湖北省武汉市六校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份湖北省武汉市六校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案），共52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。
1.2026年5月，某博主发表的视频“如何端水不洒”引爆网络。情景如图，人持装有水的水杯走路时，有时杯里的水会荡得厉害，甚至从杯中溅出来。水晃动的固有频率与液柱的高度和直径有关，设水杯中水此时晃动的固有频率为3Hz，下列说法正确的是( )
A. 无论走路快慢，都会出现水剧烈晃动的现象
B. 水做受迫振动时，其振动频率等于固有频率与驱动力频率的差值
C. 水溅出是因为水晃动的固有频率远大于走路的频率
D. 若人走路时持杯手臂的抖动频率刚好为3Hz，换用更大口径的杯子可减小水的晃动幅度
2.2025年，武汉港集装箱吞吐量突破200万标箱，再度夯实长江中游龙头地位。在船舶的设计中，通常会在船舷处悬挂轮胎，如图所示。结合所学物理知识，下列说法正确的是( )
A. 轮胎可以减小接触瞬间的动量
B. 轮胎可以减小船舶碰撞过程中受到的冲量
C. 轮胎可以减小船舶碰撞过程中动量的变化率
D. 轮胎可以减小船舶碰撞过程中动量的变化量
3.一列简谐横波沿x轴传播，图中实线表示t=0时刻的部分波形，虚线表示t1=0.01s时的部分波形，若该横波周期大于0.01s，则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波周期一定为0.04s
B. 如果波向右传播，波速一定为200m/s
C. t=0时刻，x=4m处的质点向上运动
D. t=0时刻，x=3m处的质点的振动方向与x=5m处的质点的振动方向相反
4.某科研团队为研究鸟类翅膀拍打时产生的声波特性，利用高精度传感器记录了一只蜂鸟在悬停采蜜时翅膀振动的位移−时间图像(如图所示)，已知声波在空气中的传播速度为340m/s，蜂鸟翅膀振动可视为简谐振动，且振动方向与声波传播方向垂直，下列说法正确的是( )
A. 蜂鸟翅膀振动的频率为0.2Hz
B. 当该波遇到宽度为10m的障碍物时，衍射现象明显
C. 若蜂鸟减速拍打翅膀使振动周期加倍，则该波波长变为4.76m，波速不变
D. 若蜂鸟某一侧存在另一只蜂鸟以相同频率、相反步调拍打翅膀，在离两蜂鸟距离相等的某处会出现稳定的干涉加强现象
5.如图，质量均为1kg的木块A和B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端系一长为0.5m的轻质细线，细线另一端系一质量为4kg的球C，现将球C拉起使细线水平，并由静止释放，当球C摆到最低点时，木块A恰好与木块B相撞并粘在一起，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 木块A、B原先间距0.4m
B. 球C下摆过程，A和C整体动量守恒
C. 球C摆到最低点的速度是2m/s
D. 球C通过最低点后继续向左摆动上升的最大高度为0.2m
6.2026美加墨世界杯激战正酣，点燃夏日激情。某场比赛中观众们进行“人浪”游戏，从看台A区到B区的观众依次做出下列动作：起立—举起双臂—坐下，呈现类似波浪的效果。将“人浪”简化为简谐横波，取某时刻为计时起点，以某位观众平衡位置作为坐标原点沿水平方向建立x轴，如图所示，甲为t=0.4s时的部分波形，乙为观众Q的振动图像。则( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. t=0.5s时，P的加速度比Q的加速度大
C. 0.4s∼0.7s内，P运动的路程为90cm
D. P的振动方程可表示为y=30sin5πt+π4cm
7.质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则( )
A. 5s时物块的速度为0
B. 0∼2s内摩擦力的冲量大小为2kg⋅m/s
C. 0∼4s时间内F对物块所做的功为31.5J
D. 7s时物块返回到出发点
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于机械波的形成和特点，下列说法正确的是( )
A. 随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
B. 波源停止振动时，波立刻停止传播
C. 机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
D. 当机械波由某种介质向另外一种介质传播时，频率不变
9.如图，四分之一光滑圆弧体A、B均静止在光滑的水平面上，圆弧面的最低点和水平面相切，圆弧的半径分别为R、R2。一个小球(可视为质点)从圆弧体A的最高点由静止释放，小球在圆弧体B上升的最大高度为R3，小球与A的质量相等。则( )
A. 小球与圆弧体B的质量之比为2:1
B. 小球与圆弧体B的质量之比为1:2
C. 若圆弧体B被锁定，小球能从最高点冲出圆弧体B
D. 若圆弧体B被锁定，小球不能从最高点冲出圆弧体B
10.一同学将网球自O点以v0垫起，网球竖直向上运动，随后下落回到O点。设网球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。通过高速摄影和数据采集系统，记录了网球的速度随时间的变化规律。当网球落至O点时，测得其速率为v1=25v0，且落至O点前已经做匀速直线运动。如图所示，已知重力加速度为g，则小球在整个运动过程中( )
A. 空气阻力与速率的比例系数为5mg2v0
B. 网球上升阶段阻力的冲量大于下落阶段阻力的冲量
C. 网球从最高点落回到抛出点的时间为7v05g−t1
D. 网球上升的最大高度为H=2v0(v0−gt1)5g
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用图甲所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒。图乙中的O点为小球抛出点在记录纸上的竖直投影。实验时，先使球a多次从斜槽上位置S(未标出)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b置于水平轨道的末端，再将球a从位置S由静止释放，与球b相碰，重复多次，分别确定碰后球a和球b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a的质量为m1，球b的质量为m2。
(1)下列实验步骤中必要的是 (选填选项前的字母)
A.测量球a静止释放的高度ℎ B.测量抛出点距地面的高度H
C.检验斜槽末端是否水平 D.选用光滑的斜槽
(2)在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为x1、x2、x3，在误差允许的范围内，若关系式 成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。
(3)若两球间的碰撞是弹性碰撞，下列等式成立的是 (多选，填正确答案标号)
A.x3=x2+x1 B．m1x22=m1x12+m2x32 C．m1x2=m1x3+m2x1
12.某同学在用单摆测量重力加速度的实验中，利用智能手机和一个磁性小球进行了如下实验。
(1)将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成如图甲所示的单摆。以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有 (多选)
A.摆线要选择细些、伸缩性尽量小些的
B.小球的摆角可以较大，方便记录观察
C.为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端
(2)用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得磁性小球的直径如图乙所示，则直径d= cm，算出摆长l。
(3)将智能手机置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器软件，测量磁感应强度的变化情况。
(4)将磁性小球从平衡位置拉开一个角度由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图丙所示。试回答下列问题：
①由图丙可知，单摆的周期为 。
②改变摆线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图丁所示。已知该图像的斜率为k，则重力加速度g的表达式为g= 。(用字母表示)
③图丁中图像不过原点对g的测量结果 (选填“有影响”或“无影响”)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.5月26日，湖北跳水运动员郑九源在2026年全国跳水冠军赛中获得男子单人3米跳板冠军。将3米板跳水运动简化为如下情境：某次跳水训练中，运动员从离水面3m高的跳板上向上跃起，举起双臂直体离开台面，其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高ℎ1达到最高点，落水时身体竖直，手先入水，入水后减速(全程运动员在竖直方向运动)，其v−t图像如图所示，设运动员的质量m=60kg，求：(计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，不考虑板的振动，不计空气阻力，g取10m/s2)
(1)入水瞬间的速度大小；
(2)运动员从刚入水至速度为零过程所受阻力的冲量大小。
14.如图所示，一倾角θ=30 ∘的光滑固定斜面底端有一垂直挡板，质量为mB=1kg的物块B与质量为mC=2kg的物块C用轻质弹簧相连静止在斜面上。另一质量为mA=1kg的物块A从斜面上某点由静止释放，物块A与B碰后粘在一起(碰撞时间极短)，此后A、B整体在斜面上做简谐运动，A、B整体到最高点时物块C恰好不离开挡板。已知弹簧的劲度系数为k=375N/m.弹簧弹性势能与形变量的关系为Ep=12kΔx2，A、B、C均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g=10m/s2，求：
(1)A、B整体做简谐运动的振幅A；(此小问可用分数表示)
(2)A、B整体至最低点时C受到挡板的支持力的大小FN；
(3)A释放时离B的距离L。
15.如图所示，物块A、B中间夹有微量炸药静置在光滑水平台面，mA=4kg，mB=1kg，炸药具有的化学能E0=45J，物块A、B均视为质点。质量mD=4kg的木板D静置在平台右侧光滑的水平地面上，上表面与平台齐平，质量mC=2kg的滑块C(视为质点)静止在木板D左端，竖直弹性挡板固定在木板D右侧。引爆炸药，将两物块沿水平方向分开，炸药化学能的50%转化为两物块的动能。已知初始状态木板D右端到挡板的距离d=132m，滑块C与木板D之间的动摩擦因数μ=0.2，木板D足够长且与弹性挡板碰撞后以原速率反弹。所有碰撞均为弹性碰撞，B与C只碰撞一次，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)炸药爆炸后，B获得的速度大小；
(2)B与C碰撞后，C的速度大小；
(3)D与弹性挡板发生碰撞的总次数。
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】CD
9.【答案】BD
10.【答案】ACD
11.【答案】C
m1x2=m1x1+m2x3
AB

12.【答案】AC
2.02
2t0
4π2k
无影响

13.【答案】解：(1)由图可知，运动员起跳到最高点用时间为t0，则 t0= 2ℎ1g
从最高点到入水用时间为4t0，即 4t0= 2(3+ℎ1)g
联立解得ℎ1=0.2m
则入水瞬间的速度大小 v= 2g(ℎ1+3)= 2×10×3.2m/s=8m/s
(2)运动员上升到最高点的时间 t0= 2ℎ1g= 2×0.210s=0.2s
从最高点到入水速度减为零，由动量定理 mg×6t0−If=0
解得从刚入水至速度为零过程所受阻力的冲量大小 If=mg×6t0=720N⋅s

14.【答案】解：(1)A、B整体到最高点时物块C恰好不离开挡板，此时C对挡板的压力为0，对C分析 F1=mCgsinθ ， F1=kx1
可得 x1=275m ， x1 为弹簧的伸长量，
A、B处于平衡位置时，对A、B分析 F2=(mA+mB)gsinθ ， F2=kx2
可得 x2=275m ， x2 为弹簧的压缩量，所以A、B整体做简谐运动的振幅 A=x1+x2=475m
(2)根据简谐运动的对称性，A、B运动到最低点时，弹簧的压缩量为 x3=x2+A=675m
对C分析 mCgsinθ+kx3=FN
代值可得 FN=40N
(3)A、B碰撞前，B静止在斜面上，对B分析 kx0=mBgsinθ
可得弹簧的压缩量为 x0=175m
此时弹簧的弹性势能 Ep0=12kx02
A、B在最高点时，弹簧的伸长量为 x1=275m ，此时的弹性势能 Ep1=12kx12
A、B从最高点到B静止所在位置的过程中，根据机械能守恒 Ep1+mA+mBgsinθ⋅A−x0=12mA+mBv2+Ep0
解得 v= 22m/s
A、B碰撞过程动量守恒 mAv0=(mA+mB)v
解得 v0= 2m/s
A从静止释放到与B碰撞过程 mAgsinθ⋅L=12mAv02
联立上式解得 L=0.2m

15.【答案】解：(1)炸药爆炸过程，A、B系统动量守恒，有 mAvA=mBvB
解得 vB=4vA
50%化学能转化为动能，则有能量关系 12mAvA2+12mBvB2=50%E0
解得 vB=6m/s
(2)B、C发生弹性碰撞，动量守恒且没有动能损失，则 mBvB=mBv′B+mCvC ， 12mBvB2=12mBv′B2+12mCvC2
联立解得 vC=4m/s
(3)碰撞后C以 vC=4m/s 向右运动，D初始静止。分别对C和D，由牛顿第二定律得 μmCg=mCaC ， μmCg=mDaD
解得C和D的加速度大小分别为 aC=2m/s2 ， aD=1m/s2
D从静止向右运动 d=132m 碰到挡板，由匀变速直线运动位移与时间的关系 d=12aDt2
解得 t=14s
规定向右为正方向，碰到挡板时，D的速度 vD=aDt=14m/s
C速度 vC1=vC−aCt=72m/s
D与挡板弹性碰撞后原速率反弹，碰撞后 v′D=−14m/s
此后C和D的加速度大小始终不变，每次D与挡板碰撞，D的速度大小不变，方向反向，但C的速度一直在减少。每次D从挡板反弹到再次碰撞挡板做往返运动的时间为 Δt=2t=12s
在 Δt 时间内，C的速度减少 Δv=aCΔt=1m/s
经过4次碰撞后，C的速度变为 vC4=vC1−4−1Δv=12m/s