2023-2024学年天津市天津一中高一（下）期末物理模拟试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年天津市天津一中高一（下）期末物理模拟试卷（含答案），共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为ℎ(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A. m 2gℎt+mgB. m 2gℎt−mgC. m gℎt+mgD. m gℎt−mg
2.质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速直线运动．经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止．两物体速度随时间变化的图线如图所示．设F1和F2对A、B的冲量分别为I1和I2，F1和F2对A、B做的功分别为W1和W2，则下列结论正确的是( )
A. I1：I2=12：5，W1：W2=6：5
B. I1：I2=6：5，W1：W2=3：5
C. I1：I2=3：5，W1：W2=6：5
D. I1：I2=3：5，W1：W2=12：5
3.如图所示为清洗汽车用的高压水枪.设水枪喷出水柱直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρπvD2
B. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为14ρπvD2
C. 水柱对汽车的平均冲力为14ρD2v2
D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车的压强变为原来的4倍
4.将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木板A的左端开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是( )
A. 小铅块将从木板B的右端飞离木板
B. 小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止
C. 甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等
D. 图甲所示的过程产生的热量小于图乙所示的过程产生的热量
5.如图所示，小车(包括固定在小车上的杆)的质量为M，质量为m的小球通过长度为L的轻绳与杆的顶端连接，开始时小车静止在光滑的水平面上，现把小球从与O点等高的地方释放，小车向左运动的最大位移是( )
A. 2LmM+mB. 2LMM+mC. MLM+mD. mLM+m
6.如图，第一次小球从粗糙的14圆形轨道底端B以v1冲上圆形轨道，恰好能到达A点，克服摩擦力做功为W1；第二次小球从顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为v2，克服摩擦力做功为W2；，则( )
A. v1可能等于v2
B. W1一定小于W2
C. 小球第一次运动机械能变大了
D. 小球第一次经过圆弧某点C的速率大于它第二次经过同一点C的速率
7.如图，水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车，其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内。将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。设重力加速度为g，物块与轨道BC之间的动摩擦因数为μ，空气阻力可忽略不计。关于物块从A位置运动至C位置的过程，下列说法中正确的是( )
A. 小车和物块构成的系统机械能守恒
B. 物块在BC上运动时，摩擦力对物块和小车做功的代数和为零
C. 水平轨道BC的长度为L=2Rμ
D. 如果小车被锁定在地面上，物块仍从A点静止释放，则也能恰到达C点
8.一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，周期为T，人和车的总质量为m，轨道半径为R，车经最高点时发动机功率为P0，车对轨道的压力为2mg。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道压力为成正比，则( )
A. 车经最低点时对轨道压力为4mg
B. 车经最低点时发动机功率为2P0
C. 车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为P0T2
D. 车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为2mgR
9.如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v。在整个过程中( )
A. 木板对小物块做的功为12mv2
B. 支持力对小物块做的功为零
C. 小物块的机械能的增量为mv2−mgLsinα
D. 滑动摩擦力对小物块做的功为my2−mgLsinα
10.一质量M=0.8kg的小物块，用长L=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 小球粘在物块上的瞬间，共同速度为2m/s
B. 小球和物块在摆动过程中，细绳拉力最大值为5N
C. 小球和物块在摆动过程中，能达到的最大高度为0.2m
D. 小球粘在物块上之后，小球和物块机械能守恒，动量也守恒
二、非选择题（共30分）
11.如图甲所示，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)经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′= ______：11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1′：p2′=11：______。当p1=p1′+p2′时，可以验证动量守恒定律正确。
(2)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请用已知数据OP的长度，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm。(结果保留两位小数)
12.现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验测得滑块A的质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电的频率f=50.0Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3.500×10−3s，碰撞前后打出的纸带如图乙所示。由此可得：碰前滑块A的动量大小为p= ______kg⋅m/s，碰后滑块A、B的总动量大小为p′= ______kg⋅m/s，可以验证动量守恒定律正确。(结果保留三位有效数字)
13.木块A的质量为m1=1kg，足够长的木板B的质量为m2=4kg，质量为m3=1kg的物体C与B静止在光滑水平地面上。现A以向右的速率v0=7m/s运动，与B碰后以速率v1=1m/s向左弹回，碰撞时间极短，已知B与C间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，试求：
(1)木板B的最大速度v2的大小；
(2)物体C的最大速度v3的大小；
(3)稳定后C在B上发生的相对位移大小x。
14.某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L=10m后，从B点进入半径R=0.1m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角θ=30°的斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出(不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失)。已知赛车质量m=0.1kg，通电后赛车以额定功率P=1.5W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2= 36，重力加速度g取10m/s2。
(1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小；
(2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间；
(3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。
参考答案
1.A
2.C
3.BD
4.B
5.A
6.D
7.D
8.AB
9.AD
10.AC
11.14 2.9 76.80
0.610
13.解：(1)设向右为正方向，A、B碰后瞬间，B有最大速度，根据动量守恒定律，有
m1v0=−m1v1+m2v2
解得
v2=2m/s
(2)当B、C共速时，C达到最大速度v 3，取向右为正方向，有
m1v0=−m1v1+(m2+m3)v3
解得
v3=1.6m/s
(3)由能量守恒定律，有
μm3gx=12m2v22−12(m2+m3)v32
解得
x=0.8m
答：(1)木板B的最大速度v2的大小2m/s；
(2)物体C的最大速度v3的大小1.6m/s；
(3)稳定后C在B上发生的相对位移大小0.8m。
14.解：(1)赛车恰好能过圆轨道最高点P时，只受重力，由重力提供向心力，即
mg=mvP2R
可得vP=1m/s
(2)由(1)题可知，若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，赛车到达P点的速度至少为1m/s，赛车从开始运动到P点的全过程，根据动能定理得：
Pt−μ1mgL−mg⋅2R=12mvP2−0
代入数据可得，赛车通电的最短时间t=136s≈2.17s
(3)赛车在水平直轨道AB上最后过程做匀速运动，牵引力与滑动摩擦力平衡，其速度大小为
v=PF=Pμ1mg
解得v=5m/s
设CD轨道的长度为l，赛车沿CD向上运动过程，由动能定理得：
12mvD2−12mv2=−mglsinθ−μ2(mgcsθ)l
赛车从D点飞出后做平抛运动，其水平位移为x，则
x=vDt
竖直方向有lsinθ=12gt2
代简并代入数据得
x= (2.5−1.5l)l
根据数学知识可知，当l=56m时，水平位移x最大，且最大值为x= 2524m
答：
(1)赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小是1m/s；
(2)赛车通电的最短时间是2.17s；
(3)最大水平位移是 2524m，此时CD轨道的长度是56m。