資源簡介

河北省2024-2025學年高一（下）期末聯考物理試卷（6月）
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.在物理學史上，開普勒和牛頓為天體運動的研究奠定了重要基礎。下列關于他們貢獻的描述中正確的是( )
A. 牛頓通過分析第谷的觀測數據，總結出行星繞太陽運動的軌道是橢圓
B. 開普勒提出行星與太陽間的引力大小與二者距離的平方成反比
C. 牛頓的萬有引力定律表明，行星軌道半長軸的立方與公轉周期的平方成正比
D. 開普勒發現行星繞太陽運動的軌道是橢圓，而牛頓通過引力定律解釋了這一現象的原因
2.如圖所示，衛星在赤道上空繞地球做勻速圓周運動，角速度為，對地張角。地球視為質量分布均勻的球體的半徑為，引力常量為，球的體積公式為，其中為球的半徑。萬有引力常量為，下列說法正確的是( )
A. 衛星的線速度 B. 根據題目數據可求出衛星的質量
C. 地球的質量為 D. 地球的密度為
3.如圖所示，光滑水平面上靜置一質量為的木塊，由一輕彈簧連在墻上，有一質量為的子彈以速度水平射入木塊并留在其中，彈簧被壓縮到最短的過程中彈簧始終在彈性限度內，墻對彈簧的沖量大小為( )
A. B. C. D.
4.近年來，高空拋物現象時有發生，危害巨大，如一枚的雞蛋從樓拋下，能砸破人的頭骨。若將一質量為的乒乓球從足夠高的窗口由靜止釋放，下落過程中，乒乓球所受空氣阻力與下落的速度成正比關系為常數，已知乒乓球可看做質點，且在落地前已達到勻速，則乒乓球下落過程中其所受合外力做功的功率隨速率變化的圖像正確的是( )
A. B.
C. D.
5.如圖甲所示，長木板靜止在光滑水平地面上，質量為的滑塊以水平初速度由木板左端恰能滑至木板的右端與木板相對靜止。若將木板分成長度相等的兩段如圖乙，該滑塊仍以從木板左端開始滑動，已知滑塊運動過程中所受摩擦力不變。則下列分析正確的是( )
A. 滑塊與木板組成的系統動量守恒、機械能守恒
B. 滑塊滑到木板的右端前就與木板保持相對靜止
C. 兩過程滑塊的速度變化相同
D. 兩過程摩擦力對滑塊做的功相同
6.如圖所示，探測衛星在某星球的赤道平面內繞該星球轉動，其軌道可視為圓，繞行方向與該星球自轉方向相反，衛星通過發射激光與星球赤道上一固定的觀測站通信，已知該星球半徑為、自轉周期為，衛星軌道半徑為、周期為。下列說法正確的是( )
A. 探測衛星的向心加速度為 B. 該星球的“同步”衛星線速度為
C. 每衛星經過正上方一次 D. 該星球赤道上的重力加速度大小為
7.如圖所示，光滑的水平面內建立坐標，質量為的小球以某一速度從點出發后，受到一平行于軸方向的恒力作用，恰好通過點，已知小球通過點的速度大小為，方向沿軸正方向，且連線與軸的夾角為，則( )
A. 恒力的方向可能沿軸正方向
B. 小球在這一過程中機械能的增加量為
C. 小球在這一過程中的動量變化量大小為
D. 小球從點出發時的速度大小為
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.某質量分布均勻的星球質量為，半徑為。衛星繞其做半徑為的勻速圓周運動，某時刻衛星通過噴氣變軌至虛線所示的橢圓軌道，近地點到星球中心的距離為，引力常量為。下列說法正確的是( )
A. 衛星在圓軌道上運行時的速度為
B. 衛星在橢圓軌道近地點和遠地點的速率之比為
C. 衛星在橢圓軌道上運行的周期與圓軌道上的周期相同
D. 衛星在點要減速才能變軌到橢圓軌道
9.一質量為的小球從地面豎直上拋，在運動過程中小球受到的空氣阻力與速率成正比。它從拋出到落地過程中動量隨時間變化的圖像如圖所示。已知重力加速度為，則下列說法正確的是( )
A. 小球到時刻受到的空氣阻力為 B. 小球在運動過程中阻力最大為
C. 小球從拋出到落地重力的沖量大小為 D. 小球從拋出到落地阻力的沖量為
10.購物狂歡節后，快遞物流就迎來了高峰期，由于包裹數量龐大，傳送帶在分揀的時候就代替了大量的勞動力。如圖甲所示，傾斜傳送帶與水平方向間的夾角為，在電動機的帶動下順時針勻速轉動。現將一質量的貨物無初速地放在傳送帶底端的點，貨物從到的運動過程中機械能隨高度變化的圖像如圖乙所示，設點所在平面為零勢能面。可認為貨物與傳送帶間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度，不計空氣阻力，下列說法正確的是( )
A. 傳送帶勻速轉動的速度
B. 貨物與傳送帶間動摩擦因數
C. 貨物與傳送帶間的摩擦生熱
D. 貨物從到，電動機多做的功
三、實驗題：本大題共2小題，共16分。
11.小明用氣墊導軌驗證兩個滑塊碰撞過程中動量守恒，實驗裝置如圖甲所示，滑塊的質量為，滑塊的質量為，上方均安裝有一個寬為的遮光片。滑塊每次以相同的速度向靜止的滑塊運動，碰撞后粘為一體通過光電門，計時器記錄遮光片經過光電門的時間，通過改變上砝碼的質量進行多次實驗。
碰撞后滑塊的速度為_______用題中相關字母表示。
若碰撞過程動量守恒，根據所測數據，小明作出的圖像，若圖像的斜率為、縱截距為，則滑塊的質量為_______。用字母、表示
若在其他條件不變的情況下，小強同學所用滑塊的質量為，進行上述實驗，則他最終得到的圖線可能是如圖乙中的_______；若在其他條件不變的情況下，小華同學使滑塊以小于速度，進行上述實驗，則他最終得到的圖線可能是如圖乙中的_______。圖中為小明實驗得到的圖線，圖線平行
12.某實驗小組利用如圖所示裝置研究系統機械能守恒定律。裝置中固定有兩個光滑的定滑輪，含擋光片的重物和重物通過一根繞過定滑輪的輕繩相連，重物右側鐵架臺上固定有一光電門，光電門水平放置，與重物間高度差為，重力加速度為，擋光片的寬度為。
重物、間的輕繩伸直后，將重物由靜止釋放，重物向下運動，測得擋光片的擋光時間為，則重物通過光電門時的速度_______；
在誤差允許的范圍內，如果滿足_______用、、、、、表示關系，說明、系統機械能守恒；
關于實驗過程及操作，以下說法正確的是________；
A.重物的質量必須遠大于重物的質量
B.實驗中重物的初始位置與光電門間的高度應適當大一些
C.重物應盡量選用質量大、密度大的金屬
D.實驗發現重物重力勢能的減少量通常略大于動能的增加量，這個誤差屬于偶然誤差
改變重物到光電門的下落高度，以為橫軸，以_______選填“”或者“”為縱軸，若圖像為一條過原點的直線，也可說明、系統機械能守恒。
四、計算題：本大題共3小題，共38分。
13.如圖所示，質量為的物體置于光滑水平臺面上，質量為的物體穿在光滑豎直桿上，桿與平臺有一定的距離，、兩物體通過不可伸長的輕繩跨過臺面邊緣的光滑小定滑輪相連。初始時刻使、等高，輕繩恰好拉直且與臺面平行。現由靜止釋放兩物體，當物體下落時，的速度為。已知，，求：
輕繩對的沖量大小；
定滑輪到豎直桿的水平距離保留三位有效數字。
14.如圖所示，水平傳送帶以的速度順時針勻速轉動，傳送帶左右兩端的距離為。傳送帶右端的正上方有一懸點，用長為、不可伸長的輕繩懸掛一質量為的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在點右側的點固定一釘子，點與點等高。將質量為的小物塊無初速輕放在傳送帶左端，小物塊運動到右端與小球正碰，碰撞時間極短，碰后小物塊與小球粘在一起。小物塊與小球碰后繞點做圓周運動，當輕繩被釘子擋住后，小物塊與小球繼續繞點向上運動。已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數為，重力加速度大小。
求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小；
若點到點的距離為，求小物塊與小球運動到點正上方時，輕繩對小物塊與小球的拉力大小。
15.如圖所示，長木板靜止在光滑的水平面上，時刻，給長木板施加水平向右的外力的同時，小物塊以向右的初速度滑上長木板的左端已知小物塊的質量，長木板的質量，、間的動摩擦因數，小物塊可看做質點，重力加速度。已知：時，、間的摩擦生熱均為；時，、間的摩擦生熱為。求：
長木板的長度；
的初速度的大小；
時，、間的摩擦生熱的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.開普勒分析第谷的觀測數據并提出行星軌道為橢圓，牛頓未直接參與此結論，故A錯誤；
B.引力平方反比關系由牛頓提出，開普勒未涉及引力定量公式，故B錯誤；
C.軌道半長軸立方與周期平方成正比是開普勒第三定律，牛頓用萬有引力定律解釋了該關系，但定律本身由開普勒提出，故C錯誤；
D.開普勒發現行星軌道為橢圓第一定律，牛頓通過萬有引力定律解釋了其成因，故D正確。
故選D，
2.【答案】
【解析】A.設衛星的軌道半徑為，由幾何關系可得 ，解得
衛星的線速度 ，故A錯誤；
B.由 得被約去了，故無法求衛星的質量，故B錯誤；
C.設地球的質量為，由 得 ，故C正確；
D.地球的密度為 ，故D錯誤。
故選C。
3.【答案】
【解析】由于子彈射入木塊的時間極短，系統的動量守恒，取向右為正方向，根據動量守恒定律得
解得
從彈簧被壓縮到彈簧被壓縮最短的過程中，對木塊含子彈根據動量定理得 規定向左的方向為正方向
解得
故選D。
4.【答案】
【解析】乒乓球在下落的過程中合力
做功的功率
所以功率與速率是二次函數的關系，且速度最大時，其合力為，功率為，選項符合題意。
故選A。
5.【答案】
【解析】A.由于物塊和木板之間有摩擦力，所以滑塊與木板組成的系統動量守恒、機械能減少，故A錯誤；
B.滑塊第一次在木板上運動過程中，滑塊與木板之間的摩擦力使整個木板一直加速；滑塊第二次在木板上運動過程滑塊先使整個木板加速，運動到第二部分上后第一部分停止加速，只有第二部分加速，加速度大于第一次的對應過程，所以第二次滑塊與第二部分木板將更早達到速度相等，所以滑塊還沒有運動到第二部分的右端，就共速了，故B正確；
C.由上分析可知，第二次滑塊與木板作用時間較短，而滑塊與木板之間的摩擦力保持不變，滑塊的加速度不變，根據可知第二次速度變化量小，故C錯誤；
D.第二次滑塊沒有到達木板右端之前，滑塊與木板速度相等，相對木板靜止，第二次滑塊相對木板滑行的距離小于第一次滑塊相對木板滑行的距離，兩過程摩擦力對滑塊做的功等于系統產生的熱量 ，由于相同而 ，則 ，故D錯誤。
故選B。
6.【答案】
【解析】A.探測衛星的向心加速度為
故A錯誤；
B.由開普勒第三定律有
解得同步衛星軌道半徑
該星球的“同步”衛星線速度為
故B錯誤；
C.衛星經過正上方一次滿足
解得
故C錯誤；
D.對探測衛星有
在星球赤道上有
聯立解得
故D正確。
故選D 。
7.【答案】
【解析】A.小球受到恒力作用做勻變速曲線運動，利用逆向思維法，小球做類平拋運動。由此可判斷恒力方向一定沿軸負方向，故A錯誤；
B.由幾何關系可得
所以小球經過坐標原點時，沿軸方向的分速度為
沿軸方向的速度仍為，小球從點出發時的動能為
恒力在這一過程中所做的功為
小球在這一過程中機械能的減少量為 ，故B錯誤；
C.恒力在這一過程中的沖量大小
根據動量定理可知小球在這一過程中的動量變化量大小為 ，故C正確；
D.以上可知小球從點出發時的動能為
可知小球從點出發時的速度大小為 ，故D錯誤。
故選C。
8.【答案】
【解析】A.飛船在圓軌道上運行時，根據萬有引力提供向心力
解得衛星在圓軌道上運行時的速度為 ，故A錯誤；
B.衛星在橢圓軌道運動時，設遠“地”點和近“地”點的速度分別為、，根據開普勒第二定律
可得衛星在橢圓軌道近地點和遠地點的速率之比為，故B正確；
C.衛星在橢圓軌道運動時，根據幾何關系可知其半長軸為
根據開普勒第三定律
所以圓軌道的周期大，故C錯誤；
D.根據衛星變軌原理可知，衛星在點要減速才能變軌到橢圓軌道，故D正確。
故選BD。
9.【答案】
【解析】A.小球 到 時刻動量不變且不為，可知小球勻速運動，故阻力不為，故A錯誤；
B.對小球，時刻有
小球 到 時刻，小球合力為，有
聯立解得
小球在運動過程中阻力最大時動量最大，故最大阻力
故B正確；
C.設從地面拋出到最高點的時間為 ，上升的高度為，設最高點到落地的時間為 ，從地面拋出到最高點由動量定理得
整理得
同理下降階段有
整理得
聯立可得小球從拋出到落地的總時間為
故重力沖量大小
故C錯誤；
D.以上分析可知上升過程、下降過程阻力沖量大小均為，但方向相反，故小球從拋出到落地阻力的沖量為，故D正確。
故選BD。
10.【答案】
【解析】A.由圖可知時，貨物與傳送帶共速，且
解得傳送帶速度，故A正確；
B.機械能的變化量對應的是除重力以外的其他力做功，即共速前
則第一段的斜率
解得 ，故B正確；
C.第一段貨物的加速度
貨物和傳送帶達到共速的時間
傳送帶的位移
貨物沿斜面的位移
則摩擦生熱
共速后貨物與傳送帶一起勻速，無摩擦生熱，故C錯誤；
D.貨物從到，電動機多做的功 ，故D正確。
故選ABD。
11.【答案】


【解析】由于通過光電門時間很短，所以碰撞后滑塊的速度大小為
根據動量守恒
則有 ，
解得
由上分析可知，改變的質量，不會改變圖像的斜率，的初速度不變，所以圖線仍不變，故圖線可能是如圖乙中的；
由上分析可知，使滑塊以小于速度進行上述實驗，則斜率變大，截距也變大，故圖線可能是如圖乙中的。
12.【答案】


13.【答案】解：根據題意可知，物體下降的過程中，物體、組成的系統機械能守恒
解得
輕繩對的沖量大小
把物體的速度分解，如圖所示
由幾何關系知
解得
定滑輪到豎直桿的水平距離
14.【答案】解：根據題意，小物塊在傳送帶上，由牛頓第二定律有
解得
由運動學公式可得，小物塊與傳送帶共速時運動的距離為
即共速前小物塊與小球發生碰撞，則根據
撞前瞬間小物塊的速度大小
小物塊與小球發生完全非彈性碰撞，根據動量守恒有
解得碰后速度
從小物塊與小球碰后到運動到點正上方，根據動能定理
解得在點正上方時速度
在點正上方根據牛頓第二定律
解得
15.【答案】解：由 時，、間的摩擦生熱均為 ； 時，、間的摩擦生熱為 可知，當 時，物塊從長木板的右端滑出，則有
解得
當 時，物塊恰好到長木板的右端共速，對物塊有
對長木板有
根據運動學關系有 ，
聯立解得
時，共速前對長木板有
解得
共速時有
解得共速前用時
共速前相對位移
此后比快，從左側掉下，所以相對位移大小為
A、間的摩擦生熱的大小

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