内容正文:
2025~2026学年度第二学期南昌中学三经路校区期末考试
高一物理
一、选择题(1-7小题为单选题,每题4分,8-10小题为多选题,每题6分,漏选得3分,共46分)
1. 航空工业试飞跑道上,一架歼-35技术验证机伴随着引擎轰鸣腾空而起,圆满完成新年第一飞。已知该战机在某次测试中沿曲线由M向N加速爬升。战机在P点时所受合力的方向可能是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,三角形木块A质量为M,置于水平面上,在其顶部有一三角形小木块B,其质量为m,各接触面均光滑,若B从顶端由静止释放,滑至底部的过程中,对于A、B组成的系统,下列说法正确的是( )
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
3. 汽车在水平路面上行驶,所受到的阻力大小恒定,汽车额定功率为60kW,所能达到的最大速度为30m/s,当汽车以20m/s的速度匀速行驶时,此时发动机输出的实际功率为( )
A. B. C. D.
4. 地球的公转轨道接近圆,哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归,哈雷彗星最近出现的时间是1986年,预测下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点和远日点与太阳中心的距离为和,在近日点和远日点的速度为和,加速度为和,则( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
5. 最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg
6. 26年我国载人登月提上日程,预估将在2030年进行载人登月计划。假设飞船抵达月球后,测得月球表面的重力加速度是地球表面的,已知月球半径是地球的,则飞船绕月球表面飞行与绕地球表面飞行的周期之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示为一种基于伽利略大炮原理的简易模型。两小球P、Q竖直叠放在一起,小球间留有较小空隙,从距水平地面高度为h处同时由静止释放。已知小球Q的质量是P的3倍。设所有碰撞均为弹性碰撞。忽略空气阻力及碰撞时间,则两球第一次碰撞后小球P上升的高度为( )
A. B. C. D.
8. 某同学练习定点投篮,篮球从同一位置出手,两次均垂直撞在竖直篮板上,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 第1次击中篮板时的速度小 B. 第2次击中篮板时的速度小
C. 两次将球投出的速度大小可能相等 D. 两次将球投出的速度大小一定不相等
9. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),重力加速度为g,则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 弹簧弹性势能增加了
C. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增加
10. 一质量m=0.5kg的物块以Ek0=40J的初动能沿倾角为的固定斜面上滑,斜面足够长,物块与斜面间的动摩擦因数。以水平地面为零势能面,物块在斜面上运动时,物块动能、重力势能EP、机械能E与运动路程的关系正确的是(重力加速度大小取,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. B.
C. D.
二、实验题(11题每空2分,12题每空3分,共15分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,小车A前端贴有橡皮泥,后端连一穿过打点计时器的纸带,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为,得到的纸带如图乙所示,每五个点选一个计数点,已将各计数点之间的距离标在图乙上。
(1)该实验小组将长木板一端垫高是为了___________,才能使小车在木板上做匀速直线运动;
(2)若小车A的质量为,小车B的质量为,根据纸带数据,碰前两小车的总动量是___________,碰后两小车的总动量是___________。(结果保留4位有效数字)
12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨:导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直:导轨上点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间,用表示点到光电门处的距离,表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度,实验时滑块在处由静止开始运动。
(1)某次实验测得倾角,重力加速度用表示,滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为________,系统的重力势能减少量可表示为________,在误差允许的范围内,若,则可认为系统的机械能守恒;
(2)某同学改变间的距离,作出的图像如图所示,并测得,则重力加速度________。(结果保留两位有效数字)
三、计算题(13题10分,14题12分,13题17分,共39分)
13. 如图所示,一条小河两岸的高度差是h,河宽是高度差的4倍,一辆摩托车(可看作质点)以的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。若,求:
(1)摩托车在空中的飞行时间;
(2)小河的宽度;
(3)车的落地速度多大?
14. 如图所示为一辆厢式小车的后视图。该厢式小车在水平路面上做转弯测试,圆弧形弯道的半径R=8m,小车大小相对于转弯半径可忽略不计,车轮与路面间的最大径向摩擦力为车对路面压力的0.8倍。小车内顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数F=4N。取重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)该小车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vmax是多大?
(2)该小车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为,此时细线与竖直方向的夹角θ是多大?小车的速度v′有多大?
15. 如图所示,光滑水平轨道与光滑竖直圆弧轨道在A点平滑连接,圆弧轨道圆心为O,轨道上端点B和圆心连线与水平面成角,半径。圆弧轨道的左上方有一固定平台,平台上静止一质量的足够长木板S,木板与平台间接触面光滑。质量的物块P以初速度向右运动,与静止的质量的物块Q发生碰撞,碰后P的速度反向,大小变为。Q从B点离开圆弧轨道后,运动到最高点时恰好从右端滑上木板S,Q与S间的动摩擦因数。已知重力加速度,,。求:
(1)P、Q碰撞过程损失的机械能;
(2)物块Q经过B点时对轨道的压力大小;
(3)物块Q和木板S速度相等时离木板右端的距离。
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2025~2026学年度第二学期南昌中学三经路校区期末考试
高一物理
一、选择题(1-7小题为单选题,每题4分,8-10小题为多选题,每题6分,漏选得3分,共46分)
1. 航空工业试飞跑道上,一架歼-35技术验证机伴随着引擎轰鸣腾空而起,圆满完成新年第一飞。已知该战机在某次测试中沿曲线由M向N加速爬升。战机在P点时所受合力的方向可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】战机做曲线运动,合力方向应指向轨迹的凹侧;战机加速爬升,合力与速度方向的夹角应为锐角。
故选A。
2. 如图所示,三角形木块A质量为M,置于水平面上,在其顶部有一三角形小木块B,其质量为m,各接触面均光滑,若B从顶端由静止释放,滑至底部的过程中,对于A、B组成的系统,下列说法正确的是( )
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】C
【解析】
【详解】系统所有接触面均光滑,只有动能与重力势能的转化,无其他能量产生,因此系统机械能守恒;系统水平方向不受外力,因此系统水平方向动量守恒,但B下滑时存在竖直向下的分加速度,系统竖直方向合外力不为零,因此系统竖直方向动量不守恒,故系统总动量不守恒,综上可知C选项符合题意。
故选C。
3. 汽车在水平路面上行驶,所受到的阻力大小恒定,汽车额定功率为60kW,所能达到的最大速度为30m/s,当汽车以20m/s的速度匀速行驶时,此时发动机输出的实际功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当汽车达到最大速度时,牵引力与阻力大小相等,此时功率为额定功率,由功率公式,可得阻力
当汽车以20m/s匀速行驶时,牵引力仍等于阻力(匀速运动合力为0),即,此时实际功率
代入数据解得。
故选C。
4. 地球的公转轨道接近圆,哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归,哈雷彗星最近出现的时间是1986年,预测下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点和远日点与太阳中心的距离为和,在近日点和远日点的速度为和,加速度为和,则( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】由开普勒第二定律可得在相同时间内彗星与太阳连线扫过的面积
即
可得
在近日点由牛顿第二定律有
在远日点由牛顿第二定律有
可得
故选B。
5. 最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg
【答案】B
【解析】
【详解】设该发动机在s时间内,喷射出的气体质量为,根据动量定理,,可知,在1s内喷射出的气体质量,故本题选B.
6. 26年我国载人登月提上日程,预估将在2030年进行载人登月计划。假设飞船抵达月球后,测得月球表面的重力加速度是地球表面的,已知月球半径是地球的,则飞船绕月球表面飞行与绕地球表面飞行的周期之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由万有引力与重力的关系有
根据万有引力提供向心力有
联立可得
代入数据解得
故选A。
7. 如图所示为一种基于伽利略大炮原理的简易模型。两小球P、Q竖直叠放在一起,小球间留有较小空隙,从距水平地面高度为h处同时由静止释放。已知小球Q的质量是P的3倍。设所有碰撞均为弹性碰撞。忽略空气阻力及碰撞时间,则两球第一次碰撞后小球P上升的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设小球P、Q的质量分别为m、3m,落地前的瞬间二者速度均为v,由动能定理可得
解得
Q与地面碰撞后速度等大反向,然后与P碰撞,P、Q碰撞过程满足动量守恒、机械能守恒,规定向上为正方向,则有
,
解得
碰后小球P机械能守恒,则有
解得
故选C。
8. 某同学练习定点投篮,篮球从同一位置出手,两次均垂直撞在竖直篮板上,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 第1次击中篮板时的速度小 B. 第2次击中篮板时的速度小
C. 两次将球投出的速度大小可能相等 D. 两次将球投出的速度大小一定不相等
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.采用逆向思维,将篮球的运动反过来看,则篮球两次做平抛运动,由运动学公式
可得
由于第1次平抛运动的高度更大,可得,由于两次的水平位移相等,有
时间越长的水平初速度越小,可得。所以第1次击中篮板时的速度小,第2次击中篮板时的速度大。故A正确,B错误;
CD.采用逆向思维,将篮球的运动反过来看,在出手位置竖直方向的速度
由于,因此
合速度
由于,,因此合速度可能相等,即两次将球投出的速度大小可能相等。故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),重力加速度为g,则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 弹簧弹性势能增加了
C. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A.圆环下滑过程,弹簧对圆环做负功,圆环的机械能减小,即圆环的机械能不守恒,故A错误;
B.圆环下降的高度
根据能量守恒定律可知,弹簧弹性势能增加
解得,故B正确;
C.对圆环进行分析可知,圆环开始向下做加速度减小的变加速直线运动,后做加速度增大的变减速直线运动,则圆环下滑到最大距离时,加速度不等于零,即所受合力不为零,故C错误;
D.圆环和弹簧构成的系统机械能守恒,结合上述,圆环向下运动过程中,速度先增大后减小,即圆环的动能先增大后减小,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增加,故D正确。
故选BD。
10. 一质量m=0.5kg的物块以Ek0=40J的初动能沿倾角为的固定斜面上滑,斜面足够长,物块与斜面间的动摩擦因数。以水平地面为零势能面,物块在斜面上运动时,物块动能、重力势能EP、机械能E与运动路程的关系正确的是(重力加速度大小取,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.上滑时,根据动能定理有
可得物块动能
可得上滑时的图像的斜率绝对值为
可得在时动能为零,下滑时有
可得下滑时图像的斜率为
可得在即返回底端时的动能为,故A错误,B正确;
C.重力势能先增大后减小,上滑时有
可得图像的斜率为
下滑时有,故C错误;
D.机械能E与运动路程的关系为
可得图像的斜率为
即在路程为时的机械能为,故D正确。
故选BD。
二、实验题(11题每空2分,12题每空3分,共15分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,小车A前端贴有橡皮泥,后端连一穿过打点计时器的纸带,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为,得到的纸带如图乙所示,每五个点选一个计数点,已将各计数点之间的距离标在图乙上。
(1)该实验小组将长木板一端垫高是为了___________,才能使小车在木板上做匀速直线运动;
(2)若小车A的质量为,小车B的质量为,根据纸带数据,碰前两小车的总动量是___________,碰后两小车的总动量是___________。(结果保留4位有效数字)
【答案】(1)平衡摩擦力
(2) ①. 0.6848 ②. 0.6840
【解析】
【小问1详解】
为了使小车在木板上做匀速直线运动,因此需要将长木板一端垫高来平衡摩擦力。
【小问2详解】
[1][2]由题知,推动小车由静止开始运动,小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,BC段为匀速运动的阶段,故选BC段计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后以相同速度做匀速直线运动,故在相同时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度。打点计时器的频率为50Hz,每五个点选一个计数点,则相邻计数点的时间为
碰前小车A的速度为
碰前小车B的速度为0,因此碰前的总动量为
碰后小车A、B的共同速度为
碰后两小车的总动量是
12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨:导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直:导轨上点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间,用表示点到光电门处的距离,表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度,实验时滑块在处由静止开始运动。
(1)某次实验测得倾角,重力加速度用表示,滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为________,系统的重力势能减少量可表示为________,在误差允许的范围内,若,则可认为系统的机械能守恒;
(2)某同学改变间的距离,作出的图像如图所示,并测得,则重力加速度________。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. ②.
(2)9.6
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块经过光电门时的速度
则滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为
[2]系统的重力势能减少量可表示为
【小问2详解】
若机械能守恒则满足
即
则
因为可得g=9.6m/s2
三、计算题(13题10分,14题12分,13题17分,共39分)
13. 如图所示,一条小河两岸的高度差是h,河宽是高度差的4倍,一辆摩托车(可看作质点)以的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。若,求:
(1)摩托车在空中的飞行时间;
(2)小河的宽度;
(3)车的落地速度多大?
【答案】(1)1s(2)20m(3)
【解析】
【详解】(1)设河宽为x,运动时间为t,则水平方向有,竖直方向有,又因x=4h,联立求得
代入数值解得飞行时间
(2)小河的宽度
(3)竖直方向上
故摩托车的落地速度
14. 如图所示为一辆厢式小车的后视图。该厢式小车在水平路面上做转弯测试,圆弧形弯道的半径R=8m,小车大小相对于转弯半径可忽略不计,车轮与路面间的最大径向摩擦力为车对路面压力的0.8倍。小车内顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数F=4N。取重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)该小车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vmax是多大?
(2)该小车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为,此时细线与竖直方向的夹角θ是多大?小车的速度v′有多大?
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设小车的总质量为M,速度最大时,小车转弯恰好不发生侧滑,由摩擦力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
小车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数F=4N,对P,根据平衡条件有
解得m=0.4kg
该小车某次在此弯道上做匀速圆周运动时,对P,竖直方向有
代入数据,解得
解得
小车某次在此弯道上做匀速圆周运动时,绳子拉力和P的重力提供向心力,则有
代入数据,解得
15. 如图所示,光滑水平轨道与光滑竖直圆弧轨道在A点平滑连接,圆弧轨道圆心为O,轨道上端点B和圆心连线与水平面成角,半径。圆弧轨道的左上方有一固定平台,平台上静止一质量的足够长木板S,木板与平台间接触面光滑。质量的物块P以初速度向右运动,与静止的质量的物块Q发生碰撞,碰后P的速度反向,大小变为。Q从B点离开圆弧轨道后,运动到最高点时恰好从右端滑上木板S,Q与S间的动摩擦因数。已知重力加速度,,。求:
(1)P、Q碰撞过程损失的机械能;
(2)物块Q经过B点时对轨道的压力大小;
(3)物块Q和木板S速度相等时离木板右端的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
P、Q碰撞过程,由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
联立解得,
【小问2详解】
A、B两点的高度差为
由动能定理可得
在B点,由牛顿第二定律得
联立解得,
由牛顿第三定律知物块Q在B点对轨道的压力大小为
【小问3详解】
Q滑上木板S时的速度大小为
物块与木板组成的系统动量守恒
解得
由动能定理可得
解得
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