資源簡介

2024-2025學年內蒙古包頭市高一（下）期末物理試卷
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.小船從 點出發橫渡一條河，船頭始終垂直于河岸方向，船相對于靜水速度大小不變。已知水流速度平行河岸，越靠近河中央水流速度越大，示意如圖，則小船運動軌跡可能是( )
A. B.
C. D.
2.將地球視作均勻球體，考慮到地球自轉的影響，下列表示地表處重力加速度方向可能正確的是( )
A. B.
C. D.
3.如圖所示，小孩和大人在同一豎直線上不同高度先后水平拋出兩個相同的小球，均投中同一點。小球運動視為平拋，則大人拋出的球( )
A. 在空中運動時間較長 B. 初速度較大
C. 速度變化率較大 D. 套中圓筒瞬間重力的功率較小
4.如圖，纜車車廂與纜繩固定，時間內，在纜繩牽引下人隨車廂一起斜向上做勻加速運動，位移大小為。已知車廂底板對人的支持力大小為、摩擦力大小為。懸臂和車廂始終處于豎直方向，纜車底板水平，纜繩與水平方向夾角為，則下列說法正確的是( )
A. 支持力對人做功為 B. 摩擦力對人做功為
C. 支持力對人的沖量大小為 D. 摩擦力對人的沖量大小為
5.太空碎片會對航天器帶來危害。設空間站在地球附近沿順時針方向做勻速圓周運動，如圖中實線所示。為了避開碎片，空間站在點向圖中箭頭所指徑向方向極短時間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實現變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長軸大于原軌道半徑。則( )
A. 空間站變軌后在點的加速度比變軌前的大
B. 噴射氣體后，空間站開始做近心運動
C. 空間站變軌后的運動周期比變軌前的小
D. 空間站變軌后在點的速度比變軌前的大
6.航模小組制作了一枚質量為的火箭模型，某時刻火箭速度為，方向水平，燃料即將耗盡。如圖，火箭突然炸裂成兩塊，其中質量為的一塊沿著與初速度相反的方向飛去，速度大小為，則炸裂后另一塊速度大小為( )
A. B. C. D.
7.太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當地球恰好運行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現象，天文學稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如表所示表格中是一種長度單位，是一種質量單位。
地球 火星 木星 天王星 海王星
軌道半徑
質量
根據題中信息，則相鄰兩次沖日時間間隔最長的地外行星是( )
A. 火星 B. 木星 C. 天王星 D. 海王星
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.如圖所示，甲、乙兩人質量分別為、，在水平冰面上滑冰，阻力忽略不計。初始兩者靜止挨著，乙用力推甲至兩者分離，各自獲得反向速度。則下列分析正確的是( )
A. 甲、乙系統機械能守恒
B. 甲、乙系統的動量不守恒
C. 甲對乙做正功，乙對甲也做正功
D. 從兩者靜止到分離過程中甲運動位移比乙運動的位移小
9.新能源汽車純電汽車的儲能裝置可以將減速時的部分動能轉化為電能并儲存在蓄電池中。某次新能源汽車測試過程記錄如下：汽車以額定功率勻速行駛一段距離后關閉驅動電機，測出了新能源汽車的動能與位移關系圖像如圖所示，其中是關閉儲能裝置僅在摩擦阻力作用下的關系圖線，是開啟儲能裝置時的關系圖線。已知新能源汽車的質量為，為便于討論，設其運動過程中所受摩擦阻力恒定。根據圖像所給的信息可求出( )
A. 汽車行駛過程中所受阻力為
B. 汽車的額定功率為
C. 汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為
D. 汽車開啟儲能裝置后儲存電能的功率逐漸增大
10.如圖，質量的小物塊置于質量的木板的最左端，地面光滑，右側的豎直墻面固定一輕彈簧。令木板向右擠壓彈簧，當彈簧彈性勢能為時，由靜止釋放木板。當彈簧恢復原長時，物塊恰好滑至木板的最右端且兩者速度均為。物塊與木板間的動摩擦因數，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。彈簧始終處在彈性限度內，取重力加速度。則下列說法正確的是( )
A. 木板長度為 B. 此過程木板的位移為
C. 此過程歷時 D. 彈簧對木板的沖量為
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.某物理小組利用如圖所示實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”。所用器材包括：裝有聲音傳感器的智能手機、鐵球、米尺、鋼尺等。實驗操作步驟如下：
在鋼尺的一端粘一層橡皮泥厚度不計，將該端伸出水平桌面少許，用米尺測出鋼尺上表面與地板間的高度差；
將質量為的鐵球放在鋼尺末端的橡皮泥上，保持靜止狀態；
將手機置于桌面上方，運行手機中的聲音“振幅”聲音傳感器項目；
迅速敲擊鋼尺側面，鐵球自由下落；
傳感器記錄聲音振幅隨時間的變化曲線。
聲音振幅隨時間的變化曲線如圖所示，第一、第二個尖峰的橫坐標分別對應敲擊鋼尺和鐵球落地的時刻，則鐵球下落的時間間隔 結果保留兩位有效數字。
已知鐵球質量，下落過程中，以公式計算得到鐵球動能的增加量為 結果保留三位小數；經計算得，鐵球重力勢能的減少量為。據此可得出，在誤差允許的范圍內，鐵球在自由下落過程中機械能守恒。
若敲擊鋼尺側面時鐵球獲得一個較小的水平速度，對實驗測量結果 選填“有”或“沒有”影響。
12.如圖甲所示是某興趣小組設計的驗證向心力大小表達式的實驗裝置原理圖。用一剛性細繩懸掛一質量為的小球，小球的下方連接一輕質的遮光片，細繩上方的懸掛點處安裝有一個力傳感器，懸掛點的正下方固定一個光電門，兩裝置連接到同一數據采集器上，可以采集小球經過光電門的遮光時間和此時細繩拉力的大小，重力加速度為。實驗過程如下：
用刻度尺測量出懸掛點到球心的距離；
將小球拉升到一定高度細繩始終伸直后釋放，記錄小球第一次經過最低點時遮光片的遮光時間和力傳感器示數；
改變小球拉升的高度，重復步驟，測組數據；
根據測量得到的數據在坐標紙上繪制圖像；
改變懸掛點到球心的距離，重復上述步驟，繪制得到的圖像如圖乙所示。
圖乙中圖像橫坐標表示的物理量為 選填“”、“”或“”；
理想情況下，圖乙中各圖像的延長線是否交于縱軸上的同一點： 選填“是”或“否”；
圖乙中組實驗所用細繩的長度與組實驗所用細繩長度之比為 ；
將圖乙的縱坐標改為 則可以得到結論：向心力的大小與線速度的平方成正比；
由于遮光片位于小球的下方，圖乙中的斜率與準確值相比 選填“偏大”、“偏小”或“不變”。
四、計算題：本大題共3小題，共36分。
13.如圖，一質量為的物塊從傾角的斜面點由靜止開始下滑，滑到點后離開斜面。、間距離，物塊與斜面的動摩擦因數。從點飛出后恰能無碰撞沿圓弧切線從點切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道運動，點為軌道圓心，、為圓弧兩端點，其連線水平，為圓弧軌道最低點。已知圓弧半徑，圓弧對應圓心角，物塊可視為質點，不計空氣阻力，重力加速度大小。求：
物塊從點離開斜面時的速度大小；
物塊從點飛至點所用的時間；
物塊到達點時，對軌道的壓力。
14.如圖所示，水平放置的正方形光滑桌面，距地面的高度為，桌面正中間有一個光滑的小孔，一根長為的細線穿過小孔，兩端分別系著小球和，的質量是的倍，小球在桌面上繞點沿逆時針做勻速圓周運動時，在桌面下方水平面內做勻速圓周運動，繩子與豎直方向夾角為，與線速度比為，取，，，不計一切阻力。求：
小球做圓周運動的半徑；
某時刻剪斷細線，當小球落地時恰好運動到桌角點，請在圖中畫出繩斷后小球在桌面上的運動軌跡標清主要角度，并計算到桌角點的距離。
15.如圖所示，用開瓶器取出緊塞在瓶口的軟木塞時，先將拔塞鉆旋入木塞內，隨后下壓把手，使齒輪繞固定支架上的轉軸轉動，通過齒輪嚙合，帶動與木塞相固定的拔塞鉆向上運動。從時刻開始，頂部與瓶口齊平的木塞從靜止開始向上做勻加速直線運動，木塞所受摩擦力隨位移大小的變化關系為，其中為常量，為圓柱形木塞的高，木塞質量為，加速度為，齒輪半徑為，重力加速度為，忽略瓶內外氣體壓力的作用，瓶子始終靜止在桌面上。提示：可用圖線下的“面積”表示所做的功求：
木塞離開瓶口的瞬間，齒輪的角速度；
拔塞的全過程，拔塞鉆對木塞做的功；
拔塞過程中，拔塞鉆對木塞作用力的瞬時功率隨時間變化的表達式。
答案解析
1.【答案】
【解析】合速度沿軌跡的切線方向，設合速度與河岸的夾角為 ，則 、 、的關系如圖所示，
由于 不變， 先增大后減小，則 先減小后增大。
故選C。
2.【答案】
【解析】點處萬有引力指向地心，充當合力，是平行四邊形對角線，隨地球自轉的向心力垂直指向地軸，是萬有引力的一個分力，另一個分力就是重力，因向心力很小，遠小于萬有引力，根據平行四邊形定則可知，重力方向在連線的左下方且靠近連線，即地表 處重力加速度 方向在連線的左下方且靠近連線。
故選B。
3.【答案】
【解析】A.小球在空中做平拋運動，豎直方向有 ，得 ，大人拋出的球豎直方向下落的高度大，故大人拋出的球在空中運動時間較長，故A正確；
B.小球平拋的初速度大小為 ，兩小球水平方向的位移相等，則運動時間長的初速度小，故大人拋出的球初速度較小，故B錯誤；
C.兩小球的加速度都為，速度變化率相同，故C錯誤；
D.套中圓筒瞬間重力的功率 ，故小球在空中運動時間越長，套中圓筒瞬間重力的功率越大，故大人拋出的球套中圓筒瞬間重力的功率較大，故D錯誤。
故選A。
4.【答案】
【解析】根據功的計算公式可知，支持力對人做功為，摩擦力對人做功為，故A錯誤，B正確；
根據沖量的定義可知，支持力對人的沖量大小為，摩擦力對人的沖量大小為，故CD錯誤。
故選B。
5.【答案】
【解析】A.空間站變軌前后，在點受到的合力為萬有引力 不發生改變，根據牛頓第二定律可知加速度大小不改變，故A錯誤；
空間站做勻速圓周運動時，有 ，噴射氣體后，空間站獲得一定的反沖速度，速度增加，則 ，開始做離心運動，故B錯誤，D正確；
C.空間站變軌后的軌道半長軸大于原軌道半徑，根據開普勒第三定律 ，可知空間站變軌后的運動周期比變軌前的大，故C錯誤。
故選D。
6.【答案】
【解析】以炸裂前火箭的速度方向為正方向，火箭炸裂成兩塊瞬間，由水平方向動量守恒得 ，則 ，故選D。
7.【答案】
【解析】設相鄰兩次沖日時間間隔為，則有 ，解得 ，要求最大，則 須最小，根據開普勒第三定律有 ，則須最小，即相鄰兩次沖日時間間隔最長的地外行星是火星。故選A。
8.【答案】
【解析】A.根據題意可知甲、乙都獲得了動能，系統動能增大，重力勢能不變，機械能增大，故A錯誤；
B.由于阻力忽略不計，故甲、乙系統合外力為零，滿足動量守恒條件，故甲、乙系統動量守恒，故B錯誤；
C.甲、乙對對方的作用力使得對方在力的方向上發生了位移，根據 可知甲對乙做正功，乙對甲也做正功，故C正確；
D.從兩者靜止到分離過程中，由于 ，根據 可知，乙的加速度大于甲的加速度，由于作用時間相同，由 可知，甲運動的位移比乙運動的位移小，故D正確。
故選CD。
9.【答案】
【解析】A.對于圖線，根據動能定理得 ，得到阻力為 ，故A正確；
B.設汽車勻速運動的速度為，則有 ，汽車的額定功率為 ，故B錯誤；
C.根據功能關系得到：汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為 ，故C正確；
D.根據 圖像斜率表示合外力可知，汽車開啟儲能裝置后隨著 增大，合外力變小，阻力不變，則安培力變小，速度也變小，則儲存電能的功率 變小，故D錯誤。
故選AC。
10.【答案】
【解析】A.釋放木板后，彈簧的彈性勢能轉化為物塊和木板的動能以及物塊與木板間摩擦產生的內能，根據能量守恒定律，彈簧彈性勢能等于物塊和木板的總動能與摩擦產生的內能，即 ，又 ，解得 ，故A正確；
B.木板受到物塊對它的摩擦力 ，設木板的位移為 ，根據動能定理 ，解得此過程木板的位移 ，故B錯誤；
C.對木塊，根據牛頓第二定律 ，可得 ，此過程經歷的時間 ，故C錯誤；
D.根據動量定理 ，解得彈簧對木板的沖量為 ，故D正確。
故選AD。
11.【答案】
沒有

【解析】鐵球下落的時間間隔 。
鐵球動能增加量為 。
根據運動的獨立性，敲擊鋼尺側面時若鐵球獲得一個較小的水平速度，不影響鐵球豎直方向的運動，對實驗測量結果沒有影響。
12.【答案】
是
：
偏小

【解析】由實驗原理可得，小球經過光電門的速度為：，
根據牛頓第二定律有：，
解得：，
可知圖像橫坐標表示的物理量為；
由中，可知圖像與縱坐標的交點代表，
則理想情況下，圖乙中各圖像的延長線交于縱軸上的同一點；
根據：，可知圖像的斜率為：，
圖乙中組實驗與組實驗的斜率之比為：，
則組實驗所用細繩的長度與組實驗所用細繩長度之比為：；
根據向心力公式：，
由此可知，將圖乙的縱坐標改為，
則可以得到結論：向心力的大小與線速度的平方成正比；
由于遮光片位于小球的下方，則半徑變大，圖乙中的斜率與準確值相比偏小。
【分析】
根據牛頓第二定律和速度定義推導出相關表達式，從而得到橫坐標對應的物理量以及縱截距對應的意義；根據牛頓第二定律結合圖像斜率的物理意義求出細繩長度之比；
根據向心力公式，結合上述圖像表達式判斷；
根據遮光條的位置和測量瞬時速度的原理分析誤差。
本題主要考查了牛頓第二定律的驗證實驗，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合牛頓第二定律和圖像的物理意義即可完成分析。
13.【答案】從 ，由牛頓第二定律得
由運動學規律得
聯立解得
在 點，水平方向分速度和豎直方向分速度分別為 ，
在 點，由幾何關系得
在豎直方向有
由運動學關系可得
解得
從 ，由動能定理得
在 點，由牛頓第二定律可得
聯立解得
由牛頓第三定律得，在 點時物塊對軌道的壓力大小為 ，方向向下。

【解析】詳細解答和解析過程見答案
14.【答案】設繩子拉力為，小球、的線速度分別為、，做圓周運動的半徑分別為、，小球的質量為，則小球的質量為，
對小球，有
對小球，有 ， ，
由題意得
聯立解得
繩斷后小球在桌面上的運動軌跡，如圖所示
下落高度
由運動學關系知
設繩斷時小球位置為點，則
由勾股定理知
聯立解得

【解析】詳細解答和解析過程見答案
15.【答案】由題意，木塞的末速度等于齒輪邊緣的線速度，對木塞，根據運動學公式
根據角速度和線速度的關系
聯立可得
根據題意，畫出木塞摩擦力與運動距離的關系圖如圖所示
由圖像可得摩擦力對木塞所做的功為
對木塞，由動能定理
解得
設開瓶器對木塞的作用力為 ，對木塞，根據牛頓第二定律
速度
位移
開瓶器的功率
聯立可得

【解析】詳細解答和解析過程見答案
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