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延边第二中学2024—2025学年度第二学期
期中考试高一物理试卷
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题为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，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
1. 如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（　　）
A. 体型变瘦 B. 体型变胖 C. 身高变高 D. 身高变矮
2. 如图所示，为四分之一圆弧轨道，为水平直轨道，圆弧半径为R，BC的长度也是R。一个质量为m的物体，与两轨道间的动摩擦因数均为 ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在段克服摩擦力做的功为（重力加速度为g）（　　）
A. B.
C. D.
3. 一辆实验模型小车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到阻力为车重的0.15倍，则（　　）
A. 小汽车前内位移大小 B. 小汽车在前内的牵引力为
C. 小汽车额定功率为 D. 小汽车的最大速度为
4. 宇宙中存在一些离其他恒星较远二星或多星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，现已观测到两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕其连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为，运行的周期为T，下列说法中正确的是（　　）
A. 做圆周运动的半径为
B. 做圆周运动的线速度大小之比为
C. 做圆周运动的线速度大小之和为
D. 该双星系统的总质量为
5. 某校王校长喜欢体育锻炼，尤其喜欢柔力球。柔力球以迎、引、抛及弧形接发技术为特征，是一项集健身、表演和竞技为一体的富有民族特色的体育运动。如图，健身者能控制球拍使球在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，忽略球运动过程中受到的空气阻力。a为圆周的最高点，c为最低点，在a、c两处球拍面水平，b、d两点与圆心O等高。已知球的质量为m，重力加速度大小为g，球在c点对球拍的压力大小为2mg，则球（　　）
A. 做圆周运动的线速度大小为
B. 在a处受到球拍的作用力为mg
C. 在b处所受的合外力不一定指向圆心
D. 圆周运动的周期为
6. 2024年6月2日上午6时23分，“嫦娥六号”成功着陆月球背面。若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道距月球表面的距离为，椭圆轨道远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为，忽略其他天体对“嫦娥六号”的影响，则下列说法正确的是（　　）
A.
B. 月球的质量为
C. 月球第一宇宙速度等于轨道II上的运行速度
D. 嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其加速才能完成
7. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打网球，该同学使球拍与水平方向的夹角为，在O点击中网球，球以的速度垂直球拍离开O点，恰好垂直击中墙壁上的P点，忽略空气阻力的影响，取重力加速度大小，，下列说法正确的是（ ）
A. 网球在P点与墙壁碰撞时的速度大小为10
B. 网球由O点运动到P点的时间为1.6s
C. O、P两点间的水平距离为12.8m
D. 若O、P两点连线与墙壁的夹角为，则
8. 某小组用如图甲所示气垫导轨来探究两滑块碰撞的规律，导轨末端装有位移传感器（图中未画出），滑块、的质量分别为和。打开气泵，将气垫导轨调节水平。让获得初速度后与静止的发生碰撞，规定碰前的速度方向为正方向，根据传感器记录的数据，得到它们在碰撞前后的位移与时间的关系图像如图乙。下列说法正确的是（　　）
A. 碰撞过程滑块对的冲量大于对冲量
B. 碰撞前的速度为
C. 碰撞后瞬间的动量大小为
D. 滑块、间的碰撞属于弹性碰撞
9. 滑雪场一段平直坡道倾角为，质量为的滑雪者收起滑雪杖由静止开始自由下滑，下滑的加速度恒为（为重力加速度），滑雪者沿坡道下滑过程中，竖直方向下降的高度为。对于下滑过程，下列说法正确的是（　　）
A. 合外力做的功为 B. 动能增加
C. 克服摩擦力做的功为 D. 机械能损失
10. 一质量为的物块静止在水平面上，如图甲所示。时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图乙所示。已知物块与地面间的摩擦因数，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（　　）
A. 至时间内，摩擦力对物块的冲量为0
B. 时刻，拉力F的功率等于
C. 至时间内，拉力F做的功等于
D. 后，物块将继续向前运动停下来
二、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源频率为50Hz），在B的下端再挂质量为的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g，回答下列问题：
（1）关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A. 无须测量重物C的质量就可以验证机械能守恒定律
B. 实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带
C. 适当增大重物A、B、C质量，可减小本实验的相对误差
（2）此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统的总动能的增加量略______（填“小于”或“大于”）总重力势能的减少量。
（3）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出（h为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒定律成立，且，则倾斜直线的斜率______。
12. 某实验小组对水平面内的圆周运动进行探究，装置如图甲所示。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量细绳拉力F的大小，滑块上固定一遮光条，宽度为d，遮光条与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度，遮光条到转轴的距离为r，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若测得遮光条经过光电门时的遮光时间为，则角速度______；
（2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当______（填“小”或“大”）些；
（3）若每次最初绳恰好被拉直，改变水平杆转动的角速度后滑块做匀速圆周运动，某学习小组测得多组数据，以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描点连线后是一条直线；若图像的斜率为k，纵截距为，重力加速度为g，则滑块的质量______，滑块与水平杆间的动摩擦因数______。（以上两空用题中物理量k、b、d、r、g表示）
13. 生活中经常出现手机滑落而导致损坏的现象，手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机（包括手机套），从离地面高处无初速度下落，落到地面后，反弹的高度为，由于手机套的缓冲作用，手机与地面的作用时间为。不计空气阻力，取，求：
（1）手机在下落过程中重力冲量的大小；
（2）地面对手机平均作用力的大小。
14. 2020年7月“天问一号”火星探测器发射成功。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，若航天员将一小球以速度v0竖直上抛，经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R，引力常量为G，不计阻力。
（1）求火星的质量；
（2）求火星的第一宇宙速度大小；
（3）已知火星自转周期为T，若想让航天器进入火星的同步轨道运行，则航天器应位于火星表面多高处？
15. 如图所示，倾角固定斜面的底端与光滑水平面BC平滑相连，水平传送带CD两端间距离为3m，传送带沿顺时针方向匀速运行，速度大小为6m/s，传送带上表面与光滑水平面DE在同一水平面内。水平面DE与半径为的竖直半圆形光滑轨道EF相切，现将质量为1kg的小物块（可看成质点）从斜面上高处的A点由静止释放，小物块滑过传送带及水平面DE后从E点进入半圆形轨道，通过最高点F点后做平抛运动落在水平面上的G点。已知小物块与斜面、传送带上表面间的动摩擦因数均为0.7，，，重力加速度，不计空气阻力，求：
（1）小物块刚滑到斜面底端时的速度大小；
（2）小物块运动到半圆轨道最高点F时对轨道的压力；
（3）E、G间的距离。延边第二中学2024—2025学年度第二学期
期中考试高一物理试卷
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题为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，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
1. 如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（　　）
A. 体型变瘦 B. 体型变胖 C. 身高变高 D. 身高变矮
【答案】A
【解析】
【详解】根据相对论尺缩效应可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变；则与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客体型变瘦，身高不变。
故选A。
2. 如图所示，为四分之一圆弧轨道，为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一个质量为m的物体，与两轨道间的动摩擦因数均为 ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在段克服摩擦力做的功为（重力加速度为g）（　　）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设物体在段克服摩擦力做的功为，物体从A到C过程，根据动能定理有
解得
故选D。
3. 一辆实验模型小车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到阻力为车重的0.15倍，则（　　）
A. 小汽车前内的位移大小 B. 小汽车在前内的牵引力为
C. 小汽车额定功率为 D. 小汽车的最大速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知小汽车前内的位移大小为
故A错误；
B．小汽车在前内的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
可得牵引力大小为
故B错误；
C．小汽车在时功率达到额定功率，则有
故C错误；
D．当牵引力等于阻力时，小汽车速度达到最大，则有
故D正确。
故选D。
4. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的二星或多星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，现已观测到两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕其连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为，运行的周期为T，下列说法中正确的是（　　）
A. 做圆周运动的半径为
B. 做圆周运动的线速度大小之比为
C. 做圆周运动的线速度大小之和为
D. 该双星系统的总质量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．设双星距转动中心O的距离分别为，双星绕O点转动的角速度均为，对双星有
解得
又
联立解得，
故A错误；
B．结合以上分析，可知做圆周运动的线速度大小之比为
故B错误；
C．做圆周运动的线速度大小之和为
故C正确；
D．因为，
整理得
解得
故D错误。
故选C。
5. 某校王校长喜欢体育锻炼，尤其喜欢柔力球。柔力球以迎、引、抛及弧形接发技术为特征，是一项集健身、表演和竞技为一体的富有民族特色的体育运动。如图，健身者能控制球拍使球在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，忽略球运动过程中受到的空气阻力。a为圆周的最高点，c为最低点，在a、c两处球拍面水平，b、d两点与圆心O等高。已知球的质量为m，重力加速度大小为g，球在c点对球拍的压力大小为2mg，则球（　　）
A. 做圆周运动的线速度大小为
B. 在a处受到球拍的作用力为mg
C. 在b处所受的合外力不一定指向圆心
D. 圆周运动的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A．球做匀速圆周运动，在c点对球拍的压力大小为2mg，根据牛顿第二定律可得
解得
做圆周运动的线速度大小为 ，故A错误；
B．球做匀速圆周运动，则在a处有
解得
故B错误；
C．球做匀速圆周运动，所以各处的合外力提供向心力，都应该指向圆心，故C错误；
D．圆周运动的周期为
故D正确。
故选D。
6. 2024年6月2日上午6时23分，“嫦娥六号”成功着陆月球背面。若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道距月球表面的距离为，椭圆轨道远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为，忽略其他天体对“嫦娥六号”的影响，则下列说法正确的是（　　）
A.
B. 月球的质量为
C. 月球第一宇宙速度等于轨道II上的运行速度
D. 嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其加速才能完成
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律有
解得
故A正确；
B．“嫦娥六号”在轨道上运行时，有
解得月球的质量为
故B错误；
C．月球第一宇宙速度是探测器近月飞行的速度，即绕月的最大速度，所以月球第一宇宙速度大于轨道II上的运行速度，故C错误；
D．嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其减速才能完成，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打网球，该同学使球拍与水平方向的夹角为，在O点击中网球，球以的速度垂直球拍离开O点，恰好垂直击中墙壁上的P点，忽略空气阻力的影响，取重力加速度大小，，下列说法正确的是（ ）
A. 网球在P点与墙壁碰撞时速度大小为10
B. 网球由O点运动到P点的时间为1.6s
C. O、P两点间的水平距离为12.8m
D. 若O、P两点连线与墙壁的夹角为，则
【答案】B
【解析】
【详解】A．网球的逆向运动（由P点到O点）为平抛运动，对O点速度进行分解可得
选项A错误；
B．在竖直方向上有
解得
选项B正确；
C．O、P两点间的水平距离
选项C错误；
D．根据题意可知
根据几何关系有
联立可得
选项D错误。
故选B。
8. 某小组用如图甲所示气垫导轨来探究两滑块碰撞规律，导轨末端装有位移传感器（图中未画出），滑块、的质量分别为和。打开气泵，将气垫导轨调节水平。让获得初速度后与静止的发生碰撞，规定碰前的速度方向为正方向，根据传感器记录的数据，得到它们在碰撞前后的位移与时间的关系图像如图乙。下列说法正确的是（　　）
A. 碰撞过程滑块对的冲量大于对冲量
B. 碰撞前的速度为
C. 碰撞后瞬间的动量大小为
D. 滑块、间的碰撞属于弹性碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】A．碰撞过程滑块对的作用力与对作用力是一对相互作用力，则两个力始终等大反向，同时产生同时消失，故动量大小相等，故A错误
B.根据图像的斜率表示速度，可知碰撞前的速度为
故B正确；
C．碰撞后瞬间的速度为
b的动量为
即碰后的速度方向为正方向，故B正确；
D．由图像计算碰撞后a的速度
根据动能公式有J，J
动能损失，不属于弹性碰撞，故D错误；
故选BC。
9. 滑雪场一段平直坡道倾角为，质量为的滑雪者收起滑雪杖由静止开始自由下滑，下滑的加速度恒为（为重力加速度），滑雪者沿坡道下滑过程中，竖直方向下降的高度为。对于下滑过程，下列说法正确的是（　　）
A. 合外力做的功为 B. 动能增加
C. 克服摩擦力做的功为 D. 机械能损失
【答案】AC
【解析】
【详解】A．下滑的加速度恒为，则合外力做的功为
故A正确；
B．根据动能定理有
结合上述解得
故B错误；
C．下滑的加速度恒为，根据牛顿第二定律有
解得
则克服摩擦力做功
故C正确；
D．根据功能关系可知，机械能损失量大小等于克服摩擦力做的功，即机械能损失，故D错误。
故选AC。
10. 一质量为的物块静止在水平面上，如图甲所示。时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图乙所示。已知物块与地面间的摩擦因数，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（　　）
A. 至时间内，摩擦力对物块的冲量为0
B. 时刻，拉力F功率等于
C. 至时间内，拉力F做的功等于
D. 后，物块将继续向前运动停下来
【答案】BD
【解析】
【详解】A．物块与地面间的最大静摩擦力为
故物块在内处于静止，物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力F大小，则摩擦力对物块的冲量不为0，故A错误；
B．物块在时开始运动，在内根据动量定理可得
由图乙可知拉力F的冲量为
解得时刻，物块的速度大小为
则时刻，拉力F的功率等于
故B正确；
C．至时间内，根据动能定理可得
可得拉力F做的功满足
故C错误；
D．在内根据动量定理可得
由图乙可知拉力F的冲量为
解得时刻，物块的速度大小为
后，根据动量定理可得
解得
可知后，物块将继续向前运动停下来，故D正确。
故选BD。
二、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源频率为50Hz），在B的下端再挂质量为的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g，回答下列问题：
（1）关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A. 无须测量重物C的质量就可以验证机械能守恒定律
B. 实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带
C. 适当增大重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差
（2）此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统的总动能的增加量略______（填“小于”或“大于”）总重力势能的减少量。
（3）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出（h为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒定律成立，且，则倾斜直线的斜率______。
【答案】（1）BC （2）小于
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．本实验系统减少的重力势能为ΔEp=m0gh
系统增加的动能为
需要验证机械能守恒的表达式为
可知验证机械能守恒需要测量重物C的质量m0，故A错误；
B．实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带，可以充分利用纸带，故B正确；
C．此实验由于摩擦和空气阻力的影响，减少的重力势能有一部分转化为内阻，使得系统的总动能的增加量略小于总重力势能；适当增大物A、B、C的质量，可减小摩擦和空气阻力的影响，减小本实验的相对误差，选项C正确。
故选BC。
【小问2详解】
此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，一部分重力势能转化为内能，则系统的总动能的增加量略小于总重力势能的减少量。
【小问3详解】
根据，
可得
则倾斜直线的斜率
12. 某实验小组对水平面内的圆周运动进行探究，装置如图甲所示。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量细绳拉力F的大小，滑块上固定一遮光条，宽度为d，遮光条与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度，遮光条到转轴的距离为r，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若测得遮光条经过光电门时的遮光时间为，则角速度______；
（2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当______（填“小”或“大”）些；
（3）若每次最初绳恰好被拉直，改变水平杆转动的角速度后滑块做匀速圆周运动，某学习小组测得多组数据，以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描点连线后是一条直线；若图像的斜率为k，纵截距为，重力加速度为g，则滑块的质量______，滑块与水平杆间的动摩擦因数______。（以上两空用题中物理量k、b、d、r、g表示）
【答案】（1）
（2）小 （3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
物体转动的线速度为
由解得
【小问2详解】
时间极短时，平均速度可近似等于瞬时速度，为了提高实验精度，需要缩短挡光时间，即挡光条的宽度应适当小些。
【小问3详解】
[1][2]对滑块进行受力分析，合外力提供滑块的向心力，即
且
联立可得
可知，
则滑块的质量
滑块与水平杆间的动摩擦因数
13. 生活中经常出现手机滑落而导致损坏的现象，手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机（包括手机套），从离地面高处无初速度下落，落到地面后，反弹的高度为，由于手机套的缓冲作用，手机与地面的作用时间为。不计空气阻力，取，求：
（1）手机在下落过程中重力冲量的大小；
（2）地面对手机平均作用力的大小。
【答案】（1） （2）10N
【解析】
【小问1详解】
手机在下落过程中做自由落体运动，则有
解得
则手机在下落过程中重力冲量的大小为
【小问2详解】
手机落地时速度
从地面反弹速度
手机与地面作用过程中，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得
解得手机对地面的平均作用力大小为
14. 2020年7月“天问一号”火星探测器发射成功。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，若航天员将一小球以速度v0竖直上抛，经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R，引力常量为G，不计阻力。
（1）求火星的质量；
（2）求火星的第一宇宙速度大小；
（3）已知火星的自转周期为T，若想让航天器进入火星的同步轨道运行，则航天器应位于火星表面多高处？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
对火星，由万有引力近似等于重力，有
对小球
联立解得
【小问2详解】
由万有引力提供向心力，有
解得
【小问3详解】
设航天器应位于火星表面h高处，由万有引力提供向心力，有
解得
15. 如图所示，倾角固定斜面的底端与光滑水平面BC平滑相连，水平传送带CD两端间距离为3m，传送带沿顺时针方向匀速运行，速度大小为6m/s，传送带上表面与光滑水平面DE在同一水平面内。水平面DE与半径为的竖直半圆形光滑轨道EF相切，现将质量为1kg的小物块（可看成质点）从斜面上高处的A点由静止释放，小物块滑过传送带及水平面DE后从E点进入半圆形轨道，通过最高点F点后做平抛运动落在水平面上的G点。已知小物块与斜面、传送带上表面间的动摩擦因数均为0.7，，，重力加速度，不计空气阻力，求：
（1）小物块刚滑到斜面底端时的速度大小；
（2）小物块运动到半圆轨道最高点F时对轨道压力；
（3）E、G间的距离。
【答案】（1）
（2），方向竖直向上
（3）
【解析】
【小问1详解】
小物块在斜面上，根据牛顿第二定律可得
解得
根据
解得
【小问2详解】
小物块在传送带上，加速过程中，根据牛顿第二定律可得
解得
假设小物块可以加速到与传送带共速，则加速位移大小为
故假设成立。小物块从到的过程中，根据动能定理
设小物块在点时，受到的支持力大小为，根据牛顿第二定律有
联立，解得，
根据牛顿第三定律可知，小物块运动到半圆轨道最高点F时对轨道的压力大小为
方向竖直向上。
【小问3详解】
小物块从到的过程为平抛运动，在竖直方向
水平方向
联立，解得

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