2024-2025学年内蒙古通辽市高一（下）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年内蒙古通辽市高一（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. 通过亲自对行星运动的长时间观测，开普勒总结得出了行星运动的三大定律
B. 牛顿发现了万有引力定律，并准确的测出了引力常量的数值
C. 月地检验需要验证月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
D. 笛卡尔把自己的实验说成是“称量地球的重量”
2.下列说法正确的是（）
A. 作用在静止物体上的力的冲量一定为零
B. 论证图像中图线与横轴围成的面积表示F做的功采用了等效的思想
C. 根据，可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. 物体的动量发生改变，则合外力一定对物体做了功
3.如图所示，质量m=0.5kg的小球从离桌面高h1=1.2m处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能为（　　）
A. 0 B. 4J C. 6J D. 10J
4.质量为60kg的建筑工人，不慎从高空落下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s,安全带长5m,取g=10m/s2,安全带所受的平均冲力的大小是（ ）
A. 100N B. 500N C. 1100N D. 1200N
5.如图所示,一根轻质细杆的两端分别固定着、B两个质量均为m的小球, O点是一固定的光滑水平轴, 已知AO=L, BO=2L, 重力加速度为g。使细杆从水平位置由静止开始绕O点转动,转到O点正下方的过程中,B球的速度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，一质量为的滑块静置在光滑水平面上，其曲面为光滑的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为2m的小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块（未从最高点冲出），到达某一高度后，小球又返回滑块的左端，重力加速度为。则下列说法正确的是（　 　）
A. 滑块与小球组成的系统动量守恒
B. 小球沿曲面上升的最大高度为
C. 小球运动至最高点时，滑块的速度大小为0
D. 小球返回滑块的左端以后将向左做平抛运动
7.如图，质量分别为2m、2m、m的物体A、B、C，由跨过轻质定滑轮的足够长轻绳连接，劲度系数为k的足够长轻弹簧下端固定在斜面上，上端和物体C连接，斜面的倾角为θ=30°。初始时，系统处于静止状态，已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦。现在剪断AB之间的轻绳，对剪断后B上升、C下滑的过程，下列说法正确的是（　　）
A. 剪断轻绳瞬间，物体B的加速度大小为g B. 物体C下滑到最低点时的加速度大小为g
C. 物体B能上升的最大高度为 D. 物体C能下滑的最大距离为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.将一初动能为E的物体（可视为质点）竖直上抛，物体回到出发点时，动能为，取出发点位置的重力势能为零，整个运动过程可认为空气阻力大小恒定，则该物体动能与重力势能相等时，其动能为（　　）
A. B. C. D.
9.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　）
A. 向心加速度大小之比为16：1 B. 角速度大小之比为2：1
C. 周期之比为1：8 D. 轨道半径之比为1：2
10.木块长为，静止在光滑的水平桌面上，有、两颗规格不同的子弹以相反的速度、同时射向木块，、在木块中嵌入的深度分别为、，且，，木块一直保持静止，如图所示，则由此可判断子弹、在射入前（ ）
A. B. 子弹的动能等于子弹的动能
C. 子弹的动量大小大于子弹的动量大小 D. 子弹的动量大小等于子弹的动量大小
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为m1的小球从凹形槽顶端由静止开始滑下，又经过O点水平抛出落在斜面上。再把质量为m2的小球放在水平面O点，让小球m1仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球m2碰撞后，两小球直接落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹。其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为LM、LP、LN，凹形槽顶端距离桌面高度为h，桌面距地面高度为H，斜面总长度为L。
(1)为了减小实验误差，无用的操作是：_____。
A．减小凹形槽摩擦 B．使用大小相同的两个小球
C．多次测量落点位置取平均值
(2)在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用题目中的物理量表示）
(3)现测量出两个小球质量比，若还测出LN=________LP（用k表示），则可证明两球间的碰撞是弹性的。
12.某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下：
①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度；
②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离；
③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间，此过程砂桶没有触地；
④用天平测出滑块和遮光条的总质量，砂和砂桶的总质量；
⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组和的数据。
(1)本实验_______（选填“需要”或“不需要”）满足的条件。
(2)已知当地的重力加速度为，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为_______；系统的重力势能减少量为_______。（用题中所给物理量的字母表示）
(3)作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率的理论值为_____________（用题中所给物理量的字母表示）。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.我国新能源汽车发展迅猛，常州已成为新能源之都。质量为m=1500kg的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a=2m/s2启动，其v-t图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P=60kW，汽车所受阻力大小恒为f=2000N。求：
(1)汽车匀加速的最大速度v1及所用时间t1
(2)若t2=27s，求：汽车在t1~t2时间走过的路程s
14.如图所示，质量的小球与固定在点的不可伸长的轻绳相连，绳子最大拉力为。小球在水平面内做匀速圆周运动，使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角为时，轻绳恰好断裂，然后小球落地。已知点距离地面的竖直高度，轻绳长度，不计空气阻力及绳断时的能量损失，取重力加速度大小，，。求
绳子恰好断裂时小球的线速度的大小
小球落地时重力的瞬时功率
点与小球落地点之间的水平距离。
15.如图所示，质量为M=4.0kg的平板小车静正在光滑；的水平面上，当t=0时，两个质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s、方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与车间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，求：
（1）A、B在车上都停止滑动时车的速度；
（2）A在车上刚停止滑动时，A的速度大小；
（3）B与车相对滑动的时间.
1.【答案】
【解析】解：A、开普勒在他的导师第谷长时间对行星运动观测的基础上，归纳总结出行星运动的三大定律，故A错误；
BD、牛顿总结出万有引力定律，卡文迪什在实验中测出了万有引力常量，并由此计算出地球的质量，卡文迪什被誉为第一个称量地球的人，故B错误，D正确；
C、“月—地检验”通过验证月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的，从而证实地面上的物体所受地球的引力，月球所受地球的引力是同种性质的力，月—地检验为万有引力定律成立提供事实依据，故C正确。
故选：C。
根据物理学史和常识进行解答，记住著名物理学家的物理学贡献即可。
本题考查物理学史，对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆，重视积累。
2.【答案】
【解析】A．根据I=Ft，可知作用在静止物体上的力的冲量不一定为零，冲量与物体运动状态无关，选项A错误；
B．论证 图像中图线与横轴围成的面积表示F做的功采用了微元的思想，选项B错误；
C．根据 ，可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，选项C正确；
D．物体的动量发生改变，可能时速度大小不变，方向发生了变化，动能不一定变化，即合外力不一定对物体做了功，选项D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题比较简单，只考查机械能和重力势能的概念，解题的关键要正确理解公式Ep=mgh中h的含义知道重力势能的大小与选取的零势能面有关即可解题。
【解答】
小球只受重力作用，机械能守恒，小球经过桌面时的机械能等于初始在A点的重力势能为==10J
故选D。
4.【答案】
【解析】【分析】
安全带被拉直前，工人做自由落体运动，根据运动学公式求出安全带被拉直瞬间工人的速度，设安全带的平均作用力为F，选向上方向为正，由动量定理即可求出安全带对工人的平均拉力，结合牛顿第三定律从而得到安全带所受的平均冲力的大小。
本题考查动量定理的应用，在应用动量定理解题时，一定要明确各物理量的方向性。本题也可以对整个过程，运用动量定理求解。
【解答】
工人下落过程为自由落体运动，安全带被拉直瞬间工人的速度为，
取人为研究对象，在人和安全带相互作用的过程中，人受到重力mg和安全带的拉力F，取向上方向为正，由动量定理得：Ft-mgt=0-（-mv0）
解得：F=mg+=60×10N+N=1100N，由牛顿第三定律可知安全带所受的平均冲力的大小是1100N，故C正确，ABD错误。
5.【答案】
【解析】 对两球组成的系统，在两球转动过程中只有重力对系统做功，两球组成的系统机械能守恒，
设B球到达最低点时的速度大小为vB，此时A球的速度大小为vA，
以杆水平时所在平面为重力的零势能面，由机械能守恒定律得：
+mgL-mg×2L=0
转动过程两球的角速度ω大小时刻相等，则vA=ωL，vB=ω×2L
解得：vB=，B正确。
6.【答案】
【解析】A．滑块与小球组成的系统水平方向受合外力为零，则只有水平方向动量守恒，选项A错误；
BC．小球沿曲面上升到最大高度时满足 ，
解得小球上升的最大高度为
滑块的速度大小为
选项B正确，C错误；
D．小球返回滑块的左端时由动量守恒和能量关系 ，
解得
则小球以后将向右做平抛运动，选项D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】A．BC系统初始静止，弹簧处于拉伸，根据平衡条件
解得
剪断AB之间的轻绳，对BC系统由牛顿第二定律
解得
故A错误；
B．剪断AB之间的绳子后，BC做简谐运动，根据对称性，C到最低点的加速度大小也为
故B错误；
CD．对BC系统，平衡时有
解得
则BC做简谐运动的振幅为
则B最大能上升
故C错误，D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】【分析】
根据功能关系得出空气阻力的表达式，结合能量守恒求解该物体动能与重力势能相等时，其动能的大小。
本题主要考查功能关系的运用，特别需要注意的是在上升和下降阶段，空气阻力都在做负功。
【解答】
设上升的最大高度为，根据功能关系
根据能量守恒可得
求得
求得
若在上升阶段离出发点H处动能和重力势能相等，由能量守恒
求得
若在下降阶段离出发点H 处动能和重力势能相等，由能量守恒
求得
故BC正确，AD错误。
9.【答案】
【解析】解：D、卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，根据动能公式有：Ek=mv2，所以变轨前后卫星速度大小之比为：v1：v2=2：1
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得：G=m，得r=，所以变轨前后卫星的轨道半径之比为r1：r2=1：4，故D错误；
A、由G=ma得a=，因为变轨前后卫星的轨道半径之比为r1：r2=1：4，则变轨前后卫星的加速度之比为a1：a2=16：1，故A正确；
B、由G=mω2r得ω=，因为变轨前后卫星的轨道半径之比为r1：r2=1：4，则变轨前后卫星的角速度之比为ω1：ω2=8：1，故B错误；
C、根据周期公式T=得变轨前后卫星的周期之比为T1：T2=ω2：ω1=1：8，故C正确。
故选：AC。
根据动能之比确定线速度大小之比；卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式，得到线速度、向心加速度、角速度、周期与轨道半径的关系，通过线速度之比得出轨道半径之比，从而得出向心加速度、角速度、周期之比。
解决本题的关键是根据万有引力提供向心力列方程，得到各个量的表达式，运用比例法进行解答。
10.【答案】
【解析】由题知，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析可知，两子弹对木块的推力大小相等，方向相反，两子弹在木块中运动时间必定相等，否则木块就会运动．设两子弹所受的阻力大小均为f，根据动能定理，对子弹A有-fdA＝0-EkA，得EkA＝fdA，对子弹B有-fdB＝0-EkB，得EkB＝fdB．由于dA＞dB，则EkA＞EkB，故B错误．两子弹和木块组成的系统动量守恒，因两子弹射入后系统的总动量为零，所以子弹A的初动量大小等于子弹B的初动量大小，故C错误，D正确．根据动量与动能的关系得，则有，而EkA＞EkB，可得mA＜mB，又mAvA＝mBvB，可得初速度vA＞vB，A正确．
11.【答案】
【解析】（1）A．每次只要保证小球 到达 点的速度保持相同即可，无须减小摩擦，故A错误；
B．小球大小相同是为了保证对心碰撞，减小实验误差，故B正确；
C．多次测量可以减小偶然误差，故C正确。
本题选择无用的，故选A。
（2）设斜面的倾角为 ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，位移大小为 ，由平抛运动的知识可知 ，
解得
所以平抛运动的速度 与位移的平方根 成正比。由碰撞规律可知， 点为小球 第一次的落点， 和 分别是第二次操作时 和 的落点。满足动量守恒的关系式应该是
即
（3）若两球间的碰撞是弹性的，则动能守恒
又
可得
则
即
所以，当 则可证明两球间的碰撞是弹性的。
12.【答案】
【解析】（1）本实验验证机械能守恒定律，不需要将砂和砂桶的总重力近似等于滑块的拉力，所以不需要满足 的条件。
（2）[1]遮光条通过光电门的时间很短，用平均速度近似等于瞬时速度，故遮光条通过光电门时的速度大小为
遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为
[2]系统的重力势能减少量为
（3）若满足机械能守恒定律，则有
整理可得
则图线斜率的理论值为
13.【答案】
【解析】详细解答和解析过程见【答案】

14.【答案】
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】
【解析】详细解答和解析过程见答案
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