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吉林省长春汽车经开三中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为和的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 甲的线速度和乙的大小相同 B. 甲的线速度比乙的大
C. 甲的运行周期比乙的小 D. 甲的向心加速度比乙的小
2.如图所示，质量为的足球在水平地面的位置被踢出后落到水平地面的位置，在空中达到的最高点位置的高度为，已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 足球由运动到的过程中，重力做的功为
B. 足球由运动到的过程中，重力做的功为
C. 足球由运动到的过程中，重力势能减少了
D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少
3.如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为，小轮半径为。点在小轮上，到小轮中心的距离为。点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则它们的线速度、角速度、向心加速度和转速大小关系错误的是( )
A. B.
C. D.
4.如图，双星系统中，质量分别为、的星体、绕点做周期相等的匀速圆周运动，它们到点的距离分别为和，则( )
A. B. C. D.
5.某汽车发动机的额定功率为，汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，速度大小为，则它所受阻力的大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，倾斜传送带与水平面夹角为，以的速度逆时针转动。某一时刻，一质量为的小滑块从传送带顶端以初速度滑上传送带，初速度方向沿传送带向下，经时间运动到传送带底端。已知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为，且，重力加速度为，不计空气阻力。小滑块从传送带顶端到底端的过程中，下列说法正确的是( )
A. 支持力的冲量为零 B. 重力的冲量大小为
C. 重力的功率为 D. 摩擦力对小滑块做的功为
7.质量为的物体静止在粗糙水平地面上，现用一水平恒力拉动物体，经过一段时间后其速度变为，重力加速度为，则( )
A. 在这段时间内，摩擦力做正功 B. 在这段时间内，拉力做负功
C. 物体的速度为时，拉力的功率为 D. 物体的速度为时，重力的功率为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一质量为的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力的作用，随位移变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )
A. 物块先做匀加速运动，后做匀减速运动
B. 物块的位移为时，物块的加速度最大
C. 力对物块做的总功为
D. 物块的最大速度为
9.如图所示，轻绳跨过定滑轮悬挂两物体和，其质量关系为，轻绳及定滑轮的质量、摩擦力及空气阻力均不计，则在系统由静止开始运动到刚要碰到滑轮的过程中( )
A. 减少的重力势能大于增加的机械能
B. 减少的重力势能小于增加的机械能
C. 增加的动能大于增加的动能
D. 增加的动能小于增加的动能
10.如图甲所示，一个静止在水平地面上的物体，质量为，受到竖直向上的拉力的作用，随时间的变化情况如图乙所示。取，下列说法正确的是( )
A. 内，物体的速度逐渐增大
B. 第末物体的加速度最大
C. 第末和第末物体的速度相等
D. 运动过程中，第末物体离地面的高度最大
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.如图所示，某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验。先将球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复次；再把同样大小的球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让球仍从原固定点由静止开始滚下，和球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复次。
本实验必须测量的物理量有______。
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度
B.小球、的质量、
C.小球、的半径
D.小球、离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
E.记录纸上点到、、各点的距离、、
F.球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差
小球、的质量应该满足______。填“大于”、“小于”或“等于”
让球仍从原固定点由静止开始滚下，和球相碰后，下述正确的是______。
A.两小球碰后到落地在空中运动时间相同
B.为保证实验成功，斜槽轨道应尽量光滑
C.两小球碰后，小球的落地点是图中水平面上的点
D.两小球碰后，小球的落地点是图中水平面上点
把米尺的零刻度跟记录纸上的点对齐，图可得距离为______。
按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是______。用题目提供的符号表示
12.某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。
在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
A.带夹子的铁架台
B.电磁式打点计时器
C.低压交流电源
D.纸带
E.带夹子的重物
F.秒表
G.天平
H.刻度尺
其中不必要的器材有______填器材前面的字母。
请指出实验装置甲中存在的明显错误：______。
根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的、、、四个点如图乙所示。已测出点、、、到打出的第一点的距离分别为、、、，打点计时器的打点周期为。若代入所测数据能满足表达式 ______，则可验证重物下落过程机械能守恒用题目中已测出的物理量表示。
某同学作出了图像图丙，则由图线得到的重力加速度 ______结果保留三位有效数字。
大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面一定高度处自由下落，将要着网时速度大小，着网后与网作用一段时间后沿竖直方向向上以速率离开网面。已知运动员与网接触的时间为，取。
求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。
求网对运动员的平均作用力大小。
14.在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
摩托车水平飞出高台时的速度大小；
摩托车飞出后落到地面的动能是多大；
摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
15.如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在点右侧的点固定一钉子，点与点等高。将质量为的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小。
求小物块到达传送带右端与小球碰撞前时的速度；
求碰撞前小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量；
求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；
若小球运动到点正上方，绳子不松弛，求点到点的最小距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有则得：
，，，
可见，轨道半径相同，中心天体的质量越小，、、越小，越大，所以甲的向心加速度、角速度、线速度都比乙小，而甲的运行周期比乙大，故D正确，ABC错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】A、足球由运动到的过程中，高度增加，重力做负功，应用表示，选项A错误。
B、足球由运动到的过程中，由于和的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零。选项B错误。
C、足球由运动到的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，两位置的高度差是，所以重力势能减少了。
D、分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系。选项D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】由于皮带不打滑，所以，、、点为同轴转动，它们的角速度和转速相等，
由可知
可得
由可知：
故BC正确。
A.由
可知：，
因可得
即，
故A错误。
D.因为
由可知
故D正确。本题选错误的，故选：。
4.【答案】
【解析】双星之间的万有引力提供各自的向心力，则，由于它们的角速度的大小是相等的，解得
，故B正确，ACD错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】：汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，速度大小为时，物体平衡状态下牵引力等于阻力，则它所受阻力的大小为
故ABD错误，C正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】以沿斜面向下为正方向。
A.支持力的冲量为
故A错误；
B.重力的冲量大小为
故B错误。
C.重力的功率为
故C错误。
D.由于，可得
可知小滑块与传送带保持相对静止匀速下滑，运动的距离为
小滑块受到的摩擦力大小为
摩擦力对小滑块做的功为
故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】由于摩擦力方向与运动方向相反，根据，所以摩擦力对物体做负功，故A错误；
B.由于拉力方向与运动方向相同，根据，所以拉力对物体做正功，故B错误；
物体的速度为时，拉力的功率为
由于重力与速度方向垂直，所以重力的功率为，故C正确，D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】、根据牛顿第二定律可得，根据图像可知，物块的加速度先逐渐增大，后逐渐减小，物块先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，故A错误；
B、物块的位移为时，合外力最大，物块加速度最大，故B正确；
C、在图像中，图像与横轴所围的面积表示拉力做功，即
，
故C正确；
D、在整个运动过程中，根据动能定理可得：
，
解得：，
故D错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】轻绳及定滑轮的质量、摩擦力及空气阻力均不计，组成的系统机械能守恒，则减少的重力势能等于增加的机械能与增加的动能之和，故减少的重力势能大于增加的机械能，故A正确，B错误；
速度大小始终相等，由于质量大小满足：，根据动能表达式，增加的动能大于增加的动能，故C正确，D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】、物体的重力，当拉力时，物体处于静止状态，故内物体静止，故A错误；
B、根据牛顿第二定律可得
，
解得：
，
可见拉力越大，加速度越大，在时拉力最大，则加速度最大，故B正确；
C、物体从末开始加速上升，在末加速度达到最大，在到末向上做加速度逐渐减小的加速运动，末加速度为零，速度最大，随后向上做减速运动，末和末关于最大速度时刻末对称，故第末和第末物体的速度相等，故C正确；
D、末速度还没有减小到零，故第末物体离地面的高度不是最大，故D错误。
故选：。
11.【答案】 大于
【解析】要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替。所以需要测量的量为：小球、的质量，记录纸上点到、、各点的距离、、。
故选：。
在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，以向右方向为正有：
在碰撞过程中动能守恒，故有：
解得入射小球碰撞后的速度：
要碰后的速度，则要求：，即：。
故答案为：“大于”。
、两小球碰后做平抛运动，竖直高度相同，则落地在空中运动时间相同，故A正确；
B、斜槽轨道是否光滑，对实验无影响，只要到达底端的速度相等即可，故B错误；
C、两小球碰后，小球的落地点是图中水平面上的点，故C正确；
D、两小球碰后，小球的落地点是图中水平面上点，故D错误。
故选：。
由图可知距离为：
设落地时间为，为碰前入射小球落点的位置，为碰后入射小球的位置，为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度：
碰撞后入射小球的速度：、碰撞后被碰小球的速度：；
若碰撞前后动量守恒则有：
则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：
故答案为：；大于；；均正确；。
12.【答案】 打点计时器接直流电源
【解析】在验证机械能守恒的实验中，验证动能增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测量重锤下降的高度和瞬时速度，测量下降高度和瞬时速度均需要刻度尺，不需要秒表，不必测量重锤的质量，也不需要天平。故FG正确，ABCDEH错误。
故选：
电磁打点计时器需要用学生电源，的低压交流电；电火花打点计时器需要的交流电源，所以图中的打点计时器接直流电是错误的。
重力减少量为
对应的动能增加量表达式
二者相等说明机械能守恒，即
化简得
据机械能守恒表达式
解得
斜率为
解得
在验证机械能守恒定律实验中，由于重锤下落需要克服空气阻力以及纸带和限位孔的摩擦阻力做功，所以重力势能减少量稍大于动能增加量，故ABD错误，C正确。
故选：
故答案为：；打点计时器接直流电源；；；。
13.【解析】以竖直向上为正方向，则，
运动员与网接触时间内动量的变化量，方向竖直向上
以竖直向上为正方向，运动员与网接触过程，由动量定理得：
代入数据解得：
答：运动员与网接触的这段时间内动量的变化量是，方向竖直向上。
网对运动员的平均作用力大小是。
14.【解析】设摩托车水平飞出高台时的速度大小为，摩托车从高台飞出时做平抛运动，由运动学规律可得：
，
，
联立可得：；
设摩托车飞出后落到地面的动能是，摩托车飞出后落到地面的过程，根据动能定理可得：
解得：；
设摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功为，
摩托车在冲上高台的过程中，根据动能定理可得：
，
解得：；
答：摩托车水平飞出高台时的速度大小为；
摩托车飞出后落到地面的动能为；
摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功为。
15.【解析】小物块相对传送带滑动过程，由牛顿第二定律得
代入数据解得
小物块与传送带共速需要的时间
该过程小物块的位移，
然后小物块相对于传送带静止做匀速直线运动，到右端时的速度大小为
小物块加速过程，传送带运动的距离为
碰撞前小物块与传送带之间因摩擦产生的热量为
代入数据解得
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
其中，，代入数据解得
由能量守恒定律得，
代入数据解得
若小球运动到点正上方，绳子恰好不松弛，设此时点到点的距离为，
小球在点正上方的速度为，在点正上方，由牛顿第二定律有
小球从点正下方到点正上方过程中，由机械能守恒定律有
代入数据解得，即点到点的最小距离为
答：小物块到达传送带右端与小球碰撞前时的速度大小是，方向水平向右；
碰撞前小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量是；
小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能是；
点到点的最小距离是。
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