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2024-2025学年东校区高一下学期期末考试物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
一、单选题（共7小题，每题4分）
1.子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入，B位置射出，如图所示)．OA、OB之间的夹角θ＝，已知圆筒半径R＝0.5 m，子弹始终以v0＝60 m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用)，则圆筒的转速可能是(　　)
A. 20 r/s B. 60 r/s C. 100 r/s D. 140 r/s
2.如图所示的光滑固定斜面ABCD，其倾角可调节．当倾角为时，一物块(可视为质点)沿斜面左上方顶点A以初速度水平射入，恰好沿底端D点离开斜面；改变倾角为时，同样将该物块沿斜面左上方顶点A以初速度水平射入，发现物块沿CD边中点离开斜面，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)
A. 物块离开斜面时，前后两次下落的时间之比为2：1
B. 物块离开斜面时，前后两次下落的高度之比为4：1
C. 物块前后两次运动的加速度的大小之比为1：1
D. 物块从入射到飞离斜面，前后两次速度变化量的大小之比为1：2
3.如今我国城镇化快速发展。建筑工地的塔吊(图甲所示)在建筑施工中起到了关键性的作用。被起吊的重物A水平向右以0.5m/s的速度匀速运动的同时，其竖直方向的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，取竖直向上为速度的正方向。在0~46s时间内，下列判断正确的是(　　)
A. 30s时重物的速度大小为1m/s B. 46s时重物离地面的距离最大
C. 重物在空中一直做直线运动 D. 在0~10s内钢索最容易发生断裂
4.如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B随转台一起以角速度匀速转动，A、B的质量分别为、，A与B、B与转台间的动摩擦因数都为，A和B离转台中心的距离都为r，重力加速度为g，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(　　)
A. A对B的摩擦力沿水平方向指向圆心O点
B. 物块B对物块A的摩擦力一定为
C. 转台对物块B的摩擦力的大小一定为
D. 转台的角速度一定满足：
5.将一小球从距水平地面某一高处由静止释放()，不计空气阻力，以水平地面为零势能面。下列关于小球在空中运动时的位移大小x、速度大小v、动能和重力势能随运动时间t变化的关系图线正确的是(　　)
A. B.
C. D.
6.如图所示，斜面体B静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同。一质量为M的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且vA. 物体上滑的最大高度是 B. 桌面对B始终有水平向右的静摩擦力
C. 由于物体间的摩擦放出的热量是 D. A上滑时比下滑时桌面对B的支持力大
7.如图所示，在水平地面上有一个表面光滑的直角三角形物块M，长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点(O点固定于地面上)，上端连接小球m，小球靠在物块左侧，水平向左的推力F施于物块，整个装置静止。若撤去力F，下列说法正确的是(　　)
A. 物块先做加速运动，后做减速运动直至静止
B. 小球与物块分离时，轻杆中有力
C. 小球与物块分离时，若轻杆与水平地面成α角，小球的角速度大小为ω，则物块的速度大小是ωL sin α
D. 小球落地的瞬间与物块分离
二、多选题（共3小题，每题6分）
8.如图所示，小物块A、B、C与水平转台相对静止，已知A、B、C的质量分别为m、2m、m，A与B以及A、B与转台间的动摩擦因数均为μ，C与转台间的动摩擦因数为2μ，A和B离转台中心的距离为r，C离转台中心的距离为1.5r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现在B、C之间连接一原长为1.5r、劲度系数k=的轻弹簧，轻弹簧过转台中心，从静止开始缓慢增大转台的转速，且A、B、C一直能保持相对转台静止，重力加速度为g，以下说法正确的是(　　)
A. 转台允许的最大角速度为ω=
B. 当B与转台间摩擦力为零时，C受到转台的摩擦力大小为μmg
C. B、C与转台之间的摩擦力都先减小后增大
D. 若将A、B的位置对调，转台允许的最大角速度不变
9.有一条可视为质点的渡船匀速横渡一条河宽为180m的河流，小船在静水中的速度为3m/s，水流速度为4m/s，则该小船(　　)
A. 小船可能垂直河岸到达正对岸 B. 小船渡河的最短时间等于60s
C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为240m D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为180m
10.如图1所示是《最强大脑》第十季中名为“旋转轨迹”的挑战项目。某兴趣小组同学结合传动装置的模型特点设计了如图2所示的游戏装置，主动轮A有齿轮数24个，从动轮B有齿轮数8个，现要将指向左的“▲”从M位置转到N位置。在只能转动轮A的情况下，下列方案可行的是（　　）
A. 顺时针转动90° B. 逆时针转动90° C. 顺时针转动30° D. 逆时针转动30°
三、实验题（共2小题，共16分）
11.在“研究平抛运动”实验中：
(1)下列说法正确的是(　　)
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
(2)某同学在实验时，忘记记下斜槽末端的位置，图中的点为小球运动一段时间后的位置，他便以点为坐标原点，建立水平方向和竖直方向的坐标轴，得到如图所示的图像，则小球平抛的初速度大小为　　　，小球从开始平抛到运动到点所用的时间为　　　。()
12.在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。
（1）第一组采用了图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
①他观察到的现象是：小球A、B___________（填“同时”或“不同时”）落地；
②让A、B球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则______；
A．小球A的运动时间变长
B．小球A的运动时间不变
C．小球A、B不同时落地
D．小球A、B仍同时落地
③以下说法正确的是____________；
A．实验说明小球A在水平方向的运动特点
B．实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动
C．实验说明小球A与B在竖直方向运动特点相同
D．实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动
（2）第二组采用了图乙所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
①下列操作正确的是_____________。
A．必须调整斜槽，使其末端水平
B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直
C．每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球
D．小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论
②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、竖直方向高度分别为、，按照自由落体规律，若_____________，则OA、段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若_______________，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
四、计算题（共3小题，共38分）
13.如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由卷筒、支架、井绳、水斗等部分构成。图乙为提水设施工作原理简化图，某次需从井中汲取m＝2 kg的水(恰好装满水斗)，高度为d＝0.5 m的薄壁水斗的质量为m0＝0.5 kg，井中水面与井口的高度差为H＝10.5 m。t＝0时刻，厚度不计、质量M＝0.5 kg的卷筒由静止开始绕中心轴转动，装满水的水斗到达井口前已做匀速运动，绳子拉装满水的水斗的最大功率P＝90 W，不计辐条、井绳的质量和转动轴处的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2。
(1)若装满水的水斗先以加速度a＝2 m/s2匀加速上升，求匀加速运动最大速度v1的大小；
(2)空水斗从水斗口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动，求水斗落到水面时的速度大小v；
(3)水斗从图示位置缓慢上升高度H＝10.5 m，忽略提水过程中水面高度的变化，考虑水斗在水中所受浮力，求此过程中人做的功W。
14.如图所示，滑雪运动员通过助滑道加速后从A点垂直于缓冲坡以v0＝24 m/s起跳，最后落在缓冲坡上的B点，缓冲坡倾角θ＝37°，轨迹上的C点与A点等高(图中未画出)。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度取g＝10 m/s2，若不计空气阻力，求：
(1)运动员从A点到C点过程中的速度变化量Δv；
(2)缓冲坡上A、B两点间的距离L．
15.“福建舰”航母首次采用了电磁弹射技术，并于2023年11月份进行“静载”发射测试。在平直长飞行甲板上，弹射轨道长。模拟飞机的弹射小车质量，航母甲板距离水面的高度。设小车被水平弹射离开航母后作平抛运动水平飞行。落入大海。小车在轨道弹射加速过程中，加速度视为恒定且空气阻力和轨道摩擦不计，取重力加速度。求：
(1)小车离开甲板后在空中飞行的时间；
(2)小车落水瞬间的速度大小；
(3)小车在弹射轨道加速过程中受到的电磁推力大小。
一、单选题
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】C
二、多选题
8.【答案】ABD
9.【答案】BC
10.【答案】AD
三、实验题
11.【答案】(1)AD　　(2)2　　0.05
【解析】(1)为了确保小球每次飞出斜槽末端的速度大小一定，应使小球每次均从斜槽上相同的位置由静止滑下，故A正确；由于小球每次均从斜槽上相同的位置由静止滑下，则小球每次克服阻力做功相同，小球每次飞出斜槽末端速度大小不变，可知斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故B错误；为了确保小球飞出斜槽末端的速度方向水平，实验中，斜槽轨道末端需要调至水平，故C错误；实验中，为了使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确。故选AD。
(2)根据图像可知，水平方向相邻点迹之间的间距均为
在水平方向有
小球水平方向做匀速直线运动，表明相邻点迹之间的时间间隔相等，在竖直方向上有
其中
解得
由于匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则B点竖直方向的分速度为
从释放点到B过程有
解得
小球从开始平抛到运动到点所用的时间为
12.【答案】（1）①同时，②BD，③CD；（2）①ABC，②1：3，1：1
【解析】（1）小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，观察到的现象是小球A、B同时落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球平抛运动的初速度增大，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，由于下落高度h不变，根据公式可知，可知A球在空中运动的时间将不变，A、B也同时落地，故选BD；
A、B两球同时开始运动，在竖直方向初速度相等、下落高度相同，它们同时落地，说明平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故选CD；
（2）调整轨道，使其末端切线水平，才能确保小球做平抛运动，A正确；做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，B正确，D错误；为使小球做平抛运动的初速度相等，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，C正确。故选ABC；将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，因O为抛出点，则在竖直方向，初速度为0的匀加速直线运动，因OA、AB段时间间隔相等，设时间为t，则竖直方向高度有、，则有OA、竖直方向高度之比y1：y2=1：3，因OA、AB段时间间隔相等，若OA、水平方向位移之比为1：1，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
四、计算题
13.【答案】(1)3 m/s　(2)10 m/s　(3)257.5 J
【解析】(1)由牛顿第二定律得
T－(m＋m0)g＝(m＋m0)a(2分)
根据上述有P＝Tv1(1分)
则有v1＝＝3 m/s(2分)
(2)水斗由静止下落的过程中，水桶和卷筒组成的系统机械能守恒，则有m0g(H－d)＝(m0＋M)v2(3分)
解得v＝＝10 m/s(2分)
(3)设水桶在水中受到的浮力大小为F浮，桶口运动到井口的过程中，由动能定理得
W－(m＋m0)gH＋d＝0(3分)
F浮＝mg(1分)
解得W＝(m＋m0)gH－d＝257.5 J。(2分)
14.【答案】(1)38.4 m/s，方向竖直向下　(2)108 m
【解析】(1)运动员竖直分速度vy＝v0cos 37°＝19.2 m/s
从A点到C点过程中速度变化量Δv＝2vy＝38.4 m/s，方向竖直向下。
(2)沿缓冲坡为x轴，起跳方向为y轴，y向加速度ay＝g cos 37°＝8 m/s2
y向往返时间t＝2·＝6 s
x向加速度ax＝g sin 37°＝6 m/s2
x向A、B之间的距离x＝axt2＝108 m。
15.【答案】(1)2s；(2)；(3)
【解析】(1)小车离开甲板后，在空中做平抛运动，竖直方向上根据自由落体运动的位移公式有
解得小车离开甲板后在空中飞行的时间为
(2)小车落水瞬间的速度是水平分速度和竖直分速度的合速度，水平分速度为
竖直分速度为
根据运动的合成，则小车落水瞬间的速度大小
(3)小车在轨道弹射做匀加速直线运动，末速度即平抛的水平速度，根据牛顿第二定律，再根据匀变速直线运动的速度-位移公式
可得电磁推力大小为

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