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河南省开封市2024-2025学年高一下期期末统考物理试卷
一、单选题
1．下列有关物理学史的说法中正确的是（　　）
A．开普勒通过分析自己长期的天文观测数据总结出了开普勒行星运动的三大定律
B．卡文迪什（许）用扭秤测量引力常量体现了等效替代的思想
C．牛顿发现了万有引力定律，亚当斯和勒维耶利用万有引力定律推算并观察到了海王星的存在
D．牛顿发现了万有引力定律，“月一地检验”可进一步验证其正确性
2．“十月里来秋风凉，中央红军远征忙；星夜渡过于都河，古陂新田打胜仗。”这是一首描述红军夜渡于都河开始长征的诗。若河宽为d，船头与河岸的夹角为，如图所示，船在静水中的速度为（船速大于水速），水流速度为，则正确的是（　　）
A．船无论如何调整船头与河岸的夹角，船都不可能垂直河岸过河
B．调整船头与河岸的夹角，船过河的最小位移为
C．调整船头与河岸的夹角，船过河的最短时间为
D．水流速度变大后，若保持船头与河岸夹角不变，则过河时间变长
3．2025年2月11日，我国新型火箭长征八号改进型运载火箭首飞成功，将低轨02组9颗卫星送入距离地面高度约为1145km的轨道，其发射过程简化如图所示：卫星从预定轨道I的A点第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达椭圆轨道Ⅱ的远地点B时，再次变轨进入运行轨道Ⅲ并做匀速圆周运动。假设轨道I和Ⅲ都近似为圆轨道，不计卫星质量的变化，下列说法正确的是（　　）
A．卫星在椭圆轨道Ⅱ经过点B的速度小于卫星在椭圆轨道Ⅱ经过点A的速度
B．要实现从椭圆轨道Ⅱ的B处进入圆轨道Ⅲ，发动机需要向前喷气
C．在轨道I上卫星与地心连线单位时间内扫过的面积等于在轨道Ⅱ上卫星与地心连线单位时间内扫过的面积
D．卫星在轨道I上的机械能大于卫星在轨道Ⅲ上的机械能
4．钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．在P处车对弯道的压力大小为
B．在P处运动员和车的向心加速度大小为
C．在P处运动员和车做圆周运动的半径为
D．若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大
5．某运动员进行跳台滑雪，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆，斜面与水平方向夹角为30°且足够长，如图所示，测得A、B间的距离为40m，斜坡与水平面的夹角为30°，运动员质量m=60kg，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在空中相同时间内的速度变化量逐渐增大
B．运动员在空中运动的时间为2s
C．运动员在A处的速度大小为10m/s
D．运动员落在B处的速度与水平方向夹角为60°
6．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，货车前进了一小段距离，货物被提升高度为h时，如图所示，在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．物体做匀速直线运动
B．此时货箱向上运动的速率等于
C．此过程中货物和货箱处于超重状态
D．提升货物过程中缆绳拉力做的功为
7．如图所示，质量为m=2kg的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数，现使物体保持与斜面相对静止一起水平向左匀速移动距离，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）
A．摩擦力对物体做的功-192J
B．斜面对物体的弹力做的功为0
C．重力对物体做的功为400J
D．各力对物体所做的总功是-192J
二、多选题
8．如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球a经过最高点时的速度可能为
B．小球a在细绳作用下在竖直面内做圆周运动，绳上拉力不可能为0
C．小球b经过最高点时，速度最小值为
D．小球b以角速度做匀速圆周运动时，运动到左侧与圆心等高的A点时，杆对球的作用力的大小为
9．如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是（　　）
A．上述过程中，滑块克服摩擦力的功为
B．上述过程中，F做功大小为
C．其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长
D．其他条件不变的情况下，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多
10．已知均匀球壳对内部任意一点的引力为零，若地球可视为质量分布均匀的球体，半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，若从地球表面沿半径方向挖一深度为的洞，忽略地球自转和空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．洞底的重力加速度大小为
B．洞底的重力加速度大小为
C．若从地表由静止掉落一物体，到达洞底时的速度大小为
D．若从地表由静止掉落一物体，到达洞底时的速度大小为
三、实验题
11．某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有______。
A．两球的质量应相等 B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为 Hz；小球平抛的初速度大小为 m/s。（所有结果保留2位有效数字）
12．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量，，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2，则：
(1)打第5个点的瞬间，物块A的速度v5= m/s；
(2)在打点0~5过程中系统势能的减小量ΔEp = J，系统动能的增加量ΔEk=
J。
(3)实验结果显示，系统动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。
A．工作电压偏高
B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C．先释放物块，后接通电源打出纸带
D．利用公式计算物块速度
(4)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，当地的重力加速度g= m/s2（所有结果均保留三位有效数字）。
四、解答题
13．2030年中国计划实现载人登月，到时我国宇航员可以在月球上进行一系列的物理实验。例如：在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一小球，测得其上升的最大高度为h，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转影响和其他星体对其影响，忽略一切阻力，求：
(1)月球的第一宇宙速度大小；
(2)月球的密度。
14．在某次对新型汽车性能测试中，一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始沿直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动。汽车的图像如图所示，其中除时间段图像是曲线外，其余时间段图像均为直线，汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍，重力加速度，求：
(1)汽车在前内的牵引力；
(2)汽车运动速度的最大值；
(3)内汽车运动的位移。
15．一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的水平直轨道AE动摩擦因数为μ1．光滑螺旋圆形轨道BCD半径为R、长度为L的水平传送带EF动摩擦因数为μ2。现压缩弹簧至P点将质量m = 0.1kg的小滑块弹出，恰好经过圆形轨道最高点C，已知，R = 0.5m，L = 3m，，轨道其余部分均光滑，传送带以v = 5m/s的恒定速率顺时针转动，重力加速度g = 10m/s2，求：
(1)小滑块在B点对轨道的压力
(2)小滑块在P点时弹簧的弹性势能Ep大小；
(3)小滑块从P点运动到F点的过程中因摩擦而产生的热量Q；
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A C B C A AD AD BD
11．(1)BC
(2) 10 1.5
【详解】（1）AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故D错误。
故选BC。
（2）[1]竖直方向做自由落体运动，根据
解得
[2]小球平抛的初速度大小为
12．(1)2.40
(2) 1.176 1.152
(3)B
(4)9.70
【详解】（1）两个相邻计数点间的时间间隔为
计数点4到计数点6之间的时间间隔为
打第5个点的瞬间，物块A的速度
（2）[1] 在打点0~5过程中物块A下降的高度
在打点0~5过程中系统重力势能的减少量
[2] 系统动能的增加量
（3）A．工作电压偏高，振针打点力度偏大，不会出现动能的增加量小于重力势能的减少量，A错误；
B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响，有机械能损失，动能的增加量小于重力势能的减少量，B正确；
C．先释放物块，后接通电源打出纸带，系统的初速度不等于0，系统初动能不等于0，系统初动能的测量值偏小，系统动能增加量的测量值偏大，系统动能增加量大于重力势能的减少量，C错误；
D．利用公式计算物块速度，是物块速度的理论值，用速度的理论值计算得到的动能增加量也是理论值，动能增加量的理论值一定等于重力势能是减少量，这样的做法达不到验证机械能守恒定律的目的，没有意义。应该利用打点计时器测量物块的实际速度，D错误。
故选B。
（4）根据机械能守恒定律得
解得
斜率为
根据图像得
解得
13．(1)
(2)
【详解】（1）由题意，设月球表面的重力加速度为，在月球表面上的物体有
根据第一宇宙速度的定义，可得
结合
联立，可求得月球的第一宇宙速度大小
（2）月球的密度，，，
联立，可求得月球的密度
14．(1)
(2)
(3)200m
【详解】（1）由图像可知前内汽车做匀加速直线运动，则加速度为
由题意可得
由牛顿第二定律得
解得
（2）汽车时功率达到额定功率，则额定功率
由图像可知在时刻汽车的速度达到最大值，此时牵引力等于阻力，则有
（3）由图像可知汽车在至做加速度减小的加速运动，则时速度
时速度
加速时间为
由动能定理可得
代入数据解得x = 200m
15．(1)6N，方向竖直向下
(2)2.05J
(3)1.8J
【详解】（1）小滑块经过圆形轨道最高点C时的速度为
解得
小滑块在B点的速度为
解得
根据牛顿第二定律得
解得，方向竖直向上
根据牛顿第三定律，方向竖直向下
（2）小滑块在P点时弹簧的弹性势能
解得
（3）小滑块从P点运动到E点的过程中因摩擦而产生的热量
小滑块在E点的速度为
小滑块在传送带上运动时的加速度
解得
与传送带达到共同速度所需要的时间
解得
小滑块的位移
传送带的位移
相对位移
产生的热量
小滑块从P点运动到F点的过程中因摩擦而产生的热量Q = Q1＋Q2 = 1.8J

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