精品解析：新疆生产建设兵团第二师八一中学2023-2024学年高一下学期期末物理试题

八一中学2023—2024学年第二学期高一年级期末考试 物理试卷 考试时间：90分钟 满分：100分 预测难度系数：0.6 一、选择题:本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在科学的发展中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合物理学史的是（ ） A. 开普勒发现了万有引力定律 B. 牛顿通过计算求出了引力常量 C. 卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量 D. 哈雷提出了月地检验，证明了万有引力定律的正确性 2. 一颗质量为20g的子弹以100m/s的速度飞行，则子弹的动能为（　　） A. 1×105J B. 100J C. 2×105J D. 200J 3. 一个物体仅在两个力的作用下由静止开始运动，动能增加了20J，如果其中一个力做功为8J，那么另一个力做功为（　　） A. 15J B. 20J C. 28J D. 12J 4. 做平抛运动的物体，一段时间t后经过P点，则物体在P点（ ） A. 速度方向可能为水平方向 B. 速度方向可能为竖直向下 C. 受力方向可能为水平方向 D. 受力方向一定为竖直向下 5. 如图所示．脚盘在水平面内匀速转动，放在盘面上的一小物块随圆盘一起运动，关于小物块的受力情况，下列说法中正确的是（ ） A. 只受重力和支持力 B. 受重力、支持力和压力 C. 受重力、支持力和摩擦力 D. 受重力、支持力，摩擦力和向心力 6. 在驾驶汽车时必须系好安全带，因为在紧急情况下急刹车，汽车速度会在很短时间内减小为零，关于安全带在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 延长了司机的受力时间 B. 减少了刹车前后司机动量的变化量 C. 增加了司机所受的冲量 D. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 7. 物体在水平地面上受到与水平方向成θ角的恒力F作用时间t，物体始终静止。则（　　） A. F的冲量方向水平向右 B. F的冲量大小为Ftcosθ C. 物体所受摩擦力的冲量为0 D. 物体所受合力的冲量为0 8. 如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（ ） A. 重力势能增加，动能减少，机械能减少 B. 重力势能减少，动能增加，机械能减少 C. 重力做正功，动能增加，机械能增加 D. 重力做正功，动能增加，机械能守恒 9. 某同学以正常速度从厦门一中恪勤一楼楼梯口沿楼梯走到四楼楼梯口，此过程该同学克服重力做功的平均功率约为（　　） A. 1.2W B. 12W C. 120W D. 1200W 10. 如图所示，动力小车以恒定的速率沿曲线竖直轨道上表面从A点运动到D点，A点是轨道最低点，B为轨道最高点。下列判断正确的是（ ） A. 小车在A、B两点速度不同 B. 运动中小车的动量不变 C. 运动中小车机械能不变 D. 小车在A点对轨道压力最大 11. 在公路的拐弯处对汽车都有限速要求。某弯道处的设计限速是，汽车轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍。重力加速度取，若此处的路面是水平的，为保证汽车行驶安全，其弯道半径的最小值约为（　　） A. B. C. D. 12. 一个质量为m、速度为v的A球与另一个质量为4m的静止B球发生正碰，则碰撞后B球的速度可能为（　　） A. 0.1v B. 0.3v C. 0.5v D. v 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 13. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 力对物体做功越多，功率越大 B. 功率是描述力对物体做功快慢的物理量 C. 完成相同的功，用的时间越长，功率越小 D. 根据，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成正比 14. 以下四个图中，系统动量守恒的是（　　） A. B. C. D. 15. “嫦娥二号”卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T，若以R表示月球的半径，万有引力恒量为G，则(　　) A. 月球质量为 B. “嫦娥二号”探测卫星运行时的向心加速度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 物体在月球表面自由下落的加速度为 16. 如图甲所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动；如图乙所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆形管道内做完整的圆周运动（圆形管道的管径略大于小球的直径，但远小于R）。已知重力加速度大小为g，两小球均可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中小球通过最高点的最小速度为0 B. 图乙中小球通过最低点的最小速度为 C. 图乙中小球通过最高点时速度越大，对管道的作用力一定越大 D. 图甲中小球通过最低点时对轨道的作用力比通过最高点时大 17. 第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口成功举行，高山滑雪是冬奥会运动项目之一，训练轨道可简化为由弧形轨道AO和倾斜直轨道OB组成，如图，某运动员（可视为质点）从弧形轨道A点由静止滑下，从O点沿水平方向飞出，并落到轨道OB上。运动员到O点以20m/s的速度水平飞出，轨道OB的倾角，取，不计一切摩擦和空气阻力，，，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员从O点到落在斜面上的时间为3s B. 运动员的落点与O点的距离为45m C. 运动员落在斜面上瞬间的速度大小为 D. 运动员从A点下滑的高度越高，落在OB斜面上时其速度方向与斜面的夹角越大 三、实验题（每空2分，共6分） 18. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为______。 A． B． C． （2）（单选）关于该实验，下列说法正确的有______。 A．斜槽轨道必须光滑 B．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 C．入射球和被碰球的半径必须相同 D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为______。（均用题中所给物理量的符号表示） 四、本题共4小题，共38分(写出必要的解题过程和公式，只有答案不得分)。 19. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 20. 在冰壶比赛中，冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙，碰后冰壶甲的速度变为，方向不变，已知冰壶质量均为m，碰撞过程时间为t，求： ①正碰后冰壶乙的速度v； ②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F． 21. 已知地球表面的重力加速度为，半径为R，万有引力常量为G，不考虑地球自转。求： （1）地球的质量为M； （2）地球的第一宇宙速度。 22. 如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点，取重力加速度。求： （1）脱离弹簧时A、B的速度大小和； （2）物块与桌面间的动摩擦因数μ； （3）整个过程中，弹簧释放的弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 八一中学2023—2024学年第二学期高一年级期末考试 物理试卷 考试时间：90分钟 满分：100分 预测难度系数：0.6 一、选择题:本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在科学的发展中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合物理学史的是（ ） A. 开普勒发现了万有引力定律 B. 牛顿通过计算求出了引力常量 C. 卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量 D. 哈雷提出了月地检验，证明了万有引力定律的正确性 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，故A错误； BC．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故B错误，C正确； D．牛顿提出了月地检验，得出天上和地面引力遵循相同规律，证明了万有引力定律的正确性，故D错误。 故选C。 2. 一颗质量为20g的子弹以100m/s的速度飞行，则子弹的动能为（　　） A. 1×105J B. 100J C. 2×105J D. 200J 【答案】B 【解析】 【详解】子弹的动能为 故选B。 3. 一个物体仅在两个力的作用下由静止开始运动，动能增加了20J，如果其中一个力做功为8J，那么另一个力做功为（　　） A. 15J B. 20J C. 28J D. 12J 【答案】D 【解析】 【详解】根据动能定理可知 故有 解得 D正确。 故选D。 4. 做平抛运动的物体，一段时间t后经过P点，则物体在P点（ ） A. 速度方向可能为水平方向 B. 速度方向可能为竖直向下 C. 受力方向可能为水平方向 D. 受力方向一定为竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】物体做平抛运动，只受重力作用，方向一定竖直向下，速度沿轨迹切线方向，不可能为水平或竖直方向。 故选D。 5. 如图所示．脚盘在水平面内匀速转动，放在盘面上的一小物块随圆盘一起运动，关于小物块的受力情况，下列说法中正确的是（ ） A. 只受重力和支持力 B. 受重力、支持力和压力 C. 受重力、支持力和摩擦力 D. 受重力、支持力，摩擦力和向心力 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：对小物块进行受力分析，分析时按照重力弹力摩擦力的顺序，并且找一下各力的施力物体，再根据圆周运动的特点知道是哪些力提供了向心力，即可得知各选项的正误． 解：小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示， 重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．选项C正确，选项ABD错误． 故选C． 6. 在驾驶汽车时必须系好安全带，因为在紧急情况下急刹车，汽车速度会在很短时间内减小为零，关于安全带在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 延长了司机的受力时间 B. 减少了刹车前后司机动量的变化量 C. 增加了司机所受的冲量 D. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 【答案】A 【解析】 【详解】A．安全带在刹车过程中延长了司机的受力时间，从而减小了司机的受力，使人不易受伤，故A正确； B．司机刹车前后的速度变化量不变，因此无论有无安全带，司机动量的变化量都相等，故B错误； C．根据动量定理，司机所受的冲量等于动量的变化量，由B项可知，无论有无安全带，司机所受冲量都一样，故C错误； D．司机在刹车过程中，其动能转化为汽车的动能和内能，故D错误； 故选A。 7. 物体在水平地面上受到与水平方向成θ角的恒力F作用时间t，物体始终静止。则（　　） A. F的冲量方向水平向右 B. F的冲量大小为Ftcosθ C. 物体所受摩擦力的冲量为0 D. 物体所受合力的冲量为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．F的冲量方向跟F的方向相同，A错误； B．F的冲量大小为Ft，B错误； C．物体所受摩擦力的冲量为，摩擦力不为零，摩擦力的冲量就不为零，C错误； D．物体始终静止，说明物体的合力为零，故合力的冲量为零，D正确。 故选D。 8. 如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（ ） A. 重力势能增加，动能减少，机械能减少 B. 重力势能减少，动能增加，机械能减少 C. 重力做正功，动能增加，机械能增加 D. 重力做正功，动能增加，机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】小孩从公园中的滑梯上加速滑下：小孩有一定的质量，加速滑下，重力做正功，速度变大，动能变大；高度不断减小，重力势能减小；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小。 故选B。 9. 某同学以正常速度从厦门一中恪勤一楼楼梯口沿楼梯走到四楼楼梯口，此过程该同学克服重力做功的平均功率约为（　　） A. 1.2W B. 12W C. 120W D. 1200W 【答案】C 【解析】 【详解】一个普通高中生质量大概为50kg，从一楼走到四楼高度大概为12m，假设重力加速度重力做功可得 从一楼到四楼大致时间为50s，所以重力做功平均功率可得 因此A、B、D错误。 故选C。 10. 如图所示，动力小车以恒定的速率沿曲线竖直轨道上表面从A点运动到D点，A点是轨道最低点，B为轨道最高点。下列判断正确的是（ ） A. 小车在A、B两点速度不同 B. 运动中小车的动量不变 C. 运动中小车机械能不变 D. 小车在A点对轨道压力最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小车做曲线运动，运动方向与轨迹相切，小车在A、B两点时，两点分别为最低点和最高点切线沿水平方向，则小车运动方向沿水平方向，方向相同，小车的速率即速度大小也相同，所以，小车在A、B两点速度相同，故A错误； B．小车做曲线运动，运动方向时刻改变，动量为矢量，方向与速度方向相同，所以小车的动量大小不变，方向时刻改变，故B错误； C．汽车在运动过程中动能不变，重力势能变化，所以机械能变化，故C错误； D．小车在A点时，为轨道的最低点，根据牛顿第二定律 解得 又因为，由图可得小车在A点对应的圆周运动的半径最小，一定速率下，向心力最大，所以小车在A点是轨道对小车的支持力最大，根据牛顿第三定律，此时小车对轨道的压力最大，故D正确。 故选D。 11. 在公路的拐弯处对汽车都有限速要求。某弯道处的设计限速是，汽车轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍。重力加速度取，若此处的路面是水平的，为保证汽车行驶安全，其弯道半径的最小值约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，静摩擦力为其圆周运动提供向心力，则有 解得 B正确。 故选B。 12. 一个质量为m、速度为v的A球与另一个质量为4m的静止B球发生正碰，则碰撞后B球的速度可能为（　　） A. 0.1v B. 0.3v C. 0.5v D. v 【答案】B 【解析】 【详解】两球碰撞过程中动量守恒，以A的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得 解得 如果两球发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 则碰撞后B的速度为 故选B。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 13. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 力对物体做功越多，功率越大 B. 功率是描述力对物体做功快慢的物理量 C. 完成相同的功，用的时间越长，功率越小 D. 根据，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成正比 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．功率与做功多少和时间都有关系，时间不确定，功率大小不能确定，故A错误； B．功率是描述物体做功快慢的物理量，故B正确； C．由 可知，完成相同的功，用的时间越长，功率越小，故C正确； D．根据 汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，故D错误。 故选BC。 14. 以下四个图中，系统动量守恒的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在光滑水平面上，子弹射入木块过程中，子弹与木块组成的系统所受外力的合力为0，该系统动量守恒，A正确； B．剪断细线，弹簧恢复原长过程中，物块所受外力的合力不为0，等于弹簧的弹力，动量不守恒，B错误； C．两球体匀速下滑，细线断裂后，它们在水中运动过程中，两球体所受浮力与两球体的重力仍然大小相等，方向相反，即两球体组成的系统所受外力的合力为0，该系统动量守恒，C正确； D．木块沿光滑固定斜面下滑过程中，合外力沿斜面向下，物块所受外力的合力不为0，动量不守恒，D错误。 故选AC。 15. “嫦娥二号”卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T，若以R表示月球的半径，万有引力恒量为G，则(　　) A. 月球质量为 B. “嫦娥二号”探测卫星运行时的向心加速度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 物体在月球表面自由下落的加速度为 【答案】ABC 【解析】 【详解】根据,解得，选项A正确；“嫦娥二号”探测卫星运行时的向心加速度，选项B正确；根据，解得，选项C正确；根据，解得，选项D错误. 16. 如图甲所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动；如图乙所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆形管道内做完整的圆周运动（圆形管道的管径略大于小球的直径，但远小于R）。已知重力加速度大小为g，两小球均可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中小球通过最高点的最小速度为0 B. 图乙中小球通过最低点的最小速度为 C. 图乙中小球通过最高点时速度越大，对管道的作用力一定越大 D. 图甲中小球通过最低点时对轨道的作用力比通过最高点时大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由圆周运动知，图甲中小球通过最高点时，重力提供小球做圆周运动的向心力，则 解得 A错误； B．在管状模型中通过最高点最小速度为0，由动能定理知 代入得 B正确； C．图乙中小球通过最高点时，当，小球对下管道有压力，速度越大对下管道压力越小，当，小球对管道无压力，当，小球对上管道有压力，速度越大对上管道压力越大，C错误； D．设在最高点压力为，速度为，最低点压力为，速度为，则由圆周运动知，在最高点有 根据动能定理知 在最低点有 则 D正确； 故选BD。 17. 第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口成功举行，高山滑雪是冬奥会运动项目之一，训练轨道可简化为由弧形轨道AO和倾斜直轨道OB组成，如图，某运动员（可视为质点）从弧形轨道A点由静止滑下，从O点沿水平方向飞出，并落到轨道OB上。运动员到O点以20m/s的速度水平飞出，轨道OB的倾角，取，不计一切摩擦和空气阻力，，，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员从O点到落在斜面上的时间为3s B. 运动员的落点与O点的距离为45m C. 运动员落在斜面上瞬间的速度大小为 D. 运动员从A点下滑的高度越高，落在OB斜面上时其速度方向与斜面的夹角越大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设落点与O点的距离为L，设O点速度，由平抛运动可得 ， 解得 ， 故A正确，B错误； C．设运动员落在斜面上瞬间的速度大小为v，运动员落在斜面上瞬间竖直向下的分速度大小为，结合上述有 解得 则运动员落在斜面上瞬间的速度大小 故C正确； D．若落到斜面上的速度与水平方向夹角为，则有 可知运动员落到斜面上的速度与斜面夹角不变，故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共6分） 18. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为______。 A． B． C． （2）（单选）关于该实验，下列说法正确的有______。 A．斜槽轨道必须光滑 B．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 C．入射球和被碰球的半径必须相同 D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为______。（均用题中所给物理量的符号表示） 【答案】 ①. C ②. C ③. 【解析】 【详解】（1）[1]为了避免碰撞后小球被撞回，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即。 故选C。 （2）[2]A．只要保证每一次小球从同一位置静止释放，使得小球获得相同的初速度即可，斜槽轨道可以不用光滑，故A错误； B．铅垂线的作用是用来确定O点位置的，不是用来检验斜槽是否水平，故B错误； C．为了能够让小球发生对心碰撞，入射球和被碰球的半径必须相同，故C正确； D．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度H，故D错误。 故选C。 （3）[3]设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 整理得 四、本题共4小题，共38分(写出必要的解题过程和公式，只有答案不得分)。 19. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 【答案】（1）；（2）200N 【解析】 【详解】（1）小球在最低点的向心加速度大小 （2）根据牛顿第二定律 解得 20. 在冰壶比赛中，冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙，碰后冰壶甲的速度变为，方向不变，已知冰壶质量均为m，碰撞过程时间为t，求： ①正碰后冰壶乙的速度v； ②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F． 【答案】①② 【解析】 【详解】①由动量守恒定律有 解得 ②冰壶乙在碰撞过程由动量定理有 解得 21. 已知地球表面的重力加速度为，半径为R，万有引力常量为G，不考虑地球自转。求： （1）地球的质量为M； （2）地球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据 可得地球的质量 （2）根据 可得地球的第一宇宙速度 22. 如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点，取重力加速度。求： （1）脱离弹簧时A、B的速度大小和； （2）物块与桌面间的动摩擦因数μ； （3）整个过程中，弹簧释放的弹性势能。 【答案】（1）1m/s，1m/s；（2）0.2；（3）0.12J 【解析】 【详解】（1）对A物块由平抛运动知识得 代入数据解得，脱离弹簧时A的速度大小为 AB物块质量相等，同时受到大小相等方向相反的弹簧弹力及大小相等方向相反的摩擦力，则AB物块整体动量守恒，则 解得脱离弹簧时B的速度大小为 （2）对物块B由动能定理 代入数据解得，物块与桌面的动摩擦因数为 （3）弹簧的弹性势能转化为AB物块的动能及这个过程中克服摩擦力所做的功，即 其中 ， 解得整个过程中，弹簧释放的弹性势能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $