精品解析：甘肃省武威市民勤县第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

民勤一中 2023—2024学年度第二学期期末考试 高一物理试卷 （时间75分钟 总分 100 分） 一、选择题：本题共10 小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选全但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，质量为的物块，在恒力的作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB，物块由A点运动到B点的过程中，力F对物块做的功W为（　　） A. B. C. D. 由于的方向未知，无法求出 2. 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则 A. B. C. D. 3. 如图所示，在光滑水平面上有一长木板，质量为M，在木板左端放一质量为m的物块，物块与木板间的滑动摩擦力为Ff，给物块一水平向右的恒力F，当物块相对木板滑动L距离时，木板运动位移为x，则下列说法正确的是(　　) A. 此时物块的动能为FL B. 此时物块的动能为(F－Ff)L C. 此时物块的动能为F(L＋x)－FfL D. 此时木板动能为Ffx 4. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（　　） A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR 5. 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( ) A. 一样大 B. 水平抛的最大 C. 斜向上抛的最大 D. 斜向下抛的最大 6. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能逐渐减少 B. 物体的机械能不变 C. 弹簧的弹性势能先增加后减少 D. 弹簧的弹性势能先减少后增加 7. 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产生作用力前人下落的距离为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. ＋mg B. －mg C. ＋mg D. －mg 8. 一质量为800kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图象，图中AB、BC均为直线．若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是（ ） A. 电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动 B. 电动汽车的额定功率为10．8kW C 电动汽车由静止开始经过2s，速度达到6m/s D. 电动汽车行驶中所受的阻力为600N 9. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面接触处平滑。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，下列判断正确的是（　　） A. 在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 B. 在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 C. 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动 D. 被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处 10. 轻杆AB长2L，A端连在固定轴上，B端固定一个质量为2m的小球，中点C固定一个质量为m的小球．AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动．现将杆置于水平位置，如图所示，然后由静止释放，不计各处摩擦与空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. AB杆转到竖直位置时，角速度为 B. AB杆转到竖直位置的过程中，B端小球的机械能的增量为mgL C. AB杆转动过程中杆CB对B球做正功，对C球做负功，杆AC对C球做正功 D. AB杆转动过程中，C球机械能守恒 二、填空题：本题共2小题，共16分。 11. 用如图甲所示装置验证动量守恒定律．实验中 (1)为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是________． A．使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B．使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C．使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D．使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失 (2)若A球质量为m1＝50 g，两小球发生正碰前后的位移—时间(x－t)图象如图乙所示，则小球B的质量为m2＝________. (3)调节A球自由下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足________． 12. 用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律” (1)下列物理量需要测量是________、通过计算得到的是_______（填写代号） A．重锤质量 B．重力加速度 C．重锤下落高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 (2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________，动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量． 三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小． 14. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求： (1)邮件滑动的时间t； (2)邮件对地的位移大小x； (3)邮件与皮带间摩擦力对皮带做的功W。 15. 如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端端切线水平，且距水平地面的高度也为R； 1、2两小滑块均可视为质点用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点已知，滑块1的质量，滑块2的质量，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计求： 两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点细绳断开前瞬间对轨道的压力的大小； 在将两滑块弹开的整个过程中弹簧释放的弹性势能； 滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 民勤一中 2023—2024学年度第二学期期末考试 高一物理试卷 （时间75分钟 总分 100 分） 一、选择题：本题共10 小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选全但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，质量为的物块，在恒力的作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB，物块由A点运动到B点的过程中，力F对物块做的功W为（　　） A. B. C. D. 由于的方向未知，无法求出 【答案】B 【解析】 【详解】物块由A点到点的过程中，只有力做功，由动能定理可知 故B正确，ACD错误。 故选B。 2. 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则 A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】汽车的阻力分别为 当汽车以相同功率启动达到最大速度时，有 故由 可知最大速度 则 有 故选B。 3. 如图所示，在光滑水平面上有一长木板，质量为M，在木板左端放一质量为m的物块，物块与木板间的滑动摩擦力为Ff，给物块一水平向右的恒力F，当物块相对木板滑动L距离时，木板运动位移为x，则下列说法正确的是(　　) A. 此时物块的动能为FL B. 此时物块的动能为(F－Ff)L C. 此时物块的动能为F(L＋x)－FfL D. 此时木板的动能为Ffx 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．对小物块，根据动能定理有 即小滑块动能的增加量为 故ABC错误； D．对木板，根据动能定理有 则木块动能的增加量为，故D正确。 故选D。 【点睛】本题运用隔离法，由动能定理求动能的增量，要注意对单个物体运用动能定理时，位移的参照物应是地面。 4. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（　　） A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：据题意，质点在位置P是具有重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：，故选项C正确． 考点：能量守恒定律、圆周运动 【名师点睛】本题分析的关键是找出质点在初始位置是的机械能和在末位置时的机械能，两个位置机械能只差就等于摩擦力做的功的大小即；但在球末位置时的动能时需要用到圆周运动规律，，由此式可以求出在末位置的速度，也就可以求解此位置的动能大小了． 5. 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( ) A. 一样大 B. 水平抛的最大 C. 斜向上抛的最大 D. 斜向下抛的最大 【答案】A 【解析】 【详解】由于不计空气的阻力，故三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，故它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，故末速度的大小相同。 故选A。 【点评】 6. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能逐渐减少 B. 物体的机械能不变 C. 弹簧的弹性势能先增加后减少 D. 弹簧的弹性势能先减少后增加 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．当撤去F后，物体向右运动的过程中，弹簧先由压缩状态变到原长，再到伸长状态，所以形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减少再增加，故AC错误，D正确； B．撤去拉力F后，物块在弹簧的弹力作用下先向右做加速运动，后向右做减速运动，所以动能先增大后减小，而重力势能不变，则物体的机械能先增大后减小，故B错误； 故选D。 7. 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产生作用力前人下落的距离为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. ＋mg B. －mg C. ＋mg D. －mg 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有 即在产生拉力瞬间速度为 之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得 联立解得 故选A。 【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向。 8. 一质量为800kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图象，图中AB、BC均为直线．若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是（ ） A. 电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动 B. 电动汽车的额定功率为10．8kW C. 电动汽车由静止开始经过2s，速度达到6m/s D. 电动汽车行驶中所受的阻力为600N 【答案】BD 【解析】 【详解】AB段牵引力不变，根据牛顿第二定律知，加速度不变，做匀加速直线运动．故A错误；额定功率 P=Fminvmax=600×18=10．8kW，故B正确；匀加速运动的加速度，到达B点时的速度，所以匀加速的时间，若电动汽车一直做匀加速运动2s，则由静止开始经过2s的速度v=at=6m/s，所以电动汽车由静止开始经过2s，速度小于6m/s，故C错误；当最大速度vmax=18m/s时，牵引力为Fmin=600N，故恒定阻力 f=Fmin=600N，故D正确．故选BD． 【点睛】解决本题的关键能够从图线中分析出电动车在整个过程中的运动情况，当牵引力等于阻力时，速度达到最大． 9. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面接触处平滑。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，下列判断正确的是（　　） A. 在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 B. 在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 C. 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动 D. 被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处 【答案】BC 【解析】 【详解】B．在下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向所受外力的矢量和为零，系统在水平方向动量守恒，故B正确； D．小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹后与槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，故D错误。 C．小球被弹簧反弹后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做匀速运动，故C正确； A．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽做功，故A错误； 故选BC。 10. 轻杆AB长2L，A端连在固定轴上，B端固定一个质量为2m的小球，中点C固定一个质量为m的小球．AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动．现将杆置于水平位置，如图所示，然后由静止释放，不计各处摩擦与空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. AB杆转到竖直位置时，角速度为 B. AB杆转到竖直位置的过程中，B端小球的机械能的增量为mgL C. AB杆转动过程中杆CB对B球做正功，对C球做负功，杆AC对C球做正功 D. AB杆转动过程中，C球机械能守恒 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在AB杆由静止释放到转到竖直位置的过程中，以B端的球的最低点为零势能点，根据机械能守恒定律有 解得角速度 A正确； B．在此过程中，B小球机械能的增量为 B正确； C．AB杆转动过程中，杆AC对C球不做功，杆CB对C球做负功，对B球做正功，C错误； D．由C选项分析可知C球机械能不守恒，B、C球系统机械能守恒，D错误。 故选AB。 二、填空题：本题共2小题，共16分。 11. 用如图甲所示装置验证动量守恒定律．实验中 (1)为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做目的是________． A．使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B．使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C．使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D．使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失 (2)若A球质量为m1＝50 g，两小球发生正碰前后的位移—时间(x－t)图象如图乙所示，则小球B的质量为m2＝________. (3)调节A球自由下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足________． 【答案】 ① C ②. 20g ③. 【解析】 【详解】（1）[1]．安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向，故选C. （2）[2]．由图乙所示图象可知： v2=0m/s， 由图求出碰后m2和m1的速度分别为： v2′==5m/s， 两物体碰撞过程系统动量守恒，以m1初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： m1v1=m2v2′+m1v1′ 代入解得： m2=20g； （3）[3]．设碰撞后两者的动量都为P，由于题意可知，碰撞前后总动量为2P，根据动量和动能的关系有： P2=2mEK， 碰撞过程动能不增加，有： 解得： 因为要用质量较大的球碰质量较小的球，故 【点睛】本题考查了实验器材的选择原理，要减小空气阻力的影响；在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，因此实验中关键是斜槽末端槽口的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直． 12. 用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律” (1)下列物理量需要测量的是________、通过计算得到的是_______（填写代号） A．重锤质量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 (2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________，动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量． 【答案】 ①. C ②. D ③. ④. ⑤. 小于 【解析】 【详解】(1) [1] [2]重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是C；重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D；与下落高度对应的重锤的瞬时速度． (2) [3]重物由B点到D点势能减少量的表达式为 ， [4]B点的速度 ， D点的速度 ， 则动能的增加量 [5]由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量； 三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小． 【答案】 【解析】 【详解】设A与B碰撞后，A的速度为，B与C碰撞前B的速度为，B与C碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得： 对A、B木块： 对B、C木块： 由A与B间的距离保持不变可知 联立代入数据得： ． 14. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求： (1)邮件滑动的时间t； (2)邮件对地的位移大小x； (3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。 【答案】(1)0.2s；(2)0.1m； (3)-2J 【解析】 【详解】(1)邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 取向右为正方向，由运动学公式得 代入数据解得 ，t=0.2s (2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，由运动学公式得 (3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则 摩擦力对皮带做的功 代入数据解得 W=﹣2J 15. 如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端端切线水平，且距水平地面的高度也为R； 1、2两小滑块均可视为质点用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点已知，滑块1的质量，滑块2的质量，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计求： 两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点细绳断开前瞬间对轨道的压力的大小； 在将两滑块弹开的整个过程中弹簧释放的弹性势能； 滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离． 【答案】(1) (2)E弹=0.90J (3) 【解析】 【详解】（1）设两滑块一起滑至轨道最低点时的速度为，所受轨道的支持力为， 两滑块一起沿圆弧形轨道下滑到端的过程，根据机械能守恒定律有： 代入数据解得：， 对于两滑块在轨道最低点，根据牛顿第二定律有： ， 解得：， 根据牛顿第三定律可知,两滑块对轨道的压力大小为：． （2）设弹簧迅速将两滑块弹开时，两滑块的速度大小分别为和， 因滑块恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道最高点，此过程中机械能守恒，所以对滑块有：， 代入数据解得：，方向向左， 对于弹簧将两滑块弹开的过程，设水平向右为正方向，根据动量守恒定律有： ， 代入数据解得：， 对于弹簧将两滑块弹开的过程，根据机械能守恒定律有： ， 代入数据解得：． （3）设两滑块平抛运动的时间为，根据， 解得两滑块做平抛运动的时间为：， 滑块平抛的水平位移为：， 滑块从点上滑到点，再从点返回到点的过程， 机械能守恒，因此其平抛的速度大小仍为， 所以其平抛的水平位移为：， 所以滑块的落地点与滑块的落地点之间的距离为：． 综上所述本题答案是：(1)FN=6.0N；(2)E弹=0.9J；(3)d=0.45m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $