2024-2025学年吉林省吉林市永吉实验高级中学等校高一（下）期末联考物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年吉林省吉林市永吉实验高级中学等校高一（下）期末联考物理试卷（含解析），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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.有些码头常悬挂一些老旧轮胎，主要用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。原因是轮胎的弹性大，使得( )
A. 船舶靠岸过程中动量变化量比较大B. 船舶靠岸过程时间比较长
C. 船舶靠岸过程冲量比较小D. 船舶靠岸的末动量比较小
2.超级月亮景观，从科学定义而言，叫作近地点满月更为准确。如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，则( )
A. 月球由近地点向远地点运动的过程，月球的线速度增大
B. 月球由远地点向近地点运动的过程，月球的线速度减小
C. 月球运动到远地点时的速度最大
D. 月球运动到近地点时的加速度最大
3.如图是某质点做简谐运动的振动图像。由图像中的信息可知，下列说法正确的是( )
A. 质点离开平衡位置的最大距离为10cmB. 1.5s时质点沿x轴正向运动
C. 质点在第2s末的位移为20cmD. 质点在前2s内运动的路程为10cm
4.乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水推动身体运动，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为3 kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而以30 m/s的速度迅速逃窜，喷出水的质量为0.5 kg，则喷出水的速度大小为( )
A. 80 m/sB. 120 m/sC. 150 m/sD. 200 m/s
5.A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量大小关系为mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同。则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比为( )
A. sA=sBB. sA>sBC. sAωc=ωaB. 线速度的大小关系为vc>va>vb
C. 周期关系为Tb>Ta=TcD. 向心加速度的大小关系为ab>ac>aa
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。已知小球的质量为m，小球的直径为d，当地的重力加速度为g。
(1)为测量绳长L，将小球竖直悬挂，将刻度尺零刻度刚好对齐传感器处细绳的悬点，测出悬点到小球“上沿”的距离，如图乙所示，则绳长L=__________cm。
(2)调整光电门位置使其正对小球球心，然后将小球拉至细绳与竖直方向的夹角为θ的位置后，由静止释放，当小球摆至最低点时，通过光电门的时间为t，则小球通过光电门时的速度大小v=__________(用题中所给字母表示)。
(3)若小球由静止释放到摆至最低点的过程中机械能守恒，则应满足的关系式为__________(用g、θ、L、d和t表示)。
(教材原题)
12.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置验证碰撞中的动量守恒定律。在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，小车A与原来静止在前方的小车B相碰，并粘在一起继续做匀速直线运动，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz。
(1)实验前，用小木片将长木板一端垫起的目的是__________。
(2)若实验已得到的打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(标在图上)，则应该选__________(填“AB”“BC”或“CD”)段来计算碰撞前速度，选DE段来计算A和B碰后的共同速度。
(3)已测得小车A的质量m1=0.4kg，小车B的质量m2=0.2kg，由以上测量结果可得碰前的总动量为__________kg⋅m/s；碰后总动量为__________kg⋅m/s。(保留3位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.一列简谐横波沿x轴传播，M、N是波上的两个质点。某时刻开始计时，在t=0时的波形如图甲所示，M的振动图像如图乙所示。已知波速v=0.36 m/s，求：
(1)M、N平衡位置间的距离；
(2)N点在0∼43 s内的路程。
14.某款娱乐活动情景如图所示，参加活动的选手从平台上A点由静止出发，做匀加速运动到B点时紧握绳子(选手恰好离开地面)，然后绕O点做竖直面内的圆周运动，运动到C点时选手松开绳子，刚好落在水池对面的平台上D点。已知AB间的水平距离为2L，轻绳OB长为L，B、D在同一高度，选手的质量为m，选手抓住轻绳的一瞬间，轻绳的拉力为3mg，不计空气阻力，选手可以看成质点，重力加速度为g，
sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，求：
(1)选手从A到B运动过程的加速度大小；
(2)B、D间的水平距离(结果保留根号)。
15.图示，左侧水平高台上放置一质量m1=0.92 kg的木块，一质量m0=0.08 kg的子弹以v0=400 m/s的速度射向木块并留在其中，随后木块滑向右侧光滑水平面上足够长的长木板上，长木板上表面粗糙且与高台齐平，长木板右侧足够远处排列2个质量均为M=3 kg的铁块，已知长木板质量m=1 kg，所有碰撞均为弹性正碰，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)子弹打入木块过程中系统损失的机械能；
(2)木块第一次与长木板共速过程中，受到长木板的摩擦力的冲量大小；
(3)木块最终的速度大小。
答案解析
1.【答案】B
【解析】船舶靠岸时其动量变化量是一定的，根据动量定理可知，船舶所受的冲量是一定的，轮胎弹性大，能延长碰撞时间，可减小船舶与河岸的碰撞力。
故选Ｂ。
2.【答案】D
【解析】ABC.由开普勒第二定律可知，月球运动到远地点时的速度最小，月球由近地点向远地点运动的过程中，月球的线速度减小，由远地点向近地点运动的过程中，月球的线速度增大，ABC错误；
D.根据牛顿第二定律和万有引力定律可得 ma=GMmr2
月球运动到近地点时所受万有引力最大，加速度最大，D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】A.由题可知，该图像为质点做简谐运动的振动图像，其质点离开平衡位置的最大距离由图像可知为10cm，故A项正确；
B.由于质点的振动时间图像的斜率为质点的速度，由题图可知，在1.5s时质点的速度方向为负，所以当 t=1.5s 时，质点运动方向为沿x轴负方向，故B项错误；
C.由振动图像可知，质点在第2s末时处于平衡位置，其位移为零，故C项错误；
D.根据振动图像可知，质点在2s内运动了半个周期，其运动路程为振幅的2倍，即为20cm，故D项错误。
故选A。
4.【答案】C
【解析】由题意可知，乌贼逃命时的速度达到 v1=30 m/s ，则乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒，设乌贼喷射出水的速度为 v2 ，取乌贼向前逃窜的方向为正方向，由动量守恒定律可得 m−m0v1−m0v2=0
解得 v2= m−m0m0v1=3−0.50.5×30 m/s=150 m/s
故选C。
5.【答案】A
【解析】由动能定理可知 −μmgx=0−12mv 02
解得 x=v 022μg
可知，两物体初速度相等，则最大滑行距离相等，故A正确，BCD错误。
故选A。
6.【答案】A
【解析】A.小球每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，故A正确；
B.当小球通过平衡位置时，位移为零，速度最大，故B错误；
C.小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同均为零，故C错误；
D.小球所受的回复力始终指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为正值，小球的加速度为正值，故D错误。
故选A。
7.【答案】C
【解析】A.两菜盘均视为质点且不打滑，圆盘上A、B两个点，属于同轴转动，角速度与周期均相等，可知A、B两处菜盘的周期之比为 1:1 ，故A错误；
B.根据角速度与线速度的关系有 v=ωr
根据题意有 rA=2rB
解得A、B两处菜盘的线速度大小之比为 2:1 ，故B错误；
C.根据向心加速度的表达式有 an=ω2r
可知，A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为 2:1 ，故C正确；
D.根据向心力表达式有 Fn=mrω2
根据题意有 mA=2mB ， rA=2rB
A、B两处菜盘受到的静摩擦力提供菜盘做圆周运动向心力，则受到的静摩擦力大小之比为 4:1 ，故D错误。
故选C。
8.【答案】BC
【解析】AB.波发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，假设波浪的波长约为 10 m ，防波堤两端 M 、 N 相距约 80 m ，大于波长，不会发生明显的衍射现象， A 、 B 两处小船基本上不受波浪影响，故A错误，B正确；
CD.假设波浪的波长约为 90 m ，防波堤两端 M 、 N 相距约 80 m ，两者相差不大，会有明显的衍射现象，则 A 、 B 两处小船明显受到波浪影响，故 C 正确， D 错误。
故选BC。
9.【答案】BD
【解析】AB.机车保持加速度不变启动，根据牛顿第二定律可得 F−f=ma
可得牵引力为 F=f+ma
可知在达到额定功率之前的过程中，牵引力保持不变，故A错误，B正确；
CD.在达到额定功率前机车一直做匀加速直线运动，则有 v=at
机车的功率为 P=Fv=Fat
可知机车的功率随时间均匀增大，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】AD
【解析】ABC.对 b 、 c ，根据万有引力提供向心力有 GMmr2=mv2r=m4π2T2r=ma=mrω2
解得 T=2π r3GM ， ω= GMr3 ， v= GMr ， a=GMr2
因为 c 的轨道半径大于 b ，则 ab>ac ， vb>vc ， ωb>ωc ， Tc>Tb
对 a、c ，角速度相等，即 ωa=ωc ，根据 T=2πω 知， Ta=Tc ；根据 v=rω 知， c 的半径大，则 vc>va ；根据 a=rω2 知， c 的半径大，则 ac>aa ，所以角速度的大小关系为 ωb>ωc=ωa ，线速度大小关系为 vb>vc>va ，周期的关系为 Ta=Tc>Tb ，故A正确，BC错误；
D.向心加速度的大小关系为 ab>ac>aa ，故 D 正确。
故选AD。
11.【答案】(1)36.50(36.48∼36.52)
(2) dt
(3) gL+d21−csθ=d22t2

【解析】(1)刻度尺的最小分度值为 1mm ，读数时要估读1位，则绳长为 L=36.50cm
(2)小球通过光电门时的速度大小为 v=dt
(3)如果满足机械能守恒，则有 mgL+d21−csθ=12mv2
整理可得 gL+d21−csθ=d22t2
12.【答案】(1)补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力(或平衡摩擦力)
(2) BC
(3) 0.685 0.684

【解析】(1)把长木板一端垫高的目的是平衡摩擦力；
(2)因碰前 A 的速度较大，且为匀速直线运动，点迹应较稀疏且均匀， BC 段点迹稀疏且均匀，因此应选 BC 段来计算 A 的碰前速度；
(3)碰前 A 的速度 v1=xBC5T=17.12×10−20.1 m/s=1.712 m/s
碰前总动量为 p1=m1v1=0.4×1.712 kg⋅m/s≈ 0.685 kg⋅m/s
碰后 AB 的共同速度 v2=xDE5T=11.40×10−20.1 m/s=1.140 m/s
碰后总动量为 p2=m1+m2v2=0.4+0.2×1.140kg⋅m/s=0.684kg⋅m/s
13.【答案】(1)由图像可知，该机械波的周期为 T=2 s ，振幅为 A=20 cm
由图乙可知， t=0 时 M 的位移为0，且向下振动，根据“同侧法”可知，波沿 x 轴负方向传播，由图像可知， M 振动比 N 落后 T12 ，即波从 N 传至 M 需 16 s
所以两者平衡位置之间的距离为 Δx=vΔt=0.06 m
(2) N 的振动方程为 y=20sinπt+7π6
当 t=43 s 时， N 第一次处于波峰，0时刻 N 位移为 −10cm ，则 0∼43 s 路程为 10 cm+2A=50 cm

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1)设选手运动到 B 点时的速度大小为 v1 ，根据牛顿第二定律 F−mg=mv12L ，解得 v1= 2gL
根据运动学公式 v12=2a⋅2L ，解得 a=12g
(2)设选手到 C 点时的速度大小为 v2 ，根据机械能守恒 12mv12−12mv22=mgL−Lcs37∘
解得 v2= 1.6gL
选手在 C 点松手后，竖直方向的分速度 vy=v2sin37∘
水平方向的分速度 vx=v2cs37∘
设在空中运动时间为 t ，根据位移时间关系 L−Lcs37∘=−vyt+12gt2
B、D 间的水平距离 s=Lsin37∘+vxt=171+16 61125L

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1)子弹打入木块，根据动量守恒定律 m0v0=m0+m1v1
可知 v1=m0m0+m1v0=32 m/s
根据能量守恒可知，此过程中损失的动能 E损=12m0v02−12m0+m1v12=5888J
解得 E损=5888J
(2)木块(含子弹) m 滑上长木板，第一次与长木板共速过程中，系统动量守恒 mv1=m+mv共0 ，解得 v共0=16m/s
由动量定理得摩擦力的冲量 I=mv1−v共0 ，解得 I=16 N⋅s
(3)长木板与1号铁块发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有 mv共0=mv木1+Mv铁1 ， 12mv共02=12mv木12+12Mv铁12
可知 v木1=m−Mm+Mv共0=−8 m/s ， v铁1=2mm+Mv共0=8 m/s
接着1号铁块与2号铁块发生弹性碰撞，由于质量相等，发生速度交换，2号铁块获得 8 m/s 的速度滑走，1号铁块静止， m 则反弹后向左运动一段时间后再次与木块共速，继续碰撞铁块1，由以上分析有 mv共0+mv木1=m+mv共1
可知 v共1=14v共0=4 m/s
长木板与1号铁块再次发生弹性碰撞，可解得 v木2=−12v共1=−2m/s ， v 铁1′=12v共1=2 m/s
1号铁块获得 2 m/s 的速度滑走，对木板和木块，根据动量守恒 mv共1+mv木2=m+mv共2
解得木板与木块最终速度 v共2=1m/s

【解析】详细解答和解析过程见答案