2024-2025学年山西省山西现代双语学校高一（下）期末联考物理试卷（7月）（B）（含解析）

这是一份2024-2025学年山西省山西现代双语学校高一（下）期末联考物理试卷（7月）（B）（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列关于动量的说法正确的是
A. 质量和速率都相同的物体动量一定相同
B. 质量越大的物体动量一定越大
C. 一个物体所受的合外力不为零，它的动量一定改变
D. 一个物体的加速度不变，其动量一定不变
2.如图所示，光滑物体A与粗糙的物体B、C通过轻绳依次相连，A、B在斜面上，C悬在空中，A、B的质量都是m，C的质量是2m。开始时按住B使它们静止，释放后A、B沿粗糙斜面加速上滑。若不计空气的阻力及定滑轮的摩擦，则( )
A. 物体A、C及地球系统的机械能减少
B. 物体A及地球系统的机械能守恒
C. 物体A与B的机械能总量减少
D. 重力对物体C做的功等于物体C克服B、C间轻绳的拉力所做的功
3.如图所示，质量和半径均相等的M、N两柱体的截面分别为圆和半圆，柱体的曲面均光滑，N与水平面之间的摩擦不能忽略，M的右侧有一竖直的光滑挡板。将挡板缓慢地向右移动，直到圆柱体M刚要落至地面为止，整个过程半圆柱N始终保持静止，当两圆心的连线与水平方向分别为60°和45°时，挡板对M的弹力大小之比为( )
A. 3:3B. 3:2C. 3:4D. 3:6
4.水星凌日的天文现象，每100年发生约13次，时间在5月或11月初，如图甲所示。它的产生和日食的原理相同。如图乙为发生“水星凌日”现象时的示意图，下列说法正确的是( )
A. 在相同时间内，水星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等
B. 地球的公转周期小于水星的公转周期
C. 地球公转的向心加速度大于水星公转的向心加速度
D. 发生“水星凌日”现象时图中水星的位置在丁
5.洪涝灾害给百姓的生命财产安全造成巨大威胁。救援队利用摩托艇将被困人员转移到安全地点。在某段时间内其两个分运动的规律为x=−6t−2t2，y=4t+0.05t2(t的单位是s，x、y的单位是m)，xOy为直角坐标系，则下列说法正确的是( )
A. 摩托艇在x方向的分运动是匀速直线运动B. 摩托艇的运动是匀变速直线运动
C. 摩托艇的运动是匀变速曲线运动D. 摩托艇的运动开始为直线而后变为曲线
6.如图所示，一个可看作质点的物体从t=0时刻开始由静止做直线运动，0∼8s内其合外力随时间变化的关系图线为正弦函数，下列判断正确的是( )
A. 0∼4s内合外力的冲量先增大再减少B. 0∼4s内合外力的冲量为零
C. 4s末物体的速度方向发生变化D. 2s末物体的动量变化率不为零
7.质量相等的P、Q两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用挡板挡住小球P而只释放小球Q时，Q球被弹出落于距离桌边为d的水平地面，如图所示，取走P右边的挡板，将弹簧压缩相同的形变量后同时释放P、Q(P、Q速度大小时时相等)，Q球的落地点距离桌边为( )
A. 12dB. 22dC. dD. 2d
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.质量为50kg的跳伞运动员(含装备)从距地面300m高处的飞机上开始跳下，先做自由落体运动，经过4s后立即打开降落伞，降落伞打开后运动员做匀减速直线运动，跳伞运动员到达地面时的速度大小为4m/s，重力加速度g取10m/s²，则( )
A. 打开降落伞时运动员距地面的距离为220m
B. 打开降落伞后，运动员和降落伞受到的总空气阻力大小为860N
C. 整个下落过程中运动员的平均速度大小15m/s
D. 运动员在整个下落过程中加速度方向先竖直向下后竖直向上
9.如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，在小球运动过程中，( )
A. 小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为v03
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为8v 023g
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为v02
10.如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面连接并相切于C点，绷紧的水平传送带AB(足够长)与光滑水平平台BC连接。电动机带动水平传送带以恒定的速率v=5m/s顺时针匀速转动，在水平平台上有一质量m=2kg的物体(可视为质点)以v1=6m/s的速度向左滑上传送带，经过2s物体的速度减为零，物体返回到平台后沿着半圆轨道刚好能运动到E点(物体从E点飞出后即被取走)，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，在连接处没有能量损失。则( )
A. 物体滑上传送带后做匀减速直线运动加速度大小为2m/s2
B. 物体与传送带之间的动摩擦因数为0.3
C. 半圆轨道的半径为1m
D. 物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量等于121J
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律。
(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花计时器、导线。除上述器材外，还需要使用的有_______(填选项前字母)。
A.秒表 B.刻度尺
C.220V交流电源 D.8V交流电源
(2)小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带(每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来)，相邻两个计数点间的距离已在图中标出。已知交流电源的频率为50Hz，在打下C点时小车的速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______m/s2(均保留三位有效数字)。
12.用单一物体的落体运动做《探究机械能守恒》的实验中：
(1)有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、低压直流电源、重物(质量已知)、刻度尺、导线、开关、夹子。其中不必要的器材是______，缺少的器材是______。
(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一点迹清晰的纸带，把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减小量等于______J，动能的增加量等于______J(均保留三位有效数字)。产生误差最可能的原因是___________________(写出一条即可)。
(3)若根据纸带算出各点的速度v，量出下落的距离ℎ，则以v22为纵轴，以ℎ为横轴，画出的关系图线为_______。
A. B．
C. D．
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.据报道，太阳系外发现了“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍．已知一个在地球表面质量为2 kg的物体在这个行星表面的重力约为32 N，地球表面处的重力加速度为10 m/s2.求：
(1)该行星的半径与地球的半径之比约为多少？
(2)若在该行星上距行星表面8 m高处，以0.5 m/s的水平初速度抛出一只小球(不计任何阻力)，则小球的水平射程是多大？
14.如图所示，质量为3kg足够长的长木板B静止在光滑的水平面上，长木板的右端有一厚度不计的挡板，长木板上表面光滑。质量为1kg的小物块A静止在长木板上，此时小物块A与长木板右端挡板的距离为2m，现给小物块A施加一个大小为9N、方向水平向右的恒力(小物块与挡板碰撞前瞬间消失，碰撞后瞬间恢复)，小物块A与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞的时间忽略不计，求：
(1)小物块A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小；
(2)第一次碰撞后到第二次碰撞前，小物块A与挡板的最远距离。
15.如图所示是一种惊险刺激的挑战娱乐设施，轨道除CD部分粗糙外，其余均光滑。一质量为m挑战者沿固定斜面轨道由静止滑下，无能量损失地滑入第一个固定圆管形轨道，挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD滑人第二个固定圆管形轨道，在最高点B处挑战者对管的内侧壁向下压力为0.5mg，然后从平台上飞入水池内，水面离轨道的距离为ℎ=2.25r。若第一个圆轨道的半径为R，第二个管轨道的半径为r，且R>r，重力加速度为g，管的内径及人相对圆轨道的半径均可以忽略不计，不计空气阻力。求：
(1)挑战者若能完成上述过程，则他开始下滑的点离水平轨道的距离H；
(2)挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功Wf；
(3)挑战者入水时的速度大小v入。
答案解析
1.【答案】C
【解析】解：物体的动量等于质量与其速度的乘积，P=mv；
A、质量和速率都相同的物体，动量大小相同，方向不一定相同，故A错误；
B、质量m大，如果速度较小，则动量较小，故B错误；
C、一个物体所受的合外力不为零，则速度发生变化，根据P=mv知，动量一定改变，故C正确；
D、物体的加速度不变，则物体的速度一定是变化的，所以动量一定变化，故D错误。
故选：C。
物体的动量等于质量与其速度的乘积，速度发生变化则动量一定变化，由此分析。
知道动量的定义式及矢量性、会推导动能与动量的关系，根据公式推导结论。
2.【答案】A
【解析】A.由于需要克服斜面对B的滑动摩擦力做功，物体A、B、C及地球系统的机械能减少，故A正确；
B.对于物体A与地球系统，由于B、A间轻绳拉力做功，机械能不守恒，故B错误；
C.A、B沿斜面加速上升，高度、速度均增大，总机械能增加，故C错误；
D.物体C加速下降，重力的功大于克服B、C间轻绳拉力所做的功，故D错误。
故选A。
3.【答案】A
【解析】解：设两圆心连线与水平方向的夹角为θ。对圆柱体M进行受力分析，如图所示。
根据平衡条件可得
F=Gtanθ
则当两圆心的连线与水平方向分别为60°和45°时，挡板对M的弹力大小之比为
F1：F2=tan45°：tan60°= 3：3，故A正确，BCD错误。
故选：A。
设两圆心连线与水平方向的夹角为θ，对圆柱体M受力分析，根据平衡条件列式求出挡板对M的弹力大小与θ的关系式，再分析求解。
本题考查共点力平衡问题，要熟练掌握隔离法的应用，能根据平衡条件得到弹力的表达式。
4.【答案】D
【解析】由开普勒第二定律知，在相等时间内，同一行星在相等时间内和太阳的连线扫过的面积相等，选项A错误;由GMmr2=m(2πT)2r可知，行星做圆周运动的周期T=2π r3GM，地球的运动轨道半径比水星的大，则地球的公转周期大，选项B错误;由GMmr2=ma，地球公转的向心加速度比水星的小，选项C错误;水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”，选项D正确．
5.【答案】C
【解析】解：A.根据位移一时间公式x=v0t+12at2，结合x=−6t−2t2，可知摩托艇在x轴方向的初速度为vx=−6m/s，加速度为ax=−4m/s2，加速度方向和初速度方向一致，所以摩托艇在x轴方向做的是匀加速直线运动，故A错误；
BCD.同理摩托艇在y轴方向的初速度为vy=4m/s，加速度为ay=0.1m/s2，设速度方向与y轴夹角为α，则tanα=|vx|vy=64=32，设加速度方向与y轴夹角为β，则tanβ=|ax|ay=40.1=40，即合速度方向与合加速度方向不一致，所以摩托艇做的是匀变速曲线运动，故BD错误，C正确。
故选：C。
根据位移—时间公式得到摩托艇在x轴方向的速度和加速度，进而分析即可；分别计算出摩托艇的初速度方向和加速度方向，看二者是否共线，据此分析。
知道物体做曲线运动的条件是合速度方向与合加速度方向不共线。
6.【答案】D
【解析】AB.根据I=Ft可知合外力的冲量等于F−t图像的面积，可知0∼4s内合外力的冲量一直增大，且不为零，选项AB错误；
C.0～4s合外力的方向一直为正，0～4s内物体一直加速，速度方向一直不变，4s末物体的速度方向不会发生变化，故C错误；
D.根据FΔt=Δp可得动量变化率为 ΔpΔt=F ，所以动量变化率为合外力的大小，由图可知2s末物体的合外力不为零，则动量变化率不为零，故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【解析】第一次用挡板挡住小球P而只释放小球Q时，Q球飞出桌面后做平抛运动，弹簧弹性势能全部转化为Q球的动能，即E=12mvQ2，Q球的落地点距离桌边d=vQt；
第二次取走P右边的挡板，将P、Q同时释放，弹簧弹性势能转化为两小球的动能，且P球与Q球的速度时时相等，则有
E=2×12mvQ′2，Q球的落地点距离桌边d′=vQ′t= 22vQt= 22d。
故选B。
8.【答案】AD
【解析】A.运动员做自由落体运动的位移 ℎ1=12gt2=12×10×42=80m
打开降落伞时距地面的距离 Δℎ=ℎ−ℎ1=220m
故A正确；
B.运动员 4s 末速度 v0=gt=10×4m/s=40m/s
根据 v2−v02=2aΔℎ
解得 a=−3.6m/s2
即匀减速运动阶段加速度大小为 3.6m/s2 ，方向竖直向上，由牛顿第二定律，对运动员有 Ff−mg=ma
打开降落伞后，运动员和降落伞受到的总空气阻力大小 Ff=680N
故B错误；
C.根据 v=v0−at′
可得，匀减速运动时间 t′=v−v0a=4−40−3.6s=10s
下落整个过程的时间为 T=t+t′=4s+10s=14s
则下落整个过程运动员的平均速度大小为 v=ℎT=30014m/s=1507m/s
故C错误；
D.运动员在整个下落过程中加速度方向先竖直向下，后加速度方向竖直向上，故D正确。
故选AD。
9.【答案】AD
【解析】A.在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统在竖直方向动量不守恒，故A正确；
B.小球在圆弧轨道上升到最高点时，小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有 mv0=4mv ，解得 v=v04，故B错误；
C.根据机械能守恒定律得 12mv02=12×4mv2+mgℎ ，解得 ℎ=3v028g， 故C错误；
D.小球离开圆弧轨道时，根据水平方向动量守恒，有 mv0=mv1+3mv2，根据机械能守恒定律，有 12mv02=12mv12+12×3mv22，联立可得 v1=−v02 ， v2=v02 ，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】AB、物体滑上传送带后在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，设其运动的加速度大小为a，
根据牛顿第二定律有μmg=ma，
根据加速度定义式有−a=0−v1t，
联立解得运动的加速度大小为a=3m/s2，
物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3，选项A错误，B正确;
C、根据题意可知vC=5m/s，又由题意可知，物体返回到光滑的水平面且沿着半圆轨道恰能运动到E点，设经过最高点E时的速度为vE，在E处，根据牛顿第二定律和向心力公式有mg=mυE2R，在由C运动至E的过程中，根据动能定理有−mg×2R=12mvE2−12mvC2，联立解得R=0.5m，选项C错误;
D、物体向左滑行时，相对传送带的位移为Δx1=v12⋅t+vt，
物体向右滑行时，相对传送带的位移为△x2=v⋅vμg−v22μg，
物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量为Q=μmg(Δx1+Δx2)，
联立并代入数据解得Q=121J，选项D正确．
11.【答案】(1)BC
(2)1.00 1.83

【解析】(1)A、由打点计时器计算时间，所以不需要秒表，选项A错误;
B、为测量电火花计时器所打点迹之间的距离，必须使用刻度尺，选项B正确;
CD、电火花计时器所接电源应为220V交流电源，选项C正确，D错误．
(2)由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
vC=ΔxΔt=x2+x32T=9.09+10.922×0.1×10−2m/s≈1.00m/s，
由公式Δx=aT2可得小车运动的加速度大小
a=x4+x3−x2−x1(2T)2=12.75+10.92−9.09−7.264×0.12×10−2m/s2=1.83m/s2．
12.【答案】(1) 低压直流电源 低压交流电源
(2) 7.62 7.56 空气阻力及打点针与纸带间的摩擦阻力做负功
(3)C

【解析】(1)[1][2]根据实验原理和电磁打点计时器工作原理可知，其中不必要的器材是低压直流电源，缺少的器材是低压交流电源。
(2)[1]重力势能减少量为 ΔEp=mgℎOC=7.62J
[2]重物由O点运动到C点时，速度大小为 v=OD−OB2T
动能的增加量 ΔEk=12mv2
联立代入数据解得 ΔEk=7.56J
[3]动能增加量小于势能减少量，产生误差最可能的原因是空气阻力及打点针与纸带间的摩擦阻力做负功。
(3)根据纸带算出各点的速度，如果满足机械能守恒定律，应该有 mgℎ=12mv2
即 12v2∝ℎ
则 12v2−ℎ 图像为过原点的倾斜直线。
故选C。
13.【答案】解：(1)在行星表面处有 g行=G行m=322m/s2=16m/s2
根据万有引力定律有 GMmR2=mg
所以 R2=GMg
所以行星的半径与地球的半径之比为 R行R地=21
(2)根据平抛运动规律有 x=v0t ，
ℎ=12g行t2
代入数据解得 x=0.5m

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)设物块 A 第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为 v1 ，对物块 A ，由动能定理FL=12mAv12
解得v1=6m/s
(2)设第一次碰撞后物块 A 的速度大小为 vA1 ，木板B的速度大小为 vB1 ，物块 A 和木板B系统动量守恒mAv1=mAvA1+mBvB1，
物块 A 和木板B系统能量守恒12mAv12=12mAvA12+12mBvB12，
解得vA1=−3m/s ， vB1=3m/s (负号表示方向向左)
第一次碰撞后木板B做匀速直线运动物块A先向左做匀减速运动后向右做匀加速运动；当A、B速度相等时，两者相距最远；物块A加速的加速度大小a=FmA=9m/s2，
从第一次碰撞后到两者相距最远所用时间t1=vB1−vA1a=3−(−3)9s=23s
则第一次碰后到第二次碰撞前，物块 A 与挡板的最远距离Δxm=xB−xA=vB1t1−0=2m．

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】(1)挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，可得出mg=mvA2R
设离水平轨道H高处的地方开始下滑正好运动到A点对管壁无压力，在此过程中机械能守恒：
mgH=2mgR+12mvA2
解得开始下滑的点离水平轨道的距离：H=5R2
(2)在B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg，分析挑战者受力，根据牛顿第二定律得：mg−FN=mυB2r
挑战者在从A到B的运动过程中，利用动能定理得：mg×2(R−r)−Wf=12mvB2−12mvA2
得挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功：Wf=52mgR−94mgr
(3)挑战者在第二轨道最低点D处的速度为v，则−mg×2r=12mvB2−12mv2
解得v= 92gr
挑战者离开第二圆轨道后在平面上做匀速直线运动，直至做平抛运动落入水中，在此过程中机械能守恒，则mgℎ+12mv2=12mv入2
解得挑战者入水时的速度大小：v入=3 gr

【解析】详细解答和解析过程见【答案】