2025-2026学年湖北省武汉市江岸区高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2025-2026学年湖北省武汉市江岸区高一（下）期末物理试卷（含解析），共5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.下列关于生活及自然现象的描述中正确的是( )
A. 跳水运动员起跳后，跳板做阻尼振动，振动过程中固有频率不断减小
B. 次声波在穿过人体时，因其频率接近人体内脏固有频率，易损伤人体器官
C. 做彩超时接收到的反射超声波频率升高，说明血液正在远离探头
D. 海豚发出的声波绕过礁石传播的原理与两同频率水波在湖面形成稳定条纹的原理相同
2.下列说法正确的是( )
A. 静止在水平地面上的物体，其重力始终不做功，重力的冲量始终为零
B. 做匀速圆周运动的物体，在两个不同位置，其动能和动量均相同
C. 做平抛运动的物体，其动量的变化率始终不变
D. 游客随摩天轮转动一周的过程中，摩天轮对游客作用力的冲量大小为零
3.图1是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=1s时刻的波形图，介质中有平衡位置坐标分别为x=0.5m和x=1.0m的P、Q两质点，图2是质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波速为2m/s
C. 再经过Δt=0.25s，质点P运动的路程为2.5cm
D. P、Q两个质点振动的方向始终相反
4.冲牙器通过喷出高压水流来冲洗牙齿。如图所示，喷嘴直径为d，工作时水柱以一定的速度垂直冲击到牙齿表面后，速度立即减为零，沿牙齿表面散开。若单位时间内流过喷嘴的水体积保持不变，将喷嘴直径更换为d2后，水柱对牙齿的平均冲击力大小变为原来的( )
A. 4倍B. 2倍C. 14倍D. 12倍
5.机车改装师张雪深耕国产赛车研发，多次凭借自主改装的赛车斩获国内外赛事奖项。某款赛车与骑手总质量为m，在水平直线赛道上行驶时阻力恒为f，启动时保持恒定牵引力匀加速行驶至速度v1，此时发动机功率恰好达到额定功率P0，之后保持额定功率继续行驶时间t，赛车速度达到最大值vm。下列说法正确的是( )
A. 赛车匀加速阶段的加速度大小为P0mv1
B. 额定功率行驶阶段，赛车的平均速度等于v1+vm2
C. 在保持额定功率行驶的t时间内，赛车位移的大小为P0t−12mvm2f
D. 赛车以vm匀速行驶时，若瞬间将额定功率调至2P0，之后赛车将做变加速运动至速度为2vm
6.如图所示，倾角为30°固定斜面的底端O处有一垂直于斜面的弹性挡板，A、B为斜面上两点，质量为1kg的物块(可视为质点)由B点静止释放，物块与挡板碰撞时间t=0.1s，碰撞过程无机械能损失。已知BA=0.4m，AO=0.6m，且BA段斜面光滑，AO段斜面与物块间动摩擦因数为 32，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 物块下滑到A点时速度大小为1m/s
B. 物块与挡板碰前瞬间，重力的瞬时功率大小为10W
C. 物块碰撞挡板过程中，挡板受到物块的平均作用力大小为20N
D. 物块在AO段共损失机械能为4.8J
7.如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端连接质量为m的滑块B且静止于O点。在O点上方l=3mg2k的P处由静止释放质量为m的滑块A，之后A与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B一起向下运动(未粘连)，到达最低点后又向上弹回，整个过程中弹簧始终未超过弹性限度。已知弹簧形变量为x时弹簧的弹性势能为Ep=12kx2，弹簧振子周期公式T=2π m0k(m0为振子质量)，重力加速度为g，滑块A、B均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. A、B碰后一起向下运动的最大速度为g 3m2k
B. A、B从碰撞到第一次速度减为零所用时间为2π3 2mk
C. A、B碰后一起向下运动达到最低点时弹簧的最大形变量为3mg2k
D. A、B向上弹回到O点时，两者恰好分离
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小物块无初速度放在粗糙传送带的左端，物块到达右端之前已经与传送带共速。下列说法正确的是( )
A. 物块加速过程，滑动摩擦力与物块对地位移的乘积等于物块动能的增加量
B. 物块加速过程，传送带克服摩擦力做功等于物块与传送带间摩擦产生的热量
C. 由于运输物块，电动机额外消耗的电能等于物块增加的机械能
D. 无论动摩擦因数μ多大，物块、传送带间摩擦产生的热量大小恒等于物块最终获得的动能
9.如图所示，滑雪运动员(可视为质点)以vM=4m/s的水平速度，从半径R=4m的光滑14圆弧轨道的最高点M自由下滑，运动至N点脱离轨道，最终落在地面上的P点。ON与OM的夹角为θ，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 运动员从M点运动到P点的过程中机械能守恒
B. ON与OM的夹角θ满足csθ=23
C. 仅增大圆弧轨道的半径R，运动员脱离轨道时对应的夹角θ增大
D. 仅增大M点的初速度vM，运动员脱离轨道时对应的夹角θ增大
10.如图所示，半圆形凹槽B静止在水平地面上，圆心为O，物块C静止在B右侧。现将小球A从距离O高度为R的位置静止释放，恰能无碰撞地从凹槽右端进入凹槽，当A滑至B的最低点时，B恰好与C发生碰撞并粘连在一起(时间极短)。已知A、B、C的质量均为m，凹槽半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力，下列说法正确的是( )
A. A、B、C组成的系统，机械能守恒，水平方向动量守恒
B. B与C在碰撞前瞬间，B的速度大小为 2gR
C. 小球A从凹槽左端飞出后能达到的最高点距离O高度为0.5R
D. 小球A运动到凹槽B最左端的过程中，凹槽B的位移为23R
三、实验题：本大题共2小题，共24分。
11.(1)假设未来人类移民至一颗宜居外星球，某同学利用单摆实验测量该星球表面重力加速度，关于实验操作与数据处理，下列说法正确的是 。
A.实验时让小球大幅度摆动，幅度越大，计时结果越准确
B.测量摆长时，先在水平桌面拉直细线测出线长，再悬挂小球
C.用秒表记录30～50次全振动总时间，再计算出周期的平均值
D.在释放小球的最高点启动秒表开始计数，摆球第50次到达同侧最高点时停止计时，总时间为t，则周期T=t50
(2)该同学实验时，用秒表测出单摆n次全振动总时间为t，图甲用10分度的游标卡尺测量小球直径d= cm(图中箭头所指为对齐刻度线)，刻度尺测得悬点到绳、小球结点间距离为l。则重力加速度g= (用题中字母表示，列式不考虑单位换算)。
(3)改变摆长L，测量对应周期T，由多组数据绘制L−T2图像求解重力加速度g。图乙有图线a、b、c，其中a、b斜率相等，b、c均过坐标原点，图线b计算出的g值最接近真实值。下列分析正确的是 。
A.图线a：可能测量时误将绳长记为摆长L，未计入小球半径
B.图线a：可能测量摆长时记录的是悬点到小球下端的距离
C.图线c：可能计数时将49次全振动误计为50次
12.某物理小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上S点由静止释放，确定其平均落地点，记为P。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从S点由静止释放，与球2正碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为m1，球2的质量为m2，实验过程中始终保持m1>m2。(P、M、N在图中未画出)
(1)关于实验下列说法正确的是 。
A.斜槽应尽可能光滑
B.每次实验应从同一位置释放球1
C.应测量斜槽末端高度H
(2)某次实验中：先将球1从斜槽上S点，多次静止释放，确定球1平均落地点P。然后将球2放置斜槽末端，发现球2沿斜槽向右滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度与原来相同。多次从斜槽上S点静止释放球1，与球2碰撞，确定碰撞后两球的平均落地点M、N。则本次实验中m1OP m1OM+m2ON。(选填“>”“=”或“2.5cm(严格计算可得s=Asinπ4，解得s=5 22cm)，故C错误；
D、由图1可知，P、Q两质点的平衡位置坐标分别为x1=0.5m和x2=1.0m，两点间的距离Δx=x2−x1，解得Δx=0.5m。
可知Δx=12λ，即P、Q两质点相距半个波长，互为反相点，故两个质点振动的方向始终相反，故D正确。
故选：D。
从波形图和振动图像明确波的传播方向与质点振动方向的关系是解题关键。已知t=1s时刻质点Q从平衡位置向y轴负方向运动，结合图1中Q点左侧为波谷，可判断波沿x轴正方向传播。根据波长与周期由波速公式得出波速。分析Δt=0.25s与周期关系，质点P从平衡位置开始运动，靠近平衡位置速度大，路程大于振幅的一半。比较P、Q平衡位置间距与波长关系，判断振动相位情况。
本题综合考查机械波传播与质点振动的关联分析能力，涉及波形图与振动图像的综合运用，属于中等偏上难度。题目要求学生能够从振动图像中提取质点运动方向，并结合波形图准确判断波的传播方向，进而计算波速。同时本题巧妙考查质点振动路程的计算，需注意在四分之一周期内路程并非简单等于振幅的一半，这需要学生理解简谐运动的非匀速特性。对于选项D，则考查波的空间周期性，即相距半波长奇数倍的两质点振动步调始终相反，这要求学生具备清晰的波动空间概念。
4.【答案】A
【解析】解：设单位时间内流过喷嘴的水体积为Q，水的密度为ρ，水流速度为v。
根据体积流量定义有Q=Sv，其中喷嘴的横截面积S=π(d2)2，解得水流速度v=4Qπd2。
在极短时间Δt内，冲击到牙齿表面的水柱质量m=ρQΔt。
以水流初速度方向为正方向，对这部分水柱由动量定理有−FΔt=0−mv，解得牙齿对水柱的作用力大小F=ρQv。
根据牛顿第三定律可知，水柱对牙齿的平均冲击力大小也为ρQv，设为F′，代入水流速度表达式解得F′=4ρQ2πd2。
已知单位时间内流过喷嘴的水体积Q和水的密度ρ均保持不变，由推导出的表达式可知，水柱对牙齿的平均冲击力大小F′与喷嘴直径的平方d2成反比。
当喷嘴直径更换为d2后，直径变为原来的12，则水柱对牙齿的平均冲击力大小变为原来的4倍，故A正确，BCD错误。
故选：A。
题目描述水柱冲击牙齿后速度减为零的过程，需要分析冲击力的决定因素。已知单位时间流量恒定，喷嘴直径变化影响水流速度，进而改变单位时间冲击牙齿的水柱动量变化。根据动量定理，冲击力与单位时间动量的变化量相关，而单位时间动量变化量由流量和速度决定，流量恒定则速度随截面积反比变化，最终冲击力与速度成正比。因此需要建立流量、速度、截面积与冲击力之间的逻辑关系，推导冲击力随直径变化的规律。
本题以冲牙器为背景，巧妙考查流体模型中的动量定理应用。它涉及体积流量、质量计算、动量定理及牛顿第三定律等多个核心知识点，要求学生将实际问题抽象为物理模型。题目计算量适中，关键在于理解单位时间流量恒定这一条件，并正确推导出力与速度、横截面积之间的关系。通过分析可知，冲击力与流速成正比，而流速与喷嘴面积成反比，综合得出冲击力与喷嘴直径的平方成反比。本题能有效锻炼学生的建模分析能力和公式推导能力，是一道联系实际、考查综合思维的中等难度好题。
5.【答案】D
【解析】解：A、当赛车匀加速行驶至速度v1时，牵引力大小为F=P0v1。匀加速阶段，根据牛顿第二定律得：F−f=ma，可得赛车匀加速阶段的加速度大小为a=P0mv1−fm，故A错误；
B、额定功率行驶阶段，根据P=Fv知，随着速度增大，牵引力减小，加速度减小，赛车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，而不是匀变速直线运动，所以赛车的平均速度不等于v1+vm2，故B错误；
C、在保持额定功率行驶的t时间内，设赛车位移的大小为x。根据动能定理得：P0t−fx=12mvm2−12mv12，解得x=P0t−(12mvm2−12mv12)f，故C错误；
D、赛车以vm匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，则有P0=Fvm=fvm；若瞬间将额定功率调至2P0，设赛车做变加速运动达到的最大速度为v，则有2P0=fv，解得v=2vm，故D正确。
故选：D。
当赛车匀加速行驶至速度v1时发动机功率恰好达到额定功率P0，根据功率公式求出牵引力，再根据牛顿第二定律求匀加速阶段的加速度大小；额定功率行驶阶段，分析赛车的运动情况，再分析其平均速度大小；在保持额定功率行驶的t时间内，根据动能定理求赛车位移的大小；赛车以vm匀速行驶时，若瞬间将额定功率调至2P0，根据功率公式求最大速度。
本题是机车启动问题，解决本题的关键要知道当牵引力等于阻力时速度最大。赛车以恒定加速度启动时，当实际功率达到额定功率时，匀加速直线运动的速度最大。
6.【答案】D
【解析】解：A.物块从B到A过程，根据动能定理有mgsin30°xBA=12mvA2
代入数据可得vA=2m/s，故A错误；
B.物块从A到O过程，根据动能定理有mgsin30°xAO−μmgcs30°⋅xAO=12mvO2−12mvA2
代入数据可得vO=1m/s，重力的瞬时功率P=mgvOsin30°
代入数据可得P=5W，故B错误；
C.物块与挡板碰撞过程，取沿斜面向上为正方向，根据动量定理有(F−mgsin30°)t=mvO−m(−vO)
代入数据可得挡板对物块的平均作用力F=25N，根据牛顿第三定律，物块对挡板的平均作用力大小为25N，故C错误；
D.物块反弹后沿斜面向上运动，加速度大小a=gsin30°+μgcs30°
代入数据可得a=12.5m/s2
向上滑行的最大距离x′=vO22a
代入数据可得x′=0.04m
由于mgsin30°