2024-2025学年天津市南开中学高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年天津市南开中学高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共5小题，共25分。1.有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为27：1，则它们的轨道半径比为(

)A.3：1 B.27：1 C.9：1 D.1：92.一质量为1.0kg的物体，在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为1.5m，若其线速度大小为3.0mA.3.0N B.4.0N C.6.0N3.船的质量为M，人的质量为m，刚开始人站在静止的船上，当人以v0的速度开始行走时，以人行走的方向为正方向，不计一切阻力，船的速度为(

)A.mM+mv0 B.−m4.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则(

)

A.t1时刻小球动能最大

B.t2时刻小球动能最大

C.t2∼t5.如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是(

)A.摩擦力对轮胎做了负功 B.重力对轮胎做了正功

C.拉力对轮胎不做功 D.支持力对轮胎做了正功二、多选题：本大题共3小题，共15分。6.两个小球A，B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA=4kg，mB=2kg，A的速度vA=3mA.均为+1m/s B.+4m/s和−5m7.质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为45g，在物体下落h的过程中，则物体(

)A.重力做的功为mgh B.所受阻力做的功为15mgh

C.重力势能减少了48.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力E随时间t变化的关系如图所示，t=5s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，t=15s后可视为匀速行驶。若汽车的质量为A.汽车的最大功率为8×104W

B.汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为2m/s2

C.汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动

三、实验题：本大题共2小题，共12分。9.某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作：

A.取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较远处选择连续几个计数点(或计时点)

B.用天平称出重物和夹子的质量

C.计算出ghn和12vn2，看两者是否相等

D.固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器

E.先接通电源，后松开纸带，开始打点。并如此重复多次，以得到几条打点纸带

F.测出各点到10.如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。

A.小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______。(填选项前的符号)

A.用天平测量两个小球的质量m1、m2

B.测量小球m1开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON四、计算题：本大题共3小题，共30分。11.质量为0.15kg的小球从距地面为1m高处以3m/s的速度水平抛出，由于空气阻力作用，落地前瞬间其速度变为竖直向下的5m/s，然后小球与地面发生碰撞，碰撞后速度变为竖直向上的4m/s，小球与地面碰撞的时间为0.1s。重力加速度12.如图所示，质量为mA=0.2kg的物块A从半径为R=0.45m的四分之一圆形轨道的最高点C由静止滑下，滑至水平轨道上时，与静止在水平轨道上E点的质量为mB=0.1kg的物块B发生碰撞，并粘在一起。两物块粘在一起后，又共同沿水平轨道滑行x=2m后停下来。已知轨道CDE部分是光滑的，E点后的部分是不光滑的，D点是圆弧轨道的最低点。两物块均可被视为质点，重力加速度g取10m/13.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=1.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J.释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20.重力加速度取g=10m/s2.A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。

(答案和解析1.【答案】C

【解析】解：万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：GMmr2=m(2πT)2r，

解得：r=32.【答案】C

【解析】解：根据向心力计算公式有：F=mv2R

代入数据解得：F=6.0N

故ABD错误，C正确；

故选：3.【答案】D

【解析】解：船和人组成的系统水平方向外力为零，水平方向动量守恒，以人是初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有

0=mv0+Mv2

解得

v2=−mMv4.【答案】C

【解析】解：A、t1时刻小球小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，弹力先小于重力，小球做加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，动能达到最大，故A错误；

B、t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故B错误；

C、t2∼t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，动能先增大后减小，故C正确；

D、t2∼t3段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故5.【答案】A

【解析】解：A、由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180∘，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功。故A正确。

B、轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功。故B错误。

C、设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功。故C错误。

D、轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功。故D错误。

故选：A。

判断功的正负，可根据功的公式W=Flcosα，确定力与位移的夹角α的大小，根据6.【答案】AD

【解析】解：取碰撞前A的速度方向为正方向。碰撞前系统总动量为：p=mAvA+mBvB=[4×3+2×(−3)]kg⋅m/s=6kg⋅m/s，碰撞前总动能为：Ek=12mAvA2+12mBvB2=(12×7.【答案】AD

【解析】解：A、根据重力做功的公式可知，重力做功W=mgh，故A正确；

B、因物体的加速度为a=45g，由牛顿第二定律可知mg−Ff=ma，解得空气阻力Ff=15mg，阻力方向与运动方向相反，故阻力做功Wf=−15mgh，故B错误；

8.【答案】ABD

【解析】解：C、由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，加速度恒定，做匀加速直线运动：5s∼15s内受到的牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，15s以后牵引力不变，以最大速度做匀速直线运动，故C错误；

B、汽车的速度达到最大值后，以最大速度做匀速直线运动，牵引力等于阻力，所以阻力f=4×103N，前5s内汽车的牵引力F=8×103N，由牛顿第二定律有F−f=ma，解得匀加速阶段的加速度大小a=2m/s2，故B正确；

A、5s末汽车的速度v1=at1=2×5m/s=10m/s，在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率P=Fv1=8×103×10W=89.【答案】B

DEAFC

【解析】解：本实验是通过比较重物的重力势能减少量△Ep=mgh是否等于重物动能的增加量△Ek=12mv2来验证机械能守恒定律，左右两侧的重物和夹子的质量m可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故步骤B是不必要的；10.【答案】C

ADE

m1【解析】解：(1)小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，小球的水平位移(射程)与小球的初速度成正比，可以用小球做平抛运动的射程代替小球做平抛运动的初速度，故C正确，AB错误。

故选：C。

(2)以向右为正方向，如果碰撞前后系统动量守恒，在水平方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，小球离开轨道后做平抛运动的时间t相等，两边同乘以t得：m1v0t=m1v111.【答案】小球从抛出到落地前瞬间空气阻力做的功等于−0.3J；

小球与地面碰撞时，对地面的平均撞击力大小等于15N【解析】(1)小球从开始抛出到落地前的瞬间由动能定理mgh+Wf=12mv2−12mv02

解得Wf=−0.3J

(2)取向上为正方向，则由动量定理(F12.【答案】物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力为6N；

两物块刚粘在一起时的共同速度大小为2m/s；

物块与轨道E【解析】(1)物块A从C到D过程，由机械能守恒定律得

mAgR=12mAv02

解得物块A滑至圆弧最低点D时速度v0=3m/s

在D点时，对物块，由牛顿第二定律得

FN−mAg=mAv02R

解得FN=6N

根据牛顿第三定律可知物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力为6N。

(2)A、B碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得

mAv0=(mA+mB)v

解得v=2m/s

(313.【答案】解：(1)设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正方向，由动量守恒定律和题给条件有：

0=mAvA−mBvB

Ek=12mAvA2+12mBvB2

联立①②式并代入题给数据得

vA=4.0

m/s，vB=1.0

m/s

(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，二者运动的过程中，若A一直向右运动，一直到停止，则对A由动量定理可得：−μmAgt1=0−mAvA

则：t1=2.0s

B一直向左运动，则：−μmBgt2=0−mBvB

可得：t2=0.5s

可知B先停止运动，该过程中B的位移：xB=1