2023-2024學年高一第二學期期末考試物理試題一、單選題（每題4分，共28分）1.如圖所示，物體以恒定的速率沿圓弧AB做曲線運動，下列對它的運動分析正確的是（）A.因為它的速率恒定不變，故做勻速運動B.該物體受的合外力一定不等于零C.該物體受的合外力一定等于零D.它的加速度方向與速度方向有可能在同一直線上【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．物體以恒定的速率沿圓弧AB做曲線運動，物體運動的軌跡為曲線，曲線運動的速度方向時刻改變，不是勻速運動，故A錯誤；BC．既然是曲線運動，它的速度的方向必定是改變的，所以曲線運動一定是變速運動，受到的合外力一定不等于0，故B正確，C錯誤；D．所有做曲線運動的物體，所受的合外力一定與瞬時速度方向不在一條直線上，或加速度方向與瞬時速度方向不在一條直線上，故D錯誤。故選B。2.均勻直桿上連著兩個小球A、B，不計一切摩擦.當桿滑到如圖位置時，B球水平速度為vB，桿與豎直夾角為α，則此時A球速度大小是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】速度的合成與分解可知，將兩球的速度分解，如圖所示則有：而，那么兩小球實際速度之比．故選D．3.小明家建造坯房時窗戶開口豎直高度H=2.25m，已知墻壁的厚度d=0.35m。小明在離墻壁距離L=1.4m，距窗子上沿高h=0.2m處的P點，將可視為質點的小物體以速度v垂直于墻壁水平拋出，小物體直接穿過窗口并落在水平地面上，取g=10m/s2，則v的取值范圍約為（）A.v>2m/s B.v>2.5m/sC.2m/s<v<7m/s D.2.5m/s<v<7m/s【答案】D【解析】【詳解】小物體做平拋運動，恰好擦著窗子上沿右側穿過時最大。此時有，代入解得，恰好擦著窗口下沿左側時速度最小，則有，解得，故的取值范圍是故選D。4.一豎直倒立的圓錐筒，筒側壁傾斜角度α不變．一小球在的內壁做勻速圓周運動，球與筒內壁的摩擦可忽略，小球距離地面的高度為H，則下列說法中正確的是（）A.H越小，小球對側壁的壓力越大B.H越大，小球做圓周運動的線速度越大C.H越小，小球做圓周運動的向心力越小D.H越大，小球做圓周運動的周期越小【答案】B【解析】【詳解】A．對小球受力分析：豎直方向上合力0：解得：，可知側壁對小球的支持力不變，根據牛頓第三定律可知小球對側壁的壓力不變，A錯誤；B．根據牛頓第二定律：變形得：越大，越大，根據方程可知小球線速度越大，動能越大，B正確；C．小球所受向心力恒為不變，C錯誤；D．根據牛頓第二定律：解得：，越大，越大，根據方程可知周期越大，D錯誤。故選B。5.若已知衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r，線速度大小為v，地球半徑為R，引力常量為G，則地球的平均密度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據萬有引力提供向心力根據其中體積為聯立解得故選A。6.下列關于功、動能的說法，正確的是（）A.合外力的功為零，合外力一定為零B.合外力為零，合外力的功一定為零C.物體做變速運動，動能一定變化D.物體動能不變時，合外力必定為零【答案】B【解析】【詳解】A．合外力的功為零，可能是合外力為零，也可能是位移為零，還可能是力和位移垂直，故A錯誤；B．合外力為零，合外力的功一定為零，故B正確；C．物體做變速運動，可能是速度方向發生變化，大小不變，動能不一定變化，故C錯誤；D．物體動能不變時，合外力不做功，合外力不一定為零，故D錯誤。故選B。7.如圖所示，一傾斜的勻質圓盤垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度ω轉動，盤面上離轉軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止，物體與盤面間的動摩擦因數為．設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），盤面與水平面間的夾角為30°，g取10m/s2．則ω的最大值是()A.rad/s B.rad/s C.1.0rad/s D.0.5rad/s【答案】C【解析】【詳解】試題分析：隨著角速度的增大，小物體最先相對于圓盤發生相對滑動的位置為轉到最低點時，此時對小物體有，解得，此即為小物體在最低位置發生相對滑動的臨界角速度，故選C．二、多選題（每題6分共18分，有錯不得分，不全得一半分數）8.如圖所示，在風洞實驗室中，從A點以水平速度v0向左拋出一個質量為m的小球，小球拋出后所受空氣作用力沿水平方向，其大小為F，經過一段時間小球運動到A點正下方的B點處，重力加速度為g，在此過程中以下說法正確的是（）A.A到B所用時間是 B.小球的最大速率為C.小球離線的最遠距離為 D.A、B兩點間的距離【答案】CD【解析】【分析】將小球的運動沿水平方向向左先減速，然后向右加速回到虛線位置；豎直方向做自由落體運動；結合牛頓第二定律以及運動公式求解。【詳解】A．將小球的運動沿水平方向向左先減速，然后向右加速回到虛線位置；豎直方向做自由落體運動；水平方向聯立解得故A錯誤；C．根據解得故C正確；B．小球到達B點時水平速度為v0，為最大；豎直速度也為最大，則此時的速度最大，最大速率大于v0，故B錯誤；D．A、B兩點間的距離故D正確。故選CD。9.如圖甲所示，在光滑水平面上的兩個小球A、B發生正碰，小球的質量分別為m1和m2圖乙為它們碰撞前后的x-t圖像。已知m1=0.1kg，由此可以判斷（）A.碰前B靜止，A向右運動 B.碰后A和B都向右運動C.由動量守恒可以算出m2=0.3kg D.碰撞過程中系統損失了0.4J的機械能【答案】AC【解析】【詳解】AB．碰前m2的位移不隨時間而變化，處于靜止狀態，m1的速度大小為方向只有向右才能與m2相撞，故題圖乙中向右為正方向，由題圖乙可求出碰后m2和m1的速度分別為，碰后m2的速度方向為正方向，說明m2向右運動，而m1的速度方向為負方向，說明m1向左運動，故A正確，B錯誤；C．根據動量守恒定律得m1v1＝m1v1′＋m2v2′代入解得m2＝0.3kg故C正確；D．碰撞過程中系統損失的機械能為故D錯誤。故選AC。10.質量為m，速度為v的A球與質量為3m的靜止B球發生正碰，碰撞后B球速度大小可能是（）A0.2v B.0.25v C.0.4v D.0.5v【答案】BCD【解析】【詳解】A．設A球的初速度方向為正方向，若vB=0.2v，由動量守恒得mv=mvA+3m?0.2v解得vA=0.4v碰后A的速度同向不可能大于B的速度，故A錯誤；B．設A球的初速度方向為正方向，若vB=0.25v，由動量守恒得mv=mvA+3m?0.25v解得vA=0.25v碰撞前系統的總動能為，碰撞后系統的總動能為不違反能量守恒定律，所以可能，故B正確；C．設A球的初速度方向為正方向，若vB=0.4v，由動量守恒得mv=mvA+3m?0.4v解得：vA=-0.2v，碰撞前系統的總動能為，碰撞后系統的總動能為不違反能量守恒定律，所以可能，故C正確；D．設A球的初速度方向為正方向，若vB=0.5v，由動量守恒得mv=mvA+3m?0.5v解得vA=－0.5v碰撞前系統的總動能為，碰撞后系統的總動能為不違反能量守恒定律，所以可能，故D正確。故選BCD。三、實驗題。（每空3分，共18分）11.某同學用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條，將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取作為鋼球經過A點時的速度，記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小與動能變化大小，就能驗證機械能是否守恒。（1）用計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到_________之間的豎直距離。A.鋼球在A點時的頂端 B.鋼球在A點時的球心 C.鋼球在A點時的底端（2）用計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度示數如圖所示，某次測量中，計時器的示數為0.0100s，則鋼球的速度為v=_________m/s。（3）下表為該同學的實驗結果：他發現表中的與之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點？請說明理由_________。4.8929.78614.6919.5929.385.0410.115.120.029.8【答案】（1）B（2）1.50（3）不同意，理由見解析【解析】【小問1詳解】小球不能視為質點，故應計算小球重心下落的高度，鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到鋼球在A點時的球心之間的豎直距離。故選B。【小問2詳解】根據示意圖讀數1.50cm，注意估讀到毫米下一位。鋼球的速度為【小問3詳解】如果是空氣阻力造成的，會導致略大于，所以不同意他的觀點。12.如圖所示，斜槽末端水平，小球m1從斜槽某一高度由靜止滾下，落到水平面上的P點。今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽同一高度滾下，并與球m2正碰后使兩球落地，球m1和m2的落地點分別是M、N。已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點。則：（1）兩小球質量的關系應滿足_________。A.m1=m2 B.m1>m2 C.m1<m2（2）實驗必須滿足的條件_________。A.軌道末端的切線必須是水平的B.入射球m1每次必須從同一高度滾下C.斜槽軌道必須光滑D.入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度（3）實驗中必須測量的是_________。A.兩小球的質量m1和m2 B.兩小球的半徑r1和r2C.桌面離地的高度H D.小球起始高度E.從兩球相碰到兩球落地的時間 F.小球m1單獨飛出的水平距離G.兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離【答案】（1）B（2）ABD（3）AFG【解析】【小問1詳解】設入射小球與被碰小球碰撞前瞬間的速度為v1，碰后瞬間二者的速度分別為v1′和v2′，根據動量守恒定律和機械能守恒定律分別得

①

②聯立①②解得

③由③式可知為了使入射小球碰后不反彈，即，應使，故選B。【小問2詳解】A．為了使小球離開軌道末端后都能做平拋運動，軌道末端的切線必須是水平的，故A正確；BC．實驗中無論入射球m1是單獨拋出還是與m2碰撞后拋出，都要求入射球m1每次到達末端時的速度相同，所以入射球m1每次必須從同一高度滾下，而斜槽軌道是否光滑對上述要求無影響，故B正確，C錯誤；D．為使兩球發生對心碰撞，入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度，故D正確。故選ABD。【小問3詳解】設小球m1單獨飛出的水平距離為，兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離分別為、，由于兩小球做平拋運動的高度相同，所以平拋運動時間相同，均設為t，則

④

⑤

⑥聯立①④⑤⑥可得

⑦則⑦式就是實驗最后要驗證的表達式，所以實驗中必須測量的是兩小球的質量m1和m2，小球m1單獨飛出的水平距離，兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離。故選AFG。四、計算題（共3題，共36分。寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫最后答案的不能得分。）13.A、B兩物體在光滑水平地面上沿同一直線相向而行，A的質量4kg，速度大小10m/s，B的質量2kg，速度大小6m/s。（1）A、B發生完全非彈性碰撞，求碰后的速度；（2）A、B發生彈性碰撞，求碰后A、B的速度。【答案】（1），方向與A物體原方向相同；（2），方向與A物體原方向相反；，方向與A物體原方向相同【解析】【詳解】（1）以A物體速度方向為正，根據動量守恒解得方向與A物體原方向相同。（2）以A物體速度方向為正，設碰后A、B的速度分別為和，根據動量守恒根據機械能守恒解得負號表現方向與初速度相反，大小為；方向與A物體原方向相同。14.如圖所示，質量為m的物體（可視為質點）以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度大小為g，此物體在斜面上上升的最大高度為h。求上滑過程中。（1）克服重力的功；（2）克服摩擦力的功；（3）動能減少量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）克服重力的功（2）根據牛頓第二定律解得克服摩擦力的功（3）根據功能關系15.如圖所示，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平臺面上，一個質量m=1.5kg的物塊（視為質點）壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存的彈性勢能Ep=3J。現打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑豎直的圓弧軌道BC。已知B點距水平地面的高h2=0.6m，圓弧軌道BC的圓心O，C點的切線水平，并與水平地面上長為L=2.8m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動并與右邊的豎直墻壁會發生碰撞，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力忽略不計。試求：（1）物塊運動到B的瞬時速度vB大小及與水平方向夾角；（2）物塊在圓弧軌道BC上滑到C時對軌道壓力NC大小；（3）若物塊與墻壁碰撞后速度反向、大小變為碰前一半，且只會發生一次碰撞，那么物塊與軌道CD之間的動摩擦因數μ應該滿足怎樣的條件。【答案】（1），；（2）；（3）0.056≤μ＜0.5【解析】【詳解】（1）解除鎖扣，物塊獲得動能解得物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，機械能守恒解得根據平拋運動規律有（2）