内容正文:
2025级高一下学期期末检测物理试题考试
时间:75分钟
第I卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 以下关于动量和动能的说法,正确的有( )
A. 动量保持不变的物体所受合外力为零
B. 动能保持不变的物体所受合外力为零
C. 做曲线运动的物体,其动量可能保持不变
D. 做平抛运动的物体,在落地之前相同时间内动能变化相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据动量定理
若物体动量保持不变,即动量变化率
可推出合外力为零,故A正确;
B.动能是标量,
动能不变仅说明速度大小不变,方向可以变化(如匀速圆周运动),此时合外力提供向心力,不为零,故B错误;
C.动量是矢量,曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向不断变化,因此动量必然不断变化,不可能保持不变,故C错误;
D.根据动能定理,平抛物体的动能变化等于重力做功。平抛运动竖直方向做匀加速直线运动,相同时间内竖直位移逐渐增大,重力做功逐渐增大,因此相同时间内动能变化不相等,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为,盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动,已知物块到转轴的距离为r,下列说法正确的是( )
A. 物块受重力、弹力、向心力作用,合力大小为m2r
B. 物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用,合力大小为m2r
C. 物块受重力、弹力、摩擦力作用,合力大小为m2r
D. 物块只受重力、弹力作用,合力大小为零
【答案】C
【解析】
【详解】对物体进行受力分析可知物体受重力、圆盘对它的支持力及摩擦力作用。
物体所受的合力等于摩擦力,合力提供向心力。根据牛顿第二定律有:
选项ABD错误,C正确。
故选C。
3. 如图,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,a、b到地心O的距离分别为r1、r2,且r1<r2,线速度大小分别为va、vb,则( )
A. B.
C. D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据
得
得
故选C。
4. 如图所示,质量为m的物体以速度v0离开桌面后经过A点时,所具有的机械能是(以地面为零势能面,不计空气阻力)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因物体运动过程中只受重力,故机械能守恒,经过A点时的机械能等于离开桌面时的机械能,故为
故选D。
5. 如图所示,一个液化气瓶固定在位于光滑水平面上的小车上,开始时小车静止,液化气瓶(含气)与小车的总质量为。打开液化气瓶,液化气瓶向后喷射气体的速度(对地)大小恒为,则当液化气瓶喷射出质量为的气体时,小车的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】喷气过程系统动量守恒,则有
解得小车的速度大小
故选D。
6. 某静电场的电场线如图所示,电场中、两点的场强大小分别为和。由图可知( )
A. B.
C. D. 无法比较和的大小
【答案】B
【解析】
【详解】电场线的疏密程度表示电场强度的强弱,电场线越密,电场强度越大;电场线越疏,电场强度越小。由题图可知,点处的电场线比点处的电场线密集,所以点的电场强度大于点的电场强度,即。
故选B。
7. 两个完全相同的金属小球,分别带有+4Q和-2Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F。若把它们接触后分开,再置于相距的两点,则它们的库仑力的大小将变为(小球半径比r小得多)( )
A. B. F C. 2F D. 4F
【答案】A
【解析】
【详解】初始状态两球的库仑力大小为
完全相同的金属小球接触时,电荷先中和再平分,可知总电荷量为,分开后每个小球的电荷量为,当两球距离变为时,新的库仑力大小为
联立两式可得
故选A。
二、多选题(每题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错不得分,共18分)
8. 有以下物理过程:甲图中跳伞运动员匀速下落;乙图中水平地面上固定一光滑斜面B,物块A从B上由静止下滑:丙图中小球先自由下落然后把弹簧压缩到最低点;丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中。关于这几个物理过程,下列判断正确的是( )
A. 甲图中跳伞运动员的机械能守恒
B. 乙图中物块A的机械能守恒
C. 丙图中小球机械能守恒
D. 丁图中A、B组成的系统机械能守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲图中跳伞运动员匀速下落,动能不变,重力势能减小,运动员的总机械能减少,A错误;
B.乙图中斜面固定且光滑,没有摩擦力,物块A下滑时,支持力不做功,只有重力做功,因此A的机械能守恒,B正确;
C.丙图中,小球压缩弹簧过程中,弹簧弹力对小球做负功,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能不守恒(小球和弹簧组成的系统才守恒),C错误;
D.丁图中,不计任何阻力和定滑轮质量,对A、B组成的系统,绳子拉力是内力,总功为零,只有重力做功,因此系统的机械能守恒,D正确。
故选BD 。
9. 如图所示,把一质量为的小球放在高度的直杆顶端,一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的水平距离。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过小球的瞬间小球获得的速度为20 m/s
B. 子弹穿过小球后的速度为50 m/s
C. 子弹落地处离杆的水平距离为100 m
D. 子弹穿过小球的过程中系统损失的机械能为1140 J
【答案】AC
【解析】
【详解】A.子弹穿过小球后,小球做平抛运动,则有,
解得 ,故A正确;
B. 子弹穿过小球的过程,由动量守恒定律有
解得,故B错误;
C. 子弹穿过小球后,做平抛运动,其落地处离杆的水平距离为,故C正确;
D. 子弹穿过小球的过程中,系统损失的机械能为,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,质量的人站在质量的车的一端,车长,均相对于水平地面静止,车与地面间的摩擦可以忽略不计,人由车的一端走到另一端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人对车的冲量大小等于车对人的冲量大小
B. 由于人与车之间有摩擦力,故系统动量不守恒
C. 车后退
D. 人的速率最大时,车的速率最大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力,它们大小F相等、方向相反、作用时间t相等,作用力的冲量I=Ft大小相等、方向相反,故A正确;
B.系统水平方向不受外力作用,竖直方向合力为零,故系统动量守恒。人与车之间的摩擦力属于系统内力,不影响系统动量守恒,故B错误;
C.设车后退的距离为x,则人的位移大小为L-x,人与车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得mv人-Mv车=0
则
代入数据解得x=1m,故C正确;
D.人与车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
mv人-Mv车=0
则人的速率最大时,车的速率最大,故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
11. 某同学利用如图甲所示的实验装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下列操作中有助于减小实验误差的是__________。
A. 选用体积大密度小的重物
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 释放重物前,保持纸带沿竖直方向
(2)正确完成实验操作后,得到点迹清晰的一条纸带。如图乙所示,在纸带上选取三个连续打出的计时点、、,测得点到起始点(速度为零)的距离为,点、的间距为,点、的间距为。已知实验选用的重物质量为,相邻计时点间的时间间隔为,当地重力加速度的大小为。则从打点计时器打下点到打下点的过程中:重物重力势能的减少量__________,动能的增加量__________。(用测得的物理量和已知量的字母表示)
【答案】(1)C (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.若选用体积更大的重物会增大空气阻力对实验的影响,不利于减小实验误差,故A错误;
B.实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,若先释放纸带,打点初期数据会缺失,故B错误;
C.释放重物时保持纸带竖直方向,可以减小纸带与打点计时器间的摩擦,有助于减小实验误差,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]重物重力势能的减少量为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打点计时器打下 B点时重物的瞬时速度为
所以打点计时器打下B点时重物的动能为
则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中,重物动能的增加量为
12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)若入射小球半径为,被碰小球半径为,为满足实验要求,则需要________;(填字母代号)
A. , B. , C. , D. ,
(2)关于本实验,下列说法正确的是________;
A. 斜槽轨道末端必须水平
B. 每次必须从斜槽轨道同一位置释放
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为________________________;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足________________________________(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】(1)C (2)AB
(3) ①. ②. ##
【解析】
【小问1详解】
要使两球发生对心正碰,两球半径应相等,为防止入射球碰撞后反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即,。
故选C。
【小问2详解】
A.斜槽末端水平才能保证小球抛出后做平抛运动,故A正确;
B.只要保证入射小球每次从同一位置释放,就能保证碰撞前速度一致,斜槽不需要光滑,故B正确;
C.实验中白纸位置必须固定,不能移动,否则落点位置测量错误,故C错误;
D.小球平抛下落高度相同,运动时间相同,速度可由水平位移代替,不需要测量时间,故D错误。
故选AB。
【小问3详解】
[1] 碰撞前小球落点为P,碰撞后小球落点为M,小球落点为N,平抛运动时间相同,设为t,由题意,,
若满足动量守恒定律则有
解得
[2] 若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,即
解得或x3=x1+x2
四、解答题(共40分)
13. 蹦床运动是奥运会传统项目,运动员从静止开始下压弹性网,同时屈膝延长触网时间,通过更大形变存储弹性势能提升腾空高度。现有运动员体重60kg,在某次训练中,从1.8m高度自由下落,触网竖直反弹至3.2m高度处,若触网时间为0.6s(忽略空气阻力)。取重力加速度g=。求:
(1)运动员刚触网前、后的速度大小;
(2)触网过程人受到的平均冲击力大小。
【答案】(1)6m/s,8m/s
(2)2000N
【解析】
【小问1详解】
运动员触网前做自由落体运动,反弹后做竖直上抛运动
则有,
代入数据解得,
【小问2详解】
取向下为正方向,运动员触网过程中根据动量定理有
代入数据解得
14. 如图所示,光滑曲面与粗糙平面平滑连接,质量为的滑块B静止在光滑曲面的底端,质量为的滑块A由曲面上高度处无初速释放,滑到底端和滑块B发生弹性正碰,已知两滑块与平面间的动摩擦因数均为0.2,重力加速度。求:
(1)滑块A滑到底端与B碰撞前瞬间的速度大小;
(2)碰后滑块B在粗糙平面上滑行的距离L。
【答案】(1)5m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)物块A下滑,动能定理
解得
(2)AB弹性碰撞,动量守恒
能量守恒
解得
碰后B匀减速直线运动,由动能定理
得
15. 如图所示,将一质量m=1kg的小物块(可视为质点)从A点以水平速度抛出后恰好从B点沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C端等高、静止在光滑水平面上的长木板且恰好不滑出长木板。已知长木板的质量M=3kg,圆弧轨道BC对应的圆心角为,圆弧轨道C端的切线水平,物块运动到B点时速度大小,运动到C端时对圆弧轨道的压力大小为28N,圆弧轨道半径R=2m,物块与长木板之间的动摩擦因数=0.3,不计空气阻力。,,。求:
(1)小物块在A点时的初速度大小;
(2)A点距C点的高度H;
(3)小物块滑至C点时的速度大小;
(4)长木板长度为多长。
【答案】(1)4m/s
(2)0.85m (3)6m/s
(4)4.5m
【解析】
【小问1详解】
小物块在A点时的初速度大小等于在B点的水平速度,则
【小问2详解】
由图中几何关系可知:
A点距C点的高度
【小问3详解】
在C点时,由牛顿第二定律,对小物块有
解得
【小问4详解】
对小物块和长木板系统由动量守恒
由能量关系
解得l=4.5m
长木板长度为4.5m。
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2025级高一下学期期末检测物理试题考试
时间:75分钟
第I卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 以下关于动量和动能的说法,正确的有( )
A. 动量保持不变的物体所受合外力为零
B. 动能保持不变的物体所受合外力为零
C. 做曲线运动的物体,其动量可能保持不变
D. 做平抛运动的物体,在落地之前相同时间内动能变化相等
2. 如图所示,一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为,盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动,已知物块到转轴的距离为r,下列说法正确的是( )
A. 物块受重力、弹力、向心力作用,合力大小为m2r
B. 物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用,合力大小为m2r
C. 物块受重力、弹力、摩擦力作用,合力大小为m2r
D. 物块只受重力、弹力作用,合力大小为零
3. 如图,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,a、b到地心O的距离分别为r1、r2,且r1<r2,线速度大小分别为va、vb,则( )
A. B.
C. D. 无法确定
4. 如图所示,质量为m的物体以速度v0离开桌面后经过A点时,所具有的机械能是(以地面为零势能面,不计空气阻力)( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一个液化气瓶固定在位于光滑水平面上的小车上,开始时小车静止,液化气瓶(含气)与小车的总质量为。打开液化气瓶,液化气瓶向后喷射气体的速度(对地)大小恒为,则当液化气瓶喷射出质量为的气体时,小车的速度大小为( )
A. B.
C. D.
6. 某静电场的电场线如图所示,电场中、两点的场强大小分别为和。由图可知( )
A. B.
C. D. 无法比较和的大小
7. 两个完全相同的金属小球,分别带有+4Q和-2Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F。若把它们接触后分开,再置于相距的两点,则它们的库仑力的大小将变为(小球半径比r小得多)( )
A. B. F C. 2F D. 4F
二、多选题(每题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错不得分,共18分)
8. 有以下物理过程:甲图中跳伞运动员匀速下落;乙图中水平地面上固定一光滑斜面B,物块A从B上由静止下滑:丙图中小球先自由下落然后把弹簧压缩到最低点;丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中。关于这几个物理过程,下列判断正确的是( )
A. 甲图中跳伞运动员的机械能守恒
B. 乙图中物块A的机械能守恒
C. 丙图中小球机械能守恒
D. 丁图中A、B组成的系统机械能守恒
9. 如图所示,把一质量为的小球放在高度的直杆顶端,一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的水平距离。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过小球的瞬间小球获得的速度为20 m/s
B. 子弹穿过小球后的速度为50 m/s
C. 子弹落地处离杆的水平距离为100 m
D. 子弹穿过小球的过程中系统损失的机械能为1140 J
10. 如图所示,质量的人站在质量的车的一端,车长,均相对于水平地面静止,车与地面间的摩擦可以忽略不计,人由车的一端走到另一端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人对车的冲量大小等于车对人的冲量大小
B. 由于人与车之间有摩擦力,故系统动量不守恒
C. 车后退
D. 人的速率最大时,车的速率最大
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
11. 某同学利用如图甲所示的实验装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下列操作中有助于减小实验误差的是__________。
A. 选用体积大密度小的重物
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 释放重物前,保持纸带沿竖直方向
(2)正确完成实验操作后,得到点迹清晰的一条纸带。如图乙所示,在纸带上选取三个连续打出的计时点、、,测得点到起始点(速度为零)的距离为,点、的间距为,点、的间距为。已知实验选用的重物质量为,相邻计时点间的时间间隔为,当地重力加速度的大小为。则从打点计时器打下点到打下点的过程中:重物重力势能的减少量__________,动能的增加量__________。(用测得的物理量和已知量的字母表示)
12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)若入射小球半径为,被碰小球半径为,为满足实验要求,则需要________;(填字母代号)
A. , B. , C. , D. ,
(2)关于本实验,下列说法正确的是________;
A. 斜槽轨道末端必须水平
B. 每次必须从斜槽轨道同一位置释放
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为________________________;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足________________________________(用题中所给物理量的符号表示)
四、解答题(共40分)
13. 蹦床运动是奥运会传统项目,运动员从静止开始下压弹性网,同时屈膝延长触网时间,通过更大形变存储弹性势能提升腾空高度。现有运动员体重60kg,在某次训练中,从1.8m高度自由下落,触网竖直反弹至3.2m高度处,若触网时间为0.6s(忽略空气阻力)。取重力加速度g=。求:
(1)运动员刚触网前、后的速度大小;
(2)触网过程人受到的平均冲击力大小。
14. 如图所示,光滑曲面与粗糙平面平滑连接,质量为的滑块B静止在光滑曲面的底端,质量为的滑块A由曲面上高度处无初速释放,滑到底端和滑块B发生弹性正碰,已知两滑块与平面间的动摩擦因数均为0.2,重力加速度。求:
(1)滑块A滑到底端与B碰撞前瞬间的速度大小;
(2)碰后滑块B在粗糙平面上滑行的距离L。
15. 如图所示,将一质量m=1kg的小物块(可视为质点)从A点以水平速度抛出后恰好从B点沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C端等高、静止在光滑水平面上的长木板且恰好不滑出长木板。已知长木板的质量M=3kg,圆弧轨道BC对应的圆心角为,圆弧轨道C端的切线水平,物块运动到B点时速度大小,运动到C端时对圆弧轨道的压力大小为28N,圆弧轨道半径R=2m,物块与长木板之间的动摩擦因数=0.3,不计空气阻力。,,。求:
(1)小物块在A点时的初速度大小;
(2)A点距C点的高度H;
(3)小物块滑至C点时的速度大小;
(4)长木板长度为多长。
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