四川省成都市石室中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

第 1 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 成都石室中学 2024-2025 学年度下期高 2027 届期中考试 物 理 试 卷 （满分 100 分，考试时间 75 分钟） 第Ⅰ卷（46 分） 一、单项选择题（共 7 个小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题只有一个选项符合题意） 1.下列说法正确的是（ ） A.一对相互作用力的总冲量一定为零 B.一对相互作用的摩擦力的总功一定为零 C．物体动量变化量为负，则物体动量大小在减小 D. 力冲量的正负表示方向，力做功的正负表示大小 2．如图所示，质量为 M 的长木板置于光滑水平面上，一轻质弹簧左端固定在木板左端的挡 板上（挡板固定在木板上），右端与质量为 m 的小木块连接。木块与长木板之间光滑，开始 时 m 和 M 都静止，弹簧处于自然状态。现同时对 m、M 施加反向的水平恒力 1F 、 2F ，两物 体开始运动到弹簧第一次最长的过程，弹簧未超过其弹性限度，则对 m、M、弹簧组成的系 统，下列说法正确的是（ ） A．若 1 2F F= ，m M= ，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 B．若 1 2F F= ，m M ，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 C．若 1 2F F ，m M= ，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 D．若 1 2F F ，m M ，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 3．半径为 R 半圆形的弯曲面固定放置在水平地面上的 C 点，O 是圆心，AB 是水平直径，OC 是竖直半径，D 是圆弧上的一个小孔，∠COD=60°。现让视为质点的小球（直径略小于小孔 D 的直径）从 O 点水平向右抛出，经过 D（与小孔无碰）落到水平地面的 E 点，重力加速度 大小为 g，下列说法正确的是（ ） A.小球在 D 点的速度方向垂直于过 D 点圆弧的切线 B．小球从 O 到 D 的时间等于 D 到 E 的时间 C．小球在 O 点的速度大小为2 gR D．小球在 O 点的速度大小为√ 3𝑔𝑅 2 第 2 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 4.如图，一飞行器沿椭圆轨道 I 运行，地球位于椭圆轨道 I 的其中一个焦点 O 上。飞行器在 某位置 P 瞬间喷射一定量气体后，沿圆轨道Ⅱ运行。已知轨道 I 的半长轴大于轨道Ⅱ的半径，则飞行器（ ） A．在轨道 I 上从 P 点到 M 点，机械能增大 B．在轨道Ⅱ上的周期大于在轨道 I 上的周期 C．在轨道Ⅱ上的速度大小可能等于于在轨道 I 上经过 M 点的速度大小 D．变轨前在轨道 I 上经过 P 点和变轨后在轨道Ⅱ上经过 P 点时的加速度相同 5.旋转木马可以简化为如图所示的模型，两个完全相同的可视为质 点的小球 a、b 分别用悬线悬于水平杆 A、B 两端，OB＝2OA，将装 置绕竖直杆匀速旋转后，a、b 在同一水平面内做匀速圆周运动，两 悬线与竖直方向的夹角分别为 、 ，则下列判断正确的是 （ ） A. tan 2 tan = B. cos 2 cos = C. tan 2 tan = D. sin 2 sin = 6.如图所示，用两根长度都等于 L 的细绳，分别把质量相等、大小相同的 a、b 两球 悬于同一高度，静止时两球恰好相接触．现把 a 球拉到细绳处于水平位置，然后无初 速释放，当 a 球摆动到最低位置与 b 球相碰后，b 球不可能升高的高度为( ) A．L B． 4L 5 C． L 4 D． L 8 7．“…青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归。”如图所示，这是古诗描述的情景。若斗笠的直径 d =70cm，细雨在空中分布均匀，竖直下落的速度始终为 v=2m/s，湖可以看成一个露天的圆 柱形的大容器，细雨持续的时间 t=1h，导致湖面的水位上升了 h=1mm。(设雨滴垂直撞击斗笠后无反弹，且斗笠的坡面接近水平，不 计雨滴所受重力，水的密度 3 31 10 kg/m =  ) 则斗笠受到雨的平均作用 力大小 F 最接近于（ ） A． 44 10− N B． 46 10 N− C． N4102 − D． N4101 − 二、多项选择题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中有 多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错得 0 分） 第 3 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 8.我国“天问二号”小行星探测器计划于 2025 年 5 月发射，主要任务是对近地小行星 2016HO3 开展伴飞、探测并取样返回。假设“天问二号”小行星探测器在小行星的静止轨道上运行时速 度为v，公转周期为 T，降落在小行星表面采样时发现同一样品在赤道时的重力是其在北极 时重力的 9 10 倍。已知小行星的两极加速度为 g，引力常量G ，则下列说法正确的是（ ） A．小行星的质量为 𝑣3𝑇 2𝐺𝜋 B．小行星的质量为 𝑣3𝑇 𝐺𝜋 C．小行星半径为 𝑔𝑇2 40𝜋2 D．小行星半径为 9𝑔𝑇2 40𝜋2 9.如图甲所示，传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具.如图乙所示，传送带与水平面 间的夹角 θ＝37°，逆时针匀速转动.某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中，以水平地 面为重力势能的零势能面，物体的机械能 E 和传送距离 s 的 关系如图丙所示.已知物体的质量为 10kg，可视为质点，重 力加速度为 10m/s2，下列说法中正确的是（ ） A.传送带的运行速度为 2m/s B.物体与传送带之间的动摩擦因数为 0.5 C.物体与传送带在 0～0.2m 内产生的热量小于 0.2～0.4m 内产生的热量 D. 传送带对物体在 0～0.2m 内做的功大于 0.2～0.4m 内做的功 10. 如图所示，质量均为 m 可视为质点的物体 A、B 通过轻绳连接，A 放在固定的光滑斜面 上斜面倾角 30 = ，轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端连接 A。将穿在固定的 竖直光滑杆上的 B 由 P 点静止释放时，轻绳绷直但无拉力，OP 段水平。在 B 运动到 Q 点的 过程中，A 不会碰到轻质滑轮，弹簧始终在弹性限度内。弹簧弹性劲度系数 mg k l = ， OP l= ， 3PQ l= ，重力加速度为 g，不计轻质滑轮与轻绳 间摩擦及空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. B 在 P 点弹簧的弹性势能等于在 Q 点弹性势能 B. B 运动到 Q 点时，A 的速度大小为√(6√3−3)𝑔𝑙 7 C. B 从 P 点运动到 Q 点的过程中，A、B 组成的系统机械能守恒 D. B 从 P 点运动到 Q 点的过程中，克服绳的拉力做功为 3√3+2 7 𝑚𝑔𝑙 第 4 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 第Ⅱ卷（54 分） 三、实验探究题（本题共 2 小题，共 14 分；把答案填在答题纸相应的横线上） 11（6 分）．元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对戽斗 汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动 特点。该小组在位于同一水平线上的 P、Q 两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线 跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段 PQ 的垂直平分线 OO′运动。 当沙桶质量为 m，沙桶从 A 点由静止释放，能到达最高点 B，最终停在 C 点。分析所拍摄的 沙桶运动视频，以 A 点为坐标原点，取 竖直向上为正方向。建立直角坐标系， 得到沙桶位置 y 随时间 t 的图像如图乙 所示。 (1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀 速直线运动，则此段中随着连结沙桶的 两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力 （选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减 小”）。沙桶在 B 点的加速度方向 （选填“竖直向上”“竖直向下”）。 (2)由图乙可知，若 A 点纵坐标 yA,B 点纵坐标 yB,C 点纵坐标 yc,重力加速度为 g，沙桶从开始 运动到最终停止，机械能增加了_______ （用字母表示） 12（8 分）．某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为 k 的弹簧， 其形变量为 x 时弹性势能的表达式为 21 2 pE kx= ”，为了验证该结论，就尝试用“研究加速度与 合外力、质量关系”的实验装置设计了以下实验，如图甲所示。已知小车的质量为 m，打点计 时器的打点周期为 T。 A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连 接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸 x 后用插销锁定，测出其伸长量 x； 第 5 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 C．接通打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的 A 点（图丙中未画出）测出其速度； E．取不同的 x 重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 (1)关于本实验，下列说法正确的是________。 A．长木板右端需要垫高以补偿阻力 B．图乙的目的是测量弹簧的劲度系数 k C．实验前需要调节细绳水平 D．在图乙中，在测量弹簧原长时，应该将弹簧取下置于水平桌面上使其处于自然伸长状态 (2)如图乙所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘 中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由 数据算得弹簧的劲度系数 k = N/m。（取重力加速度 大小 29.8 /g m s= ，结果保留三位有效数字） (3)测量纸带上 A 点的速度时，应该选择 段。（填“ 1s ”、“ 2s ”或“ 3s ”） (4)若 21 2 pE kx= 成立，则实验中需要验证的方程为 2kx = 。（用题中所给的物理量来 表示） 四、计算题（本题共 3 小题，共 40 分。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（10 分）．如图所示，质量为 M、内有半径 R 的半圆形轨道的槽体放在光滑的平台上，左 端紧靠一台阶，质量为 m 的小球从槽顶端 A 点由静止释放，若忽略一切摩擦，求： （1）小球滑到圆弧最低点时，槽体对其支持力 FN的大小； （2）小球在槽右端相对槽最低点上升的最大高度 h。 砝码质量 / g 50 100 150 弹簧长度 / cm 8.62 7.63 6.66 第 6 页 共 6 页 命题人：北湖校区高一物理组 审题人：北湖校区高一物理组 14（14 分）．如图甲所示，物块 A、B 的质量分别是 A 4.0kgm = 和 B 3.0kgm = ，用轻弹簧栓 接相连放在光滑的水平地面上，物块 B 右侧与竖直墙相接触。另有一物块 C 从 0t = 时以一定 速度向右运动，在 4st = 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开。物块 C 的v t− 图 像如图乙所示,求： (1)物块 C 的质量 Cm ； (2)弹簧对物块 A、C 的弹力在 4s 到 12s 的 时间内冲量 I 的大小和方向； (3)在 B 离开墙壁之后的运动过程中，物块 AC 整体的最小速度的大小。 15（16 分）．一游戏装置的竖直截面如图所示。倾斜直轨道 AB、半径为 R 的竖直螺旋轨 道、水平轨道 BC 和C E 、倾角为37的倾斜直轨道 EF 平滑连接成一个抛体装置。该装置除 EF 段轨道粗糙外，其余各段均光滑，F 点与水平高台 GHI 等高。游戏开始，一质量为 m 的 滑块 1 从轨道 AB 上的高度 h 处静止滑下，与静止在 C 点、质量也为 m 的滑块 2 发生完全非 弹性碰撞后组合成滑块 3，滑上滑轨。若滑块 3 落在 GH 段，反弹后水平分速度保持不变， 竖直分速度减半；若滑块落在 H 点右侧，立即停止运动。已知 0.2m, 0.1kgR m= = ，EF 段长 度 5 m 16 L = ，FG 间距 0.4mFGL = ，GH 间距 0.22mGHL = ，HI 间距 0.1mHIL = ，EF 段 0.25 = 。滑块 1、2、3 均可视为 质点，不计空气阻力， sin37 0.6, cos37 0.8 =  = ， 210m / sg = 。 (1)若 0.8mh = ，求碰撞后瞬间滑块 3 的速度大小 Cv ； (2)若滑块 3 恰好能通过圆轨道CDC，求高度 h； (3)若滑块 3 最终落入 I 点的洞中，则游戏成功。讨论游戏成功的高度 h。 成都市石室中学 2024-2025 学年下期物理半期试题答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A A D D C D C AC AB ABD 二、实验题 11. 【答案】(1) 逐渐增大 竖直向下 (2)mg(yC-yA) 12. 【答案】(1)AB (2) 49.5~50.5之间均可 (3) 2s (4) 224 sm T （ ） 三、计算题 13.（1）3mg；（2） M R M m+ 【详解】（1）根据题意，设小球由 A落至圆弧最低点时的速度为 v，取圆弧最低点为势能零 点，由机械能守恒定律有 21 2 mgR mv （2分） 在最低点对小球受力分析，由牛顿第二定律有 2 N vF mg m R   （2分） 联立解得 N 3F mg （1分） （2）根据题意可知，小球向上运动的过程中，m与 M组成的系统在水平方向的动量守恒， 设小球滑至最高点时 m与 M的共同速度为 1v ，则有   1mv M m v  （2分） 此过程中系统机械能守恒，则有  2 21 1 1 2 2 mv m M v mgh   （2分） 联立解得 Mh R M m   （1分） 14.【答案】(1)2kg (2)大小 36� ⋅ �，方向向左 (3)1m / s 【详解】（1）由图知，C与 A碰前速度为 9m / sv  ，碰后速度为 2 3m / sv  ，C与 A碰撞过 程根据动量守恒可得  C A C 2m v m m v  （2分） 解得 C 2kgm  （2分） （2）由图知，12s末 A和 C的速度为 3 3m / sv   ，4s到 12s的时间内，根据动量定理可知， 弹簧对物块 A、C的冲量为    A C 3 A C 2I m m v m m v    （2分） 解得 36N sI    可知冲量大小为36N s×，方向向左（2分） （3）此后运动过程中，弹簧第一次恢复原长时，物块 AC整体的速度最小，则    A C 3 A C AC B Bm m v m m v m v    （2分）    2 2 2A C 3 A C AC B B 1 1 1 2 2 2 m m v m m v m v    （2分） 联立解得 AC 1m / sv   ，即 AC整体速度最小值为1m / s。（2分） 15.【答案】(1) 2m/sCv  (2)2m (3)2.5m或 2m 【详解】（1）对滑块 1由动能定理 20 1 2 mgh mv （1分） 解得滑块 1与滑块 2碰前的速度大小为 0 4m/sv  （1分） 滑块 1与滑块 2碰撞过程中，由动量守恒定律 0 2 Cmv mv （1分） 解得碰撞后瞬间滑块 3的速度大小为 2m/sCv  （1分） （2）在轨道 D点，由牛顿第二定律 2 2 2 Dvmg m R  解得 2m/sDv  （1分） 滑块 3从 D点到 C＇点，由机械能守恒定律 2 2 1 12 2 2 2 2 2C D mv mg R mv     解得 10m/sCv   （2分） 结合 2 0 1 2 mgh mv  ， 0 2 Cmv mv  联立解得 2mh  （1分） （3）滑块 3从 C＇点到 F点的过程中，由动能定理 2 21 12 sin37 2 cos37 2 2 2 2F C mgL mg L mv mv         （1分） 若滑块 3直接落入洞中，则竖直方向 1sin37 2F tv g  （1分） 水平方向 1cos37FG GH HI FL L L v t    （1分） 结合 2 1 0 1 2 mgh mv  ， 0 2 Cmv mv  联立解得 1 2.5mh  （1分） 若经一次反弹落入洞中，则 2 2 sin 37 sin 37F Fv vt g g      （1分） 水平方向 2cos37FG GH HI FL L L v t    （1分） 结合 2 2 0 1 2 mgh mv  ， 0 2 Cmv mv  2 21 12 sin37 2 cos37 2 2 2 2F C mgL mg L mv mv          （1分） 联立解得 2 2mh  （1分）