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2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题
一、单选题
1．如图所示，圆弧MON是汽车以恒定速率运动的轨迹，ab过O点与圆弧相切，cd过O点垂直于ab。汽车过O点时，所受合力的方向（????）
A．由O指向a B．由O指向b C．由O指向c D．由O指向d
2．物体做曲线运动的条件为（　　）
A．物体运动的初速度不为0
B．物体所受的合外力为变力
C．物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上
D．物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上
3．2025年3月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，以一箭八星方式，成功将“云遥一号”卫星送入预定轨道。“云遥一号”卫星在轨道上的运动可视为匀速圆周运动，已知该卫星运行周期为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（???）
A．估算地球的质量为
B．“云遥一号”在轨运行的加速度等于
C．“云遥一号”轨道的离地高度为
D．“云遥一号”在轨运行的线速度大于
4．如图所示，质量相等的小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。两小球可视为质点，忽略空气阻力，则（　　）
??
A．整个运动过程中A、B的位移相等
B．整个运动过程中A、B所受重力的冲量相等
C．A、B从抛出到落地的过程中重力的平均功率之比为2:1
D．A、B落地时重力的瞬时功率之比为
5．设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是（　　）
A．机械能 B．向心力大小
C．向心加速度大小 D．受到地球的万有引力大小
6．用轻质弹簧连接的质量均为m的A、B两物体，静止在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，A的左端靠在竖直墙壁上，现让B突然获得一个水平向左的速度v0，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（????）
A．从弹簧开始压缩到第一次压缩量最大时，墙壁对A的冲量为
B．弹簧从压缩量最大到第一次恢复到原长的过程中，A、B组成的系统动量守恒
C．从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B做的功为
D．从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为
7．如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m0的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
??
A．运动过程中，A、B、C组成的系统动量守恒
B．C球摆到最低点过程，C球的速度为
C．C球第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离
D．C向左运动能达到的最大高度
二、多选题
8．如图所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m1、m2，且m2=2m1。开始时两木块之间有一根用轻绳缚住已压缩的轻弹簧，烧断绳后，两木块分别向左、右运动。若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，且μ1=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块（　　）
A．动量大小之比为1:1 B．速度大小之比为2:1
C．动量大小之比为2:1 D．速度大小之比为1:1
9．在短道速滑比赛中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面之间在水平方向上的相互作用，则（　　）
A．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量不同
B．甲、乙的动量变化量的大小一定相同
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲与乙的加速度大小一定相等，方向相反
10．机器人扭秧歌成了2025年年初的头条热点， 机器人的3分钟表演让国内外都为之震撼。如图机器人转动的手绢好像 “死死地” 黏在机器人的手上一样。此情景可以简化为长为 的轻杆一端固定在水平转轴上的 点，另一端固定一质量为 的小球， 在竖直平面内做角速度为 的匀速圆周运动，重力加速度为 。下列说法正确的是（　　）
A．小球转到最低点D时， 轻杆对小球的弹力的大小一定大于重力
B．小球转到最高点C时，轻杆对小球的弹力的大小一定大于重力
C．小球在最左端 时，轻杆对小球的作用力的大小为
D．小球在最右端 时，轻杆对小球的作用力的大小为
三、实验题
11．某实验小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，一根长度为L、不可伸长的轻绳一端连接固定在铁架台上的拉力传感器，另一端连接小钢球，自然下垂时小钢球刚好位于光电门处。在铁架台上固定一角度测量仪（0刻度线水平），使轻绳的上端和角度测量仪的圆心重合。已知轻绳的长度远大于小钢球的半径，重力加速度为g。
(1)实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径d，如图乙所示，该小钢球的直径d= mm。
(2)小组同学先将小钢球拉离最低点一个角度，由静止释放小钢球，使小钢球在角度测量仪0刻度线下方摆动，由角度测量仪读取轻绳与水平方向的夹角θ，由光电计时器记录小钢球的挡光时间t，多次改变角度重复实验。若该过程小钢球的机械能守恒，则满足 （用题中所给的物理量符号表示）。
(3)小组同学再给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使小钢球摆动到角度测量仪0刻度线上方，由光电计时器记录小球的挡光时间t，由角度测量仪读取拉力传感器示数为0时的角度α，改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。通过记录的实验数据，以为纵轴，欲将图线拟合成一条直线，应以 （填“sinα”“cosα”或“tanα”）为横轴，若该过程小钢球的机械能守恒，则图线的斜率k= （用题中所给的物理量符号表示）
12．如图所示，某同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球（小球与弹簧不连接），压缩弹簧并锁定，该系统放在内壁光滑的金属管中（管内径略大于两球直径），金属管水平固定在离水平地面一定高度处，解除弹簧锁定，两小球向相反方向弹射，射出管时均已脱离弹簧。现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，并探究弹射过程遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，重力加速度大小为g，按以下步骤进行实验：
①用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m2；
②用刻度尺测出管口离地面的高度H；
③解除锁定，分别记录两小球在水平地面上的落点M、N。
根据该同学的实验，回答下列问题：
(1)除上述测量外，要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，还需要测量的物理量是 。
A．金属管的长度L
B．弹簧的压缩量
C．两小球从弹出到落地的时间t1、t2
D．P、Q两小球的落地点M、N到对应管口的水平距离x1、x2
用测量的物理量表示弹簧的弹性势能：Ep= 。
(2)若满足关系式 ，则说明弹射过程中轻弹簧和两金属小球组成的系统动量守恒。（用测得的物理量符号表示）
四、解答题
13．城市轻轨具有运量大、速度快、污染小、能耗少、安全性高等优点。某工程师为科学合理利用能量、节约能源，在保证车辆和乘客安全的前提下，设计了如图所示的轻轨车站，与站台连接的轨道都有一个小坡度。列车进站时要上坡，出站时要下坡。如果列车在途中轨道进站前的速度为，上坡前切断电源，到达站台的速度不超过。重力加速度g取。
（1）不考虑上坡时受到的阻力，站台的高度比途中轨道至少高多少？
（2）一列质量轻轨列车出站后以恒定功率沿水平轨道行驶，在10s内速度由增加到后匀速运动，已知列车受到的阻力恒为，则列车在这段时间内行驶的路程为多少？
14．如图所示，倾角θ=37o斜面底端B平滑地连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道，质量m=0.50kg的小物块，从距离地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（sin37o=0.6；cos37o=0.8，g=10m/s2）
（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小？
（2）小物块滑到斜面底端B时的速度为多大？
（3）小物块沿圆轨道已完成圆周运动，求到最高点A点时对圆轨道的压力大小。
15．如图所示，半径的光滑四分之一圆弧轨道与水平轨道平滑相接，在水平轨道右侧P处固定一块挡板，挡板左端固定一根轻弹簧，轨道处有一质量的物体A挨着弹簧放置，弹簧处于原长，段轨道光滑；质量的物体B从圆弧轨道顶端由静止开始下滑，物体B到达N处与物体A发生弹性正碰，碰撞时间较短。两物体均可看成质点，且两物体与段间的动摩擦因数均为，M、N间的距离，重力加速度。求：
（1）物体B第一次下滑到圆弧轨道最低点M时，对圆弧轨道的压力大小。
（2）弹簧获得的最大弹性势能。
（3）A、B两物体最终的距离。
??
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
D
C
A
B
AB
AB
AD
11．(1)10.500
(2)
(3) sinα
【详解】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以小钢球的直径为
（2）由于小钢球经过光电门时挡光时间极短，则挡光时间内小钢球的平均速度近似等于瞬时速度，则小钢球经过光电门时的速度为
若该过程小钢球的机械能守恒，则有
整理得
（3）[1][2]拉力传感器示数为0时，小钢球重力沿轻绳方向的分力恰好提供向心力，设此时小钢球的速度为v，根据牛顿第二定律可得
根据机械能守恒可得
联立可得
化简得
所以欲将图线拟合成一条直线，应以sinα为横轴，图线的斜率为
12．(1) D
(2)
【详解】（1）[1]AB．两小球向相反方向弹射，射出管时均已脱离弹簧，故弹性势能全部转化为小球的动能，可以通过测量两球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，所以要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，不需要测量金属管的长度L和弹簧的压缩量?x，且弹簧的劲度系数也未知，故AB错误；
C．两小球从弹出到落地的时间可由竖直位移求出，不需要测量，故C错误；
D．还需要测量P、Q两小球的落地点M、N到对应管口的水平距离x1、x2，这样才能求出两球的初速度，故D正确。
故选D。
[2]设P、Q两小球射出管时的初速度为、，水平位移满足，
时间满足，根据能量守恒可得弹簧的弹性势能
整理可得
（2）若系统动量守恒，有，即
故若，弹射过程中轻弹簧和两金属小球组成的系统动量守恒。
13．（1）2m；（2）88m
【详解】（1）已知：列车在途中轨道进站前的速度为
列车达到站台的最大速度为
选途中轨道是重力势能的参考平面，由机械能守恒定律有
解得
所以站台的高度比途中轨道至少高2m；
（2）由列车最后做匀速直线运动，可得，列车受力平衡，即牵引力等于阻力，则
以上各式联立，解得
列车开始加速前的速度为
列车加速过程，由能量守恒可得
代入数据，解得
14．（1）4.0m/s2；（2）6m/s；（3）20N
【详解】（1）根据牛顿第二定律，沿斜面方向和垂直斜面方向分别有
解得
（2）设B端速度为v1，从顶端到底端，则
代入已知条件得
（3）设A端速度为v2，从B到A，由由动能定理有
在A点，设轨道压力为N'，有
解得
15．（1）3N；（2）0.25J；（3）0.3m
【详解】（1）根据题意，设物体B到达M点时的速度为，物体B在M点受到的支持力为根据机械能守恒定律有
解得
由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，物体B对圆弧轨道的压力
（2）设物体B到达N点时的速度为，物体B从M点运动到N点的过程，根据动能定理有
解得
A、B两物体在N点发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
弹簧获得的最大弹性势能
（3）A、B两物体碰后反弹，设B滑行的距离为，根据动能定理有
解得
物体A返回N点后以的速度做分减速运动，设滑行的距离为，根据动能定理有
解得
所以A、B两物体最终的距离为

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