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湖北省武汉市江岸区2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试卷
一、单选题
1．某同学在课本中选取了四幅图片，如图所示，他的观点正确的是（　　）
A．图甲，喷泉斜向上喷出的水到最高点时的速度为零
B．图乙，桶内衣物上的水滴被甩出是因为水滴受到离心力的作用
C．图丙，用不同力度打击弹性金属片，当A球距地高度一定时，A球运动时间与力度大小无关
D．图丁，液压杆缓慢将车厢顶起过程中（货物相对车厢静止），摩擦力对货物做负功
2．如图所示，摩天轮吊篮内的乘客随摩天轮做匀速圆周运动，则从最高点到最低点的过程中，乘客的（　　）
A．机械能不变 B．动量不变 C．合外力的冲量为0 D．合外力所做的功为0
3．扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．一科技小组设计了一个多挡位的弹簧枪，在一个倾角为θ、足够长的斜面上进行测试。如图所示，将枪与斜面成一定角度固定在斜面底端，用第一挡发射时弹簧对弹丸做功为W，落点与发射点间距为d1，落到斜面上时弹丸速度恰好水平；用第三挡发射时弹簧对弹丸做功为3W，落点与发射点间距为d2，落到斜面上时弹丸速度与斜面夹角为α，弹簧枪的长度及空气阻力不计。下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．随着对太空探索的深入，人类发现了多星系统，其中双星系统是最简单的多星系统。如图所示，两星体a，b位于同一直线上，且均以相同的角速度环绕连线上的O点做匀速圆周运动。已知星体a的质量为m，aO+Ob=L，两星体的线速度大小之和为，G为万有引力常量。则两星体的轨道半径大小之差aO Ob为（　　）
A． B． C． D．0
6．竖直平面内有一拐角为的L型光滑细杆，杆上套有两个小球A、B，且。现让杆绕O点所在的竖直轴匀速转动，两小球A、B在杆上稳定时，其相对位置关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度v从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有向四周溅散开，溅起时的速度为，且垂直于车身向外。其余的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间极短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为，则（　　）
A．水枪的功率约为
B．水枪的功率约为
C．水流对车身的平均冲击力约为
D．水流对车身的平均冲击力约为
二、多选题
8．“天通一号”03星发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送上椭圆轨道1（P，Q分别是远地点和近地点），卫星再变轨到圆轨道2，最后变轨到轨道3（静止卫星轨道，且与轨道2半径相同）。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点，忽略卫星质量变化。则下列说法正确的是（　　）
A．卫星在三个轨道上的周期的关系为：
B．由轨道1变至轨道2，卫星在P点沿速度方向向前喷气
C．卫星在轨道2上经过M点的速度和在轨道3上经过N点的速度相同
D．卫星在轨道1和在轨道2上经过P点时的向心加速度相同
9．一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化如图所示。若汽车的质量为，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是（　　）
A．汽车的最大功率为 B．汽车匀加速运动阶段的加速度大小为
C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D．汽车从静止开始运动内的位移大小为
10．如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中A，B水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．时刻之后，A、B组成的系统动量守恒 B．时刻A、B速度相同，大小为
C．阶段，A的水平位移一定大于 D．图乙中阴影部分的面积为
三、实验题
11．如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置原理图。用一刚性细绳悬挂一体积很小、质量为m的小球，小球的下方连接一轻质的遮光片，细绳上方的悬点处安装有一个力传感器，悬点的正下方固定一个光电门，两装置连接到同一数据采集器上，可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小，重力加速度为g。实验过程如下：
①用刻度尺测量出悬点到球心的距离L；
②将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数F；
③改变小球拉升的高度，重复步骤②，测6~10组数据；
④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像；
⑤改变悬点到球心的距离L，重复上述步骤，绘制得到的图像如图乙所示。
(1)图乙中横坐标表示的物理量为___________（选填“”“”或“”）；
(2)理想情况下，图乙中各图像的延长线是否交于纵轴上的同一点？___________（选填“是”或“否”）
(3)图乙中A组实验所用细绳的长度与B组实验所用细绳长度之比为___________；
(4)将图乙的纵坐标改为___________（用题目中给出的字母表示），则可以得到结论：向心力的大小与线速度的平方成正比；
(5)有同学利用图乙的相关数据计算遮光片的宽度d，由于遮光片位于小球的下方，该同学得到的宽度测量值与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
12．某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。
（1）打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，观察滑块经过两光电门的时间是否相等，若相等可认为气垫导轨水平。
（2）如图所示，将滑块B静置于两光电门中间，向左轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为，A与B相碰后A反向弹回，再次经过光电门1的遮光时间为，B经过光电门2的遮光时间为。滑块A、B的质量分别为，在误差允许范围内，若满足关系式___________（用字母表示），则A、B组成的系统动量守恒；若满足关系式___________（只用字母表示），则两滑块碰撞可视为弹性碰撞。
（3）若小滑块A、B发生的是弹性碰撞，该小组成员设想，如果保持小滑块A的直径不变，逐渐增大小球A的质量，则碰撞之前小滑块A的挡光时间与碰撞之后小球B的挡光时间的比值逐渐趋近于___________。
四、解答题
13．如图为某游乐设施，质量为m的游客（可视为质点）随水平转盘一起做匀速圆周运动，游客到转轴的距离为r，转盘中央有一根可供游客抓握的轻绳。某次游客不抓握轻绳，当游客的线速度大小为时，恰好相对转盘静止。设游客受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，游客握住绳子绷紧时，绳子平行于转盘表面。已知重力加速度为g。
(1)求转盘与游客之间的动摩擦因数；
(2)当转盘的角速度时，为确保安全，游客在原处用力抓住绳子，当其受到静摩擦力大小为滑动摩擦力一半时，求绳子对人的拉力大小。（结果可用分数表示）
14．如图所示，一固定斜面顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接，一轻质弹簧左端固定于竖直墙壁。质量为m的小木块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，在水平面上运动一段距离后压缩弹簧，小木块被反弹后恰能运动到斜面的中点。弹簧在压缩过程中始终在弹性限度内。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，O点到斜面底端的距离为x，重力加速度为g，取水平面为零重力势能面，不计空气阻力。
求此过程中：
(1)小木块下滑到斜面底端时的速度大小v；
(2)弹簧弹性势能的最大值；
(3)小木块上滑到重力势能和动能相等时离水平面的高度H。
15．如图所示，质量的小球A与质量的小球B通过长度的轻绳相连，将小球B静止放置在光滑地面上，在B球右侧的位置放置一固定挡板。现将小球A以初速度，从小球B的正上方处水平向右抛出，小球A落地瞬间竖直分速度突变为零。忽略轻绳绷直过程中的机械能损失，且小球与小球、小球与挡板之间均为弹性碰撞，时间极短，不计空气阻力，取，求：
(1)从小球A抛出，至细绳第一次绷直所经过的时间；
(2)两球第一次相碰后，小球A的速度大小；
(3)两球第一次相碰后，到细绳再次绷直时所经过的时间。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B C B C AD BD BC
11．(1)
(2)是
(3)
(4)
(5)偏小
12． 2
13．(1)
(2)或
【详解】（1）当游客受到摩擦力达到最大静摩擦时即将滑动
解得
（2）由题意，静摩擦力大小为
当静摩擦力指向圆心时，由牛顿第二定律
解得
当静摩擦力背离圆心时，
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设斜面倾角为，斜面长为，从斜面顶端到斜面底端
又
解得
（2）设弹簧被压缩到最短时，物体到斜面底端间距为，对木块从释放到反弹到斜面中点整个过程，有
联立解得
对木块从释放到弹簧压缩最短过程，有
弹簧弹性势能的最大值
（3）设物体的重力势能和动能相等的离斜面底端的距离为，水平投影长度为，此时速度为。
从物体开始反弹到此位置过程中
重力势能和动能相等
根据几何关系，
解得小木块上滑到重力势能和动能相等时离水平面的高度
15．(1)0.4s
(2)2.5m/s
(3)0.64s
【详解】（1）假设小球A做平抛运动的过程中，绳子会绷直，绷直时刻则有
解得t=0.4s
此时，小球A下落的高度
恰好落地，所以，从小球A抛出，至细绳第一次绷直所经过的时间为0.4s
（2）取向右为正方向，细绳绷直瞬间，两球组成的系统动量守恒则有
机械能守恒则有
球A落地后不再弹起，则
解得，
A球在前，B球在后，B球追A球，假设在A球撞击挡板之前，两球第一次碰撞，则有
解得
此过程中，A球位移，假设成立。
两球碰撞为弹性碰撞，由动量守恒可得
能量守恒可得
解得，
所以，两球第一次相碰后，小球A的速度大小为2.5m/s
（3）两球第一次相碰后瞬间，小球A以向右做匀速直线运动，小球B静止，此时A距离挡板
即A与挡板第二次碰撞前细绳不会绷直。球A与挡板碰撞后原速率反弹,球A反弹后做匀速直线运动，直至与B再次相碰，则AB第一次相碰到第二次相碰之间，需要经过时间
A、B再次相碰，动量守恒可得
能量守恒可得
解得，
两球均向左运动，B球在前，A球在后，直至绳子再次绷直，需要经过的时间
所以，两球第一次相碰后，到细绳再次绷直时所经过的时间

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