达拉特旗第一中学2024 年春季学期高一期末考试
物 理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第二册（50%），选择性必修第一册第一、二章（50%）。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1.关于做曲线运动的物体，下列说法不正确的是
A．运动状态一定时刻在发生改变
B．物体的速度方向一定时刻发生改变
C．物体的加速度一定时刻发生改变
D．任何二维平面内的曲线运动均可以分解为某两个方向上的直线运动
2.关于受迫振动、共振，下列说法正确的是
A．做受迫振动的物体的频率与固有频率相等，与驱动力的频率无关
B．为了防止共振产生危害，建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固有频率的差别
C．驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越小，二者之差越大，振幅越大
D．快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是共振现象
3.某同学参加立定跳远项目，从起跳至着地的整个过程如图所示，人在落地时总要屈腿，这样做可以
A．减小地面对人的冲量 B．减小地面对人的撞击力
C．增大人的动量变化量 D．增大人的动能变化量
4.如图所示是多级减速装置的示意图。每一个轮子都由大小两个轮子叠合而成，共有 3对相同的轮子，用皮带逐一联系起来，大轮半径为小轮半径的两倍，A、B、C 分别为第一个、第二个、第三个轮子大轮边缘上的点，则A、B、C 三点的角速度之比为
A．4：2：1 B．8：4：1
C．1：2：4 D．16：4：1
5.极地卫星是一种特殊的人造地球卫星，其轨道平面与赤道平面的夹角为90°，极地卫星运行时能到达地球南极和北极区域的上空。若甲、乙两极地卫星环绕地球的周期分别为3 h、6 h，则甲、乙的轨道半径之比为
A． B． C．1：2 D．2：1
6.如图所示，ACB 为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C 为弧形槽最低点，。甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A点由静止释放，两球第1次到达C点的时间之比为
A． B． C． D．
7.如图甲所示，质量m=2kg的物块A 以初速度v0=2m/s滑上放在光滑水平面上的长木板B的左端，A、B的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，由此可求出
A．长木板 B的质量为1.2kg
B．物块A 与长木板 B 之间动摩擦因数为0.2
C．长木板 B长度至少为1m
D．物块 A 与长木板B 组成系统损失机械能为5J
8.如图所示，原长为l的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球由弹簧的正上方h 高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．压缩弹簧过程中，小球的机械能减小
B．小球刚释放时的重力势能为mg（h+l）
C．弹簧的最大弹性势能为mg（h+x）
D．压缩弹簧过程中，小球的速度一直减小
9.如图所示，在竖直平面内放一光滑的直角杆MON，ON 竖直。用长5m 的轻绳相连的两小球A 和B 分别套在杆上，A、B球的质量均为1kg，在作用于 A 球的水平力F 的作用下，A、B均处于静止状态，此时细绳与竖直方向所成夹角为37°。已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，现突然将力 F 增大为18N后保持不变，当轻绳方向与竖直方向成53°时，下列说法正确的是
A．力 F 做功为 18 J B． B的重力势能增加了5 J
C． A 的速度大小为2.4m/s D． A 的速度大小为1.8m/s
10.如图所示，质量为m的运动员沿倾角α的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，运动员在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F1。在整个运动过程中，下列说法正确的是
A．重力对运动员的总冲量大小为mg（t1+t2）sinα
B．支持力对运动员的总冲量大小为mg（t1+t2）cosα
C．摩擦力对运动员的总冲量大小为F1（t2-t1）
D．合外力对运动员的冲量大小为0
二、实验题（本题共 2 小题，共 14分）
11.（6分）某实验小组用如图甲所示的装置探究平抛运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。（填选项前的字母）
A． A、B两球同时落地
B．A、B两球的运动路线相同
C．击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）某次实验过程中用频闪照相机获得小球A 连续三个时刻的位置如图乙所示，频闪照相机的频率为 f=10 Hz。用刻度尺测得照片上x1=x2=2.00cm，y1=1.24cm，y2=2.20cm，物体的实际大小与照片上物体影像的大小的比值为10，则小球平抛的初速度大小为 m/s，当地的重力加速度g 为 m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）
12.（8分）如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a 和b的质量分别为m1和 m2，直径分别为 d1和 d2，轨道末端在水平地面上的投影为O 点。实验中，先将小球a 从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。
（1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是 （填字母）。
A．需要测出小球抛出点距地面的高度 H
B．需要测出小球做平抛运动的水平射程
C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具
D．斜槽轨道末端应该保持水平
E.斜槽应尽量光滑
（2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是 。
（3）实验中对小球的要求是：质量m1 （填“>”“=”或“<”）m2，直径d1 （填“>”“=”或“<”）d2。
（4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为x1、x2、x3，若关系式 成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。
三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）2022年10月12日，中国空间站“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，运行周期为 T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）地球的质量；
（2）地球的第一宇宙速度。
14.（12分）如图所示，倾角α=37°的斜面固定在水平地面上，质量为2kg的滑块（可视为质点）静置于斜面底部A处，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，现用平行于斜面向上的恒力F=30N沿斜面拉动滑块，作用2s后撤去F，滑块刚好能到达斜面顶端B处，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）撤去 F 前的瞬间，F的功率大小；
（2）物块从 A 运动到B 过程中，摩擦力做的功及合外力做的总功。
15.（18分）如图所示，长木板乙静止在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在长木板的最左端，物块甲从右端以v0=9m/s的速度向左运动，甲与乙发生弹性碰撞（时间极短）之后移走甲，乙、丙发生相对运动，整个过程中丙始终未滑离长木板。已知甲、乙和丙的质量分别为m1=2.0kg、m2=1.0kg和m3=1.0kg，甲与地面之间的摩擦力忽略不计，乙与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2，，丙与长木板间的动摩擦因数μ2=0.1，，最大静摩擦力按滑动摩擦力计算，重力加速度 g 取10m/s2，求：
（1）甲与乙碰撞后瞬间的速度分别多大；
（2）乙与丙在甲、乙碰后多长时间达到共同速度及共同速度的大小；
（3）丙最终到乙左端的距离多大。
达拉特旗第一中学2024年春季学期高一期末考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1.C 做曲线运动的物体，速度方向时刻发生改变，运动状态也时刻在发生改变，选项 A、B正确，不符合题意；物体的加速度不一定发生改变，如平抛运动，选项C错误，符合题意；任何二维平面内的曲线运动均可以分解为两个方向上的直线运动，选项D正确，不符合题意。
2.B 做受迫振动的物体的频率与驱动力的频率相等，与固有频率无关，故可以大于或小于系统的固有频率，选项A错误；当物体发生共振时，驱动力的频率等于物体的固有频率，此时振动物体的振幅最大，能量最大，选项B正确；受迫振动的周期、频率与驱动力周期、频率相等，与固有周期、频率无关，并且驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越大，二者之差越大，振幅越小，选项C错误；快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动与机关枪在射击时的反冲运动有关，与共振无关，选项 D错误。
3.B 人落地时屈腿可以延长地面对人撞击力的作用时间，取人落地时速度方向为正方向，根据动量定理得-Ft+mgt=0-mv，得，当t增加时F减小，而冲量和动量、动能的变化量都不变，所以B正确。
4.A 设第一、二、三个轮子的角速度分别为ω1、ω2、ω3，由于同一皮带上每个点的线速度大小相同，则ω1r=2ω2r，同理ω2r=2ω3r，解得ω1：ω2：ω3=4：2：1，选项A正确。
5.B 由开普第三定律有，解得，选项 B正确。
6.C 甲球做自由落体运动，所以，乙球沿弧形槽做简谐运动（由于 AC<
A、B组成系统损失机械能，故D错误。
8.AC 压缩弹簧过程中，弹力对小球做负功，小球的机械能减小，选项A 正确；由于未确定参考平面，无法确定小球的势能大小，选项 B错误；弹簧被压缩到最大时，其弹性势能最大，由系统的机械能守恒有EP=mg（h+x），选项C正确；压缩弹簧过程中，小球的速度先增大后减小，选项D错误。
9. AC 该过程中，由几何关系知，A向右的运动了△x=1m，B 向上运动了△h=1m，，则力 F 做的功W=F△x=18J，B 的重力势能增加了△EP=mg△h=10J，选项 A正确、B错误；当轻绳方向与竖直方向成53°时，有vAsin 53°=vBcos 53°，运动过程中，对于A、B组成的系统，由动能定理有，联立解得vA=2.4m/s，vB=3.2m/s，选项 C 正确、D错误。
10.BC 重力对运动员的总冲量大小为mg（t1+t2），选项 A错误；支持力对运动员的总冲量大小为mg（t1+t2）cosα，选项B 正确；上滑过程和下滑过程摩擦力的方向相反，故若以沿斜面向上为正方向，摩擦力对运动员的总冲量大小为F1（t2-t1），选项C 正确；整个过程中运动员的动量发生了改变，故合外力对运动员的冲量大小不为0，选项 D错误。
11.（1）A（2分） （2）2.0（2分） 9.6（2分）
解析：（1）该实验装置可验证平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，改变打击力度，A、B两球仍同时落地，但A球的运动轨迹改变，选项A正确，B、C 错误。
（2）图乙中，小球从M点到 N点，N点到 P点的时间间隔，则小球平抛的初速度大小=2.0m/s，又k（y2-y1）=Gt2，解得g=9.6m/s2。
12.（1）BCD（2分） （2）为了保证小球每次平抛的初速度相同（2分）
（3）>（1分） =（1分）（4）（（2分）
解析：（1）此实验用带入验证，时间可以消去，故需要测小球的水平射程和两球质量，不需要测下落时间，选项B、C正确，选项A错误；斜槽轨道末端应该保持水平为了保证小球平抛，选项D正确，斜槽光滑与否不影响抛出时的速度，只要入射球都从同一位置由静止释放即可，选项E 错误。
（2）保持入射小球从同一位置释放的目的是为了保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置。
（3）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求m1>m2，直径d1=d2。
（4）碰撞时满足动量守恒有，两边同时乘以下落时间有。
13.解：（1）对于空间站有（3分）
解得（2分）
（2）对于近地卫星有（3分）
联立解得（2分）
14.解：（1）撤去力 F前，由牛顿第二定律有（2分）
由运动学有v=a1t（1分）
又 P=Fv （1分）
解得P=300 W （1分）
（2）撤去力 F 后，有μmgcosα+mgsinα=ma2（2分）
又（1分）
由（1分）
解得Wf=-120J（1分）
由动能定理有W合=△Ek=0（2分）
15.解：（1）设甲、乙碰撞后瞬间物块甲和长木板乙的速度大小分别为 v甲、v乙。
甲、乙碰撞前后由动量守恒（2分）
由能量守恒有（2分）
解得v甲=3m/s，v乙=12m/s （1分）
（2）碰后乙的加速度 （2分）
解得a1=5m/s2（1分）
丙的加速度a2=μ2g解得a2=1m/s2
设乙、丙在甲、乙碰后 t 时间内达到共同速度，则有（2分）
解得t0=2s（1分）
此时乙、丙的共同速度v共 =2m/s （1分）
（3）达到共同速度后乙的加速度（2分）
解得a3=3m/s2（1分）
木板乙静止时向左的位移解得（1分）
物体丙静止时的位移解得x丙=4m （1分）
所以丙最终距离乙左端的长度d=x乙-x丙 解得（1分）
