資源簡介

東北育才高中2024-2025學年高一（下）期中物理試卷
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.物體的質量與速度的乘積叫動量，在國際單位制中動量的單位是( )
A. B. C. D.
2.物理是源自于生活的科學，只要細心觀察，生活中處處皆是物理。下列生活中的情景說法正確的是( )
A. 在沒有空氣的宇宙空間，火箭無法利用反沖進行加速
B. 當靜止的章魚向前噴水時，利用反沖可使身體向后運動
C. 在船頭和碼頭安裝舊輪胎是為了延長作用時間，以減小碼頭對船的沖量
D. 體操運動員在落地時總要屈腿是為了減小動量的變化量，使運動員避免受傷
3.如圖所示，把兩個相同的小球從離地面相同高度處，以相同大小的初速度分別沿豎直向下和水平方向拋出，不計空氣阻力，則下列說法正確的是( )
A. 兩小球落地時速度相同
B. 兩小球落地時，重力的瞬時功率相等
C. 從小球拋出到落地，重力對兩小球做的功不相等
D. 從小球拋出到落地，重力對兩小球做功的平均功率不相等
4.我國多次成功使用“冷發射”技術發射長征十一號系列運載火箭。如圖所示，發射艙內的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近零時再點火飛向太空。從火箭開始運動到點火的過程中( )
A. 火箭的加速度為零時，動能最大
B. 高壓氣體釋放的能量全部轉化為火箭的動能
C. 高壓氣體對火箭推力的沖量等于火箭動量的增加量
D. 高壓氣體的推力和空氣阻力對火箭做功之和等于火箭動能的增加量
5.牛頓推導出太陽與行星間的引力表達式后，進一步思考：太陽對行星的作用力、地球對月球的作用力、地球對樹上蘋果的作用力是不是同一種力呢？并進行了著名的“月地檢驗”。若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規律，在已知月地距離約為地球半徑倍的情況下，需要驗證( )
A. 月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的
B. 地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果力的
C. 自由落體的物體在月球表面的加速度約為在地球表面加速度的
D. 蘋果在月球表面受到的引力約為其在地球表面受到引力的
6.使用高壓水槍作為切割機床的切刀具有獨特優勢，得到廣泛應用，如圖所示，若水柱截面為，水流以速度垂直射到被切割的鋼板上，之后水速減為零，已知水的密度為，則水對鋼板的沖力為( )
A. B. C. D.
7.在足夠長的傾斜長直軌道上，先后將甲、乙兩個相同小球以相同的初速度在同一位置沿軌道向斜上方彈出，它們運動的圖像如圖所示。據圖可知下列說法錯誤的是( )
A. 該軌道是光滑軌道
B. 時，兩球相對于出發點的位移相等
C. 兩球在軌道上發生的碰撞是完全非彈性碰撞
D. 兩小球回到出發點時的速度大小為
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.如圖甲所示，“天問一號”探測器從地球發射后，立即被太陽引力俘獲，沿以太陽為焦點的橢圓軌道運動到達火星，被火星引力俘獲后環繞火星飛行，軌道與地球公轉軌道、火星公轉軌道相切。如圖乙所示，“天問一號”目前已由橢圓軌道Ⅰ進入圓軌道Ⅱ，進行預選著陸區探測。下列說法正確的是( )
A. “天問一號”的發射速度滿足
B. 地球繞太陽公轉速度大于火星繞太陽公轉速度
C. “天問一號”在軌道Ⅱ上的速度小于火星的第一宇宙速度
D. 在橢圓軌道Ⅰ上經過點的速度小于在圓軌道Ⅱ上經過點的速度
9.隨著人們生活水平的提高，兒童游樂場所的設施更加豐富多樣了。如圖所示是兒童游樂場所的滑索模型，兒童質量為，滑環質量為，滑環套在水平固定的光滑滑索上。該兒童站在一定的高度由靜止開始滑出，靜止時不可伸長的輕繩與豎直方向的夾角為，繩長為，兒童和滑環均可視為質點，滑索始終處于水平狀態，不計空氣阻力，重力加速度為，以下判斷正確的是( )
A. 兒童和滑環組成的系統動量守恒
B. 兒童和滑環組成的系統機械能守恒
C. 兒童運動到最低點時速度大小為
D. 兒童從靜止運動到最低點的過程中，兒童和滑環的水平位移之比為：
10.如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度沿順時針方向轉動，傳送帶右端有一個與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率沿直線向左滑上傳送帶后，經過一段時間又返回光滑水平面，速率為，則在整個運動過程中，下列說法正確的是( )
A. 若，則
B. 若時，摩擦力對物體做功為零
C. 若時，則傳送帶與物體摩擦生熱為
D. 其中在物體向左運動過程中，傳送帶與物體摩擦生熱為
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.某同學用圖甲實驗裝置驗證動量守恒定律。已知入射小球質量為，被碰小球質量為。記錄小球拋出點在水平地面上的垂直投影點，測出碰撞前后兩小球的平均落地點的位置、、與的距離分別為、、，如圖乙，分析數據：
若入射小球半徑為，被碰小球半徑為，則要求：______；填字母代號
A.，
B.，
C.，
D.，
入射小球從軌道上滑下時，軌道的粗糙程度對實驗結論______“有”或“無”影響；
若兩球碰撞時的動量守恒，應滿足的關系式為______，若碰撞是彈性碰撞，則還應滿足的關系式為______；用、、、、表示
某實驗小組用另一組裝置驗證動量守恒定律，如圖丙所示，在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接，使入射小球仍從斜槽上點由靜止滾下，多次實驗，得到兩球落在斜面上的平均落點、、。用刻度尺測量斜面頂點到、、三點的距離分別為、、，則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為______用、、、、表示。
12.某同學利用圖的氣墊導軌實驗裝置驗證機械能守恒定律，主要實驗步驟如下：
A.將桌面上的氣墊導軌調至水平
B.測出遮光條的寬度
C.將滑塊移至圖示位置，測出遮光條到光電門的距離
D.由靜止釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間
E.秤出托盤和砝碼總質量，滑塊含遮光條的質量
已知當地重力加速度為，回答以下問題用題中所給的字母表示：
遮光條通過光電門時的速度大小為______；
遮光條由靜止運動至光電門的過程，系統重力勢能減少了______，遮光條經過光電門時，滑塊、托盤和砝碼的總動能為______；
通過改變滑塊的釋放位置，測出多組、數據，利用實驗數據繪制圖。若圖中直線的斜率近似等于______，可認為該系統機械能守恒。
四、計算題：本大題共3小題，共36分。
13.一輛新能源汽車在專用道上進行起步測試，通過車上裝載的傳感器記錄了起步過程中速度隨時間變化規律如圖所示。已知段為直線，時汽車功率達到額定功率且此后功率保持不變，該車總質量為，所受到的阻力恒為，求：
汽車在前內受到牽引力的大小；
啟動過程中汽車速度的最大值。
14.如圖所示，半徑足夠大的光滑圓弧軌道與長的長木板構成物體，圓弧的最低點與長木板的上表面相切于點，放在光滑的水平面上，質量為，質量為的木塊置于的最左端，與的長木板部分間的動摩擦因數。質量為的子彈以水平向右的速度射入，且留在中，子彈和相互作用的時間極短，重力加速度取，可視為質點。求：
子彈射入后的速度大小；
沿的圓弧軌道上滑的最大高度。
15.如圖，固定的光滑平臺左側有一光滑的半圓軌道，軌道半徑。平臺上靜止著兩個滑塊、，、，兩滑塊間夾有少量炸藥，平臺右側有一帶擋板的小車，靜止在光滑的水平地面上。小車質量為，車上表面與平臺的臺面等高，車面左側粗糙部分長度為，動摩擦因數為，右側拴接一輕質彈簧，彈簧自然長度所在處車面光滑。點燃炸藥后，滑塊恰好到達半圓軌道的最高點，滑塊沖上小車。兩滑塊都可以看作質點，炸藥的質量忽略不計，爆炸的時間極短，爆炸后兩個物塊的速度方向在同一水平直線上，取。
求炸藥爆炸后滑塊的速度大小；
若滑塊恰好沒有從小車上掉下來，求小車左側粗糙部分的長度；
若，求小車的最大速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由動量的定義式，可知在國際單位制中動量的單位是動量的單位為，故C正確，ABD錯誤。
故選：。
2.【答案】
【解析】火箭的加速利用了反沖原理，靠噴出氣流的反作用力進行加速，沒有空氣也可以，故A錯誤；
B.章魚通過身體前面的孔噴向前水，利用反沖可以使身體向后運動，故B正確；
C.在船頭和碼頭安裝舊輪胎是為了延長作用時間，以減小碼頭對船的作用力，故C錯誤；
D.體操運動員在落地時總要屈腿是為了減小地面對運動員的沖擊力，使運動員避免受傷，故D錯誤。
故選：。
3.【答案】
【解析】根據機械能守恒定律可知，兩小球落地時速度大小相等，設兩小球落地時速度大小為，平拋運動的小球落地時速度方向與水平方向成角，所以小球落地時重力的瞬時功率為：；豎直下拋的小球落地時重力的瞬時功率為：，所以兩小球落地時，速度不相等，平拋運動的小球重力的瞬時功率小于豎直下拋的小球重力的瞬時功率，故AB錯誤；
從開始運動至落地，由于平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，下拋的小球在豎直方向做豎直下拋運動，所以平拋運動的小球運動時間大于豎直下拋運動的小球運動時間，根據，得重力做的功相同，根據平均功率公式 可知，所以重力對平拋運動小球做功的平均功率小于重力對豎直下拋運動小球做功的平均功率，故C錯誤，D正確。
4.【答案】
【解析】、火箭加速過程中，所受合力為時，即加速度為時，速度最大，此時動能最大，故A正確；
、火箭所受高壓氣體的推力做功轉化為火箭的動能、重力勢能與摩擦生熱的熱能，則高壓氣體的推力和空氣阻力和重力對火箭做功之和等于火箭動能的增加量，故BD錯誤；
C、根據動量定理可知高壓氣體的推力和空氣阻力和重力的總沖量等于火箭動量的增加量，故C錯誤；
故選：。
5.【答案】
【解析】設蘋果質量為，地球質量為，地球半徑為，月球軌道半徑。
A、月球公轉的加速度為，由牛頓第二定律：
地球表面蘋果重力等于萬有引力：
聯立解得：，即需要驗證：月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的，故A正確；
B、根據萬有引力定律可得：，由于月球的質量和蘋果的質量大小關系不知道，故地球吸引月球的力與地球吸引蘋果力大小無法確定，故B錯誤；
C、根據題中條件無法求解自由落體的物體在月球表面的加速度和在地球表面加速度的大小關系，故C錯誤；
D、由于地球和月球的質量大小關系不知道，地、月半徑大小不知道，所以根據題中條件無法求解蘋果在月球表面受到的引力和在地球表面受到引力之比，故D錯誤。
故選：。
6.【答案】
【解析】設時間內有體積的水打在鋼板上，則這些水的質量為：，
以這部分水為研究對象，它受到鋼板的作用力為，以水運動的方向為正方向，由動量定理有：，
即：，負號表示水受到的作用力的方向與水運動的方向相反；
由牛頓第三定律可以知道，水對鋼板的沖擊力大小也為故B正確，ACD錯誤。
故選：。
7.【答案】
【解析】、根據圖象的斜率表示加速度，知兩球下滑的加速度與上滑的加速度相同，所以該軌道是光滑軌道，故A正確；
B、根據圖象與時間軸所圍的面積表示位移，圖象在時間軸上方位移為正，在時間軸下方位移為負，知時，兩球相對于出發點的位移相等，故B正確；
C、時兩球發生碰撞，碰后兩球速度相同，所以兩球的碰撞是完全非彈性碰撞，故C正確；
D、由圖像可知，兩小球碰撞后速度都變為，沿軌道向下運動的加速度大小為，碰撞發生在時，此時兩小球離出發點的距離為，由可得，故D錯誤；
本題選錯誤的，故選：。
8.【答案】
【解析】、因“天問一號”探測器從地球發射后，立即被太陽引力俘獲，所以發射速度大于第二宇宙速度，故A錯誤；
B、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得，解得，由于地球的軌道半徑小于火星的軌道半徑，則地球繞太陽公轉速度大于火星繞太陽公轉速度，故B正確；
C、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得，解得，
由于“天問一號”在軌道Ⅱ上的半徑大于火星的半徑，
則“天問一號”在軌道Ⅱ上的速度小于火星的第一宇宙速度，故C正確；
D、由于“天問一號”在橢圓軌道Ⅰ上經過點時做離心運動，在圓軌道Ⅱ上經過點時做圓周運動，所以在橢圓軌道Ⅰ上經過點的速度大于在圓軌道Ⅱ上經過點的速度，故D錯誤。
故選：。
9.【答案】
【解析】、兒童和滑環組成的系統水平方向不受力，豎直方向兒童有加速度，受力不平衡，所以系統的合外力不為零，系統動量不守恒，故A錯誤；
B、兒童和滑環組成的系統只有重力做功，其機械能守恒，故B正確；
C、取水平向左為正方向，根據水平方向系統動量守恒有：
根據系統機械能守恒有，聯立解得兒童運動到最低點時速度大小：，故C正確；
D、根據水平方向系統動量守恒有，解得兒童和滑環水平方向平均速度之比：：：，則可知兒童和滑環的水平位移之比為：，故D錯誤。
故選：。
10.【答案】
【解析】由于傳送帶足夠長，物體勻減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動摩擦力的作用下向右勻加速，分三種情況討論：
A.如果，返回時物體會一直向右勻加速，根據對稱性，知當速度大小增大到等于時，物體恰好離開傳送帶，則有，故A錯誤；
B.如果，根據動能定理可得：摩擦力對物體做功為，故B正確；
若時，設物體所受的摩擦力大小為，物體向左運動的加速度大小，時間
物體向左運動的位移，傳送帶的位移，摩擦生熱，物體向右運動時，運動時間為，物體向右運動的位移，傳送帶的位移，摩擦生熱，故傳送帶與物體摩擦生熱共為，故C錯誤，D正確。
故選BD。
11.【答案】； 無影響； ；；
【解析】為了保證碰撞后入射小球不反彈，需要滿足入射小球質量大于被碰小球質量，即；為了保證兩小球發生對心正碰，兩小球半徑需要相等，即。故ABD錯誤，C正確。
故選：。
入射小球從軌道上滑下時，軌道的粗糙程度對實驗結論沒有影響，只有小球滑到底端時速度相同即可；
碰撞前小球落點為，碰撞后小球落點為，小球落點為；由于兩小球在空中下落的高度相同，所以平拋運動時間相同，設為，由題意得
以向右為正方向，根據動量守恒定律可得
若兩球碰撞時的動量守恒，應滿足的關系式為
若碰撞是彈性碰撞，則既要滿足動量守恒還應滿足機械能守恒，即滿足
碰撞前小球落點為，碰撞后小球落點為，小球落點為，設斜面傾角為，由平拋規律得
解得
同理可得
以向右為正方向，根據動量守恒表達式
可得
故答案為：；無影響；；；。
12.【答案】
【解析】小車通過光電門時的速度為
從釋放到小車經過光電門，這一過程中，系統重力勢能減少量為
從釋放到小車經過光電門，這一過程中，系統動能增加量為
改變，做多組實驗，做出如圖以為橫坐標。以為縱坐標的圖像，若機械能守恒成立有
整理有
可知，若圖中直線的斜率近似等于，可認為該系統機械能守恒。
故答案為：；，；。
13.根據題圖可知：
該車勻加速階段，根據牛頓第二定律：
代入數據解得：
該車的額定功率為：
代入數據解得
當速度最大時，有，
代入數據解得
答：汽車在前內受到牽引力的大小為；
啟動過程中汽車速度的最大值為。
14.【解析】子彈和木塊相互作用的時間極短，以水平向右為正方向，二者組成的系統動量守恒由動量守恒定律得
解得滑塊的速度
木塊和子彈的整體為滑塊與物體相互作用的過程中，二者組成的系統水平方向動量守恒，系統的能量守恒，滑塊沿物體的圓弧軌道上滑最高點時速度相等，設為，以水平向右為正方向，水平方向動量守恒，解得
系統的能量守恒
解得滑塊沿圓弧上滑的最大高度。
答：子彈射入后的速度大小等于；
沿的圓弧軌道上滑的最大高度等于。
15.【解析】滑塊恰好到軌道的最高點，則有
滑塊從半圓軌道最低點到達最高點過程中機械能守恒，由機械能守恒定律得：

炸藥爆炸過程中，炸藥爆炸系統動量守恒，選取向右為正方向，由動量守恒定律得：
代入數據解得：
最終與小車共速，與小車系統動量守恒，能量也守恒，則得：
，
由能量守恒定律得：，
代入數據解得：
當彈簧再次恢復原長時，小車速度最大，則
。
，
解得
答：
炸藥爆炸后滑塊的速度大小是。
小車左側粗糙部分的長度是。
小車的最大速度是。
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