内蒙古自治区乌海市第一中学2023-2024学年高一下学期期末物理试题

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乌海市第一中学2023-2024学年第二学期期末考试
高一物理试题
命题人：强彦泽；
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共7小题，总分28分，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法中正确的是 ( )
A.滑动摩擦力与物体间相对运动方向相反，所以滑动摩擦力总是对物体做负功
B.某物体的动能不变，其动量一定不变
C.物体所受合力的冲量为零时，合力做功一定为零
D.作用力和反作用力总是等大反向，因此一对作用力和反作用力做功时总是一正一负
2.已知一个电子所带电量 e=1.6×10⁻¹⁹C,，现乌海市第一中学有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个? ( )
A. 0.03C B.1.6×10⁻¹⁸C C. 4.8C D.4.0×10⁻¹⁹C
3. 周末放假，质量为40kg的小张同学背着2kg的书包，在40s内由地面匀速走到10m高的四楼才到家，重力加速度大小g取10m/s²，则该同学在登楼的整个过程中 ( )
A.该同学克服自身重力做功的平均功率为100W
B. 该同学对书包做功为4000J
C. 该同学增加的重力势能为6000J
D.楼梯对该同学的支持力做正功
4.如图所示，在光滑水平面上有一静止的质量为M的小车，用长为L的细线系一质量为 m的小球，将小球拉至水平位置，球放开时小车与小球保持静止状态，松手后让小球下落，在最低点与固定在小车上的油泥相撞并粘在一起，则 ( )
A.小球下摆过程与小车组成的系统动量守恒
B.小球与油泥相撞后都静止
C.小球下摆过程小车的运动距离为 MLm+M
D.小球下摆过程小球的运动距离为 mLm+M
5.台风的破坏作用巨大，超强的风力能够摧毁建筑、树木等。台风外围的风力相对较小，某人站在台风外围某处时垂直于风速方向的受力面积为S，风速沿水平方向、大小为 v，空气密度为ρ，若风吹到人身上后速度减为零，人站在风中不动，则地面对人的摩擦力大小为( )
A. pv³S B. ρv²S C.ρv2S D.ρv3S
6.电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站。若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接36000km高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重。太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态。则( )
A.地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力
B.配重绕地球运动的线速度等于同步轨道空间站的线速度
C.若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动
D.若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态
7.如图，一带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，一可视为质点、质量为m的小球以速度v₀从小车的左端水平滑上小车，与小车作用后从小车左端竖直掉下。已知圆弧轨道的半径足够大，重力加速度大小为g。下列说法正确的是 ( )
A.小球在小车上能上升的最大高度为 v024g
B. 小车的最终速度大小为0.5v₀
C.小车对小球做的功为 12mv02
D.小球和小车组成的系统动量守恒、机械能守恒
二、多项选择题：本题共3小题，总分18分，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，引力常量为G，下列说法正确的是 ( )
A.两颗中子星转动的周期均为n(s)
第1页, 共3页 2023-2024 学年第二学期期末考试高一物理试题 B.两颗中子星转动时所需向心力的大小之比等于1：1
C.两颗中子星的转动半径之比等于它们质量的反比
D.两颗中子星的质量之和为 4π2n2r3G
9.如图所示，A、B、C、D四个大小相同的小球并排放置在光滑的水平面上，A、B、C 球质量为2m，D 球质量为 m。A 球以速度 v向B 球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后( )
A.2个小球静止，2个小球运动
B.1个小球静止，3个小球运动
C. B 球速度为V₃
D. C 球速度为V₃
10.蹦极是一项极限运动，某人身系原长为30m的弹性绳自P点无初速度落下，其运动轨迹为图中的虚线，人在最低点Q时的动能恰好与弹性绳的弹性势能相等。已知人的质量为75kg，OP=30m，OQ=40m，弹性绳(满足胡克定律)具有的弹性势能 Ep=12kx2,式中 k为弹性绳的劲度系数，x为弹性绳的形变量，不计空气阻力及弹性绳的质量，人可视为质点，取重力加速度大小 g=10m/s²,下列说法正确的是 ( )
A. 人在 Q点时的速度大小为20m/s
B. 人在 Q点时的加速度大小为30m/s²
C. 弹性绳的劲度系数为150N/m
D. 弹性绳中的最大弹力为1500N
第Ⅱ卷
三.填空题(本题共15 分)
11.(7分)某实验小组利用图甲所示的装置，验证槽码和滑块(包括遮光条)组成的系统机械能守恒。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量M，槽码和挂钩的总质量 m。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上，细线平行于气垫导轨，滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间分别为△t₁和△t₂，测出遮光条的宽度d.已知当地的重力加速度为g。
(1)打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块(不系绳子)在短时间内保持静止或者匀速运动，该操作的目的是 (2分)
(2)本实验中 (填“需要”或“不需要”)槽码和挂钩的总质量远小于遮光条和滑块的总质量；(2分)
(3)保持光电门1的位置不变，移动光电门2，并测出光电门1和光电门2之间的距离s，让滑块每次从相同的位置释放，多次实验，记录多组数据，作出 1Δt22随s变化的图像如图乙所示，若在误差允许的范围内，可以验证系统的机械能守恒，则该图线的斜率k= (3分)
12.(本题8分，每空2分)甲、乙两个学习小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的装置来验证动量守恒定律。
(1)两组实验中，质量为m₁的入射小球A和质量为m₂的被碰小球B的质量关系是m₁ m₂。(选填“大于” “等于”或“小于”)
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的投影，实验时，先让入射小球A多次从斜轨上同一位置S静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP。然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球A 从斜轨上S位置静止释放，与小球B 相碰，并多次重复本操作，接下来要完成的必要步骤是 。(填序号)
A. 用天平测量入射小球A、被碰小球B的质量m₁、m₂
B.测量小球A开始释放的高度 h
C.测量抛出点距地面的高度 H
D.分别通过画最小的圆找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛水平射程OM、ON第2页, 共3页 2023-2024 学年第二学期期末考试高一物理试题 (3)用刻度尺测量发现OM：OP：ON=1：5：6，若碰撞过程中动量守恒，则小球A与小球B的质量之比为 。
(4)图乙中，若两球相碰前后的动量守恒，系统动量守恒的表达式可表示为 。(填序号)
A.m1B'P=m1B'M+m2B'N B.m1B'P2=m1B'M2+m2B'N2 C.m1B'P=m1B'M+m2B'N
四.解答题(本题有3个小题，共39分)
13.(12分)如图所示，小球A、B质量均为m、带等量正电荷，用长均为L的 a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态，已知细线a和b中的拉力大小相等，重力加速度为g，静电力常量为k， sin53°=0.8,cs53°=0.6。
(1) 求小球A的带电量 Q;
(2)若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力 F₁、F₂，且两力从0开始缓慢增大。求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中 F₂所做的功 W。
14.(12分)如图甲所示，质量分别是2m、m的两物块A、B用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。t=0时，物块C以速度v₀向右运动，t₀时刻与物块A 相碰并立即(作用时间极短、可忽略)与物块A粘在一起不再分离。在 0∼3t₀时间内，物块C的v-t图像如图乙所示，求:
(1)物块C的质量;
(2)离开墙壁后，物块B的最大速度。
15. (15分) 如图所示, 水平轨道AB长度 L₁=1m,左端连接半径为R=0.5m的光滑 14圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量 m=1kg的物块(可视为质点)，从圆弧上方距AB平面h高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为 μ₁=0.2、μ₂=0.4,BC长度 L₂=2m,重力加速度. g=10m/s²,不计空气阻力。
(1) 求 h的大小;
(2)求物块第一次经过圆弧轨道最低点 A时对轨道的压力 F；
(3)如果传送带以速度 v=3m/s逆时针转动，那么物块最后停止的位置到A点的距离x。
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