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河南省南阳市六校2024-2025学年高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.一小球在光滑水平面上做匀速直线运动，现对其施加一水平方向的恒力，小球做曲线运动。在小球做曲线运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 该恒力可能与小球的速度方向共线
B. 小球的速度方向可能不变
C. 小球单位时间内速度的变化量总是不变
D. 小球的速度方向可能总是与该恒力的方向垂直
2.如图所示为某汽车前大灯转向系统，能有效提高夜间弯道可视距离，保障行车安全，被誉为“会转弯的前大灯”。假设汽车以的速度匀速行驶到该处发现转弯前方有落石，立即减速，汽车恰好安全停在落石前。汽车从减速到停下的行驶轨迹可视为半圆，汽车在该处的转弯半径为，速率可认为随时间均匀减小，则汽车从发现落石到停下的时间约为( )
A. B. C. D.
3.由两黑洞组成的双星系统的运动可简化为如图所示，假设两黑洞的质量之比为，则两黑洞的动量大小之比为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，某人欲乘坐快艇横跨一条河流，已知河水流速为，河中央有一圆形流涡，出发点与流涡的两条切线与河岸的夹角分别为、，，。若船头指向始终垂直河岸，则以下列船速行驶会掉入流涡的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，两个质量均为、可视为质点的物块、放在粗糙的水平转盘上，两物块之间用不可伸长的细线相连，细线过盘心，距离盘心较近。现让圆盘从静止开始绕过盘心的竖直轴转动，缓慢增大角速度直到两物块开始滑动。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 物块先达到最大静摩擦力
B. 物块所受的摩擦力一直指向圆心
C. 若绳突然断了，可能相对圆盘滑动，相对圆盘静止
D. 物块所受摩擦力先增大后不变
6.北京时间年月日，在我国西昌卫星发射中心，“长征三号乙”运载火箭成功将行星探测工程“天问二号”探测器发射升空。假设卫星绕某行星运行的速率的平方与其轨道半径倒数的图像如图所示，该图像的斜率为，行星的半径为，则可计算该行星的密度正比于( )
A. B. C. D.
7.高压水枪在生活中的应用越来越广泛，高速水流射到物体上会产生强大的作用力，可以达到非常好的清洗效果。已知水枪出水口的直径为，水流的流量为单位时间水流的体积，水的密度为，水流水平射出，忽略水流竖直方向的运动且水射到物体上后速度可认为变为零，则水流对物体的平均作用力为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某驾驶员驾驶汽车以恒定的功率在平直路段进行汽车性能测试，汽车从静止开始运动，通过传感器可获得车速和加速度的数据，当车速时，加速度当车速时，加速度为。已知汽车的质量，汽车行驶时阻力大小恒定不变，下列说法正确的是( )
A. 汽车行驶时的功率为 B. 汽车行驶时的功率为
C. 汽车所受阻力大小为 D. 汽车所受阻力大小为
9.倾角为的斜面固定在水平地面上，在斜面顶端处将一可视为质点的小球以与斜面成方向斜向上抛出，初速度大小为，一段时间后小球落到斜面上的点。小球途经、两点，为离地面的最高点，为离斜面的最远点，重力加速度取，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球从点运动到点的时间为 B. 点离斜面的距离为
C. 小球从点运动到点的时间为 D. A、两点间的距离为
10.如图所示，倾角为的传送带顺时针匀速转动，传送带的速度，一可视为质点的物块从传送带底端以一定的速度冲上传送带，物块恰好能到达传送带顶端，其运动的图像如图所示。已知物块的质量为，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取，，下列说法正确的是( )
A. ，
B. 传送带从底端到顶端的长度为
C. 整个过程摩擦力对物块的冲量大小为
D. 整个过程摩擦力对物块的冲量大小为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.某同学探究平抛运动的规律，设计了如图所示的装置，操作如下：
在小球抛出点的正前方处竖直固定一个刻度尺，刻度尺零刻度线与小球抛出点在同一高度
小球水平抛出后，打在刻度尺上的刻度记为
水平向右移动刻度尺，测出小球抛出点与刻度尺的水平距离为，以相同的初速度继续抛出小球，打在刻度尺上的刻度为。
回答下列问题：
若满足 用，表示，可证明小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
如图所示，若在距离刻度尺处放置一点光源，点光源与刻度尺零刻度线在同一高度，将小球紧靠点光源以初速度水平抛出，小球水平抛出后在刻度尺上的光影随小球向下运动，通过测量发现小球的光影做匀速直线运动，重力加速度为，则小球的光影做匀速直线运动的速度大小为 结果用、、表示。
12.某同学用如图所示的装置做“探究功与动能变化量间的关系”实验，实验步骤如下：
带滑轮的长木板右端用垫块垫高，小车与重物用跨过定滑轮的细线相连，调节定滑轮使定滑轮左侧细线与长木板平行，反复调整垫块的位置，直到轻推小车后，小车通过两光电门的遮光时间相等，测出此时两光电门间的距离为
撤去小车右侧所连重物和细线，让小车自由下滑，通过两光电门的遮光时间分别为，
改变光电门的位置，让小车多次从同一位置自由下滑，测出两光电门间的距离和对应通过光电门的遮光时间，绘制出图像如图所示。
已知重力加速度为，遮光片的宽度为，回答下列问题：
该实验 选填“需要”或“不需要”平衡摩擦力。
小车自由下滑时所受的合力大小为 。
A.小车重力的下滑分力
B.小车所受到的摩擦力
C.重物的重力
若测得重物质量与小车质量的关系为，图像斜率的绝对值为，满足 用、表示，则在误差允许的范围内，可得到合力做的功等于动能的变化量。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.“打水漂”是很多学生喜欢玩的一种游戏，如图所示，将一薄石片从高处以速度水平抛出，石片与水面接触后，水平分速度方向不变、竖直分速度反向，水平和竖直分速度大小均减半。重力加速度取，忽略空气阻力及石片与水接触的时间，求：
石片从抛出到第一次弹起到达最高点的时间
石片从第一次弹起到第二次与水面接触的水平射程。
14.如图所示，光滑水平杆右侧连接一倾角为的足够长光滑倾斜杆，穿过杆的两小圆环、用一长为不可伸长的细线连接，两圆环质量均为，初始时圆环在水平杆最右端，细线刚好伸直。现由静止释放圆环，重力加速度为，两圆环均可视为质点，当环沿倾斜杆运动时，求：
环的速度大小
环机械能的减少量。
15.如图所示，光滑水平面上放置、两个小物块，右侧放有一带光滑圆弧轨道的物块，物块左端放置一个轻质弹簧未拴接。现给物块一个向右的初速度，一段时间后开始压缩弹簧，物块运动到底端前弹簧已与物块分离，之后物块滑上物块。已知物块的质量，的质量为，的质量为，光滑圆弧轨道的半径为，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度取。
求弹簧的最大弹性势能
物块能否从物块上端离开若不能，求能到达的最大高度若能，求从上端离开时，的速度大小
求物块最终的速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】恒力不可能与小球的速度方向共线，A错误小球的速度方向时刻在变化，不可能总与该恒力方向垂直，、D错误小球的加速度不变，单位时间内速度的变化量不变，C正确。
2.【答案】
【解析】汽车行驶的路程为，平均速率为，则汽车刹车时间为，故答案为。
3.【答案】
【解析】设两黑洞运动的半径分别为、，万有引力提供向心力，，两边消去，再由，可得，即，两者动量大小相等，故A正确。
4.【答案】
【解析】当合速度方向与河岸夹角为时，，可得同理当合速度方向与河岸夹角为时，可得，故当船速在∽范围内可能会掉入游涡，故B正确。
5.【答案】
【解析】转盘从静止转动，初始时由摩擦力提供向心力，由，且，可知物块最先达到最大静摩擦力，当绳断后，可能出现滑离而仍相对静止在转盘上，故A、C错误当物块达到最大静摩擦力后，对分析，，对分析，，分析两式可知，物块所受的摩擦力先指向圆心后背离圆心，且摩擦力大小先增大，再减小，最后反向增大直到滑离，物块所受的摩擦力先增大到最大静摩擦力，后保持不变直到滑离，D正确。
6.【答案】
【解析】由万有引力提供向心力，，整理得，故斜率，行星的体积为，则行星的密度为，即密度正比于，A正确。
7.【答案】
【解析】在时间内，水的质量为，对其由动量定理，，水的流量，横截面积，联立以上各式解得，故D正确。
8.【答案】
【解析】由，，当时，汽车加速度为零，即牵引力，联立可得，，，、C正确，、D错误。
9.【答案】
【解析】将小球的初速度分解为竖直和水平，竖直分速度为，则从到的时间为，A正确将小球的初速度分解为垂直斜面和平行斜面两个分速度，垂直斜面分速度为，平行斜面分速度为，垂直斜面的加速度为，则点离斜面的距离为，B错误小球沿斜面做匀加速直线运动，从到的运动时间为，沿斜面的加速度为，则距离为，C错误，D正确。
10.【答案】
【解析】物块第一阶段向上减速时，，第二段减速，，由题图可知两段加速度分别为，，联立解得，，A错误由题图图像与横轴围成的面积可知，物体的位移大小为，B正确取沿斜面向下为正方向，整个过程由动量定理可知，，解得，故大小为，方向沿斜面向上，C错误，D正确。
11.【答案】

【解析】由，，，，联立以上各式解得。
如图所示，取平抛运动的某个位置记为点，连接并延长交刻度尺刻度为，则水平距离为，由两三角形相似可得，，解得，即光影做向下的匀速直线运动，速度大小为。
12.【答案】不需要

【解析】重物的重力等于小车所受合力，故不需要平衡摩擦力。
小车通过两光电门的挡光时间相等，说明小车匀速下滑，受力平衡，即小车重力沿斜面分力与摩擦力的合力等于右侧重物的重力，则小车自由下滑的合力等于重物的重力，C正确。
对小车列出动能定理，，约掉、，整理上述方程可得，，即斜率的绝对值，即可得到合力做功等于动能的变化量。
13.【答案】解：石片抛出后，
与水面接触后，竖直和水平速度大小减半
石片弹起后运动到最高点时间为
石片从抛出到第一次弹起到达最高点的时间
第一次弹起后水平速度
石片从第一次弹起到第二次落水运动时间为
水平射程
联立以上各式解得

14.【答案】解：当环沿杆运动时，由几何关系可知，细线与两杆的夹角均为
设此时的速度为，的速度为
由关联速度知
由系统机械能守恒
联立上述两式解得
对环由动能定理
解得
由功能关系可知环的机横能减少量也为

15.【答案】解：物块压缩弹簧，当、共速时，弹簧最短，弹簧弹性势能最大
解得
弹簧最大弹性势能
联立解得
、可视为发生弹性碰撞
动量守恒
机械能守恒
解得，
物块到达最高点，水平方向共速有
解得
机械能守恒
解得，故物块飞出物块
物块到达最高点时，水平方向共速，物块的速度为
物块飞出轨道后，与物块水平方向共速，仍能回到轨道，当滑回轨道最低点时，达到最大速度动量守恒
机械能守恒，
解得

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