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河南省南阳市新未来联考2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题
一、单选题
1．比冲是航天动力领域描述火箭引擎燃料利用效率的物理量，英文缩写为Isp，是每千克（kg）推进剂产生的冲量，比冲的单位可表示为（　　）
A．N·s B．N/kg C．m/s D．kg·m/s
2．钱学森弹道能使导弹在飞行过程中突然改变速度、方向和高度，极大地增加了拦截难度。如图所示，运动到P点时，导弹所受的合力可能是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，2024年8月22日长征七号运载火箭顺利将“中星4A”卫星发射升空，在运载火箭点火发射瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．火箭与喷出气体的总机械能守恒 B．火箭与喷出气体的总动量不守恒
C．在外太空的真空环境中也能通过类似原理调整轨道 D．火箭的推力是空气施加的
4．如图所示，内壁光滑的竖直圆桶内，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心处。物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（　　）
A．物块一定仅受2个力作用 B．物块一定仅受4个力作用
C．物块可能受3个力作用 D．物块可能受4个力作用
5．如图所示，一小球（视为质点）以水平速度从点滑出，然后落在倾角的斜面上的点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．小球在空中运动的时间为0.3s
B．两点的水平距离为
C．小球在点的速度大小为
D．小球从运动到过程中的速度偏转角为
6．如图所示，长度为的匀质链条的一半放置在水平桌面上，另一半悬在桌面下方，现让链条由静止释放，不计一切摩擦阻力，重力加速度为，当链条全部离开桌面时，其速度大小为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，原长为的轻质弹簧（劲度系数未知）一端悬挂在天花板上的点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，让小球从点的等高点由静止释放，然后运动到点的正下方点，已知间距为，间距为，小球在点时弹簧的弹力大小为（为重力加速度），空气阻力不计。已知劲度系数为的轻质弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系式为。则下列说法正确的是（　　）
A．小球从到点，机械能守恒
B．小球在点时，弹簧的弹力大小为
C．小球从到，机械能减小了
D．小球在点时的速度大小为
二、多选题
8．平直公路上一辆汽车在时刻开始启动，其牵引力的功率与运动时间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．汽车以恒定的功率启动
B．汽车一定在时刻开始做匀速运动
C．汽车可能在时刻开始做匀速运动
D．若时间内汽车的牵引力大小为，则这段时间加速度大小为
9．如图所示，内壁光滑、半径为的四分之三圆弧轨道或细圆管轨道固定在竖直平面内，是水平半径，是竖直半径，质量为的小球（视为质点）从A点正上方的点由静止释放，然后进入圆弧轨道或细圆管轨道，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．若小球能到达圆弧轨道的点，则P、B两点间的高度差为0
B．若小球能到达细圆管轨道的点，则P、A两点间的高度差为
C．小球沿圆弧轨道运动并从点离开，此后可能到达A点
D．若小球离开细圆管轨道的点后正好到达A点，则小球在A点的动能为
10．如图所示，轻杆上端可绕光滑铰链在竖直平面内自由转动。可视为质点的小球固定在轻杆末端。用细绳连接小球，绳的另一端穿过位于点正下方的小孔与相连。用沿绳斜向上的拉力作用于小球，使杆保持水平，某时刻撤去拉力，小球带动轻杆绕点转动。已知小球的质量均为，杆长为，长为，重力加速度为，忽略一切阻力。则下列说法正确的是（　　）
A．杆保持水平时，轻杆对小球的拉力大小为
B．运动过程中，两小球速度大小相等时的速度值为
C．运动过程中，两小球速度大小相等时细绳对小球的拉力大小为
D．运动过程中，两小球速度大小相等时轻杆对小球的拉力大小为
三、实验题
11．如图用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相撞，并多次重复（假设两小球可视为质点）。下列中必要的步骤是______（填选项的符号）
A．用天平测量两个小球的质量、
B．测量小球开始释放高度
C．测量抛出点距地面的高度H
D．测量平抛射程OM，ON
(2)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用、、OP、OM、ON表示）；
(3)若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是______（填选项前的符号）。
A．
B．
C．
12．某实验小组用如图1所示的装置来验证系统的机械能守恒。物块甲、乙通过轻质细线连接，轻质细线跨过桌面右边缘的定滑轮，甲被锁定在光滑水平桌面上，乙竖直悬挂，在乙的下方距离h处固定安装一光电门，已知甲、乙的质量相等均为m，乙的上下表面间距为d（d h），甲、乙均视为质点，现由静止解锁甲，乙向下运动通过光电门的时间为Δt，多次改变甲解锁时乙到光电门间的高度差h，测出乙通过光电门相应的时间Δt，用测得的数据描绘出与h的关系图像如图2所示，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g，回答下列问题：
(1)桌面上方细线与桌面 （填“可以不平行”或“一定平行”），乙通过光电门的速度为 ；
(2)乙从静止下落高度h的过程中，系统重力势能减小量 ，当等式 成立时，就验证系统的机械能守恒；
(3)当图2的斜率 ，就说明系统的机械能守恒。
四、解答题
13．“嫦娥六号”着陆月球过程如下：先在轨道Ⅰ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅲ（可认为轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上，其中A、B两点分别为椭圆轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，已知月球半径为，月球表面重力加速度为，万有引力常量为。通过观测发现“嫦娥六号”在椭圆轨道Ⅱ的周期为近月轨道Ⅲ的周期的倍。忽略月球自转的影响。求：
(1)月球的平均密度；
(2)轨道Ⅰ的半径。
14．如图所示是能垂直起飞的直升机，通过固定在机身上的旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使其上升。该直升机与飞行员总质量，旋翼的总面积为，某次起飞时，飞行员让直升机以大小为的加速度竖直向上匀加速起飞。已知空气的密度，重力加速度，求：
(1)空气对直升机的作用力大小；
(2)旋翼使其下方空气获得的速度大小。
15．如图所示，一质量为的物块放置于水平高台上的点，一质量为的子弹以的速度射向木块并留在木块内，随后木块水平滑出，恰好落在点，沿轨道的切线方向滑入光滑的圆弧轨道，随后滑上水平传送带，已知轨道的圆心角，半径与水平平台垂直，半径，一长度的传送带以的速度顺时针传动，传送带左右两侧均与光滑水平平台平滑连接。木块与传送带之间的动摩擦因数，右侧平台均匀排列2个质量的铁块。假设木块（含子弹）与铁块、铁块之间均发生弹性正碰，取。求：
(1)木块到达点时的速度大小；
(2)木块从点滑到点时对轨道BC的压力大小（结果可保留分数）；
(3)全过程木块与传送带间因摩擦产生的总热量。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C C B A C CD BD AB
11．(1)AD
(2)
(3)A
【详解】（1）[1]要验证动量守恒定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，在空中运动的时间相等，因此有平抛运动在水平方向做匀速直线运动可知
，，
导入动量守恒可得
因此实验需要测量的两个小球的质量，小球的水平位移，AD正确。
故选AD。
（2）[2]由（1）分析可知，两小球碰撞后动量守恒，其表达式为
（3）[3]若两小球发生弹性碰撞，即碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒可知
联立动量守恒可得
，
代入水平位移与平抛时间关系可得
，
分析可得
即
故选A。
12．(1) 一定平行
(2)
(3)
【详解】（1）[1]桌面上方细线与桌面如果不平行，需要把细线的拉力沿着水平方向和竖直方向分解来表达甲的合力，因为细线与水平方向的夹角未知，合力无法表达，则桌面上方细线与桌面一定平行
[2]短时间内平均速度可替代瞬时速度，则乙通过光电门的速度为；
（2）[1]乙从静止下落高度h的过程中，甲的重力势能不变，乙重力势能的减小量就是系统重力势能的减小量，即
[2]系统动能的增加量
当，即成立，就验证系统的机械能守恒；
（3）由，可得，当关系图像的斜率，就说明系统的机械能守恒。
13．(1)
(2)
【详解】（1）在月球表面有
又
联立解得月球平均密度为
（2）根据开普勒第三定律有
其中，解得轨道Ⅰ的半径为
14．(1)
(2)
【详解】（1）设直升机受到空气的作用力F，根据牛顿第二定律得
解得
（2）设在时间内通过旋翼的空气质量为，根据动量定理得
根据密度公式得
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）对子弹打入木块的过程运用动量守恒定律
可知
木块（含子弹）恰好在B点沿BC轨道切线滑入，有
（2）木块从B点到C点过程，由动能定理有
解得
由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律得
（3）木块（含子弹）滑上传送带，根据牛顿第二定律可得
所以
根据速度位移关系有
解得
所以木块第一次到达传送带右侧速度为
木块从左滑上传送带减速时间为
该过程传送带的位移
木块与传送带之间的相对位移大小
木块与传送带之间的摩擦力大小
所以该过程中产生的热量
与1号铁块发生弹性碰撞，由，
可知，
接着1号铁块与2号铁块发生弹性碰撞，由于质量相等，发生速度交换，1号静止，2号获得速度，则反弹后向左滑上传送带，先向左减速后向右加速，回到传送带右端速度大小与大小相同，继续碰撞铁块1，由弹性碰撞规律可知，
木块第一次碰1号铁块之后反弹向左滑上传送带并从右侧滑出所用时间
这段时间木块的位移是0，传送带的位移
故相对位移
木块第二次碰1号铁块之后反弹向左滑上传送带并从右侧滑出所用时间
这段时间木块的位移是0，传送带的位移
故相对位移
所以总的相对位移
故这段时间产生的总热量
全过程木块与传送带间因摩擦产生的总热量

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