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湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高一下学期期末考试
物理试卷
一、单选题
1．某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．火箭模型接触绳网立即减速 B．火箭模型在最低点所受合力为0
C．火箭模型接触绳网后先失重后超重 D．绳网对火箭模型先做正功后做负功
2．一探测器在距某星球一定高度处竖直落地，完成任务后再次竖直升空。如图所示，探测器内传感器记录了质量为m的物体在竖直方向受到的支持力在一定高度内变化的图象，横轴中的r代表物体到星球球心的距离，下列说法正确的是（　　）
A．星球表面的重力加速度一定为
B．图象中探测器上升阶段做匀加速直线运动
C．图象中探测器上升、下降阶段均做匀速直线运动
D．图象中探测器下降阶段做匀减速直线运动
3．如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面上3的位置，在空中达到的最高点2的高度为，重力加速度为g，那么下面的分析中正确的是（ ）

A．足球从位置1运动到位置2，重力做功mgh，重力势能增加mgh
B．足球从位置2运动到位置3，重力做功mgh，重力势能减少mgh
C．足球从位置1运动到位置3，重力做功为2mgh，重力势能不变
D．足球在空中飞行过程中，其机械能守恒
4．图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落，图中B点是弹性绳的原长位置，D是运动员所到达的最低点，C是人静止悬吊着时的平衡位置。运动员在从O点落下到最低点D的过程中，忽略空气阻力，分析运动员从O到D点过程，下列说法正确的是（　　）
A．运动员从O到B做加速运动，从B到D做减速运动
B．经过C点时，运动员的速率最大
C．从B点到C点，运动员的加速度增大
D．从C点到D点，运动员处于失重状态
5．直角坐标系xOy中，A、B两点位于x轴上，坐标如图所示，C、D位于y轴上，C、D两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于O点时，B点处的电场强度恰好为零，若将该负点电荷移到A点，则B点处场强的大小和方向分别为（静电力常量为k）（　　）
A．，沿x轴正方向 B．，沿x轴负方向
C．，沿x轴正方向 D．，沿x轴负方向
6．如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为四分之一圆弧，半径为R，O点为圆心，点为圆弧的中点。在O点以某一初速度沿方向抛出一个小球，小球落在坑中。若忽略空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）
A．当小球的初速度为时，恰好能落到点
B．小球的初速度越大，在空中运动的时间就越长
C．小球的初速度越大，落到坑上时速度的偏转角越小
D．小球的初速度越大，落到坑上时的动能变化就越大
二、多选题
7．如图所示，自行车在水平路面上以速度v匀速前进，后轮半径为R，后轮中心为O，某时刻后轮与地面接触的点记为A，此时后轮的最高点记为B。则此时（ ）
A．A点相对于地的速度大小为v B．B点相对于地的速度大小为v
C．A点相对于地的加速度大小为 D．B点相对于地的加速度大小为
8．对静电现象的认识，下列说法正确的是
A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度
B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象
C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用
D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害
9．“蹦极”是跳跃者把一端固定的弹性长绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一项极限运动，如图甲所示。某运动员做蹦极运动时，所受绳子拉力的大小随时间的变化情况如图乙所示。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，蹦极的过程可看作竖直方向的运动，重力加速度大小为，根据图像信息，下列说法正确的有（　　）
A．时间内，运动员的加速度方向竖直向上
B．时间内，运动员的速度方向先竖直向下，后竖直向上
C．运动员的重力大小为
D．当运动员下降至最低点时，加速度大小为
10．如图所示，A、B、C三个相同的滑块从均匀的粗糙斜面上的同一高度同时开始运动A由静止释放；B的初速度方向沿斜面向下，大小为；C的初速度方向沿水平方向，大小也为。斜面足够大，A、B、C运动过程中不会相碰。下列说法正确的是（　　）

A．B和C将同时滑到斜面底端
B．滑到斜面底端时，A的动能最大
C．滑到斜面底端时，C的摩擦生热量最多
D．滑到斜面底端时，A和B的机械能减少一样多
三、实验题
11．用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．
⑴下列物理量中必须且直接测量的是 （填写代号）
A．重锤质量 B．重力加速度
C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
⑵ 设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的x1、x2、x3、x4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式 ，动能增量的表达式 ．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是 （选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．
（3）若O点为打点计时器打下的第一点，取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94 J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2= J/m（保留3位有效数字）．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为 （用k1和k2字母表示）．
12．某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。
（1）由图乙，AB两点间的距离为s1=3.27cm，AC两点间的距离为s2= cm，小车此次运动经B点时的速度vB= m/s，小车的加速度a= m/s2；（保留三位有效数字）
（2）要验证牛顿第二定律，除了已测出的物理量外，实验中还要测量 ；
（3）由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是
A．适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B．应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量M
C．定滑轮的轮轴要尽量光滑
四、解答题
13．2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知二十五号卫星的离地高度为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转的影响，求：
(1)地球的密度；
(2)二十五号卫星的线速度大小。
14．一列火车总质量m=500t，发动机的额定功率W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的0.02倍。（取g=10m/s2）
(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度；
(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，求当行驶速度为v=20m/s时，列车的瞬时加速度a的大小；
(3)若列车从静止开始，保持1m/s2的加速度做匀加速运动，求匀加速过程中牵引力做的功。
15．如图甲为冰库工作人员移动冰块的场景，冰块先在工作人员斜向上拉力作用下拉一段距离，然后放手让冰块向前滑动到运送冰块的目的地其工作原理可简化为如图乙所示，设冰块质量，冰块与滑道间动摩擦因数，运送冰块距离为12 m，工人拉冰块时拉力与水平方向成角向上。某次拉冰块时，工人从滑道前端拉着冰块冰块初速度可视为零向前匀加速前进后放手，冰块刚好到达滑道末端静止已知。（、） 求：
冰块在加速与减速运动过程中加速度大小之比；
冰块滑动过程中的最大速度；
工人拉冰块的拉力大小。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B B C C CD BCD BD CD
11． C mg(x3-x1) 小于 2.80
【详解】（1）本实验不需要测量重物的质量，而重力加速度和与下落高度对应的重锤的瞬时速度无法直接测量，所以直接测量的是重锤下落的高度，ABD错误C正确．
（2）从B到D重力做功等于重力势能的减小量：；根据纸带处理可知，B点速度为，D点速度为，所以动能增量为,
因为存在阻力,所以重力势能减小量一部分转化为动能另一部分克服阻力做功,所以动能增加量小于重力势能减小量．
（3）根据图像可知图线Ⅱ的斜率：；下落高度h，，根据机械能守恒定律可知：，整理得：，所以而，所以所受平均阻力与重锤所受重力的比值为．
12． 8.00 0.400 1.46 小车总质量 A
【详解】（1）[1]毫米刻度尺的读数需要有一位估读，可读出AC两点间的距离为8.00cm；
[2]由纸带可知两个计数点之间有5个时间间隔，因此其时间为
T=5×0.02s=0.1s
在匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有
[3]根据逐差法
得
（2）[4]要验证牛顿第二定律，用力的传感器测出拉力大小，还需要用天平测出小车的总质量；
（3）[5]A．为了尽量减小实验的误差，尽可能降低小车所受阻力f的影响，常用重力沿斜面向下的分量来抵消摩擦力的影响，即适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑，此时重力沿斜面向下的分量等于摩擦力，故A正确；
B．使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量M，可以保证钩码的重力等于绳子对小车的拉力，与摩擦力无关，故B错误；
C．定滑轮的轮轴尽量光滑可以减少一部分摩擦，但不是尽可能降低小车所受阻力f，故C错误。
故选A。
13．(1)
(2)
【详解】（1）在地球表面有
解得
地球的体积
则地球的密度
（2）根据万有引力提供向心力，有
解得
14．(1)60m/s；(2)0.4m/s2；(3)
【详解】(1)列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，即
列车的加速度为零，速度达最大，则有
(2)当时列车加速运动，当v=20m/s时有
据牛顿第二定律得
(3)据牛顿第二定律得
解得N
在此过程中，速度增大，发动机功率增大．当功率达到额定功率时速度大小为，即
据
代入数据得t=10s
通过的位移为
牵引力做功为
J
15．（1）2:1（2） （3）234.4N
【详解】冰块先做匀加速运动，加速度，加速最大速度为，减速加速度大小为，加速位移为；所以减速位移为；因为全程初末速度为零，

加速结束时刻速度最大，减速开始时刻速度最大；在减速阶段，冰块受滑动摩擦力减速，根据牛顿第二定律：
冰块在加速阶段：受力如图，
根据牛顿第二定律：水平方向：
竖直方向：
由问得：
解得
代入数据得：．

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