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景东县2022-2023学年高一下学期期末考试
物理
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面．由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示．则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A. 木板A获得的动能为2 J B. 系统损失的机械能为4 J
C. 木板A的最小长度为2 m D. A、B间的动摩擦因数为0.1
2. 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )
A. 大小为2 N，方向平行于斜面向上
B. 大小为2 N，方向竖直向上
C. 大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D. 由于未知形变大小，故无法确定弹力的方向和大小
3. 如图所示，轻杆AB的B端用铰链连接在竖直墙上．A端与细绳AC、AD连接．细绳AC的C端挂一重物P，细绳AD在拉力作用下使整个装置处于静止状态．开始时轻杆AB与细绳AD垂直．现保持轻杆AB的位置不变，将细绳AD绕A点沿逆时针方向转过一定的角度到AD′处(在竖直方向与AB之间)．在这一过程中，细绳AD受到的拉力F1、轻杆AB对A点的作用力F2的变化情况是( )
F1增大、F2减小
B. F1增大，F2先减小后增大
C. F1先增大后减小、F2减小
D. F1先增大后减小、F2先减小后增大
4. 甲、乙两物体运动过程的图像分别如图所示，其中甲图为位移－时间图像，乙图为速度－时间图像，关于两物体的运动下列说法不正确的是( )
A. 甲做加速直线运动 B. 乙物体的加速度不变
C. 甲前4 s的平均速度为2 m/s D. 1 s末两物体速度相等
5. 假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出，测出小球的水平射程为L.已知火星的半径为R，引力常量为G，不计火星大气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是( )
A. 火星表面的重力加速度g＝ B. 火星的第一宇宙速度为v1＝
C. 火星的质量为M＝R3 D. 火星的平均密度为
6. 在全国铁路第六次大提速后，列车的最高时速可达250 km/h，若某列车正以216 km/h的速度匀速行驶，在列车头经过路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方900 m处出现特殊情况，为避免危险发生，列车至少应以多大加速度刹车( )
A. 1 m/s2 B. 1.5 m/s2 C. 2 m/s2 D. 2.4 m/s2
7. 一个做匀加速直线运动的物体，在第1个2 s内经过的位移为6 m，在第2个2 s内经过的位移是14 m，关于这个物体的加速度和第1个2 s末的速度，下列说法正确的是( )
A. 加速度大小为1 m/s2 B. 加速度大小为2 m/s2
C. 第1个2 s末速度大小为6 m/s D. 第1个2 s末速度大小为4 m/s
8. 有三个力：F1＝3 N，F2＝5 N，F3＝9 N，则( )
A. F1可能是F2和F3的合力 B. F2可能是F1和F3的合力
C. F3可能是F1和F2的合力 D. 上述结论均不正确
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
9. 如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，使其保持静止，下列说法正确的是( )
A. 水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B. 物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C. 水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D. 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
10. 原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．由此可判断，此时升降机做的运动可能是()
加速上升
减速上升
加速下降
D. 减速下降
11. 如图所示，倾角为30°和45°的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平面上，将两个小球a和b，从左侧斜面上的A点以不同的初速度水平向右抛出，下落相同高度，a球落到左侧的斜面上，b球恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
a、b运动的初速度之比为∶2
B. a、b运动的水平位移之比为1∶3
a、b击中斜面时的速率之比为∶4
D. 若减小初速度，a球落到斜面上时速度方向改变
12. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P(可视为质点)从弹簧原长处由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示，其中a0和x0为已知量，(弹簧的弹性势能表达式为Ep＝kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量)．下列说法中正确的是( )
当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度为零
B. 当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度最大
C. 弹簧劲度系数为
D. 当弹簧压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为ma0x0
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度θ(通过量角器量出)，使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t(通过手机读取)的数据，然后改变轨道倾角θ，得到多组x、t值(已知滑块的质量为m＝0.5 kg，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，结果保留两位小数)。
(1)若小星在实验中得到了如下数据：当倾角θ＝37°时，取x＝27.0 cm，测得t＝0.3 s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________，动能的增加量为__________。
(2)小星改变导轨倾角，使θ＝53°，取x＝98.0 cm，测得t＝0.5 s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________，动能的增加量为__________。由以上数据，你能得到的结论是___________________________________________。
(3)但小星通过推理发现可画sinθ-图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图。该图线不过原点的原因为____________________________。
14. 某同学在研究平抛运动的实验中，在方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点，如图所示(轨迹已擦去)，已知方格纸上的每一个小方格边长均为L＝2.5 cm，g取10 m/s2，请你根据方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
(1)小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间________(选填“相等”或“不相等”)。
(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是________s。
(3)根据水平位移，求出小球做平抛运动的初速度v0＝________m/s。
(4)从抛出点到b点所经历的时间是______s。
四、计算题（共3小题）
15. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA＝10 m/s，B车在后，其速度vB＝30 m/s.因大雾能见度低，B车在距A车x0＝80 m时才发现A车，这时B车立即刹车，但B车要经过225 m才能停下来．试问：
(1)B车刹车时A仍按原速率行驶，两车是否会相撞？
(2)若B车在刹车的同时发出信号，A车司机收到信号后立即加速前进，则A车的加速度至少多大才能避免相撞？
16. 如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求：
(1)该星球表面的重力加速度大小；
(2)该星球的密度；
(3)该星球的第一宇宙速度．
17. 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，该过程中长木块对地的位移为l，求这个过程中：
(1)系统产生的热量；
(2)小铁块增加的动能；
(3)木块减少的动能；
(4)系统机械能的减少量。
1. D 2. B 3. B 4. A 5. D 6. C 7. B 8. D
9. BD 10. BC 11. AC 12. BD
13. (1)0.81 J 0.81 J (2)3.92 J J 3.84 J 在误差允许范围内，机械能守恒 (3)受空气阻力的影响
14. (1)相等 (2)0.05 (3)1 (4)0.075
15. 【解析】(1)由v2－vB2＝2ax得a＝＝－2 m/s2，
经时间t两列火车速度相等，vA＝vB＋at，得t＝10 s，
则速度相等时两列火车的位移分别为：
xA＝vAt＝100 m，
xB＝t＝200 m，
由于xB>xA＋x0，故两车会相撞.
(2)设A车加速度为aA时恰好追上，则有两列火车速度相等时处在同一位置：
vB＋at′＝vA＋aAt′.
xB＝vBt′＋at′2.
xA＝vAt′＋aAt′2,
xA＋x0＝xB,
联立解得aA＝0.5 m/s2,
则A车的加速度至少为aA＝0.5 m/s2才能避免相撞.
16. 【解析】(1)根据小球做平抛运动的规律可得
x＝v0t，
y＝gt2，
tanα＝，
解得g＝.
(2)由mg＝G得，M＝＝，
则该星球的密度ρ＝＝.
(3)根据星球表面附近万有引力近似等于重力，该力提供向心力，可得
mg＝m，
解得v＝.
17. 【解析】画出这一过程两物体位移的示意图，如图所示。
(1)小铁块相对木块滑动的距离为L，根据功能关系有Q＝μmgL，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量。
(2)对小铁块，根据动能定理有μmg(l－L)＝mv2－0，其中(l－L)为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔEkm＝μmg(l－L)，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量。
(3)摩擦力对木块做负功，根据动能定理有ΔEkM＝－μmgl，即木块减少的动能等于克服摩擦力做的功μmgl。
(4)系统机械能的减少量等于系统产生的热量μmgL。
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