2022-2023学年河南省南阳市高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年河南省南阳市高一（下）期末物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1.  如图所示，是从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中有几个地方河水的速度方向跟处流水的速度方向相同不含处(    )

A. 个 B. 个 C. 个 D. 个

2.  如图所示，用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球、，且两球并排放置。拉起球，然后放开，该球与静止的球发生碰撞。可以看到，碰撞后球停止运动而静止，球开始运动，最终摆到和球被拉起时同样的高度。则下列说法正确的是(    )

A. 从放开球到球摆到最高点的过程中，、组成的系统机械能守恒
B. 从放开球到球摆到最高点的过程中，、组成的系统动量守恒
C. 球与球碰撞的过程中，球的动量守恒
D. 球与球碰撞的过程中，、两球的动能之和保持不变
 

3.  一架喷气式飞机飞行的速度是，如果它喷出的气体相对飞机的速度小于，那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的速度(    )

A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不能确定

4.  城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示，为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某同学用下面的实例来检验广告词的科学性：设一个的鸡蛋从楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力，从楼下落的鸡蛋对地面的平均冲击力约为(    )

A.  B.  C.  D.

5.  质量为、速度为的球跟质量为的静止球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后球的速度可能是不同的值。则碰撞后球的速度可能为(    )

A.  B.  C.  D.

6.  如图所示，是某城市广场喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱达到了层楼的高度；靠近看，喷管的直径约为。已知水的密度为，，据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率约为(    )

A.
B.
C.
D.

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

7.  质量为的汽车在平直公路上行驶，阻力保持不变。当它以速度、加速度加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。在汽车速度达到最大之前(    )

A. 汽车的加速度逐渐减小
B. 汽车的速度在单位时间内的增量越来越大
C. 汽车的位移在单位时间内的增量越来越大
D. 阻力的功率保持不变

8.  人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，当轨道半径增大到倍时，如果人造地球卫星的质量不变，则该卫星(    )

A. 周期变为原来的 B. 线速度变为原来的
C. 向心力变为原来的 D. 向心加速度变为原来的

9.  如图所示，一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为的地方。在这两种情况下(    )

A. 重力对小球做的功相等
B. 小球的重力势能的变化相等
C. 小球的动能的变化相等
D. 小球运动到高度为的地方时重力的功率相等
 

10.  A、两物体的质量之比：：，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中(    )

A. A、两物体受到的摩擦力做的功之比：：
B. A、两物体受到的摩擦力大小之比：：
C. A、两物体与水平面之间的动摩擦因数之比：：
D. 时刻、两物体所受摩擦力的功率之比：：
 

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11.  如图甲所示，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。

图中的数据有、、、四段，计算小车碰撞前的速度大小应选______ 段，计算两车碰撞后的速度大小应选______ 段。
若小车的质量为，小车的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量 ______ ，碰后两小车的总动量 ______ 。定义相对误差，则 ______ 。

12.  如图所示，为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：
A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B.测出遮光条的宽度；
C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离；
D.释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间；
E.用天平称出托盘和砝码的总质量。
F.
回答下列问题：
在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了______ 。
为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是______ 。
若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系式是______ 。
本实验是否要满足托盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量？答：______ 选填“是”或“否”。

四、简答题（本大题共3小题，共42.0分）

13.  跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台处沿水平方向飞出，在斜坡处着陆，如图所示。测得间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，取。求：
运动员在处的速度大小；
运动员在空中离坡面的最大距离。

14.  如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物、轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物、处于静止状态，释放后、开始运动。己知的质量为，的质量为，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为，当的位移为时，求：
的速度有多大；
此时克服细绳拉力做功的功率。

15.  如图所示，的质量为，的质量为，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的小球。现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球。。求：
、两木块分离时，、、的速度大小；
从开始运动到、分离，的位移大小；
、两木块分离后能上升到的最大高度相对于经过的最低点。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：根据曲线运动的特点可知，曲线运动速度方向是曲线上该点的切线方向，由此找出图中与图示方向平行的各点，共有个。故ABC错误，D正确。

故选：。
曲线运动速度方向是曲线上该点的切线方向，由此方向即可。
本题主要考查了物体做曲线运动的速度的方向，牢记沿曲线的切线方向即可，难度不大，属于基础题。
 

2.【答案】 

【解析】解：、从放开球到球摆到最高点的过程中，因球最终摆到和球被拉起时同样的高度，可知、组成的系统机械能守恒，则、发生的是弹性碰撞，故A正确；
B、从放开球到球摆到最高点的过程中，、组成的系统所受外力为重力、绳子的拉力，系统所受外力之合不为零，故A、组成的系统动量不守恒，故B错误；
C、球与球碰撞的过程中，球受合外力不为零，则动量不守恒，故C错误；
D、球与球碰撞的过程中，两球形变量先增加后减小，两球组成的系统弹性势能先增加后减小，、组成的系统机械能守恒，可知、两球的动能之和先减小后增加，故D错误。
 故选：。
系统不受外力或所受外力的合力为零，系统动量守恒；在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，系统机械能守恒。
根据系统动量守恒和机械能守恒的条件判断。
 

3.【答案】 

【解析】解：因为喷出的气体相对飞机的速度小于，所以气体相对于地面的速度与飞机速度相同；设飞机的质量为，喷出的气体的质量为，以地面为参考系，喷出气体的速度为，喷出气体后飞机的速度为，喷出气体前飞机的速度为，选择气体的初速度方向为正方向，根据动量守恒有

解得

因为有，故可知，即飞机的速度会增大。故A正确，BCD错误；
故选：。
根据动量守恒定律列式得出飞机的末速度，结合选项完成分析。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解动量守恒定律的条件，结合动量守恒定律列式即可完成分析。
 

4.【答案】 

【解析】解：鸡蛋自由下落过程，由动能定理

鸡蛋下落高度

鸡蛋的竖直高度为

设鸡蛋下沿落地时的速度大小为，鸡蛋从下沿落地到上沿运动到地面静止所用的时间为，地面对鸡蛋的平均冲击力的大小为，则

在鸡蛋与地面撞击时间内，由动量定理

联立知


方向竖直向上
由牛顿第三定律知，鸡蛋对地面的平均冲击力

方向竖直向下。
故选：。
根据动能定理求出鸡蛋落地瞬间的速度，鸡蛋与地面的撞击过程为末速度为零的匀减速直线运动，根据匀变速运动规律求解撞击时间；根据动量定理求解平均冲击力即可。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，选择合适的运动阶段用动量定理求解。
 

5.【答案】 

【解析】解：选择小球的初速度读方向为正方向，若、发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒可得

解得：
若、发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得


联立解得

则碰撞后球的速度应满足
，故B正确，ACD错误；
故选：。
根据动量守恒定律得出两球的共同速度，结合机械能守恒定律得出速度的范围，结合选项完成分析。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解动量守恒定律的条件，结合动量守恒定律和机械能守恒定律即可完成分析。
 

6.【答案】 

【解析】解：管口的圆形内径约有，则半径。根据实际情况，每层楼高约，所以喷水的高度，则水离开管口的速度为

设给喷管喷水的电动机输出功率为，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为

根据动能定理可得

联立解得：，故ACD错误，B正确。
故选：。
根据实际情况估算喷水的高度，由速度位移公式求出水离开管口的速度，由动能定理求解电动机输出功率。
本题主要考查功率的计算，解答本题要能够根据实际情况估算出喷射高度，再根据动能定理进行计算。
 

7.【答案】 

【解析】解：、从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，根据
可知汽车的牵引力变小，根据
可知加速度变小，则汽车的速度在单位时间内的增量越来越大，故A正确，B错误；
C、由于汽车速度增大，所以汽车的位移在单位时间内的增量越来越大，故C正确；
D、根据功率的公式有，则阻力的功率逐渐增大，故D错误；
故选：。
根据功率的计算公式结合牛顿第二定律分析解答。
本题考查机车的启动问题，解题关键掌握机车在额定功率下工作的特点。
 

8.【答案】 

【解析】解：根据万有引力提供向心力有

解得
，，
当轨道半径增大到倍时，周期变为原来的，线速度变为原来的，向心力变为原来的，向心加速度变为原来的，故AD错误，BC正确；
故选：。
根据牛顿第二定律及万有引力提供向心力分析解答。
本题考查万有引力定律的应用，解题关键掌握万有引力提供向心力的运用。
 

9.【答案】 

【解析】解：、在这两种情况下，小球下落的高度相同，均为，则重力做的功相等，均为，重力势能的变化相等，均减小，故AB正确；
C、因两种情况小球所受的合外力不等，位移相等，合外力的功不等，则由动能定理可知动能的变化不相等，故C错误；
D、两种情况小球运动到高度为的地方时速度大小不同，由知重力的功率不相等，故D错误。
故选：。
重力做功只与初末位置有关，重力势能的变化与重力做功有关，动能的变化等于合外力做的功。结合功率公式分析重力的功率关系。
解答本题时，关键要明确重力做功与初末位置有关，能运用动能定理分析动能的变化。
 

10.【答案】 

【解析】解：对物块根据动能定理分析可得：

又：：
A、两物体受到的摩擦力做的功之比
：：，故A正确；
B.图像斜率代表加速度，、两物体加速度大小之比
：：
根据
A、两物体受到的摩擦力大小之比
：：，故B错误；
C.根据摩擦力的计算公式可得：

A、两物体与水平面之间的动摩擦因数之比
：：
故C错误；
D.根据功率的计算公式可得：

时刻、两物体所受摩擦力的功率之比
：：
故D正确。
故选：。
根据动能定理结合图像得出物块受到的摩擦力的做功之比；
根据图像的斜率结合牛顿第二定律得出物块受到的摩擦力之比；
根据摩擦力的计算公式得出的比值关系；
根据功率的计算公式得出摩擦力的功率之比。
本题主要考查了动能定理的相关应用，理解图像的物理意义，结合动能定理和牛顿第二定律即可完成分析。
 

11.【答案】         

【解析】解：推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度。
碰撞过程是一个变速运动的过程，而和碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度；
由上一问的分析可求，碰前小车的速度为：
碰前的总动量为： 
碰后小车的共同速度为：
碰后的动量为：
此实验的相对误差：
故答案为：、；、、。
实验要求小车碰撞前后在木板上做匀速直线运动，因此要选点迹均匀的一段计算速度；
根据纸带数据求出碰撞前后小车速度，再由动量公式即可得碰撞前后两车总动量。
明确实验原理，通过纸带数据计算得碰撞前后速度是解题关键，易错点在计数点间时间间隔。
 

12.【答案】  滑块和挡光条的总质量   否 

【解析】解：根据题意可知，系统减少重力势能为托盘和砝码减小的重力势能，即；
根据很短时间内的平均速度代替瞬时速度，可得挡光条通过光电门的速率为：
设滑块和挡光条的总质量为。
托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为：
则为了验证机械能守恒，需满足的关系式为：
整理可得：，所以实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量；
本实验只要比较重力势能的减小量和系统动能的增量是否相等，即可验证系统机械能是否守恒，不需要满足托盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量。
故答案为：；滑块和挡光条的总质量；；否。
分析物体下降的高度，根据分析系统的重力势能的减少量；
由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。根据机械能守恒定律确定要验证的表达式，以及确定所需测量的物理量；
从实验目的及实验要求说明是否满足的条件。
解决该题的关键是掌握实验的实验目的和实验原理，熟记瞬时速度的求解方法，知道机械能守恒定律的一般表达式；
 

13.【答案】解：运动员从处运动到处，做平抛运动，根据平抛运动规律

解得
当运动员的速度方向与坡面平行时，运动员离坡面最远，则
解得
根据正交分解法，将运动员的运动分解到垂直斜面向上方向和沿斜面向下方向的两个分运动，在垂直斜面方向上，做匀减速直线运动，初速度
加速度
设最远距离为，则
联立解得。
答：运动员在处的速度大小是；
运动员在空中离坡面的最大距离是。 

【解析】运动员从点水平飞出做平抛运动，应用平抛运动规律求解。
将平抛运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，在垂直于斜面方向做匀减速直线运动，沿斜面方向做匀加速直线运动，当垂直于斜面方向的速度为零时，距离斜面最远，结合速度时间公式和位移时间公式进行求离坡面的最远距离。
解决本题的关键将平抛运动进行分解，灵活选择分解的方向，得出分运动的规律，根据运动学公式灵活求解。明确运动员运动方向与斜面平行时，离坡面最远。
 

14.【答案】解：当的位移为时，下降，且的速度关系是

由机械能守恒定律

解得：；
设绳子拉力大小，根据


联立解得：
此时克服细绳拉力做功的功率

答：的速度为；
此时克服细绳拉力做功的功率为。 

【解析】根据关联速度的特点得出物体间的速度关系，结合机械能守恒定律得出的速度；
对物体根据牛顿第二定律得出力的大小，结合运动学公式和功率的计算公式得出功率的大小。
本题主要考查了功率的相关应用，理解滑轮中物体的速度关系，结合功率的计算公式即可完成分析。
 

15.【答案】解：当球第一次到达最低点时、两木块分离，此时、速度相等，设大小为，球速度大小为，、、系统在水平方向动量守恒，取向左为正方向有
系统机械能守恒有得：
联立解得
、、系统在水平方向动量守恒，在、分离前有
两边同时乘以时间，有
即
同时根据位移关系有
联立解得从开始运动到、分离，的位移大小为
分析可知、两木块分离后，当上升到最大高度时此时、共速，设速度大小为，、系统水平方向上动量守恒，有

A、机械能守恒，有
联立解得能上升到的最大高度为
答：、两木块分离时，、、的速度大小；
从开始运动到、分离，的位移大小为；
、两木块分离后能上升到的最大高度是。 

【解析】球下摆过程中，一起向右运动，三者组成的系统在水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒，机械能也守恒，根据动量守恒定律和机械能守恒定律相结合求球第一次摆到最低点时速度大小和、速度的大小；
球下摆过程中，三者组成的系统在水平方向的动量守恒，结合位移关系求出球在水平方向的位移大小；
对和组成的系统，由水平方向动量守恒定律，以及机械能守恒定律列方程求解。
本题考查动量守恒定律和机械能守恒定律的综合应用。对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用；分析清楚木块与球的运动过程是解题的前提，应用机械能守恒定律与动量守恒定律即可解题。