精品解析：黑龙江省哈尔滨市第四中学校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷

黑龙江省哈尔滨市第四中学校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 2025.7.15 试卷满分：100分 考试时间：10:20－11:35 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 若质量一定的某质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 质点的动量始终不变 C 质点处于平衡态 D. 质点的加速度始终不为零 2. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒 3. 质量为的物体做直线运动，其速度图像如图所示。则物体在前内和后内所受外力的冲量分别是（　　） A. ， B. ， C. D. 0， 4. 一次军事演习中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后水平投出甲、乙两颗质量均为的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为，不计空气阻力，轨迹如图所示，重力加速度为，下列说法正确的有（ ） A. 从投出到落地，甲、乙手榴弹的初动能相同 B. 手榴弹落地瞬间，甲、乙手榴弹重力的瞬时功率不同 C. 从投出到落地，甲、乙手榴弹的动能增加量相同 D. 甲在空中运动过程中动量变化比乙大 5. 某车以不同的功率P1和P2在相同的水平路面上行驶，所受的阻力相同，最大速率分别为v1和v2，则（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，用不可伸长的、长度为L的轻质细绳将质量为3m的木块悬挂于O，木块静止。质量为m的弹丸以速度水平向右射入木块后未射出木块，射入木块后二者共同上摆动的最大高度为h，木块和弹丸可视为质点，二者作用时间极短，空气阻力不计，则（ ） A. 弹丸打入木块后瞬间，二者的速度为 B. 弹丸打入木块后瞬间，细绳拉力的大小 C. 弹丸与木块共同上摆的最大高度h为 D. 弹丸打入木块的过程中系统损失的机械能为 7. 2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。该探测器经过多次变轨，进入环火轨道，预计5月中旬，将择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。假设在火星表面完成下面实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球（可视为质点），如图所示，当给小球一水平向右的瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。若已知圆轨道半径为r，火星的半径为R、万有引力常量为G，则火星的质量为（　　） A. B. C. D. 8. 我市某公园有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为，固定在长为的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为（小于），当模型飞机以恒定角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力 B. 旋臂对模型飞机的作用力方向可能与旋臂垂直 C. 旋臂对模型飞机的作用力可能小于 D. 若仅减小夹角，则旋臂对模型飞机的作用力减小 9. 某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动实验数据，得到如图所示的位移—时间图像。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块I、II和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图像信息可知（　　） A. 碰撞前a、b的运动方向相反 B. 滑块I与滑块II的质量比为 C. 碰撞前滑块I的动量大小比滑块II的大 D. 两滑块的碰撞为弹性碰撞 10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得 A. 物体的质量为2 kg B. h=0时，物体速率为20 m/s C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。 （1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是__________（填选项前字母）； A. 直流电源及导线、刻度尺 B. 直流电源及导线、天平及砝码 C. 交流电源及导线、天平及砝码 D. 交流电源及导线、刻度尺 （2）实验中在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，O点为纸带打出的第一个点。已知实验所用为质量为1kg的标准重物，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小g=9.8m/s2，纸带上所标数据单位为cm，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=__________J，动能增加量ΔEk=__________J。（结果均保留三位有效数字） （3）关于实验误差，下列说法正确的是__________（填选项前字母）。 A. 重物质量的称量不准会造成较大误差 B. 重物应质量大、体积小，有利于减小误差 C. 重物应质量小、体积小，有利于减小误差 D. 安装打点计时器时，两个限位孔的中点连线尽量竖直，有利于减小误差 12. 如图为“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径相等，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。 （1）本实验不需要的测量仪器或工具是__________； A．秒表 B．天平（带砝码） C．刻度尺 D．圆规 （2）实验必须满足的条件有__________； A．斜槽轨道末端切线水平 B．斜槽轨道应尽量光滑以减小误差 C．上述过程中白纸可以移动 D．入射球每次从轨道的同一位置由静止释放 （3）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1>m2，若满足关系式__________则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；如果再满足表达式__________，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用m1、m2、OM、OP、ON表示） 三、计算题（写出必要的过程，只写结果不得分，共38分） 13. 如图所示，小物体质量，由某一固定斜面的底端以初动能沿斜面上滑，斜面倾角，斜面与物体间的动摩擦因数，（g取，，），不计空气阻力。求： （1）物体沿斜面上滑的最大距离； （2）从开始上滑到沿斜面上升至最高点过程中物块与斜面间产生的热量Q。 14. 水平地上物块A、B的质量分别是m1=12.0kg和m2=24.0kg，物块A以3m/s的速度与静止的物块B相碰，求： (1)若碰后物块A、B立即粘在一起不再分开，物块A、B的速度是多大。 (2)若物块A、B发生弹性碰撞，碰后物块A、B的速度是多大。 15. 如图，半径，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在处与ab相切，在直轨道ab上放着质量分别为的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量，足够长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断。已知A与小车之间的动摩擦因数，要满足B在竖直光滑轨道上运动时恰好经过最高点，取，求： （1）AB离开弹簧瞬间的速率； （2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （3）A在小车上滑动过程中相对小车的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黑龙江省哈尔滨市第四中学校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 2025.7.15 试卷满分：100分 考试时间：10:20－11:35 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 若质量一定的某质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动匀变速曲线运动 B. 质点的动量始终不变 C. 质点处于平衡态 D. 质点加速度始终不为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动是速度大小不变的非匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向，故A错误； B．速度的方向始终在改变，故质点的动量始终在改变，故B错误； CD．质点速度大小不变，但是方向在不断变化，故速度不断变化，因而加速度不为0，不处于平衡状态，故C错误，D正确。 故选D。 2. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒 【答案】C 【解析】 【详解】在整个过程中子弹、两木块和弹簧组成的系统所受外力之和为零，动量守恒，但在子弹射进木块过程中有内能产生，则系统机械能不守恒。 故选C。 3. 质量为的物体做直线运动，其速度图像如图所示。则物体在前内和后内所受外力的冲量分别是（　　） A. ， B. ， C. D. 0， 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】在前10s内，物体的初速度为5m/s，末速度为5m/s，根据动量定理得 知合外力的冲量为0 在后10s内，物体的初速度为5m/s，末速度为-5m/s，根据动量定理得 故选D。 4. 一次军事演习中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后水平投出甲、乙两颗质量均为的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为，不计空气阻力，轨迹如图所示，重力加速度为，下列说法正确的有（ ） A. 从投出到落地，甲、乙手榴弹的初动能相同 B. 手榴弹落地瞬间，甲、乙手榴弹重力的瞬时功率不同 C. 从投出到落地，甲、乙手榴弹的动能增加量相同 D. 甲在空中运动过程中动量变化比乙大 【答案】C 【解析】 【详解】A．手榴弹在空中做平抛运动，则有， 由于下落高度相同，则所用时间相等，但甲、乙手榴弹的水平位移不相等，所以甲、乙手榴弹的初速度不相等，所以甲、乙手榴弹的初动能不相同，故A错误； B．根据 由于甲、乙手榴弹下落高度相同，所用时间相等，所以手榴弹落地瞬间，甲、乙手榴弹重力的瞬时功率相同，故B错误； C．投出到落地，根据动能定理可得 可知甲、乙手榴弹的动能增加量相同，故C正确； D．根据动量定理可得 由于甲、乙手榴弹在空中所用时间相等，所以甲、乙手榴弹在空中运动过程中动量变化量相等，故D错误。 故选C。 5. 某车以不同的功率P1和P2在相同的水平路面上行驶，所受的阻力相同，最大速率分别为v1和v2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当车的速度最大时牵引力等于阻力，根据P=Fv则有 P1=fv1 P2=fv2 所以 故选C。 6. 如图所示，用不可伸长的、长度为L的轻质细绳将质量为3m的木块悬挂于O，木块静止。质量为m的弹丸以速度水平向右射入木块后未射出木块，射入木块后二者共同上摆动的最大高度为h，木块和弹丸可视为质点，二者作用时间极短，空气阻力不计，则（ ） A. 弹丸打入木块后瞬间，二者的速度为 B. 弹丸打入木块后瞬间，细绳拉力的大小 C. 弹丸与木块共同上摆的最大高度h为 D. 弹丸打入木块的过程中系统损失的机械能为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．第一颗弹丸打入木块后瞬间，根据动量守恒可得 解得弹丸打入木块后瞬间，二者的速度为 弹丸与木块共同上摆过程，根据动能定理可得 解得弹丸与木块共同上摆的最大高度为 故A错误，C正确； B．弹丸打入木块后瞬间，根据牛顿第二定律可得 解得细绳拉力的大小为，故B错误； D．弹丸打入木块的过程中系统损失的机械能为，故D错误。 故选C。 7. 2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。该探测器经过多次变轨，进入环火轨道，预计5月中旬，将择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。假设在火星表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球（可视为质点），如图所示，当给小球一水平向右的瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。若已知圆轨道半径为r，火星的半径为R、万有引力常量为G，则火星的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】小球从最低点到最高点的过程机械能守恒，则 小球恰能经过最高点，则 对火星表面的物体 解得 故选D。 8. 我市某公园有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为，固定在长为的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为（小于），当模型飞机以恒定角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力 B. 旋臂对模型飞机的作用力方向可能与旋臂垂直 C. 旋臂对模型飞机的作用力可能小于 D. 若仅减小夹角，则旋臂对模型飞机的作用力减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，模型飞机受到重力和支持力的作用，而向心力属于效果力，由重力和支持力的合力产生，故模型飞机受到的力为重力和旋臂的作用力，故A错误； B．旋臂对模型飞机的作用力方向可以与旋臂垂直，与重力的合力提供向心力，故B正确； C．由力的合成关系可知，旋臂对模型飞机的作用力大小为 故C错误； D．根据旋臂对模型飞机的作用力大小的表达式，若夹角减小，则旋臂对模型飞机的作用力减小，故D正确。 故选BD。 9. 某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移—时间图像。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块I、II和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图像信息可知（　　） A. 碰撞前a、b的运动方向相反 B. 滑块I与滑块II的质量比为 C. 碰撞前滑块I动量大小比滑块II的大 D. 两滑块的碰撞为弹性碰撞 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据图像的斜率表示速度，可知碰撞前a的运动方向为负方向，b的运动方向为正方向，即a、b的运动方向相反，故A正确； B．根据图像的斜率表示速度，可知碰撞前a、b的速度分别为 ， 碰撞后a、b的共同速度为 根据动量守恒可得 解得滑块I与滑块II的质量比为 故B正确； C．碰撞前滑块I的动量大小与滑块II的动量大小之比为 可知碰撞前滑块I的动量大小比滑块II的小，故C错误； D．由于碰撞后两滑块变成结合体具有共同速度，可知两滑块的碰撞为完全非弹性碰撞，故D错误。 故选AB。 10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得 A. 物体质量为2 kg B. h=0时，物体的速率为20 m/s C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．Ep-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确 B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误； C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误 D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。 （1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是__________（填选项前字母）； A. 直流电源及导线、刻度尺 B. 直流电源及导线、天平及砝码 C. 交流电源及导线、天平及砝码 D. 交流电源及导线、刻度尺 （2）实验中在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，O点为纸带打出的第一个点。已知实验所用为质量为1kg的标准重物，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小g=9.8m/s2，纸带上所标数据单位为cm，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=__________J，动能增加量ΔEk=__________J。（结果均保留三位有效数字） （3）关于实验误差，下列说法正确的是__________（填选项前字母）。 A. 重物质量的称量不准会造成较大误差 B. 重物应质量大、体积小，有利于减小误差 C. 重物应质量小、体积小，有利于减小误差 D. 安装打点计时器时，两个限位孔的中点连线尽量竖直，有利于减小误差 【答案】 ①. D ②. 0.474 ③. 0.466 ④. BD##DB 【解析】 【详解】（1）[1]图示实验中，需交流电源供打点计时器工作，还需刻度尺测量纸带上各点间的距离。由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，故不需要天平测质量。 故选D。 （2）[2]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为 [3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有 则从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量为 （3）[4] A．该实验中，验证的机械能守恒定律的表达式为 由于质量可以约去，若重锤质量的称量不准，不会造成较大误差，故A错误； BC．重物应选择质量大、体积小的，这样可减小因摩擦阻力和空气阻力带来的误差，故B正确，C错误； D．安装打点计时器时，两个限位孔的中点连线尽量竖直，有利于减小误差，故D正确。 故选BD。 12. 如图为“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径相等，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。 （1）本实验不需要的测量仪器或工具是__________； A．秒表 B．天平（带砝码） C．刻度尺 D．圆规 （2）实验必须满足的条件有__________； A．斜槽轨道末端切线水平 B．斜槽轨道应尽量光滑以减小误差 C．上述过程中的白纸可以移动 D．入射球每次从轨道的同一位置由静止释放 （3）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1>m2，若满足关系式__________则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；如果再满足表达式__________，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用m1、m2、OM、OP、ON表示） 【答案】 ①. A ②. AD##DA ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]本实验不需要用秒表测时间；需要用天平测小球的质量，需要用刻度尺测量小球做平抛运动的水平距离，需要用圆规确定小球的落地点。 故选A。 （2）[2]A．为了保持小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端切线需要水平，故A正确； B．斜槽轨道是否光滑不影响误差，故B错误； C．上述过程中的白纸不可以移动，故C错误； D．为了保证入射小球每次碰撞前瞬间的速度相同，入射球每次从轨道的同一位置由静止释放，故D正确。 故选AD。 （3）[3]设入射小球碰撞前瞬间的速度大小为，碰撞后瞬间入射小球的速度大小为，被碰小球的速度大小为，根据动量守恒可得 由于两小球在空中下落的高度相同，在空中运动的时间相等，则有 可知满足关系式 则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒； [4]若两球的碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒可得 可得 则再满足表达式 则说明两球的碰撞为弹性碰撞。 三、计算题（写出必要的过程，只写结果不得分，共38分） 13. 如图所示，小物体质量，由某一固定斜面的底端以初动能沿斜面上滑，斜面倾角，斜面与物体间的动摩擦因数，（g取，，），不计空气阻力。求： （1）物体沿斜面上滑的最大距离； （2）从开始上滑到沿斜面上升至最高点过程中物块与斜面间产生的热量Q。 【答案】（1）5m；（2）10J 【解析】 【详解】（1）设物体沿斜面上滑的最大距离为x，由动能定理可得 解得 （2）由功能关系可得，物块与斜面间产生热量 14. 水平地上物块A、B的质量分别是m1=12.0kg和m2=24.0kg，物块A以3m/s的速度与静止的物块B相碰，求： (1)若碰后物块A、B立即粘在一起不再分开，物块A、B的速度是多大。 (2)若物块A、B发生弹性碰撞，碰后物块A、B的速度是多大。 【答案】(1) 1.0m/s；(2) -1.0m/s， 2.0m/s 【解析】 【详解】(1)A与B的相碰符合动量守恒，则根据动量守恒可知 解得 v2=1.0m/s (2)若物块A、B发生弹性碰撞，则根据动量守恒可知 根据能量守恒可知 解得 v1′=-1.0m/s v2′=2.0m/s 15. 如图，半径，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在处与ab相切，在直轨道ab上放着质量分别为的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量，足够长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断。已知A与小车之间的动摩擦因数，要满足B在竖直光滑轨道上运动时恰好经过最高点，取，求： （1）AB离开弹簧瞬间的速率； （2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （3）A在小车上滑动过程中相对小车的位移。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设弹簧的弹性势能完全释放时A物块在光滑水平轨道处的速度为，B物块在光滑水平轨道处的速度为，同时B物块在最高点处速度为。B物块恰好到达圆弧轨道最高点d，根据牛顿第二定律得 B物块由b运动到d的过程中，根据动能定理 解得 对A、B组成的系统，根据动量守恒定律，得 解得 【小问2详解】 根据能量守恒，弹簧的弹性势能 解得 【小问3详解】 对A物块与小车组成的系统由动量守恒可得 根据能量守恒得 又因为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $