安徽省淮北市第一中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

淮北一中 2024 级高一下学期期末考试 物理试卷 命题人：周光辉 审题人：曹宇 考试时间：90 分钟 一、单项选择题（每小题 4分，共 32 分） 1.如图所示，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢抽出纸条，杯子会 滑落；若快速抽出纸条，杯子没有滑落（两次实验杯子均相对纸条滑动）。对于 这个实验，下列说法正确的是( ) A.缓慢抽出时，杯子滑落是因为杯子惯性小的缘故 B.快速抽出时，杯子没有滑落是因为杯子惯性大的缘故 C.缓慢抽出过程中，杯子滑落是因为摩擦力对杯子的冲量较大 D.快速抽出过程中，杯子没有滑落是因为摩擦力对杯子的冲量较大 2.如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平 面上的物块。今让一小球自左侧槽口 A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽 A 点相切进入槽内，则以下结论中正确的是( ) A.小球离开 C点以后，将做竖直上抛运动 B.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 C.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统在水平方向动 量守恒 D.小球自半圆槽的最低点 B向 C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统 在水平方向动量守恒 3．有一种地下铁路，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡， 如图所示．已知坡高为 h，车辆的质量为 m，重力加速度为 g，车辆与路轨间的摩 擦力为 Ff，进站车辆到达坡下 A处时的速度为 v0，此时切断电动机的电源，车辆 冲上坡顶到达站台 B处的速度恰好为 0.车辆从 A运动到 B的过程中克服摩擦力做 的功是 ( ) A．Ffh B．1 2 mv20－mgh C．Mgh D.mgh－1 2 mv20 4．2024年 6月 6日，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道 的交会对接。该次对接过程简化为如图所示，轨道器和返回器组合体（以下简称 组合体）绕月球做半径为 3R的匀速圆周运动，上升器从椭圆轨道的近月点 B（近 似为月球表面处）运行半个周期，到椭圆轨道的远月点 A 时，恰好与组合体实现对接，之后两者一起沿组合体原有轨 道运动。已知月球半径为 R，月球表面的重力加速度为 g 月， 忽略月球自转，则下列说法正确的是（ ） A．组合体的运行周期为 36 R g  月 B．上升器对接后机械能减小 C．上升器在椭圆轨道上的运行速率均小于对接后的运行速率 D．上升器在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为3 3 :1 5.如图所示，大气球质量为 25 kg，载有质量为 50 kg的人，静止在空气中距地面 20 m高的地方，气球下方悬挂一根质量可忽略不计的绳子，此人想从 气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则绳长至少为(不计 人的身高，可以把人看作质点)( ) A．20 m B．30 m C．40 m D．60 m 6.如图所示，在同一竖直平面内，将同一个小球从高度不同的两点 a、b处分别以 初速度 av 和 bv 沿水平方向抛出，经过时间 at 和 bt 后落到与两抛出点水平距离相等的 P点。若不计空气阻力，则小球落地瞬间重力的瞬时功率分别记为 aP， bP，平抛 过程中重力的平均功率分别记为 aP、 cP，下列关系式中正确的是( ) A. a bv v B. a bt t C. a bP P D. a bP P  A B 月球 7.“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意象。当雨滴竖直下落的速度为 v时，将一圆 柱形量杯置于雨中，测得时间 t 内杯中水面上升的高度为ℎ。为估算雨滴在该速度 下对芭蕉叶产生的平均压强 p ，假设芭蕉叶呈水平状，雨滴落在芭蕉叶上不反弹， 不计雨滴重力的影响。已知水的密度为ρ ，则 p 为( ) 8.质量为 m的矩形木板 ae，放在光滑水平地面上，b、c、d是 ae的 4等分点。质 量为M的物块以一定的初速度从 a点水平滑上粗糙木板，物块的宽度不计，且m<M， 经过一段时间物块停在木板上。若上图是物块刚滑上木板时的物块与板的位置状 态，下图是物块刚与木板达到共同速度时的位置状态，下列示意图正确的是( ) 二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 分，漏选得 2 分，多选或错选得 0 分） 9.如图所示是一辆做直线运动的小车从 A点运动到 B点的过程中牵引力 F与速度 v 的关系图像，该图像是反比例函数图像的一支，C为 A B、 间一点。已知整个过程 小车所受的阻力大小恒为 4 N，小车运动到 B点时恰好开始做匀速直线运动，则 ( ) A.小车从 A点到 B点，牵引力的功率增大 B.图中两阴影部分的面积 1 2S S C.小车在 C点的牵引力功率为 32 W D.图中 4 N, 2 m / sB AF v  10．圆锥摆是我们在研究生活中的圆周运动时常遇到的一类物理模型。如图所 示，质量相同的 1、2两个小摆球（均可视为质点）用长度相等的细线拴在同一 悬点，组成具有相同摆长和不同摆角的圆锥摆，若两个小摆球均在水平面内做 匀速圆周运动，不计空气阻力。则( ) A.两个小摆球的向心力大小相等 B.小摆球 1的线速度小于小摆球 2的线速度 C.细线对球 1的拉力大于细线对球 2的拉力 D.小摆球 1的角速度小于小摆球 2的角速度 A. �ℎ� � B.2�ℎ� � C.�ℎ�� D.2�ℎ�� 11．2017年 10月 16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡 天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号．关于引力波，早在 1916年爱因斯 坦基于广义相对论预言了其存在.1974年拉塞尔赫尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯— 泰勒脉冲双星，这双星系统在互相公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因 此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据．上述叙述中，若 不考虑赫尔斯—泰勒脉冲双星质量的变化，则下列关于赫尔斯—泰勒脉冲双星的 说法正确的是( ) A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变 B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小 C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但半 径的比值保持不变 D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量 12．如图所示，质量均为 m的物体 A、B之间用竖直轻质弹簧连接且 A静止于水 平地面上，一条绕过轻滑轮且不可伸长的轻绳，一端连着物体 B，另一端连着物体 C，物体 C套在光滑的竖直固定杆上。现用手托住物体 C使其静止于 M点，轻绳 刚好水平伸直但无弹力作用，滑轮与杆之间的水平距离为 4L，物体 B与滑轮之间 的轻绳始终竖直。从静止释放物体 C后，C沿竖直杆向下运动，物体 C沿杆运动 到的最低点为 N点，此时物体 A恰好未离开地面，物体 C与滑轮之间的轻绳与水 平方向的夹角为 37°，物体 C可视为质点，重力加速度大小为 g，轻绳所受重力及 滑轮的摩擦均可忽略不计，物体 B始终未与滑轮碰撞，弹簧始终在弹性限度内， sin37 0.6  ， cos37 0.8  。下列说法正确的是（ ） A．物体 C的质量为1 3 � B．弹簧的劲度系数为 2mg L C．物体 C从 M点下滑到 N点的整个过程中，物体 B、C构成的系统机械能一 直守恒 D．物体 C与滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为 30°时，物体 B、C的速率 之比为 1：2 三、实验题（共 14 分） 13.(8分)如图甲所示，已知当地的重力加速度为 g，将打点计时器固定在铁架 台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定 律”实验． (1)实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v和下落高 度 h.某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是 ． A．用刻度尺测出物体下落高度 h，由打点间隔数算出下落时间 t，通过 v＝gt 计算出瞬时速度 v B．用刻度尺测出物体下落的高度 h，并通过 v＝ 2gh计算出瞬时速度 v C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点 间的平均速度，测算出瞬时速度 v，并通过 h＝v 2 2g 计算得出高度 h D．用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点 的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v (2)图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度 v和下落高 度 h而绘制出的 v2－h图线．图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是： _________________________________________________________． (3)某同学正确操作后得到一条如图丙所示的纸带，O点为打下的第一个点，A、B、 C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为 50Hz，重物的质量 0.5kgm  ，当地的重力加速度大小 9.8m/sg  ，从打 O点到打 C点，重物重力势能的减少量 pE  ________J，动能的增加量 kE  ________J。 （结果均保留三位有效数字） 14．(6 分)如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 (1)关于本实验，下列做法正确的两项是 (填选项前的字母)。 A.实验前，调节装置，使斜槽末端水平 B.选用两个半径不同的小球进行实验 C.用质量大的小球碰撞质量小的小球 (2)图甲中 O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为 m1的小球 从斜槽上的 S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量 为 m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为 m1的小球从 S位置由静止释放， 两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为 M、N和 P(P为 m1单独滑落时 的平均落点)。 分别测出 O点到平均落点的距离，记为 OP、OM和 ON。在误差允许范围内， 若关系式 成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 (3)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如 图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球 悬挂于等高的 O点和 O'点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球 1向 左拉起至 A点由静止释放，在最低点 B与静止于 C点的小球 2发生正碰。碰后 小球 1向左反弹至最高点 A'，小球 2向右摆动至最高点 D。测得小球 1、2的质 量分别为 m和 M，弦长 AB＝l1、A'B＝l2、CD＝l3。推导说明，m、M、l1、l2、 l3满足 关系即可验证碰撞前后动量守恒。 四、计算题（共 38 分） 15.（12 分）如图所示，现有一游戏滑道模拟装置固定在地面上，该装置竖直放置， 由 AB、BC、CD三部分组成，AB与 BC两轨道平滑连接，CD为半圆内壁光滑弯 管轨道。现将小球从光滑轨道 AB上的 P点静止释放，其下滑到最低点后经过水平 轨道 BC从 C点进入半圆弯管轨道，小球通过弯管后从 D点抛出，恰好落在 B点。 已知小球质量 m=1kg，水平轨道 BC长度 1.6mL  ，弯管半径 0.4mR  ，重力加速 度 g=10m/s2（小球可看成质点，半圆弯管内径略大于小球直径，）求： （1）小球运动到 D点时对管壁的作用力 F的大小和方向； （2）小球运动到 C点时的速度大小；（结果用根式表示） （3）若 P点距水平轨道 BC的竖直高度 H=6.4m，则小球通过 BC段时克服阻力做 功 Wf是多少？ 16.（11分）如图所示，静置于水平地面上的质量为 M＝100 g的木板左端是一半 径为 R＝10 m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道右端 B与木板上表面水平相连。 质量为 m1＝80 g的木块置于木板最右端 A处。一颗质量为 m2＝20 g的子弹以大小 为 v0＝100 m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出。 已知子弹打进木块的时间极短，木板上表面水平部分长度为 L＝10 m，木块与木板 间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度为 g。 (1)求子弹打进木块过程中系统损失的机械能； (2)若木板固定，求木块刚滑上圆弧轨道时所受到的支持力 FN的大小； (3)若木板不固定，地面光滑，求木块上升的最大高度。 17.(15分)如图所示，长为 L、质量为 m的木板静止于光滑的水平面上，在木板 上右端固定一竖直轻质弹性挡板，一质量也为 m的小木块以初速度 v0水平冲上 木板，最后恰好不与挡板碰撞，已知重力加速度大小为 g。 (1)求小木块的最终速度大小 v； (2)若小木块以 5 4 v0的速度水平冲上静止的木板，求最终小木块与挡板间的距离d； (木块与挡板碰撞时间极短) (3)在(2)的条件下，求木块与木板相对静止前木板通过的位移大小 x。