辽宁省鞍山市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

辽宁省鞍山市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷
一、单选题
1．关于运动和力，下列说法正确的是（　　）
A．物体受到的力不为恒力，物体一定做曲线运动
B．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变
C．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变
D．当物体受到与初速度方向不在同一条直线的合力作用时，物体一定做曲线运动
2．如图为直升飞机吊装全地形车的情景，飞机水平匀速飞行的同时把全地形车往上提升，让全地形车竖直向上做匀加速直线运动。若以全地形车刚开始向上运动的位置为坐标原点，竖直向上为y轴正方向，飞机飞行方向为x轴正方向，则全地形车的运动轨迹为（　　）
A．B．C． D．
3．我国北斗卫星导航系统（BDS）可以为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。A、B为“北斗”系统中的两颗卫星，这两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动。A、B两颗卫星在轨运行周期之比为k，则A、B两颗卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积之比为（ ）
A．k B． C． D．
4．2024年第11号台风“摩羯”于9月6日在海南文昌登陆，登陆时中心附近最大风力有17级以上，造成具大破坏．已知11级台风的风速范围为，17级台风的风速范围为．若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则17级台风对该标志牌的作用力大小约为11级台风的（ ）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍
5．如图所示，楔形木块固定在水平面上，光滑斜面与水平面的夹角为60°，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，与均足够长。长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳放置于上，其上端与B齐平。质量为2m的物块通过一根不计质量的细线与软绳上端相连，并放置于上，物块由静止释放后沿下滑（重力加速度为g），直到软绳刚好离开完全进入，在此过程中（　　）
A．物块和软绳组成的系统机械能守恒
B．软绳的重力势能减少
C．物块的重力势能减少
D．软绳克服摩擦力做的功等于软绳的机械能减少量
6．2024年9月24日，我国全球首个医学遥感卫星（珞珈四号01星）成功发射，卫星在离地面约的高度绕地球做匀速圆周运动；2022年4月15日，我国新一代地球同步轨道通信卫星（中星卫星）成功发射，卫星在离地面约的高度绕地球做匀速圆周运动；地球赤道上有一物体。关于赤道上物体、珞珈四号01星、中星卫星，下列说法正确的是（ ）
A．赤道上物体的线速度最大
B．赤道上物体的周期小于中星卫星的周期
C．珞珈四号01星的角速度小于中星6D卫星的角速度
D．珞珈四号01星的向心加速度大于中星卫星的向心加速度
7．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5 m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别为0.1 kg和0.2 kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0 s，两球之间的距离为x = 2.7 m，则说法正确的是（　　）
A．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同
B．刚分离时，甲球的速度大小为0.1 m/s，方向水平向左
C．刚分离时，乙球的速度大小为0.3 m/s
D．爆炸过程中释放的能量为0.27 J
二、多选题
8．水车是中国最古老的农业灌溉工具，是珍贵的历史文化遗产。水车的简易模型如图所示，水流自水平放置的水管流出，水流轨迹与水车车轮的边缘相切，可使车轮持续转动，切点与所在车轮横截面的圆心的连线与水平方向的夹角为。若水管出水口处水流的速度大小为，车轮半径，不计空气阻力，重力加速度大小取0.8，水流到达车轮边缘时的速度与车轮边缘切点的线速度相同，则下列说法正确的是（　　）
A．水管出水口距轮轴的水平距离为
B．水管出水口距轮轴的竖直距离为
C．车轮的角速度是
D．从出水口到车轮边缘的过程中，水流速度变化量的大小为
9．我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道I上运动，经过点启动变轨发动机切换到圆轨道II上运动，经过一段时间后，再次经过点时启动变轨发动机切换到圆轨道III上运动。轨道上的三点与火星中心位于同一直线上，两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且（R为火星的半径）。着陆器在轨道I、Ⅱ、III上经过点的速度分别为，在轨道Ⅱ上的运行周期为，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．
B．火星的密度为
C．着陆器变轨前在轨道I上运动时，经过点的加速度为
D．着陆器在轨道Ⅱ上经过点的机械能小于轨道III上经过点的机械能
10．中国目前拥有世界上最完善的高铁系统，高铁是中国科技发展的一张世界名片。假设有一动车组由四节车厢连接而成，每节车厢的质量均为、阻力均恒为，其中第一节和第四节为动力车厢，功率均恒为P，重力加速度为g。该动车组由静止开始恒定功率启动，下列说法正确的是（　　）
A．该动车组的最大行驶速度为
B．由静止到最大速度过程的平均速度为
C．该动车组速度达到最大时，第二、三两节车厢之间的作用力大小为
D．当速度为最大值的一半时，动车组运行的加速度大小为
11．某学习小组采用如图所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、。
（2）接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，则应将导轨右端 （选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门的 ，说明气垫导轨已经调节水平。
（3）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、。
（4）已知两挡光片的宽度相同，在实验误差允许的范围内，若等式 （用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒；若表达式 （仅用t1、t2和t3表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
四、实验题
12．如图甲所示的装置叫作阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示，已知重力加速度为g。
（1）实验时，该同学进行了如下搰作：
①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出 （填“A的上表面”“A的下表面”或“遮光片中心”）到光电门中心的竖直距离h及遮光片的宽度d；
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）由静止开始运动，光电门记录挡光片遮光的时间为 t；
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为 ；
（3）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间的定量关系是 ，m不断增大时，a会趋于 。
五、解答题
13．图甲是传统儿童玩具拨浪鼓，图乙是其结构示意图，在圆形鼓的直径两端系两根轻绳，轻绳下端连着两个相同的小球。鼓的半径为r，轻绳长度为r，小球的质量为m，重力加速度为g，当手柄竖直时，匀速转动手柄，轻绳与竖直方向的夹角为30°。不计空气阻力，求：
(1)轻绳对球的拉力大小。
(2)波浪鼓转动的角速度大小。
14．北京时间2024年7月31日，在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中，中国选手邓雅文夺得金牌。这也是中国运动员第一次参加奥运会自由式小轮车项目。其部分场地可以简化为如图所示的模型，平台A左右弧面对称，右侧为半径的部分圆弧面，圆心角满足，平台B为的圆弧面，半径，邓雅文以一定的初速度从平台的左下端冲向平台A，从M点腾空后沿切线从N点进入赛道，再经过一段水平骑行从Q点进入平台B，恰好到达平台B的上端边缘，平台A上端MN间的距离为2.4m，邓雅文和独轮车总质量为75kg，运动过程中可视为质点，整个过程邓雅文只在PQ段进行了骑行做功，不计一切阻力，重力加速度取，求：
(1)邓雅文和独轮车到达Q点时赛道给独轮车的支持力大小；
(2)邓雅文和独轮车在MN段腾空最高处的速度；
(3)邓雅文在PQ段骑行过程中所做的功。
15．足够长的光滑水平面右侧有一固定的竖直挡板。物块A、B用一细线连接，二者之间压缩着一段轻弹簧（弹性限度内），弹簧与物块A拴接，但与物块B不栓接。烧断细线，物块A、B向两侧弹开，当弹簧恢复原长后，物块A、B将在水平面上分别向左、向右做匀速运动，直至物块B撞上右侧的竖直挡板被反弹，每次碰撞挡板后，物块B的动能都变为碰撞前的81%。物块A的质量为4kg，物块B的质量为1kg。弹簧第一次恢复原长时，物块A的速度为5m/s。物块B反弹后追上物块A时，挤压弹簧并再次被弹开。反复几次，直至不再追上物块A，求：
（1）烧断细线前，弹簧的弹性势能；
（2）物块B第一次被反弹后，追上物块A后弹簧弹性势能最大时，物块A的速度大小；
（3）物块B第二次被反弹后，试计算物块B能否追上物块A。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C B B D B BD ABC AD
11． 调高 时间相等
【详解】（2）同一滑块通过两个光电门，由知，时间长的速度小，可知滑块做加速运动，导轨右端应调高一点，直至两个计时器显示的时间相等，即说明滑块做匀速直线运动，导轨已调成水平。
（4）滑块碰前速度，碰后速度，滑块碰后速度，在实验误差允许的范围内，若碰撞前后动量守恒，即，联立以上可得；若碰撞过程中机械能守恒，需满足，整理得，联立解得，故成立，说明滑块、碰撞过程中机械能和动量均守恒。
12． 遮光片中心
【详解】（1）①[1]实验时，因测量出的速度可视为挡光片中心的速度，所以测量出遮光片中心到光电门中心的竖直距离h。
（2）[2]重物A经过光电门时的速度为
如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为
（3）[3][4]根据牛顿第二定律可知
解得a与m之间的定量关系是
当m增大时，式子的分母趋近于1，则a的值会趋于重力加速度g。
13．(1)
(2)
【详解】（1）对球进行受力分析，在竖直方向上
解得绳子的拉力
（2）在水平方向上，根据牛顿第二定律
可得波浪鼓转动的角速度
14．(1)2250N
(2)3m/s
(3)562.5J
【详解】（1）由于运动员恰好到达平台B的上端边缘，根据机械能守恒
根据牛顿第二定律
联立解得支持力大小
（2）运动员从M点做斜抛运动，设初速度为v，则
解得
因此在最高点的速度
（3）从M到Q的过程中，根据动能定理
解得
15．（1）；（2）；（3）不能，见解析
【详解】（1）烧断细线，物块A、B向两侧弹开，物块A、B动量守恒，则
解得
根据能量守恒，烧断细线前，弹簧的弹性势能
（2）物块B第一次被反弹后，物块B的动能都变为碰撞前的81%，则
解得
物块B第一次被反弹后，追上物块A后弹簧弹性势能最大时，物块A、B共速，根据动量守恒可得
解得物块A的速度大小为
（3）设物块A、B第二次被弹簧向两侧弹开时速度为、，根据动量守恒以及机械能守恒可得
解得
，
由于第二次被弹簧向两侧弹开时物块A的速度大小大于物块B的速度大小，物块B第二次被反弹后，物块B不能追上物块A。