河南省南阳市新未来联考2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份河南省南阳市新未来联考2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了答题前，先将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4、考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5、本卷主要考查内容∶必修第二册，选择性必修第一册第一章。
一、选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28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. 比冲是航天动力领域描述火箭引擎燃料利用效率的物理量，英文缩写为Isp，是每千克（kg）推进剂产生的冲量，比冲的单位可表示为（ ）
A N·sB. N/kgC. m/sD. kg·m/s
【答案】C
【解析】比冲定义为每千克推进剂产生的冲量，即
冲量 的单位为牛·秒（），质量 的单位为千克（），因此比冲的单位为 。 将牛顿 转换为基本单位
代入得 ，即单位为米每秒（）。
故选C。
2. 钱学森弹道能使导弹在飞行过程中突然改变速度、方向和高度，极大地增加了拦截难度。如图所示，运动到P点时，导弹所受的合力可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】做曲线运动的物体所受的合力方向指向轨迹的凹向，可知导弹运动到P点时，导弹所受的合力可能是。
故选D。
3. 如图所示，2024年8月22日长征七号运载火箭顺利将“中星4A”卫星发射升空，在运载火箭点火发射瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭与喷出气体的总机械能守恒B. 火箭与喷出气体的总动量不守恒
C. 在外太空的真空环境中也能通过类似原理调整轨道D. 火箭的推力是空气施加的
【答案】C
【解析】A．在运载火箭点火发射瞬间，火箭与喷出气体的总机械能增加，故A错误；
B．火箭与喷出气体的总动量守恒，故B错误；
CD．火箭的推力是由喷出的气体的反作用力施加的，所以在外太空的真空环境中也能通过类似原理调整轨道，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示，内壁光滑的竖直圆桶内，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心处。物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（ ）
A. 物块一定仅受2个力作用B. 物块一定仅受4个力作用
C. 物块可能受3个力作用D. 物块可能受4个力作用
【答案】C
【解析】由于桶的内壁光滑，桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力去平衡重力，所以绳子的拉力一定不能等于0，绳子沿竖直向上的方向的分力与重力的大小相等，若绳子沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零，故物块可能受2个力或3个力的作用。
故选C。
5. 如图所示，一小球（视为质点）以水平速度从点滑出，然后落在倾角的斜面上的点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在空中运动的时间为0.3s
B. 两点的水平距离为
C. 小球在点的速度大小为
D. 小球从运动到过程中的速度偏转角为
【答案】B
【解析】AB．根据平抛运动规律有
由平抛运动推论有
解得，故A错误，B正确；
C．小球在B点的竖直方向速度大小为
小球在B点的速度大小，故C错误；
D．A到B过程中，位移偏转角为30°，由平抛运动推论得速度偏转角的正切值为
小球从A运动到B过程中的速度偏转角小于60°，D错误。
故选B。
6. 如图所示，长度为的匀质链条的一半放置在水平桌面上，另一半悬在桌面下方，现让链条由静止释放，不计一切摩擦阻力，重力加速度为，当链条全部离开桌面时，其速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设链条的质量为m，重力势能的减小量为
由机械能守恒定律可得
解得
故选A。
7. 如图所示，原长为的轻质弹簧（劲度系数未知）一端悬挂在天花板上的点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，让小球从点的等高点由静止释放，然后运动到点的正下方点，已知间距为，间距为，小球在点时弹簧的弹力大小为（为重力加速度），空气阻力不计。已知劲度系数为的轻质弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系式为。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球从到点，机械能守恒
B. 小球在点时，弹簧的弹力大小为
C. 小球从到，机械能减小了
D. 小球在点时的速度大小为
【答案】C
【解析】A．小球从M到N的过程中，弹簧弹力做了功，小球的机械能不守恒，故A错误；
B．弹簧的原长为x，在M点时弹簧的伸长量为2x，弹力是重力的
则有
解得
小球在N点时弹簧的伸长量为5x，弹簧的弹力为，故B错误；
C．小球在M点弹簧的弹性势能为小球在N点弹簧的弹性势能为
小球从M到N，弹簧弹性势能增加了
由能量守恒定律可得小球的机械能减小了，故C正确；
D．小球从M到N由能量守恒定律可得
解得，故D错误。
故选C。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 平直公路上一辆汽车在时刻开始启动，其牵引力的功率与运动时间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车以恒定的功率启动
B. 汽车一定在时刻开始做匀速运动
C. 汽车可能在时刻开始做匀速运动
D. 若时间内汽车的牵引力大小为，则这段时间加速度大小为
【答案】CD
【解析】A．若汽车以恒定的功率启动，则功率是定值，若汽车以恒定的加速度启动，前一段时间内，速度随时间均匀增加，牵引力是定值，其功率随时间均匀增加，则图像表示汽车以恒定的加速度启动，故A错误；
BC．以恒定加速度启动的汽车，当牵引力的功率达最大值时，牵引力接着减小，速度继续增大，当牵引力等于阻力时才开始做匀速，则汽车一定在时刻不做匀速，可能在时刻开始做匀速，故B错误，C正确；
D．由，
可得
结合图像的斜率可得
解得
故选CD。
9. 如图所示，内壁光滑、半径为的四分之三圆弧轨道或细圆管轨道固定在竖直平面内，是水平半径，是竖直半径，质量为的小球（视为质点）从A点正上方的点由静止释放，然后进入圆弧轨道或细圆管轨道，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若小球能到达圆弧轨道的点，则P、B两点间的高度差为0
B. 若小球能到达细圆管轨道的点，则P、A两点间的高度差为
C. 小球沿圆弧轨道运动并从点离开，此后可能到达A点
D. 若小球离开细圆管轨道的点后正好到达A点，则小球在A点的动能为
【答案】BD
【解析】A．若小球能到达圆弧轨道的B点，则在B点根据牛顿第二定律有
解得
小球从P到B过程，根据动能定理有
解得，故A错误；
B．若小球能到达细圆管轨道的B点，则在B点的速度为0，小球从P到B过程，根据动能定理有
可知，故B正确；
C．若小球能离开圆弧轨道的B点，结合上述有
当时，若小球落到OA所在的水平面上，根据平抛运动的规律有，
解得
可知，小球不可能再回到A点，故C错误；
D．若小球离开圆管轨道的B点后正好到达A点，设小球在B点的速度为，由平抛运动的规律有，
小球从B到A过程，根据动能定理有
解得，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，轻杆上端可绕光滑铰链在竖直平面内自由转动。可视为质点的小球固定在轻杆末端。用细绳连接小球，绳的另一端穿过位于点正下方的小孔与相连。用沿绳斜向上的拉力作用于小球，使杆保持水平，某时刻撤去拉力，小球带动轻杆绕点转动。已知小球的质量均为，杆长为，长为，重力加速度为，忽略一切阻力。则下列说法正确的是（ ）
A. 杆保持水平时，轻杆对小球的拉力大小为
B. 运动过程中，两小球速度大小相等时的速度值为
C. 运动过程中，两小球速度大小相等时细绳对小球的拉力大小为
D. 运动过程中，两小球速度大小相等时轻杆对小球的拉力大小为
【答案】AB
【解析】A．对小球A受力分析如图1，可知三力构成的矢量三角形与△OPA相似，故有
解得，A正确；
B．小球A绕O点转动做圆周运动，速度方向沿圆周轨迹切线方向，又因小球A、B通过细绳连接在一起，两者沿绳方向的分速度相等，故两小球速度大小相等时，细绳与小球A的圆周轨迹相切，如图2所示，由几何关系得，，，小球A下降的高度
小球B下降的高度
由机械能守恒有
解得，B正确；
C．两小球速度大小相等时，对小球A受力分析如图3，沿绳方向应有
小球B与小球A沿绳方向的加速度大小相等，则对小球B有
解得，C错误；
D．沿杆方向应有
解得，D错误。
故选AB。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相撞，并多次重复（假设两小球可视为质点）。下列中必要的步骤是______（填选项的符号）
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球开始释放高度
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 测量平抛射程OM，ON
（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用、、OP、OM、ON表示）；
（3）若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足关系是______（填选项前的符号）。
A.
B.
C.
【答案】（1）AD （2） （3）A
【解析】
【小问1详解】
要验证动量守恒定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，在空中运动的时间相等，因此有平抛运动在水平方向做匀速直线运动可知
，，
导入动量守恒可得
因此实验需要测量的两个小球的质量，小球的水平位移，AD正确。
故选AD。
【小问2详解】
由（1）分析可知，两小球碰撞后动量守恒，其表达式为
【小问3详解】
若两小球发生弹性碰撞，即碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒可知
联立动量守恒可得
，
代入水平位移与平抛时间关系可得
，
分析可得
即
故选A。
12. 某实验小组用如图1所示的装置来验证系统的机械能守恒。物块甲、乙通过轻质细线连接，轻质细线跨过桌面右边缘的定滑轮，甲被锁定在光滑水平桌面上，乙竖直悬挂，在乙的下方距离h处固定安装一光电门，已知甲、乙的质量相等均为m，乙的上下表面间距为d（d≪h），甲、乙均视为质点，现由静止解锁甲，乙向下运动通过光电门的时间为Δt，多次改变甲解锁时乙到光电门间的高度差h，测出乙通过光电门相应的时间Δt，用测得的数据描绘出与h的关系图像如图2所示，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g，回答下列问题：
（1）桌面上方细线与桌面__________（填“可以不平行”或“一定平行”），乙通过光电门的速度为______；
（2）乙从静止下落高度h的过程中，系统重力势能减小量______，当等式______成立时，就验证系统的机械能守恒；
（3）当图2的斜率______，就说明系统的机械能守恒。
【答案】（1）一定平行 （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
桌面上方细线与桌面如果不平行，需要把细线的拉力沿着水平方向和竖直方向分解来表达甲的合力，因为细线与水平方向的夹角未知，合力无法表达，则桌面上方细线与桌面一定平行
短时间内平均速度可替代瞬时速度，则乙通过光电门的速度为；
【小问2详解】
乙从静止下落高度h的过程中，甲的重力势能不变，乙重力势能的减小量就是系统重力势能的减小量，即
系统动能的增加量
当，即成立，就验证系统的机械能守恒；
【小问3详解】
由，可得，当关系图像的斜率，就说明系统的机械能守恒。
13. “嫦娥六号”着陆月球过程如下：先在轨道Ⅰ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅲ（可认为轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上，其中A、B两点分别为椭圆轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，已知月球半径为，月球表面重力加速度为，万有引力常量为。通过观测发现“嫦娥六号”在椭圆轨道Ⅱ的周期为近月轨道Ⅲ的周期的倍。忽略月球自转的影响。求：
（1）月球的平均密度；
（2）轨道Ⅰ的半径。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1详解】
在月球表面有
又
联立解得月球平均密度为
【小问2详解】
根据开普勒第三定律有
其中，解得轨道Ⅰ的半径为
14. 如图所示是能垂直起飞的直升机，通过固定在机身上的旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使其上升。该直升机与飞行员总质量，旋翼的总面积为，某次起飞时，飞行员让直升机以大小为的加速度竖直向上匀加速起飞。已知空气的密度，重力加速度，求：
（1）空气对直升机作用力大小；
（2）旋翼使其下方空气获得的速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1详解】
设直升机受到空气的作用力F，根据牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
设在时间内通过旋翼空气质量为，根据动量定理得
根据密度公式得
解得
15. 如图所示，一质量为的物块放置于水平高台上的点，一质量为的子弹以的速度射向木块并留在木块内，随后木块水平滑出，恰好落在点，沿轨道的切线方向滑入光滑的圆弧轨道，随后滑上水平传送带，已知轨道的圆心角，半径与水平平台垂直，半径，一长度的传送带以的速度顺时针传动，传送带左右两侧均与光滑水平平台平滑连接。木块与传送带之间的动摩擦因数，右侧平台均匀排列2个质量的铁块。假设木块（含子弹）与铁块、铁块之间均发生弹性正碰，取。求：
（1）木块到达点时的速度大小；
（2）木块从点滑到点时对轨道BC的压力大小（结果可保留分数）；
（3）全过程木块与传送带间因摩擦产生的总热量。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
对子弹打入木块的过程运用动量守恒定律
可知
木块（含子弹）恰好在B点沿BC轨道切线滑入，有
【小问2详解】
木块从B点到C点过程，由动能定理有
解得
由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律得
【小问3详解】
木块（含子弹）滑上传送带，根据牛顿第二定律可得
所以
根据速度位移关系有
解得
所以木块第一次到达传送带右侧速度为
木块从左滑上传送带减速时间为
该过程传送带的位移
木块与传送带之间的相对位移大小
木块与传送带之间的摩擦力大小
所以该过程中产生的热量
与1号铁块发生弹性碰撞，由，
可知，
接着1号铁块与2号铁块发生弹性碰撞，由于质量相等，发生速度交换，1号静止，2号获得速度，则反弹后向左滑上传送带，先向左减速后向右加速，回到传送带右端速度大小与大小相同，继续碰撞铁块1，由弹性碰撞规律可知，
木块第一次碰1号铁块之后反弹向左滑上传送带并从右侧滑出所用时间
这段时间木块的位移是0，传送带的位移
故相对位移
木块第二次碰1号铁块之后反弹向左滑上传送带并从右侧滑出所用时间
这段时间木块的位移是0，传送带的位移
故相对位移
所以总的相对位移
故这段时间产生的总热量
全过程木块与传送带间因摩擦产生的总热量