天津市南开中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

南开中学2024-2025学年度第二学期质量监测 (二) 高一物理试卷 考试时间：60分钟 Ⅰ卷(共40分) 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。 一、单项选择题(共25分，每题5分) 1、有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为27：1，则它们的轨道半径比为( ) A. 3: 1 B. 27:1 C. 9: 1 D. 1: 9 2、一质量为1.0kg的物体，在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为1.5m，若其线速度大小为3.0m/s，则它需要的向心力大小为( ) A. 3.0N B. 4.0N C. 6.0N D. 9.0N 3、船的质量为M，人的质量为m，刚开始人站在静止的船上，当人以v₀的速度开始行走时，以人行走的方向为正方向，不计一切阻力，船的速度为( ) 4、如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示，则( ) 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 A. t₁时刻小球动能最大 B. t₂时刻小球动能最大 C. t₂~t₃这段时间内，小球的动能先增加后减少 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 5、如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是 ( ) A.拉力对轮胎不做功 B.重力对轮胎做了正功 C.摩擦力对轮胎做了负功D.支持力对轮胎做了正功 二、多项选择题(共15分，每题5分，漏选3分) 6、两个小球A，B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是 A的速度 (设为正)，B的速度 则它们发生正碰后，其A、B两球速度可能分别为( ) A.均为+1m/s B. +4m/s和-5m/s C. +1.2m/s和+0.6m/s D. - 1m/s和+5m/s 7、质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为 在物体下落h的过程中，则物体( ) A.重力做的功为 mgh B.所受阻力做的功为 C.重力势能减少了 D.所受所受合力做的功 第 2 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 8、一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力F随时间t变化的关系如图所示， 时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶， 后可视为匀速行驶。若汽车的质量为： 阻力大小恒定，则以下说法正确的是( ) A.汽车的最大功率为 B.汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为 C.汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动 D.骑车从静止开始运动15s内的位移是150m Ⅱ卷(共60分) 三、实验题(共12分，每题6分) 9、某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作：A取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较远处选择连续几个计数点(或计时点) B、用天平称出重物和夹子的质量 C. 计算出 和 看两者是否相等 D.固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器 E.先接通电源，后松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点纸带 F.测出各点到O点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值在以上的操作中不必要的是 ；然后将必要的操作进行正确排序: 。 第 3 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 10、如图所示，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)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量 (填选项前的符号)间接地解决这个问题。 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平位移 (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时，先将入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程 OP。然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m₁从斜轨上S位置由静止释放，与小球m₂相撞，并多次重复。(小球质量关系满足 接下来要完成的必要步骤是 。(填选项前的符号) A.用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B.测量小球m₁开始释放时的高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛水平位移OM、ON (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 [用(2)中测量的量表示]。 第 4 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 四、计算题(共48分) 11、(本题：14分)质量为0.15kg的小球从距地面为1m 高处以3m/s的速度水平抛出，由于空气阻力作用，落地前瞬间其速度变为竖直向下的5m/s，然后小球与地面发生碰撞，碰撞后速度变为竖直向上的4m/s，小球与地面碰撞的时间为0.1s。重力加速度g取 求： (1)小球从抛出到落地前瞬间空气阻力做的功； (2)小球与地面碰撞时，对地面的平均撞击力。 12、(本题16分)如图所示，质量为 的物块A从半径为 的四分之一圆形轨道的最高点C由静止滑下，滑至水平轨道上时，与静止在水平轨道上E点的质量为 的物块B发生碰撞，并粘在一起。两物块粘在一起后，又共同沿水平轨道滑行 后停下来。已知轨道CDE部分是光滑的，E点后的部分是不光滑的, D点是圆弧轨道的最低点。两物块均可被视为质点，重力加速度g取 ，不计空气阻力。求： (1)物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力； (2)两物块刚粘在一起时的共同速度大小； (3)物块与轨道E点后的部分间的动摩擦因数。 第 5 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 13、(本题18分)静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离 ，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为 释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。 A、B与地面之间的动摩擦因数均为 ，重力加速度取 A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 (1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； (2)物块A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时A与B之间的距离是多少? (3)A和B都停止后，A与B之间的距离是多少? 第 6 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$物理参考答案 题号 2 4 5 6 7 8 答案 D AD AD ABD 1.C 【详】根开粉第三体号-，则有务-务 解得份 =9:1,故选项C正 R。 确，A、B、D错误. 2.C 【详解】根据圆周运动向心力公式 F=m卫 代入数据解得需要的向心力大小为 F=6N 故ABD错误C正确。 故选C。 3.D 【详解】船和人组成的系统水平方向外力为零，水平方向动量守恒，有 0=mV。+M 解得 片= 故ABC错误，D正确， 故选D. 4.C 【详解】小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当 加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运 动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，上升过程 恰好与下降过程互逆。由乙图可知4时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内， 重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误：6时刻弹力最 大，小球处在最低点，动能最小，B错误：4时刻小球往上运动恰好要离开弹簧：2-4这 答案第1页，共7页 段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和 重力势能，C正确D错误. 5.c 【详解】A,拉力与位移方向的夹角是锐角，所以轮胎受到的拉力对轮胎做正功，故A错误： B。轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位 移，重力不做功，故B错误： C,轮胎受到地面的摩擦力方向与位移方向相反，两者夹角为18°，则轮胎受到地面的摩擦 力对轮胎做负功，故C正确： D.轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有 发生位移，支持力不做功，故D错误。 故选C。 6.AD 【详解】A,小孩从A点运动到O点，由动能定理可得 mghAO一Ww1=△E赳 A正确： B.小孩从O点运动到B点，由动能定理可得 mghOB-W每2=△E: B错误： C.小孩从A点运动到B点，由功能关系可得 一W常=△E餐 C错误： D.小孩从B点返回到A点，弹性绳和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械 能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量，D正确。 故选AD. 7.AD 4 【详解】ΛB。因物体的加速度为兮8，由牛顿第二定律可知 mg-F=ma 解得空气阻力 F"亏m8 答案第2页，共7页 重力做功 Wo=mgh 阻力做功 w,=-5m8 选项A正确，B错误： C,重力做功与重力势能变化的关系 WG=-△E 重力做正功，故重力势能减小mgh,选项C错误： D.所受所受合力做的功 Wy-mah =4mgh 5 选项D正确。 故选AD. 8.ABD 【详解】C.由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，所以做匀加速直线运动：5s~15s 内受到的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车 的速度达到最大值，汽车做匀速直线运动，故C错误： B。汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力 f=4×10N 前5s内汽车的牵引力 F=8×103N 由牛顿第二定律有 F-∫=ma 解得匀加速阶段的加速度大小 a=2m/s 故B正确： A.5s末汽车的速度 y=a叫1=2×5m/s=10m/s 在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率 答案第3页，共7页 P=F=8×103x10W=8x10W 故A正确： D.汽车在前5s内的位移大小为 57g叫-x2x9m25n 2 汽车的最大速度为 P8×10 a= m/s=20m/s f4×10 设汽车在5s~15s内的位移为，，根据动能定理可得 %-兵m-m 解得 号=125m 所以汽车的总位移 x=x+,=25m+125m=150m 故D正确。 故选ABD. 9. B DEAFC 【详解】[1]验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都 有质量，可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故步骤B是不必要的： [2]根据实验原理以及操作分析可知，正确的操作顺序为DEAFC: 10. ADE m·OP=mOM+mON 【详解】(1)[]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量 关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以由落地高度不变情况下的水平射 程来体现速度。故选C (2)2]实验时，先让入射球m,多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P, 测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m,静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S 位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。测量平均落地点的位置，找到平抛运动的水平位 移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前。至于用天平测量质量，先后均可以。 故选ADE。 答案第4页，共7页 (3)3]根据动量守恒定律得 m=m片+m 又 OP=Vo! OM=t ON= 代入得 m-OP=m-OM+m,-ON 11.(1)V3gR:(2)3.5R 【详解】(1)物体在运动的全过程中只有重力做功，机械能守恒，选取B点为零势能点。 设物体在B处的速度为v,则 %g3R4 2m2、 得 Vo-gR (2)设从B点上升到最高点的高度为，由机械能守恒可得 mgh-mv 得 h=4.5R 所以离开C点后还能上升 h=h-R=3.5R 12.(1)6N (2)2m/s (3)0.1 13.(1)4.0ms,1.0ms:(2)B先停止：0.50m:(3)0.91m 【详解】(1)设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为V、Va,以向右为正，由动量守恒 答案第5页，共7页 定律和题给条件有 0=mv-maVa =w2+2 解得 VA4.0m/s,V1.0m/s (2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，二者运动的过程中，若A一直向右运动， 一直到停止，则对A由动量定理可得 -tmagh=0-mv 则 4=2.0sB一直向左运动，则 -Hmg头2=0-m'a 解得 63=0.5s 可知B先停止运动，该过程中B的位移 ave-0 七g2 fmgg 解得 xa=0.25m 从二者分开到B停止，A若一直向右运动，由动量定理可得 一m马3=m,','-m,VB停止时A的速度 =y,-m题 mA 解得 v=3m/s 对A由动能定理可得 m,,-2-n 则位移 答案第6页，共7页 x,=1.75m>/=1.0m 这表明在时间2内A己与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边的 距离为 △x=24-x,=2.0m-1.75m=0.25mB位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为 s=xa+△r=0.25m+0.25m=0.50m (3)时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为V,,由 动能定理有 -Hm,85= 2m,2、 2 2m, 解得 v=√万m/s 故A与B将发生碰撞.设碰撞后A、B的速度分别为V以和V和，由动量守恒定律与机械 能守恒定律有 2m,2 1 m(-V")=mvo+mavao, 2Va'+maVao 解得 36 2 5m/s 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为x,时停止，B 向左运动距离为x时停止，由运动学公式 2m02 x,= 2m,02 ’x= 4m,8 AmRg 解得 x,=0.63m,。=0.28mx,小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离 3=x,+xg=0.91m 答案第7页，共7页