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四川省凉山州2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题
一、单选题
1．在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。关于物理学思想方法和物理学史，下列叙述正确的是（　　）
A．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了等效替代的思想
B．卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想
C．牛顿“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
D．两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动
2．如图所示为某同学投篮时篮球在空中的弧线，不计空气阻力，则篮球飞行过程中（　　）
A．最高点速度为零
B．动能先减小后增大
C．机械能先增大后减小
D．重力的功率先增大后减小
3．如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球从A处自由下落，落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧。小球运动到C处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡。小球运动到D处时，到达最低点。不计空气阻力，以下描述正确的是（　　）
A．小球由A向B运动的过程中，处于完全失重状态，小球的机械能守恒
B．小球由B向C运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能守恒
C．小球由B向C运动的过程中，处于超重状态，小球的动能减少
D．小球由C向D运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能减少
4．有一个质量为5kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。已知t=0时质点在坐标原点上，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　）
A．t=0时质点的速度大小为4m/s
B．质点的运动轨迹是一条直线
C．质点在0~2s时间内所受的合外力做功60J
D．质点在0~2s时间内动量的变化量大小为20kg·m/s
5．两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为、，则动能和周期的比值为（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一辆质量为2t的汽车，在水平MN段以功率20kW、36km/h的速度在公路上匀速行驶，遇到一倾角为30°的陡坡后，在陡坡PQ段加大功率到60kW、以速度5m/s匀速行驶。已知MN=PQ=20m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法错误的是（　　）
A．从M到N，汽车牵引力大小为2×103N
B．从M到N，汽车克服摩擦力做功4×104J
C．从P到Q，汽车重力势能增加2×104J
D．从P到Q，汽车克服摩擦力做功4×104J
7．如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则（　　）
A．子弹在圆筒中的水平速度为
B．子弹在圆筒中的水平速度为
C．圆筒转动的角速度可能为
D．圆筒转动的角速度可能为
二、多选题
8．将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是（　　）
A．上升和下落两过程的时间相等
B．上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度
C．上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量
D．上升过程机械能损失大于下落过程机械能损失
9．某音乐喷泉喷头出水口横截面积为S，喷水速度为v，水的密度为ρ。忽略空气阻力，下列关于喷头喷水功率的说法正确的是（　　）
A．功率与喷水速度v的平方成正比
B．功率与出水口横截面积S成正比
C．功率与水的密度ρ的平方成正比
D．若喷水速度变为原来的2倍，则功率变为原来的8倍
10．如图所示，质量为m1=3kg的小物块套在竖直固定的光滑长杆上，通过一条跨过定滑轮的轻绳与质量为m2=2kg的重物相连，定滑轮与长杆的水平距离为d=2m。现将小物块从与定滑轮等高的M点由静止释放，当小物块下滑距离为m到达N点时，若取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小物块从开始下滑到N点的过程中，小物块和重物组成的系统机械能守恒
B．当小物块下滑至N点时，小物块减少的重力势能全部转化为重物的重力势能
C．小物块的速度与重物上升的速度大小之比为5∶4
D．小物块下滑至N点时，重物的重力势能增加了20J
三、实验题
11．为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、B（包含遮光片）的质量分别为m1和m2。
(1)打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块A后，A上遮光条通过光电门1和2的时间 （选填“相等”或“不等”），说明气垫导轨已调至水平；
(2)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2，则m1 m2（选填“小于”“等于”或“大于”）；
(3)该装置在用于“验证动量守恒定律”时 （选填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度d；
(4)在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式 [用第（2）问中测得的物理量符号表示]成立，则验证了动量守恒定律。
12．用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
(1)电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，测得所用重锤的质量为0.30kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把下落起点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为18.00cm、21.40cm、26.00cm……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于 J，动能的增加量等于 J（计算结果均保留3位有效数字）。
(2)实验中获得多组数据，描出v2-h图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k= 时，说明重锤在下落过程中机械能守恒。若实际图像斜率k实四、解答题
13．如图所示，一架无人机进行投弹演习，无人机在某一高度处沿水平方向以v0=150m/s的速度向目标匀速飞行，飞行到P点时投弹，炸弹刚好垂直坡面击中斜坡上的目标A点，斜坡的倾角为37°，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)炸弹击中A点时的速度大小；
(2)无人机投出炸弹时距离A点的水平距离。
14．太空电梯是一种设想中的未来太空运输系统，由高强度纳米材料缆绳、赤道基站、同步轨道站和升降舱组成。缆绳一端固定在地球赤道附近的海上平台，另一端延伸至地球静止轨道（约3.6万公里高空）外的同步轨道站。升降舱可沿缆绳往返运送人员和物资。若建成，太空电梯有望彻底改变太空运输方式，使普通人也能低成本进入太空，加速月球基地、火星殖民等深空探索进程，甚至推动太空能源和制造业的发展。设地球自转角速度为ω，地球半径为R。
(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的速度大小；
(2)当升降舱停在距地面高度h2=4R的站点时，求舱内质量m2=60kg的人对水平地板的压力大小（地面附近重力加速度g取10m/s2，地球自转角速度，地球半径）。
15．如图所示为某游乐项目装置示意图，A为固定在地面上的圆心角θ=60°的光滑圆弧形滑梯，半径R=10m。静止在光滑水平面上的滑板B紧靠滑梯的末端，并与其水平相切，滑板质量M=20kg。一质量为m=40kg的游客，从滑梯顶点a点由静止开始下滑，在滑梯末端b点滑上滑板，当滑板右端运动到与其上表面等高平台C的边缘时，游客恰好到达滑板右端并滑上平台，此后在平台上滑行S=16m停下。游客视为质点，其与滑板及平台表面之间的动摩擦因数均为μ=0.2，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)游客滑到b点时对滑梯压力的大小；
(2)滑板的长度L；
(3)若C为质量M1=20kg的滑板，且足够长，与游客间的摩擦因数也为μ=0.2，设滑板B与滑板C的碰撞为弹性碰撞，求游客在C滑板上因摩擦产生的热量Q。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B A D A C D CD BD AC
11．(1)相等
(2)大于
(3)不需要
(4)
【详解】（1）打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块A后，A上遮光条通过光电门1和2的时间相等，滑块A做匀速运动，说明气垫导轨已调至水平；
（2）为使滑块A能通过光电门2，则m1大于m2；
（3）该装置在用于“验证动量守恒定律”时不需要测出遮光片的宽度d，只验证下面的表达式成立即可。（该表达式证明见小问4详解）
（4）根据动量守恒定律得
根据题意得
，，
解得
在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式成立，则验证了动量守恒定律。
12．(1) 0.629 0.600
(2) 2g 克服阻力做功机械能减少
【详解】（1）[1]重锤的重力势能减少量
[2] 打点间隔为
打B点时重锤的速度为
重锤动能的增加量为
（2）[1]根据机械能守恒定律得
解得
斜率为
[2] 根据
解得
重锤下落过程中，克服阻力做功，机械能减少，动能的测量值偏小，v2的测量值偏小，斜率偏小，所以实际图像斜率k实13．(1)250m/s
(2)3000m
【详解】（1）炸弹刚好垂直击中A点，根据题意水平速度与实际速度关系得
解得
（2）由速度关系得
根据平抛运动规律竖直方向速度
水平方向位移
联立解得
14．(1)ω(R+h1)
(2)13.8N
【详解】（1）设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则
解得
（2）设地球质量为M，人对地心距离为r2，向心加速度为an，地球引力为F，则：
设水平地板对人的支持力大小为FN，人对水平地板的压力大小为FN'，则
由牛顿第三定律：
联立解得：
15．(1)800N
(2)7m
(3)107J
【详解】（1）a到b的高度差
设游客滑到b点时速度为，从a到b机械能守恒
解得：
在b点根据牛顿第二定律
解得FN=800N
游客滑到b点时对滑梯的压力大小为
FN，=FN=800N
（2）设游客恰好滑上平台时的速度为v，在平台上运动过程由动能定理得
解得v=8m/s
当滑板右端运动到与其上表面等高平台的边缘时，游客恰好滑上平台，可知该过程游客一直做减速运动，滑板一直做加速运动，设加速度大小分别为a1和a2
根据运动学规律对游客
解得t=1s
该段时间内游客的位移为
滑板的位移为
根据位移关系得滑板的长度为
（3）设碰前滑板B的速度为v1，碰后速度为v2，滑板C碰后速度为v3
由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立得，
游客滑上滑板C后，设速度相同时的速度为v4，由动量守恒定律有
解得
由能量守恒定律

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