内容正文:
2025---2026学年度下学期期中考试高一年级
物理试题
说明:
1.考试时间75min
2.满分100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 一个玻璃杯从相同高度下落,落到坚硬的水泥地面上易碎而落到松软的草地上不易碎,是因为落到坚硬的水泥上比落到松软的草地上( )
A. 动量变化大 B. 动量变化小 C. 动量变化快 D. 动量变化慢
2. 关于动能和重力势能,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能不变,所受的合外力必定为零
B. 物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
C. 重力对物体做了多少正功重力势能就减少多少
D. 物体到零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
3. 砂摆是用来测量子弹速度的一种装置。将一个砂箱用轻绳竖直悬挂起来,一颗子弹水平射入砂箱(未射穿),使砂箱摆动。从子弹开始射入砂箱到砂箱摆动到最大摆角处,子弹和砂箱( )
A. 机械能守恒,动量守恒 B. 机械能不守恒,动量守恒
C. 机械能守恒,动量不守恒 D. 机械能不守恒,动量不守恒
4. 如图为一物体在水平力F作用下沿水平面运动位移15m的图像,则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为( )
A. 800J B. 1600J C. 1800J D. 无法计算
5. 如图所示,光滑的水平地面上,一质量为的小球以水平初速度向右运动,与右侧质量为的静止小球发生正碰,碰后两小球动量相同,则碰撞前后小球的动量减少了( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,轻弹簧竖直固定在地面上,一小球从它正上方的A点自由下落,到达B点开始与弹簧接触,到达C点速度减为零,不计空气阻力,则在小球从A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能一直减小
B. 小球反弹后的最高点比A点低
C. 小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
D. 小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
7. 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得( )
A. 物体的质量为
B. 时,物体的速率为
C. 时,物体的动能
D. 从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少
二、多选题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
8. 在离地面处将质量为的小球以速度水平抛出,不计空气阻力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地过程中,重力的平均功率为
B. 从抛出到落地过程中,重力的平均功率为
C. 落地时重力的瞬时功率为
D. 落地时重力的瞬时功率为
9. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的图像如图所示,图中线段除段是曲线外其余线段都是直线,已知在时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法正确的是( )
A. 图像中曲线段起重机的加速度越来越大
B. 重物的最大速度为
C. 在时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在时刻,起重机的拉力最大且为
10. 如图所示,水平粗糙滑道AB与竖直光滑半圆形轨道BC在B处平滑相接,BC半径为R。轻质弹簧的一端接在固定挡板M上,弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧(不拴接)到某一位置P处,此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块,小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC,且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点,已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,小物块可视为质点,则( )
A. 物块在N点的速度最大
B. 物块在C点的速度为
C. 物块刚离开弹簧时的速度大小为
D. 刚释放物块时,弹簧的弹性势能为
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学利用如图所示的实验装置验证两个小球在斜槽末端碰撞前后的动量关系。实验时,不放B球,让A球多次从固定斜槽上的Q点静止释放,在水平面上得到一个平均落点位置;然后将B球放置在斜槽末端,让A球再次从斜槽上Q点静止释放,与B球发生弹性正碰,在水平面上又得到两个平均落点位置,三个落点位置标记为M、N、P。
(1)关于实验的要求,下列描述正确的是______;
A. 斜槽的末端必须是水平的 B. 斜槽的轨道必须是光滑的
C. 必须测出斜槽末端距地面的高度 D. A、B球的大小应该相同
(2)用天平测量两个小球的质量、,为了保证A球碰后不反弹,应使______(填“>”“=”或“<”);
(3)测量O点到M、P、N的距离分别为、、,动量守恒的表达式可表示为______
A. B.
C. D.
12. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,1、2、3是纸带上选取的3个计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源频率为50Hz。已知,则:
(1)在纸带上打下计数点2时的速度______;(结果保留两位有效数字)
(2)在打下0点到打下计数点2的过程中系统动能的增加量______J,系统重力势能的减少量______J在误差允许的范围内,,则系统的机械能守恒。(g取,结果均保留两位有效数字)
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A. 利用公式=gt计算重物速度
B. 利用公式计算重物速度
C. 没有采用多次实验取平均值的方法
D. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
四、解答题(13题10分,14题14分,15题16分)
13. 一个质量为的物体由静止开始自由下落,忽略空气阻力,g取。求:
(1)前3s内物体所受重力的冲量大小;
(2)第4秒末物体的动量大小。
14. 质量为2kg的物体A和质量为1kg的B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.6m,如图所示。若不计一切阻力和摩擦,从静止开始放手让它们运动。(斜面足够长,g取)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)绳的拉力对物体A做的功;
(3)物体A着地后,物体B还能沿斜面上滑的距离。
15. 如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上,质量的滑块B(可视为质点)从圆弧轨道顶端正上方高为处自由落下,质量为的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,右端与圆轨道紧靠在一起,圆弧的底端与木板上表面水平相切。B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧轨道,A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,AB间动摩擦因数B始终不会从A表面滑出,取求:
(1)滑块B运动到圆弧底端时,轨道对B的支持力大小;
(2)若A与台阶碰前,已和B达到共同速度,求从B滑上A至达到共同速度所需要的时间;
(3)若要使木板A只能与台阶发生一次碰撞,求x应满足的条件以及木板A的最小长度。
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2025---2026学年度下学期期中考试高一年级
物理试题
说明:
1.考试时间75min
2.满分100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 一个玻璃杯从相同高度下落,落到坚硬的水泥地面上易碎而落到松软的草地上不易碎,是因为落到坚硬的水泥上比落到松软的草地上( )
A. 动量变化大 B. 动量变化小 C. 动量变化快 D. 动量变化慢
【答案】C
【解析】
【详解】AB.玻璃杯从相同高度下落,接触地面时的初速度大小相同,最终都静止末动量为0,动量变化量(取向上为正方向)大小相等,故AB错误;
CD.根据动量定理
可得动量变化率
落到水泥地时作用时间更短,相同则更大,即动量变化更快,玻璃杯受到的冲击力更大,因此易碎,故C正确,D错误。
故选C。
2. 关于动能和重力势能,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能不变,所受的合外力必定为零
B. 物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
C. 重力对物体做了多少正功重力势能就减少多少
D. 物体到零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.动能的表达式为,动能是标量,动能不变仅说明物体速度大小不变,速度方向可以发生变化,例如物体做匀速圆周运动时动能不变,但合外力提供向心力、不为零,A错误;
B.重力势能的表达式为,其中是物体相对于零势能面的高度,重力势能大小与零势能面的选取有关,物体位置确定时,选取不同的零势能面,重力势能大小不同,B错误;
C.重力做功与重力势能变化的关系为
即重力做的正功等于重力势能的减少量,重力做多少正功,重力势能就减少多少,C正确;
D.若物体位于零势能面下方,为负值,重力势能为负值,这是物体到零势能面的距离越大,则重力势能数值越小,D错误。
故选C。
3. 砂摆是用来测量子弹速度的一种装置。将一个砂箱用轻绳竖直悬挂起来,一颗子弹水平射入砂箱(未射穿),使砂箱摆动。从子弹开始射入砂箱到砂箱摆动到最大摆角处,子弹和砂箱( )
A. 机械能守恒,动量守恒 B. 机械能不守恒,动量守恒
C. 机械能守恒,动量不守恒 D. 机械能不守恒,动量不守恒
【答案】D
【解析】
【详解】子弹射入砂箱是完全非弹性碰撞,子弹和砂箱间的摩擦会将部分机械能转化为内能,机械能有损失,因此整个过程机械能一定不守恒。动量守恒的条件是系统合外力为零。从子弹开始射入砂箱到砂箱摆动到最大摆角处,系统速度不断减小,动量持续减小。这是因为系统受到重力和绳子拉力的合力作用,合外力的冲量不为零,因此整个过程动量不守恒。综上,子弹和砂箱机械能不守恒,动量也不守恒
故选D。
4. 如图为一物体在水平力F作用下沿水平面运动位移15m的图像,则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为( )
A. 800J B. 1600J C. 1800J D. 无法计算
【答案】C
【解析】
【详解】在图像中,图线与轴围成的面积就表示力对物体做的功。
代入梯形面积公式计算做功
因此这段位移内水平力做功大小为 ,故选C。
5. 如图所示,光滑的水平地面上,一质量为的小球以水平初速度向右运动,与右侧质量为的静止小球发生正碰,碰后两小球动量相同,则碰撞前后小球的动量减少了( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,碰撞前A、B组成的系统总动量为,碰撞后两小球动量相等,设为,根据系统动量守恒有
解得
故碰撞前后小球A动量的变化量为
即碰撞前后小球的动量减少了
故选B。
6. 如图所示,轻弹簧竖直固定在地面上,一小球从它正上方的A点自由下落,到达B点开始与弹簧接触,到达C点速度减为零,不计空气阻力,则在小球从A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能一直减小
B. 小球反弹后的最高点比A点低
C. 小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
D. 小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒,故A错误;
B.根据系统机械能守恒,小球反弹后的最高点为A点,故B错误;
C.小球从A点运动到C点,高度逐渐减小,重力势能逐渐减小,由系统机械能守恒可知小球的动能和弹簧的弹性势能之和增大,故C错误;
D.小球从A点运动到C点,小球的速度先增大后减小,因此小球的动能先增大后减小,根据机械能守恒定律可知小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大,故D正确。
故选D。
7. 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得( )
A. 物体的质量为
B. 时,物体的速率为
C. 时,物体的动能
D. 从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图可知,物体刚被抛出时的机械能为,即物体竖直上抛的初动能为
当机械能与重力势能相等,说明动能为零,物体上升到最高点时离地面高度为,这时重力势能
可得质量为,故A错误;
B.根据,解得时,物体的速率为,故B正确;
C.从题图中可以得出在物体上抛过程中,机械能有损失,物体上升到最高点的整个过程中,共损失了的机械能,时,可知此时的总机械能为,此时重力势能为,可知物体的动能,故C错误;
D.物体竖直上抛的初动能为,从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减小了,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
8. 在离地面处将质量为的小球以速度水平抛出,不计空气阻力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地过程中,重力的平均功率为
B. 从抛出到落地过程中,重力的平均功率为
C. 落地时重力的瞬时功率为
D. 落地时重力的瞬时功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.小球做平抛运动,竖直方向,根据
解得
从抛出到落地过程中,重力做的功
重力的平均功率为
故A正确,B错误;
CD.小球落地时,竖直方向的瞬时速度
落地时重力的瞬时功率
故C正确,D错误。
故选AC。
9. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的图像如图所示,图中线段除段是曲线外其余线段都是直线,已知在时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法正确的是( )
A. 图像中曲线段起重机的加速度越来越大
B. 重物的最大速度为
C. 在时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在时刻,起重机的拉力最大且为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.图线的斜率表示加速度,图像中曲线段起重机的加速度越来越小,A错误;
B.当重物匀速上升时,牵引力等于重力
解得重物的最大速度为
B正确;
CD.0-时间内拉力不变,-时间内拉力减小,加速度减小,在时刻满足
故起重机的拉力最大且为,C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平粗糙滑道AB与竖直光滑半圆形轨道BC在B处平滑相接,BC半径为R。轻质弹簧的一端接在固定挡板M上,弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧(不拴接)到某一位置P处,此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块,小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC,且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点,已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,小物块可视为质点,则( )
A. 物块在N点的速度最大
B. 物块在C点的速度为
C. 物块刚离开弹簧时的速度大小为
D. 刚释放物块时,弹簧的弹性势能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块速度最大的位置是合力为零的位置:物块从向运动时,在到达点前,当弹簧弹力等于滑动摩擦力时,加速度为零,速度最大,此时弹簧仍处于压缩状态,不是点,故A错误;
B.小物块刚好到达半圆形轨道顶端点,此时重力恰好提供向心力
解得,故B正确;
C.设物块刚离开弹簧(点)的速度为,从到由动能定理
整理得,故C错误;
D.设刚释放物块时弹簧的弹性势能为,对从释放到到达点的过程由能量守恒得
整理得,故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学利用如图所示的实验装置验证两个小球在斜槽末端碰撞前后的动量关系。实验时,不放B球,让A球多次从固定斜槽上的Q点静止释放,在水平面上得到一个平均落点位置;然后将B球放置在斜槽末端,让A球再次从斜槽上Q点静止释放,与B球发生弹性正碰,在水平面上又得到两个平均落点位置,三个落点位置标记为M、N、P。
(1)关于实验的要求,下列描述正确的是______;
A. 斜槽的末端必须是水平的 B. 斜槽的轨道必须是光滑的
C. 必须测出斜槽末端距地面的高度 D. A、B球的大小应该相同
(2)用天平测量两个小球的质量、,为了保证A球碰后不反弹,应使______(填“>”“=”或“<”);
(3)测量O点到M、P、N的距离分别为、、,动量守恒的表达式可表示为______
A. B.
C. D.
【答案】(1)AD (2)> (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽的末端必须是水平的,以保证小球做平抛运动,A正确;
B.斜槽的轨道是否光滑对实验无影响,只要小球到达底端时速度相同即可,B错误;
C.该实验用小球做平抛运动的水平位移代替水平速度,不需要测出斜槽末端距地面的高度,C错误;
D.A、B球的大小应该相同,从而保证两球发生正碰,D正确。
故选AD。
【小问2详解】
为了保证A球碰后不反弹,应使>;
【小问3详解】
要验证的关系为
因两球做平抛运动的时间相同,则两边同乘以时间t,则
可得
12. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,1、2、3是纸带上选取的3个计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源频率为50Hz。已知,则:
(1)在纸带上打下计数点2时的速度______;(结果保留两位有效数字)
(2)在打下0点到打下计数点2的过程中系统动能的增加量______J,系统重力势能的减少量______J在误差允许的范围内,,则系统的机械能守恒。(g取,结果均保留两位有效数字)
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A. 利用公式=gt计算重物速度
B. 利用公式计算重物速度
C. 没有采用多次实验取平均值的方法
D. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
【答案】(1)2.0 (2) ①. 0.60 ②. 0.62 (3)D
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知纸带上相邻计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得打下计数点2时的速度
【小问2详解】
[1]打下0点到打下计数点2的过程中系统动能的增加量
[2]系统重力势能的减少量
【小问3详解】
AB.重物的速度要通过纸带上的点迹来计算,若用运动学的公式或者v=gt来计算就相当于间接使用了机械能守恒定律,这样就失去了验证的意义,也不可能造成重力势能的减少量大于动能的增加量,故AB错误;
C.实验中出现的重力势能的减少量大于动能的增加量,这是系统误差造成的,采用多次实验取平均值的方法只能减小偶然误差,故C错误;
D.实验中存在空气阻力和摩擦阻力的影响,克服阻力做功会消耗一部分机械能,所以重力势能的减少量会大于动能的增加量,故D正确。
故选D。
四、解答题(13题10分,14题14分,15题16分)
13. 一个质量为的物体由静止开始自由下落,忽略空气阻力,g取。求:
(1)前3s内物体所受重力的冲量大小;
(2)第4秒末物体的动量大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据冲量的定义,物体前3s内重力的冲量为
【小问2详解】
第4s末物体的速度为
所以4s末物体的动量为
14. 质量为2kg的物体A和质量为1kg的B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.6m,如图所示。若不计一切阻力和摩擦,从静止开始放手让它们运动。(斜面足够长,g取)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)绳的拉力对物体A做的功;
(3)物体A着地后,物体B还能沿斜面上滑的距离。
【答案】(1)4m/s;(2)-16J;(3)1.6m
【解析】
【详解】(1)物体A、B速度大小任意时刻相等,以地面为参考平面,A、B系统机械能守恒,根据机械能守恒定律有
代入数据解得
(2)对物体A,由动能定理
解得
(3)A着地后,B机械能守恒,则B上升到最大高度过程中,根据机械能守恒定律有
代入数据解得
15. 如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上,质量的滑块B(可视为质点)从圆弧轨道顶端正上方高为处自由落下,质量为的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,右端与圆轨道紧靠在一起,圆弧的底端与木板上表面水平相切。B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧轨道,A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,AB间动摩擦因数B始终不会从A表面滑出,取求:
(1)滑块B运动到圆弧底端时,轨道对B的支持力大小;
(2)若A与台阶碰前,已和B达到共同速度,求从B滑上A至达到共同速度所需要的时间;
(3)若要使木板A只能与台阶发生一次碰撞,求x应满足的条件以及木板A的最小长度。
【答案】(1)72.5N
(2)
(3),12.5m
【解析】
【小问1详解】
对滑块B,从初位置到圆弧轨道底端,根据机械能守恒定律有
解得
在圆弧轨道最低点,有
解得
【小问2详解】
对B和A组成的系统,B滑上A到共速过程系统动量守恒,则有
对B,根据动量定理有
解得
【小问3详解】
①B滑上A,到A与台阶碰前。对A ,根据能量守恒有
对AB系统,根据动量守恒有
且A与台阶只碰一次,需满足
联立解得
②设最终AB共速为,两者相对位移为L,根据能量守恒有
分析可知:越小,L越大,即x取 时, AB 的末速度,此时
所以木板A的至少长度为12.5m。
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