湖北省武汉市黄陂区2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试卷(含答案)

这是一份湖北省武汉市黄陂区2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试卷(含答案)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．某片树叶从空中飘落的轨迹为曲线。则该树叶( )
A.速度在不断变化
B.一定在做匀变速运动
C.所受的合力一定保持不变
D.加速度方向可能与速度方向始终在同一直线上
2．在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地，若不计空气阻力，则( )
A.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定
B.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
C.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
D.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
3．小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至a的位置，如图所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置c，途中经过位置b时弹簧正好处于原长。弹簧的质量和空气阻力均可忽略。小球从a运动到c的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球的动能逐渐增大，小球和弹簧系统机械能不变
B.小球的动能与弹簧的弹性势能的总和逐渐增大
C.在b点时小球的动能最大，弹簧的弹性势能最小
D.在a点时小球机械能最小，弹簧的弹性势能最大
4．如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一个小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是( )
A.小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下
B.从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心
C.从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变
D.小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向
5．一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知( )
A.该简谐运动的周期是，振幅是7cm
B.该简谐运动的表达式可能为
C.时振子的速度最大，且方向向下
D.时振子的位移为-3.5cm
6．如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是( )
A.卫星甲的周期小于卫星乙的周期
B.卫星乙在M点的动能小于在N点的动能
C.卫星甲在P点的加速度大于卫星乙在P点的加速度
D.卫星甲在P点的线速度大于卫星乙在N点的线速度
7．学校运动会上，参加铅球项目的运动员，把的铅球以6m/s的初速度从某一高度投掷出去，抛射角铅球落地速度v与水平地面夹角53°，不计空气阻力，，求铅球从抛出到落地的时间( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．一质量的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，经以大小的速度离开地面，取重力加速度，在这0.2s内( )
A.地面对运动员的冲量大小为180N⋅sB.地面对运动员的冲量大小为60N·s
C.地面对运动员做的功为30JD.地面对运动员做的功为零
9．在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻两波源开始振动，时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是( )
A.两波源的起振方向均沿y轴负方向
B.两列波的波速大小均为2m/s
C.再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为0.1m
D.再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为0.3m
10．如图，工人用传送带运送货物，传送带倾角为30°，顺时针匀速转动，把货物从底端A点运送到顶端B点，其速度随时间变化关系如图所示。已知货物质量为10kg，重力加速度取。则( )
A.传送带匀速转动的速度大小为1m/s
B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.运送货物的整个过程中传送带多消耗的电能810J
D.运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功15J
三、计算题
11．沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，此时，波传播到处的质点B，而平衡位置为处的质点A正好位于波谷位置，此后，经0.1s质点A恰好第一次到达波峰。求：
（1）该波的波速；
（2）在时，平衡位置为处的质点C的位移？
12．如图所示，质量为2m的物块a静止在光滑水平地面上，物块a左侧面为圆弧面且与水平地面相切，质量为3m的滑块b以初速度向右运动滑上a，沿a左侧面上滑一定高度后又返回，最后滑离a，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，求：
（1）滑块b沿a上升的最大高度；
（2）滑块b运动的最小速度。
13．如图，由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径，远大于圆管内径，轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切.质量、直径略小于圆管内径的光滑小球A以大小为的速度向右运动，与静止在直轨道P处的小滑块B发生弹性碰撞，碰后球A的速度反向，且经过圆轨道最高点Q时恰好对轨道无作用力.P点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成，每段轨道的长度均为，紧邻P点的第一段轨道为粗糙轨道，滑块B与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为，重力加速度g取.求：
（1）碰撞后瞬间小球A的速度大小；
（2）滑块B的质量和碰撞后瞬间滑块B的速度大小；
（3）碰撞后滑块B运动的路程.
四、实验题
14．用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在位置，到塔轮中心距离相等，将皮带处于左、右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。
A.质量mB.半径rC.角速度ω
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出4个格，则皮带连摆的左、右塔轮半径之比为______。其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的示数将______，两标尺示数的比值______(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
15．如图所示为倾斜放置的气垫导轨，用来验证机械能守恒定律。已知滑块(包含遮光条)的质量为m，滑块上遮光条的宽度为d，重力加速度为g。现将滑块由静止释放，向下运动中两个光电门和分别记录了遮光条通过光电门的时间和，则：
（1）滑块通过光电门时的速度大小为______；
（2）滑块通过两个光电门过程中的动能增量______；
（3）滑块通过两个光电门过程中重力势能的减少量______(可用图中所标符号)；若两者在实验误差允许范围内满足，则滑块在下滑过程中机械能守恒。
（4）若实验中滑块以初速度下滑，______(选填“能”或“不能”)验证机械能守恒。
参考答案
1．答案：A
解析：A.树叶从空中飘落的轨迹为曲线，则速度的方向不断改变，速度不断变化，故A正确;BC.若树叶做匀变速曲线运动，此时合力与加速度不变，所以树叶可能做匀变速运动，故BC错误;D.雪花的运动轨迹为曲线，合力与速度方向不共线，即加速度方向与速度方向不在同一直线上，故D错误;故选A。
2．答案：A
解析：
3．答案：D
解析：A、小球从a上升到b的过程中，弹簧的弹力先大于重力后小于重力，小于先加速后减速，动能先增大后减小，故A错误。B、小球从a到c的过程中，小球只受重力和弹簧的弹力做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球的重力势能逐渐增大，则小球的动能与弹簧的弹性势能的总和逐渐减小，故B错误。C、由上分析知，小球在b点的动能不是最大。故C错误。D、从a到b的过程中，弹簧的弹力做正功，小球的机械能增大，从b到c的过程中只受重力，机械能守恒，故在a点机械能最小;故D正确;故选:D。
4．答案：B
解析：A.小球经过A点时，合外力提供向心力小球速度较小时，则，则所受杆的作用力竖直向上;当小球速度较大时，则，则所受杆的作用力竖直向下;当小球速度满足，则杆对小球无作用力。故A错误;B.依题意，小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心。故B正确;C.由图可知A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，与B点对称的位置处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故C错误;D.合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故D错误。故选:B。
5．答案：B
解析：A、由题图可知:周期，振幅，故A错误;B、振子的圆频率，且时位移为，所以表达式为，故B正确CD、当时，振子在平衡位置，其速度最大，速度正向且为最大值;当时，其位移为，故CD错误。故选:B。
6．答案：D
解析：A.由于圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，由开普勒第三定律可知，卫星甲的周期等于卫星乙的周期，故A错误;B.根据开普勒第二定律可知，卫星乙与地心连线在相等时间内扫过的面积相等，则卫星乙在M点的线速度大于卫星乙在N点的线速度，根据可知，卫星乙在M点的动能大于它在N点的动能，故B错误;C.由牛顿第二定律得，得卫星的加速度，式中M是地球的质量，r是卫星到地心的距离，a与卫星的质量无关，可知，卫星甲在P点的加速度等于卫星乙在P点的加速度，故C错误。D.乙卫星的轨迹是椭圆，在P点的线速度大于在N点的线速度，若其在P点加速可进入卫星甲的圆轨道稳定运行，所以卫星甲在P点的线速度大于卫星乙在N点的线速度，故D正确。
7．答案：C
解析：小球抛出时，水平方向的速度为，落地时，水平方向速度仍为，根据落地的速度夹角为53°，所以落地时竖直方向的速度，在竖直方向上，取竖直向下为正方向，有，解得，故C正确，ABD错误。故选:C。
8．答案：AD
解析：AB、人的速度原来为零，起跳后变化v,以向上为正方向，由动量定理可得，故地面对人的冲量为,故A正确，B错误;CD、人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故C错误，D正确;故选:AD。
9．答案：BD
解析：A.根据同侧法由图可知，两波源的起振方向均沿y轴正方向，故A错误;B.由图可知，0~0.5s两列波的传播距离相等均为,则两列波的波速大小均为,故B正确;C.由图可知，0~0.5s两列波均传播，则两列波的周期均为,再经过0.1s，两列波平衡位置在处的质点均回到平衡位置，则位移为0，故C错误；D.同C选项分析，再经过0.1s，两列波平衡位置在处的质点均位于波峰处，根据波的叠加可知，此时质点的位移为，故D正确。故选:BD。
10．答案：AC
解析：A、由图乙可知，物体在被传送带运送过程中，先做匀加速直线运动，加速到和传送带速度相同时，与传送带共速，一起运动，都做匀速直线运动，故可知传送带匀速转动的速度大小为1m/s，故A正确;B、图像的斜率表示加速度的大小，由图乙可知，加速度阶段物体的加速度为，由牛顿第二定律有，代入数据解得，故B错误;C、0~0.4s内物块和传送带发生相对滑动，设物块的位移为，传送带的位移为，相对位移为，则有，因摩擦而产生的热量为，代入数据解得，由图乙可得传送带的长度为，则可得运送货物的整个过程中传送带多消耗的电能为，代入数据解得，故C正确;D、运送物体的整个过程中，摩擦力对物体做功可分为两个阶段，第一阶段为物体和传送带发生相对滑动的过程，此时滑动摩擦力做功，第二阶段为物体和传送带相对静止的过程，此时为静摩擦力做功则可得摩擦力对物块做的功为，代入数据解得，故D错误。
11．答案：（1）10m/s（2）-2cm
解析：（1）质点A正好位于波谷位置，此后，经0.1s质点A恰好第一次到达波峰，故周期为，根据图象，波长为，故波速为
（2）简谐横波在时传播到处的质点B，B传播到C的时间为，代入数据，故在时，C向上开始振动，运动时间为，故C从平衡位置振动到波谷，故C的位移为
12．答案：（1）（2）
解析：（1）取向右为正方向，二者水平方向动量守恒，设滑块b沿a上升的最大高度为H，可得
解得，
（2）两滑块分离时，滑块b具有最小速度，取向右为正方向，由水平方向动量守恒可得
根据系统能量守恒，可得
联立，解得
13．答案：（1）2.5 m/s
（2）3 kg；2.5 m/s
（3）6.225 m
解析：（1）设碰撞后瞬间小球A的速度大小为，到达圆轨道最高点时的速度为，碰后小球A经过圆轨道最高点Q时恰好对轨道无作用力，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律有，
从碰后到运动到Q点的过程中，根据能量守恒定律有，
联立解得.
（2）小球A与小滑块B发生弹性碰撞，设滑块B质量为M，碰后瞬间的速度为，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有，
根据机械能守恒定律有，
联立解得.
（3）碰后，对小滑块B，根据功能关系可知，
解得，
每段轨道长度均为，则，
可知共经历了31段粗糙轨道和光滑轨道，最终停在第32段粗䊁轨道上，运动的总路程为.
14．答案：（1）C（2）2:1；变大；不变
解析：（1）本实验采用了控制变量法，根据向心力公式，某同学把两个质量相等的钢球放在半径相等的位置时，探究的是向心力与角速度的关系，故AB错误，C正确。故选:C。
（2）左、右标尺显示的是向心力的大小关系，因此，根据向心力公式，左右两小球做圆周运动的角速度之比，向心力演示仪左、右两塔轮是通过皮带传动，根据线速度与角速度的关系，，设塔轮半径为R，皮带的线速度为v;手柄与塔轮为同种传动，根据可知，手柄转动的速度增大，塔轮转动的角速度增大;根据向心力公式可知，两小球做圆周运动所需的向心力增大，左、右两标尺的示数将变大;左右塔轮的半径之比不变，根据，可得左右塔轮的角速度之比，由于塔轮的半径之比不变，则塔轮的角速度比值不变，两标尺的示数比值不变。
15．答案：（1）（2）（3）（4）能
解析：（1）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块通过光电门时的速度大小。
（2）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块通过光电门时的速度大小，滑块通过两个光电门过程中的动能增量。
（3）设斜面倾角为θ，滑块通过两个光电门过程中重力势能的减少量。
（4）验证机械能守恒定律，即验证重力势能的减少量与动能的增加量是否相等，若实验中滑块以初速度下滑，测出滑块经过两光电门时的速度，求出动能的增加量，然后与重力势能的减少量进行比较，可以验证机械能守恒，可以完成实验。