、乙、丙三小球分别从A、B、C三点同时水平抛出，最后都落在水平面上的D点，不计空气阻力。则以下关于三小球运动的说法正确的是(　　)
A. 三小球在空中的运动时间之比为t甲∶t乙∶t丙=1∶2∶2
B. 三小球抛出时的初速度大小之比为v甲∶v乙∶v丙=4∶2∶1
C. 三小球的抛出速度大小、在空中运动的时间均无法比较
D. 三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ甲<θ乙<θ丙
7.子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入，B位置射出，如图所示)．OA、OB之间的夹角θ＝，已知圆筒半径R＝0.5 m，子弹始终以v0＝60 m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用)，则圆筒的转速可能是(　　)
A. 20 r/s B. 60 r/s C. 100 r/s D. 140 r/s
二、多选题（共3小题，每题6分）
8.如图所示，定点投篮训练时，篮球两次从出手到进筐在空中的运动轨迹对应a、b两段曲线，不计空气阻力，比较这两次投篮，篮球沿a曲线(　　)
A. 进筐时重力的瞬时功率较小 B. 进筐时重力的瞬时功率较大
C. 克服重力做功的平均功率较小 D. 克服重力做功的平均功率较大
9.放在粗糙水平地面上质量为0.8 kg的物体受到水平拉力的作用，在0~6 s内其速度与时间的关系图像和该拉力的功率与时间的关系图像分别如图甲、乙所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A. 0~6 s内拉力做的功为140 J B. 物体在0~2 s内所受的拉力为4 N
C. 物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5 D. 合力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等
10.交通事故发生时，位于车上不同高度的物品散落到地面上的位置是不同的，根据测量散落物品的距离可以确定出碰撞瞬间汽车的行驶速度v。研究小组的同学通过模拟碰撞，测出散落物品M、N分别从距地面高h和H的位置水平抛落，M、N落地时相距为d，重力加速度为g。（不计空气阻力）下列说法正确的是（　　）
A. 若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间减小 B. 若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间不变
C. 若碰撞前汽车速度增大，则物品M、N落地时相距距离d变大 D. 若碰撞前汽车速度增小，则物品M、N落地时相距距离d变大
三、实验题（共2小题，共16分）
11.2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回并安全着陆，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。设想宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，进入靠近月球表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在月球上，飞船上备有以下实验器材：(已知万有引力常量为G)
A．精确秒表一个
B．已知质量为m的物体一个
C．弹簧测力计一个
D．天平一台(附砝码)
己知宇航员在绕行时作了一次测量，依据测量数据，可求出该月球的行星密度ρ，(已知万有引力常量为G)
(1)测量所选用的器材为　　　　　　(用序号表示)
(2)测量的物理量是　　　　　(写出物理量名称和表示的字母)
(3)用该数据推出密度ρ的表达式：ρ=　　　　　
(4)如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：
①小球平抛的初速度为　　　　　；
②月球上的重力加速度为　　　　　：
12.如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：
甲
(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明________。
A．两小球落地速度的大小相同
B．两小球在空中运动的时间相等
C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
(2)利用该实验装置研究a小球做平抛运动的速度，从斜槽同一位置由静止释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示，图中O为抛出点，B点的坐标xB＝40 cm，yB＝20 cm，则a小球水平飞出时的初速度大小为v0＝________ m/s；做平抛运动的小球在B点处的瞬时速度的大小为vB＝________ m/s(g＝10 m/s2)。
乙
四、计算题（共3小题，共38分）
13.自制儿童玩具的原理图如图所示，半径为R的圆盘固定在竖直杆上，圆盘的圆心为O点，圆盘平面与杆垂直。长为的轻绳一端固定在圆盘的边缘，另一端与质量为m的小球相连接。整个系统绕竖直杆匀速转动，小球到竖直杆的水平距离为2R，距离地面的竖直高度为2R。已知重力加速度为g，小球可视为质点。
(1)求该装置转动的角速度ω；
(2)若连接小球的轻绳突然断裂，求小球从抛出到落地的水平距离x。
14.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面的倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用。同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为2m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放A后，A沿斜面下滑的最大速度v，试求：
(1)A速度最大时弹簧弹力大小F；
(2)弹簧开始时弹性势能Ep；
(3)将B转移和A固定在一起，绳子直接连在弹簧上，用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，开始时整个系统处于静止状态；释放A后，当C离开地面前瞬间，求A的速度。
15.某同学探究平抛运动。
(1)如图甲所示，在调整轨道末端切线水平时，若将小球静置于轨道末端a处，小球会自动滚向b处，则轨道a端应向　　　(填“P”或“Q”)方向适当调整，直至小球静置于a处后处于静止状态。
(2)小球从轨道上E处由静止开始沿轨道下滑，用描迹法在背景为方格的纸上描下小球球心在纸上的投影点A、B、C，Oy为重垂线方向，如图乙所示。已知纸上最小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球从A点运动到B点所用的时间　　　　，小球经过B点时的速度大小　　　　。(均用g、L表示)
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】BC
9.【答案】AD
10.【答案】BC
三、实验题
11.【答案】(1)A；(2)周期t；(3)；(4)
【解析】(1)宇航员乘坐飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据密度公式和球体公式，可得月球的密度，联立解得月球的密度为，可知需要测量飞船绕月周期t，即需要选精确秒表一个，即测量所选用的器材为A。
(2)要测量的物理量是周期t。
(3)设月球半径为R，月球质量为M，飞船质量m，飞船绕月运行周期为t，飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，则有万有引力提供向心力，月球密度，联立解得密度；
(4)平抛运动规律可知，从A到B，水平方向上做匀速直线运动，根据匀速直线运动位移公式有，解得初速度，平抛运动规律可知，竖直方向上做自由落体运动，根据匀变速直线运动的位移差公式，有，解得月球上的重力加速度。
12.【答案】(1)BC　(2)2.0　2(2.8)
【解析】(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，知两小球在空中运动的时间相等，a小球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同，但不能说明a小球水平方向的分运动是匀速直线运动。
(2)A点的横坐标为20 cm，纵坐标为5 cm，C点的横坐标为60 cm，纵坐标为45 cm，根据Δy＝gT2得，T＝＝ s＝0.1 s，则平抛运动的初速度v0＝＝ m/s＝2.0 m/s；B点竖直方向上的分速度vy＝g·2T＝10×2×0.1 m/s＝2.0 m/s，则B点的瞬时速度vB＝＝ m/s＝2 m/s＝2.8 m/s。
四、计算题
13.【答案】(1)；(2)
【解析】(1)根据题意，设轻绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可得，，由牛顿第二定律有，，解得，
(2)小球的轻绳断裂时，小球的速度为，，竖直方向有，，水平方向有，，联立解得，
14.【答案】(1)0；(2)；(3)
【解析】(1)由分析可知，A速度最大时，加速度为零，设AB之间的绳的拉力为，对A受力分析有
此时B的加速度也为零，C恰好离开地面，BC间弹簧处于拉伸状态，对B受力分析有
联立上式，代入数据得
(2)开始时，对B受力分析有
由胡克定律
由上式可知，弹簧弹力和形变量成正比例
则可知弹性势能和形变量之间关系满足
联立上式解得
(2)当C离开地面前瞬间，C的速度为零，设从静止到当C离开地面前瞬间AB下滑的距离为，同时弹簧的形变量也为，对ABC和弹簧组成的系统，由机械能守恒可知
对C离开地面前瞬间受力分析
联立上式得
15.【答案】(1)Q；(2)
【解析】(1)当小球置于轨道末端a处自动滚向b处，说明a端偏高，轨道末端不水平。将轨道a端向Q方向调整，可适当降低a端的高度，使轨道末端水平，小球保持静止。
(2)竖直方向根据匀变速直线运动的位移差公式，可知，解得小球从A点运动到B点所用的时间，小球水平方向做匀速直线运动，根据水平位移可得小球离开a处时的速度大小，根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得小球通过B点时，在竖直方向上的分速度大小为，根据速度的合成，解得小球经过B点时的速度。