内蒙古通辽市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古通辽市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了非选择题等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成。第Ⅰ卷选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置。
第Ⅰ卷选择题（共46分）
一、选择题，本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1—7小题只有一个选项符合题目要求，每个小题4分；8—10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0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”
【答案】C
【解析】A．开普勒通过研究第谷的观测数据总结得出了行星运动的三大定律，故A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什准确的测出了引力常量的数值，故B错误；
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，故C正确；
D．卡文迪什把自己的实验说成是“称量地球的重量”，故D错误。
故选C。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 作用在静止物体上力的冲量一定为零
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
【答案】C
【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. 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. 0B. 4JC. 6JD. 10J
【答案】D
【解析】由于不计空气阻力，小球下落的过程中机械能守恒，在任何位置的机械能都与初始位置时的机械能相等，故经过桌面时的机械能为
D正确。
故选D。
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，安全带所受的平均冲力的大小是（ ）
A. 100NB. 500NC. 1100ND. 1200N
【答案】C
【解析】根据
得，弹性绳绷直时工人的速度为
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和安全带给的冲力F，取F方向为正方向，由动量定理得
代入数据解得
F=1100N
方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，安全带受到的平均冲力为
F′=F=1100N
方向竖直向下。
故选C。
5. 如图所示，一根轻质细杆的两端分别固定着A、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.
【答案】B
【解析】转到O点正下方的过程中，B球的速度大小为v，则A的速度为，对系统由机械能守恒定律
解得
故选B
6. 如图所示，一质量为的滑块静置在光滑的水平面上，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，小球未从圆弧最高点冲出，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
【答案】B
【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. 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
【答案】D
【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. 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.
【答案】BC
【解析】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
故选BC。
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
B. 角速度大小之比为
C. 周期之比为
D. 轨道半径之比为
【答案】AC
【解析】根据
可得
动能减小为原来的，则线速度减为原来的，则轨道半径变为原来的4倍，则轨道半径之比为。
根据
解得
则向心加速度变为原来的，角速度变为原来的，周期变为原来的8倍。
故C正确；ABD错误。
故选AC。
10. 木块长为L，静止在光滑的水平桌面上，有A、B两颗规格不同的子弹以相反的速度、同时射向木块，A、B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，则由此判断子弹A、B在射入前（ ）
A. 速度
B. 子弹A的动能等于子弹B的动能
C. 子弹A的动量大小大于子弹B的动量大小
D. 子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小
【答案】AD
【解析】B．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，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A子弹有
得
对B子弹有
得
由于，则子弹入射时的初动能
故B错误；
C．两子弹和木块组成的系统动量守恒，因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；
A．根据动量与动能的关系得
则有
而，则得到
根据动能的计算公式，得到初速度
故A正确。
故选AD。
第Ⅱ卷非选择题（共54分）
二、非选择题（本题共5小题，共54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。
【答案】（1）A （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
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。
【小问2解析】
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
【小问3解析】
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. 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）。
【答案】（1）不需要 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
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。
【小问2解析】
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
系统的重力势能减少量为
【小问3解析】
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. 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
【答案】（1）， （2）
【解析】
【小问1解析】
根据牛顿第二定律
解得，匀加速时汽车的牵引力为
当汽车达到额定功率时，匀加速的速度达到最大，为
所用时间为
【小问2解析】
当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
设汽车在t1~t2时间内，根据动能定理
解得
14. 如图所示，质量的小球与固定在O点的不可伸长的轻绳相连，绳子最大拉力为25N。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 O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
（1）绳子恰好断裂时小球的线速度的大小;
（2）小球落地时重力的瞬时功率;
（3）点与小球落地点之间的水平距离d。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1解析】
轻绳恰好断裂，竖直方向有
解得
根据牛顿第二定律
解得
【小问2解析】
小球在轻绳断裂前做匀速圆周运动，轻绳断裂后小球做平抛运动，竖直方向有
解得
落地的竖直速度
解得
【小问3解析】
轻绳断裂后小球在水平方向位移有
O点与小球落地点之间的水平距离
解得
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.
【答案】（1）1m/s，方向向右；（2）1.4m/s ；（3）4.0s
【解析】（1）取向右为正方向，根据动量守恒定律有：
mAv0-mBv0=(M+mA+mB)v
解得v=1m/s，方向向右。
（2）当A和B在车上都滑行时，在水平方向它们的受力分析如图所示：
由受力图可知，A向右减速，B向左减速，小车向右加速，所以首先是A物块速度减小到与小车速度相等．设A减速到与小车速度大小相等时，所用时间为t1，其速度大小为v1，则：
μmAg=mAaA
v1=v0-aAt1
μmAg –μmBg =Ma车
v1=a车t1
联立解得：v1=1.4m/s
（3）取向右为正方向，根据动量定理：μmBgt=mBv-(-mBv0)
解得t=4.0s