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佳一中2022—2023学年度高一下学期期末考试
物理试题
时间：90分钟 总分：100分
一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分．其中1～8为单选题; 9～12题为多项选择题，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．)
1．下列关于动量的说法中，正确的是（ ）
A．物体的惯性越大，动量越大
B．物体的加速度不变，其动量一定不变
C．一个物体的动量变化，其速率一定变化
D．一个物体的运动状态发生变化，它的动量一定改变
2．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）
A．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
B．地球公转的角速度大于火星公转的角速度
C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D．地球公转周期大于火星的公转周期
3．如图所示，半圆槽静止放在水平面上，现将一小球从槽的顶端A处由静止释放，不计一切摩擦，小球在槽内运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．只有重力对小球做功
B．小球和槽组成的系统动量守恒
C．小球和槽系统机械能守恒
D．小球不可能到达与A等高的C点
4．如图所示，一根长为1m的绝缘细线悬挂质量为0.9kg、电荷量为的小球A，另一带电小球B固定在悬点正下方，A球静止时细线与竖直方向的夹角为45°，A、B小球在同一水平线上。已知静电力常量，重力加速度g取，则小球B所带的电荷量为（ ）
B．
C．
D．
5．如图所示，两根完全相同的四分之一圆弧绝缘棒分别放置在第一、二象限，其端点在两坐标轴上。两棒带等量同种电荷且电荷均匀分布，此时O点电场强度大小为E。撤去其中一棒后，O点的电场强度大小变为（ ）
B．
C．E D．
6．如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与一个质量为m的滑块接触，弹簧处于原长。现用水平力F缓慢地将滑块向左压至某位置静止，此过程中外力F做功为W1，滑块克服摩擦力做功为W2，撤去F后滑块向右运动，和弹簧分离后继续向右运动一段距离，滑块所受摩擦力大小恒定，则（ ）
A．此过程中，弹簧最大弹性势能为W1+W2
B．撤去F后，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
C．在刚与弹簧分离时，滑块的动能为W1-2W2
D．在刚与弹簧分离时，滑块的加速度为零
7．质量为的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为，如图所示。设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时，下列说法中正确的是（　　）
A．最终木块向左运动， B．最终木块向右运动，
C．最终木块静止， D．最终木块静止，
8．如图所示，质量为2m和m的两个弹性环A、B用不可伸长的、长为L的轻绳连接，分别套在水平细杆OP和竖直细杆OQ上，OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连，且OQ足够长，初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后释放两个小环，A环通过小段圆弧杆时速度大小保持不变，重力加速度为g，不计一切摩擦，以下说法正确的是（　　）
A．运动过程中A、B组成的系统机械能不守恒
B．当B环下落L时A的速度为
C．当B环下落L时A的速度为零
D．A环到达O点后再经过的时间能够追上B环
9．下列说法中正确的是（ ）
A．在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同
B．电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力
C．电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向
D．电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关
10．一质量m的物体，在竖直向上拉力F作用下由静止开始运动，已知加速度大小为g，当物体上升高度为h时，如不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．物体的动能增加了 B．物体的重力势能减少了mgh
C．拉力F所做的功为mgh D．物体的机械能增加了
11．如图所示，高为的表面粗糙程度相同的弧形斜面体固定于水平地面上，末端与地面相切。质量为的小物块以速率从点滑上斜面，到最高点后沿斜面下滑回到点的速率为。不计空气阻力，重力加速度为，取地面处的重力势能为零，下列说法正确的是（　　）
A．从到再返回到的过程中摩擦力做功为
B．上滑过程中克服摩擦力做功大于下滑过程中克服摩擦力做功
C．上滑过程中动能等于重力势能的位置距离地面的高度大于
D．下滑过程中动能等于重力势能的位置距离地面的高度小于
12．某网球以速度v1竖直向上抛，落回出发点的速度为v2，由于空气阻力影响，网球速度随时间变化关系如图所示，若空气阻力大小与网球速率成正比，则下列说法正确的是（　　）
A．图像中t1时刻的斜率的绝对值等于重力加速度大小
B．网球从抛出到落回出发点所用的时间
C．网球上升过程克服阻力做功等于下降过程克服阻力做功
D．网球上升、下降过程所受阻力的冲量大小相等
二、实验题（本题共12分）
13．小周同学利用如图甲所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。
某次实验中小周同学得到一条合适的纸带（局部）如图乙所示，将刻度尺的“0”刻线与打下的第1个点（图中未画出）对齐，A、B、C…G各点对应的数据是该点到第1个点的距离（单位：cm），打点计时器所接电源频率为50Hz，重物质量为1.0kg，当地的重力加速度为。

（1）从打下第1个点到打下B点过程中，重物的重力势能减少量为________J，重物的动能的增加量为________J（结果均保留三位有效数字）。
（2）实验时，另一同学用刻度尺测出重物下落高度h，并根据计算出该时刻的速度v，这种计算速度的方法在本实验中_________（填“正确”或“不正确”）。
（3）为增加实验可靠性，小周同学求出打下C、D、E、F点时重物的速度，将这五个点的速度v与对应各点到第1个点的距离h记录下来，并利用这些数据在如图丙所示的坐标系中进行描点、拟合图线，经计算该图线的斜率为k，则重物下落的加速度大小可表示为_________。
14．聪聪同学用如图所示装置来验证动量守恒定律。
（1）实验中，质量为的入射小球和质量为的被碰小球B的质量关系是___________（填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）当满足关系式___________时，证明、B两小球碰撞过程中动量守恒；若碰撞前后系统无机械能损失，则系统机械能守恒的表达式为___________。
B．
C．
D．
三、计算题（本题共40分）
15．如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m，在物体B上固定一个轻弹簧且处于静止状态，物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，则 当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的动能为多少？
16．质量为1kg的小球自倾角为且光滑的斜面顶端下滑，斜面底端有一个垂直于斜面的挡板，小球滑至挡板处与挡板发生碰撞，小球碰前速度大小为4m/s，碰后速度大小为2m/s，碰撞时间为0.2s，求：
（1）碰撞过程中挡板对球的作用力大小和方向；
（2）碰撞后小球能够上升的最大高度。
17．如图所示，半径为R的鼓形轮可绕固定在斜面顶端的光滑水平轴O转动，在轮上沿直径方向固定一根轻杆，杆上固定两个质量均为0.3kg的小球，球与O的距离均为2R。在轮上绕有轻绳，绳端系住斜面上质量为0.8kg的空箱（绳与斜面平行）。斜面倾角为37°，空箱与斜面间的动摩擦因数为0.5，不计鼓形轮的质量，绳与轮之间无相对滑动，重力加速度，，。
（1）某人转动鼓形轮，通过轻绳拉着空箱以1m/s的速度沿斜面向上匀速运动，求绳对空箱拉力的功率。
（2）将空箱从斜面顶端由静止释放并带动鼓形轮转动，求空箱沿斜面下滑1m时的速度。
（3）若开始时箱内装有质量为0.8kg的细沙，转动鼓形轮，在箱子沿斜面向上匀速滑动时，细沙从箱底部缝隙随时间均匀漏出，上滑距离2m时箱内细沙全部漏出，求此过程中绳子拉力做的功。
18．如图所示，一质量M＝3kg的足够长木板B静止在光滑水平面上，B的右侧有竖直墙壁，B的右端与墙壁的距离L＝5m。现有一可视为质点的质量m＝1kg的小物体A，以v0＝8m/s的水平初速度从B的左端滑上B，已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，B与竖直墙壁的碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失。求：
(1)B与竖直墙壁碰撞前，A、B组成的系统产生的内能；
(2)从A滑上B到B与墙壁碰撞所用的时间t；
(3)若B的右端与墙壁的距离L可以改变，并要求B只与墙壁碰撞两次，则L应该满足什么条件？2022-202学年度高一期末考试物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D B C A B C C D BD AD BCD ABD
(1)2.37 2.35 (2)不正确 (3)K/2
大于 A C
15.以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
mv0 = 2mv
解得
当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的动能为
16.（1）设碰撞过程中挡板对球的作用力大小为，取沿斜面向上为正方向，由动量定理有
代入数据解得
则方向沿斜面向上。
（2）设碰撞后小球能够上升的最大高度为，根据动能定理有
解得
17.【答案】（1）8W；（2）1m/s；（3）24J
【详解】（1）空箱匀速运动，所受合外力为零，绳的拉力为
（2）设空箱的速度为v，质量为m，小球的质量为，线速度大小为，下滑距离，由
知
根据动能定理得
解得
（3）细沙从箱底部缝隙随时间均匀漏出，箱子与细沙的总质量与时间成线性关系，由于箱子匀速运动，位移与时间成正比，所以，箱子与细沙的总质量与位移成线性关系，初始时绳的拉力
升高2m时绳的拉力
其中，，
所以，绳子拉力所做功
18.(1)24 J；(2)4 s；(3)
(1)设A、B达到的共同速度为v，根据动量守恒定律有
解得
＝2 m/s
设这一过程中B向右运动的位移为，根据动能定理有
解得
因，A、B达到共同速度后才与墙碰撞，对系统由能量守恒定律得
代入数据解得
(2)设从A滑上B到两者达到共同速度所用的时间为 ，由动量定理可得
代入数据解得
两者达到共同速度后一起匀速运动，直到B第一次与墙壁碰撞，设匀速运动所用时间为，则
解得
所以从A滑上B到B与墙壁碰撞所用的时间为
(3)要能碰撞两次，表明第一次碰撞前瞬间A、B的速度大小不等。取水平向右为正方向，设B与墙壁第一次碰撞前瞬间A、B的速度大小分别为、，根据动量守恒定律有
设B与墙壁第二次碰撞前瞬间A、B的速度大小分别为、，根据动量守恒定律有
若要B与墙只发生两次碰撞，则第一次碰撞后系统总动量方向要向右，第二次碰撞后总动量方向不能向右，所以有，
根据B往返运动的对称性知，根据动能定理有
由，可得；
由，可得；
即L应满足的条件是

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