2023-2024学年河南省南阳市高一（下）期末质量评估物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年河南省南阳市高一（下）期末质量评估物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统( )
A. 动量增大B. 机械能不变
C. 所受合外力的冲量为零D. 所受推力做功为零
2.地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年。如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为ℎ，当感知到地震时，质量为m的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为( )
A. m 2gℎt+mg B. m 2gℎt
C. m gℎt D. m 2gℎt−mg
3.潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。多年后，下列说法正确的是( )
A. 地球与月球之间的万有引力不变B. 地球的同步卫星距离地面的高度会增大
C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大D. 地球赤道表面的重力加速度会减小
4.如图所示，汽车保持速率不变通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面(a、d在同一水平面)，bc段距离坡度高度为ℎ，假设从a到d过程汽车所受的地面阻力不变，bc=2ab=2cd。下列关于汽车的功率P随时间t的变化规律最符合事实的是( )
A. B. C. D.
5.一名连同装备总质量为M的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x处与飞船处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v(以飞船为参考系)喷出气体从而使航天员相对于飞船运动。如果航天员一次性向远离飞船方向喷出质量为Δm的气体，使航天员在时间t内匀速返回飞船。下列说法正确的是( )
A. 喷出气体的质量Δm等于Mxvt
B. 若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于t
C. 若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于t
D. 在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒
6.风洞实验室是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。如图所示，为测试在风洞实验室中小球(可视为质点)在光滑装置内运动特点的剖面图，风洞能对小球提供水平方向恒定的风力，当把小球放在装置内A点时恰好能保持静止，A点与圆心的连线与竖直方向夹角α=45∘。现给小球一垂直于半径方向的初速度，使其在竖直平面内绕圆心O刚好能做完整的圆周运动，已知小球质量为m，装置半径为R，重力加速度为g，取A点重力势能为0。则下列说法正确的是( )
A. 小球对轨道的最大压力为6 2+1mg
B. 小球运动过程中，最小的动能为12mgR
C. 小球运动过程中，最小的机械能为 22mgR
D. 小球运动过程中，最大的机械能为2 2+1mgR
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.2024年5月3日17时27分，嫦娥六号在海南省文昌市的中国文昌航天发射场成功点火发射，嫦娥六号抵达绕月轨道后实施近月制动，为下一步月面软着陆做准备。如图所示，首先进入月圆轨道Ⅰ，其次进入椭圆着陆轨道Ⅱ，B为近月点，A为远月点。关于嫦娥六号卫星。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在B点的加速度
B. 卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于超重状态
C. 卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，机械能增大
D. 卫星在轨道Ⅰ经过A点时的动能小于在轨道Ⅱ经过B点时的动能
8.如图所示，长为L的轻绳拴一质量为m的小球P在竖直平面内摆动，小球P摆动到最高点时，轻绳与竖直方向的夹角α=37°；另一长也为L的轻绳拴着同样的小球Q在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角β=37°。已知sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，重力加速度为g，P、Q两球均可视为质点。下列说法正确的是
A. 小球Q受轻绳的拉力大小为53mg
B. 小球P运动到最高点时，受轻绳的拉力大小为45mg
C. 若ω不变，增大小球Q的质量，轻绳与竖直方向的夹角β变小
D. 若α不变，增大小球P的质量，运动到最低点时轻绳拉力变大
9.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，重力加速度为g，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 运动过程中A，B的速率之比为1∶2B. A，B两重物重力势能之和不变
C. 当A的位移为ℎ时，A的速率为 2gℎ5D. 当A的位移为ℎ时，B的速率为 2gℎ5
10.如图甲所示，足够长的水平传送带以恒定速率v=2m/s逆时针转动，一质量为m=1kg的小物块从传送带的左端以向右的速度v0滑上传送带。小物块在传送带上运动时，小物块的动能Ek与小物块的位移x关系图像如图乙所示，图中x0=2m。已知传送带与小物块之间动摩擦因数不变，重力加速度g=10m/s2。则( )
A. 整个过程中物块与传送带间产生的热量为18J
B. 从小物块开始滑动到与传送带达到共同速度所需时间为2s
C. 小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.1
D. 由于小物块的出现导致传送带电动机多消耗的电能为12J
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。

(1)要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是___________。
(2)为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做___________运动。
(3)测得滑块B的质量为197.8g，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为___________kg⋅m⋅s−1(保留2位有效数字)，滑块A碰后的图线为___________(选填“②”“③”“④”)。
12.某小组同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______。
A.该实验应先释放重物再打开打点计时器
B.该实验重物质量m1和m2的大小没有要求
C.该实验可以用公式v2=2gℎ计算某点的速度
D.该实验应选用密度大．体积小的重物
(2)实验时该小组同学让重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作得到了一条完整的纸带，0为打的第一个点，相邻两个点之间有4个点未画出，测出点3、4、5到起始点0的距离，如图乙所示。已知m1=40g，m2=100g，则可知打下点4时，重物的速度v4=_____m/s。在打下0点到打下计数点4的过程中系统重力势能的减少量ΔEp=_____J。(当地的重力加速度g取9.8m/s2，计算结果均保留3位有效数字)
(3)该小组另外一名同学用另外的数据处理方法验证机械能守恒，他在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点0的距离ℎ，计算对应计数点的重物速度v，作出v2−ℎ图像，若图像是一条过原点的直线，且斜率为_____.(用m1、m2、g表示)，也可以验证重物下落过程中机械能守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.已知火星半径为地球半径的12、质量为地球质量的110。如图所示，在火星表面竖直固定一内壁光滑的弹射器AB，长度l=60m，弹射器与四分之一光滑圆弧轨道BC相切，圆弧轨道半径R=2.0m。弹射器内有一轻质弹簧，质量为m=2.0kg的小球向下压缩弹簧并被锁定，锁定位置距离管道底部高度为ℎ=5.0m，此时弹簧的弹性势能Ep=40J。现解除锁定，小球被弹出后进入圆弧轨道。已知小球可看做质点，弹射器粗细可忽略不计，地球表面重力加速度大小为g=10m/s2，求：
(1)火星表面重力加速度的大小；
(2)小球运动到轨道最高点C时对轨道的压力大小；
(3)小球落地点距弹射器底端的水平距离。
14.如图甲所示，光滑曲面固定在竖直面内，曲面下端与水平面相切于O点，质量为3kg的物块A放在O点，质量为1kg的物块B放在曲线的最高点由静止下滑5m的高度与A沿水平方向发生弹性碰撞，碰撞后A、B先后自O点向右滑动过程中，A、B与水平面间的动摩擦因数μ随各自滑行距离x的关系分别如图乙所示中的图线a、b，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)物块B滑到曲面底端与A碰撞前的速度大小；
(2)B与A在O点碰撞后一瞬间，A、B的速度大小；
(3)B、A最终停下时相距的距离。
15.如图所示，A、B、C三个物块放在水平面上，A、B用轻弹簧连接，A紧靠竖直固定挡板，B的质量为1kg，C的质量为3kg，将B压缩弹簧后由静止释放，当弹簧恢复原长时，B和C发生弹性正碰。已知C左侧水平面光滑，右侧水平面粗糙，物块C与水平面粗糙部分的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g=10m/s2，物块B、C碰撞后，C在水平面上滑行的距离为3.6m。
(1)求B与C碰撞后瞬间，物块C的速度大小；
(2)若A的质量为3kg，在B与C碰撞的瞬间撤去挡板，求此后弹簧具有的最大弹性势能；
(3)若A的质量为3kg，在B与C碰撞的瞬间撤上挡板，求物块B的速度大小为3m/s时弹簧具有的弹性势能。
参考答案
1.C
2.A
3.B
4.B
5.C
6.D
7.AD
8.BD
9.AC
10.AD
11.(1)天平；(2)匀速直线；(3)−0.011，③
12.(1)D
(2)2.40；0.412；
(3)2m2−m1gm1+m2
13.(1)在地球表面
GMmR2=mg
在火星表面
GM火mR火2=mg火
解得
g火=4m/s2
(2)小球从解除锁定运动到C点，由机械能守恒定律
EP=mg火l−ℎ+R+12mv C2
在C点对小球受力分析，由牛顿第二定律
FN+mg火=mv C2R
联立解得
FN=8N
根据牛顿第三定律，小球运动到C点时对轨道的压力大小为8N。
(3)小球从C点飞出后做平抛运动
R+l=12g火t2
x=vct
小球落地点距竖直管道底端的水平距离
L=x+R
解得
L=10m

14.(1)设B与A碰撞前一瞬间的速度大小为 v0 ，根据机械能守恒有
mgℎ=12mv02
解得
v0= 2gℎ=10m/s
(2)设碰撞后一瞬间，A的速度大小为 v1 ，B的速度大小为 v2 ，根据动量守恒有
mv0=−mv2+Mv1
根据能量守恒
12mv02=12mv22+12Mv12
解得
v1=v2=5m/s
(3)设A沿水平面滑行的距离为 x1 ，根据动能定理
−12×0.2510x1Mgx1=0−12Mv12
解得
x1=10m
设B沿水平面滑行的距离为 x2 ，根据动能定理
−12×0.3610x2mgx2=0−12mv22
解得
x2=506m
则两物块停下时相距的距离为
Δx=x1−x2=53m

15.(1)设B、C碰撞后一瞬间，C的速度大小为 v2 ，根据动能定理
−μ×mCgL=0−12mCv22
解得
v2=6m/s
(2)设碰撞前一瞬间，B的速度大小为 v0 ，碰撞后一瞬间，B的速度大小为 v1 ，根据动量守恒可得
mBv0=mBv1+mCv2
根据能量守恒可得
12mBv02=12mBv12+12mCv22
解得
v1=−6m/s
撤去挡板后，弹簧弹性势能最大时A、B速度相同；对A、B，从撤去挡板到两物体共速，由动量守恒得
mBv1=mA+mBv
由能量守恒得
12mBv12=12mA+mBv2+EP
解得弹簧最大弹性势能
EP=13.5J
(3)撤去挡板后，当B的速度大小为 v3=3m/s 时，设A的速度大小为 v4 ，若此时B的速度向左，根据动量守恒
mBv1=mBv3+mAv4
解得
v4=1m/s
此时弹簧具有的弹性势能
Ep=12mBv12−12mBv32−12mAv42=12J
若此时B的速度向右，根据动量守恒
mBv1=−mBv3+mAv4
解得
v4=3m/s
此时弹簧具有的弹性势能
Ep=12mBv12−mBv32−mAv42=0