安徽省淮北市第一中学2024-2025学年高一下学期期末测试物理试卷（含解析）

安徽省淮北市第一中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷
一、单选题
1．如图所示，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢抽出纸条，杯子会滑落；若快速抽出纸条，杯子没有滑落（两次实验杯子均相对纸条滑动）。对于这个实验，下列说法正确的是（　　）
A．缓慢抽出时，杯子滑落是因为杯子惯性小的缘故
B．快速抽出时，杯子没有滑落是因为杯子惯性大的缘故
C．缓慢抽出过程中，杯子滑落是因为摩擦力对杯子的冲量较大
D．快速抽出过程中，杯子没有滑落是因为摩擦力对杯子的冲量较大
2．如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽A点相切进入槽内，则以下结论中正确的是（　　）
A．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
B．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
C．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒
D．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒
3．有一种地下铁路，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。已知坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨间的摩擦力为Ff，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0。车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是（　　）
A． B． C． D．
4．2024年6月6日，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接。该次对接过程简化为如图所示，轨道器和返回器组合体（以下简称组合体）绕月球做半径为3R的匀速圆周运动，上升器从椭圆轨道的近月点B（近似为月球表面处）运行半个周期，到椭圆轨道的远月点A时，恰好与组合体实现对接，之后两者一起沿组合体原有轨道运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，则下列说法正确的是（　　）
A．组合体的运行周期为
B．上升器对接后机械能减小
C．上升器在椭圆轨道上的运行速率均小于对接后的运行速率
D．上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为
5．如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬挂一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则绳长至少为（不计人的身高，可以把人看作质点）（　　）
A．20m B．30m C．40m D．60m
6．如图所示，在同一竖直平面内，将同一个小球从高度不同的两点a、b处分别以初速度和沿水平方向抛出，经过时间和后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，则小球落地瞬间重力的瞬时功率分别记为，，平抛过程中重力的平均功率分别记为、，下列关系式中正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意象。当雨滴竖直下落的速度为v时，将一圆柱形量杯置于雨中，测得时间t内杯中水面上升的高度为h。为估算雨打芭蕉产生的压强p，假设芭蕉叶呈水平状，雨滴落在芭蕉叶上不反弹，不计雨滴重力的影响。已知水的密度为ρ，则p为（　　）
A． B． C． D．
8．质量为m的矩形木板ae，放在光滑水平面上，b、c、d是ae的4等分点。质量为M的物块以一定的初速度从a点水平滑上粗糙木板，物块的宽度不计，且，经过一段时间物块停在木板上。若上图是物块刚滑上木板时的物块与板的位置状态，下图是物块刚与木板达到共同速度时的位置，下列示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．如图所示是一辆做直线运动的小车从A点运动到B点的过程中牵引力F与速度v关系图像，该图像是反比例函数图像的一支，C为A、B间一点。已知整个过程小车所受的阻力大小恒为4N，小车运动到B点时恰好开始做匀速直线运动，则（　　）
A．小车从A点到B点，牵引力的功率增大 B．图中两阴影部分的面积
C．小车在C点的牵引力功率为32W D．图中FB=4N，vA=2m/s
10．圆锥摆是我们在研究生活中的圆周运动时常遇到的一类物理模型。如图所示，质量相同的1、2两个小摆球（均可视为质点）用长度相等的细线拴在同一悬点，组成具有相同摆长和不同摆角的圆锥摆，若两个小摆球均在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力。则（　　）
A．两个小摆球的向心力大小相等
B．小摆球1的线速度小于小摆球2的线速度
C．细线对球1的拉力大于细线对球2的拉力
D．小摆球1的角速度小于小摆球2的角速度
11．2017 年10月 16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在。1974年拉塞尔赫尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯——泰勒脉冲双星，这双星系统在互相公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据。上述叙述中，若不考虑赫尔斯——泰勒脉冲双星质量的变化，则下列关于赫尔斯——泰勒脉冲双星的说法正确的是（　　）
A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变
B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小
C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但半径的比值保持不变
D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量
12．如图所示，质量均为m的物体A、B之间用竖直轻质弹簧连接且A静止于水平地面上，一条绕过轻滑轮且不可伸长的轻绳，一端连着物体B，另一端连着物体C，物体C套在光滑的竖直固定杆上。现用手托住物体C使其静止于M点，轻绳刚好水平伸直但无弹力作用，滑轮与杆之间的水平距离为4L，物体B与滑轮之间的轻绳始终竖直。从静止释放物体C后，C沿竖直杆向下运动，物体C沿杆运动到的最低点为N点，此时物体A恰好未离开地面，物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为37°，物体C可视为质点，重力加速度大小为g，轻绳所受重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，物体B始终未与滑轮碰撞，弹簧始终在弹性限度内，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）
A．物体C的质量为
B．弹簧的劲度系数为
C．物体C从M点下滑到N点的整个过程中，物体B、C构成的系统机械能一直守恒
D．物体C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为30°时，物体B、C的速率之比为1∶2
三、实验题
13．如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______。
A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
(2)图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度ν和下落高度h而绘制出的v2—h图线。图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是：
(3)某同学正确操作后得到一条如图丙所示的纸带，O点为打下的第一个点， A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为 50Hz，重物的质量m=0.5kg，当地的重力加速度大小g=9.8m/s2，从打O点到打C点，重物重力势能的减少量△Ep= J，动能的增加量△Ek= J。（结果均保留三位有效数字）
14．如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
(1)关于本实验，下列做法正确的两项是______（填选项前的字母）。
A．实验前，调节装置，使斜槽末端水平
B．选用两个半径不同的小球进行实验
C．用质量大的小球碰撞质量小的小球
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球 从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点）。
分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式 成立，即可验证碰撞前后动量守恒。
(3)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A'，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和M，弦长AB =l1、A'B=l2、CD=l3。推导说明，m、M、l1、l2、l3满足 关系即可验证碰撞前后动量守恒。
四、解答题
15．如图所示，现有一游戏滑道模拟装置固定在地面上，该装置竖直放置，由AB、BC、CD三部分组成，AB与BC两轨道平滑连接，CD为半圆内壁光滑弯管轨道。现将小球从光滑轨道AB上的P点静止释放，其下滑到最低点后经过水平轨道BC从C点进入半圆弯管轨道，小球通过弯管后从D点抛出，恰好落在B点。已知小球质量m=1kg，水平轨道BC长度L=1.6m，弯管半径R=0.4m，重力加速度（小球可看成质点，半圆弯管内径略大于小球直径）求：
(1)小球运动到D点时对管壁的作用力F的大小和方向；
(2)小球运动到C点时的速度大小；（结果用根式表示）
(3)若P点距水平轨道BC的竖直高度H=6.4m，则小球通过BC段时克服阻力做功Wf是多少？
16．如图所示，静置于水平地面上的质量为M=100g的木板左端是一半径为R=10m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道右端B与木板上表面水平相连。质量为m1=80g的木块置于木板最右端A处。一颗质量为m2=20g的子弹以大小为v0 =100m/s 的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出。已知子弹打进木块的时间极短，木板上表面水平部分长度为L=10m，木块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g。
(1)求子弹打进木块过程中系统损失的机械能；
(2)若木板固定，求木块刚滑上圆弧轨道时所受到的支持力FN的大小；
(3)若木板不固定，地面光滑，求木块上升的最大高度。
17．如图所示，长为L、质量为m的木板静止于光滑的水平面上，在木板上右端固定一竖直轻质弹性挡板，一质量也为m的小木块以初速度水平冲上木板，最后恰好不与挡板碰撞，已知重力加速度大小为。
（1）求小木块的最终速度大小v；
（2）若小木块以的速度水平冲上静止的木板，求最终小木块与挡板间的距离d；（木块与挡板碰撞时间极短）
（3）在（2）的条件下，求木块与木板相对静止前木板通过的位移大小。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B A D C A B CD BD
题号 11 12
答案 BC ABD
13．(1)D
(2)斜率表示2g
(3) 1.16 1.15
【详解】（1）A．实验目的是验证机械能守恒定律，计算速度利用匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，不能够通过v=gt计算出瞬时速度v，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故A错误；
B．结合上述可知，不能够通过计算出瞬时速度v，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故B错误；
C．结合上述，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，重物下降高度应利用刻度尺测量，不能够通过计算得出高度h，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故C错误；
D．结合上述可知，用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确。
故选D。
（2）用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度ν和下落高度h，根据速度与位移的关系有
结合图像可知，图像斜率
即此直线斜率的物理含义是斜率表示2g。
（3）[1]从打O点到打C点，重物重力势能的减少量
[2]匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打C点时的速度
则重物增加的动能
14．(1)AC
(2)
(3)
【详解】（1）A．为了使小球飞出斜槽后速度方向水平，实验前，应调节装置，使斜槽末端水平，故A正确；
B．为了使两个小球做对心正碰，实验中应选用两个半径相同的小球进行实验，故B错误；
C．为了避免入射小球碰撞后发生反弹，实验中应用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。
故选AC。
（2）小球做平抛运动，则有，，，
根据动量守恒定律有
解得
（3）令OA、、OD与竖直方向的夹角分别为、、，轻绳长为L，根据余弦定理有，，
根据动能定理有，，
根据动量守恒定律有
解得
15．(1)30N，竖直向上
(2)
(3)48J
【详解】（1）小球从D点飞出做平抛运动，则有，
解得
在D点，根据牛顿第二定律有
解得
方向竖直向下，根据牛顿第三定律可知
方向竖直向上。
（2）小球从C运动到D过程，根据动能定理有
解得
（3）小球从P点运动到C点过程，根据动能定理有
解得
16．(1)80J
(2)4N
(3)5m
【详解】（1）子弹打进木块的时间极短，根据动量守恒定律有
子弹打进木块过程中系统损失的机械能
解得E=80J
（2）若木板固定，木块运动到刚滑上圆弧轨道过程，根据动能定理有
木块刚滑上圆弧轨道时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）若木板不固定，地面光滑，对木块与木板构成的系统，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得h=5m
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小木块恰好不与挡板碰撞，根据动量守恒定律有
解得
对系统，由能量守恒定律有
解得
若小木块以的速度水平冲上静止的木板，对系统，根据动量守恒定律有
解得
对系统，根据能量守恒定律有
解得
则有
（3）设木块与挡板碰撞前瞬间木块速度大小为，木板速度大小为，则有
，
解得
，
由于两者质量相等，碰撞后速度交换，即有
，
碰撞前木板做加速度大小为的匀加速直线运动，碰撞后木板做加速度大小为的匀减速直线运动，则有