2022-2023学年湖北省武汉外国语学校高一下学期期末物理试卷（含解析））

这是一份2022-2023学年湖北省武汉外国语学校高一下学期期末物理试卷（含解析）），共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖北省武汉外国语学校高一下学期期末物理试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．（4分）关于下列几种现象的描述正确的是（　　）
A．拳击手比赛时所带的拳套是为了增强击打效果
B．动量相同的两个物体受相同的制动力的作用，质量大的先停下来
C．汽车安全气囊的作用是在汽车发生剧烈碰撞时，使人更快的停下来
D．从越高的地方跳下，落地时越危险，是因为落地时人脚受到的冲量越大
2．（4分）下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略通过对单摆的深入研究，得到了单摆周期公式
B．将钟摆由海南移至北京，为保证钟摆走时的准确，需要将钟摆摆长调短些
C．周期为T的水平弹簧振子做简谐运动，t和（t+0.5T）时刻弹簧的形变量大小一定相等
D．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向
3．（4分）关于振动与波，下列说法错误的是（　　）
A．有的同学为了更好地欣赏音乐而戴上降噪耳机，这是利用了波的干涉原理
B．在频率相同的两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
C．某弹簧振子的振动方程为y＝0.1sin2.5πt（m），则在t＝0.2s时刻，振子的速度为零
D．在地球上测量出星球上某些元素发出的光波频率，若其小于地球上这些元素静止时的发光率，则利用多普勒效应可以推知该星球在远离地球
4．（4分）钓鱼是很多人的爱好，浮漂是必不可少的工具，如图是某浮漂静止在静水中的示意图，O、M、N为浮漂上的三个点，此时点O恰好在水面上。用手将浮漂向下压，使点M恰好到达水面后松手，浮漂会上下运动，上升到最高处时，点N到达水面，浮漂的运动可看成简谐运动。下列说法正确的是（　　）

A．一个周期内，点O只有一次到达水面
B．点M到达水面时，浮漂具有最大速度
C．点O到达水面时，浮漂具有最大加速度
D．松手后，点O从水面运动到最高点的过程中，速度一直减小
5．（4分）图甲、乙分别是甲、乙两个单摆在同一位置处做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　）

A．甲、乙两单摆的振幅之比为1：2
B．甲、乙两单摆的摆长之比为4：1
C．t＝2s时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零
D．甲、乙两单摆的摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
6．（4分）如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。t＝0时刻，一质量为m的物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，其位置随时间变化的图像（x﹣t）如图乙所示，其中t＝0.2s时物块刚接触薄板。弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，则（　　）

A．当物块开始简谐运动后，振动周期为0.4s
B．t＝0.4s时物块的加速度大小为2g
C．从0.2s到0.4s的过程中物块加速度先变大再变小
D．若增大物块自由下落的高度，则物块与薄板粘连后简谐运动的周期增大
7．（4分）同一介质中位于x轴上的x1＝0，x2＝12m处的两波源a和b在t＝0时刻同时开始沿y轴方向做简谐运动，振动产生的两列波相向传播，图一是t＝2s时a波的波形图；图二是b波源的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A．两波源起振方向相同
B．x＝5m处质点的由a波引起的振动周期为3s
C．t＝4.5s时，x＝7m处的质点位移为
D．0～6s时间内，x＝6m处质点经过的路程为26cm
（多选）8．（4分）如图所示，轻弹簧一端连接质量为m的物体A，另一端固定在光滑的倾角为30°的斜面底端，A通过轻绳跨过光滑的定滑轮与质量为2m的物体B连接，绳、弹簧与斜面平行。将A由弹簧原长处静止释放，已知轻绳上始终有力，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能的表达式为（x为弹簧的形变量）。对A、B的后续运动过程，下列说法正确的是（　　）

A．物块A能上升的最大高度为
B．物块A做振幅为的简谐运动
C．绳上拉力最大值为3mg
D．物块B的最大动能为
（多选）9．（4分）一列简谐横波沿直线从A向B传播，A、B间距离为3m，从某时刻开始计时，A处质点的振动图像如图（a）所示，B处质点振动的v﹣t图像如图（b）所示，下列有关这列波的说法正确的是（　　）

A．波长可能为
B．波的传播速度最大为40m/s
C．B处质点的振动方程为
D．该波遇到频率为2Hz的同种波，能够发生干涉
（多选）10．（4分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的半径R＝0.7m四分之一光滑圆弧轨道在最低点与水平轨道相切于A点。在水平轨道的右端固定一个轻弹簧，弹簧处于自然长度时左端位于水平轨道的B点正上方，B点右侧轨道光滑，A、B的距离为L＝2.5m，一个质量也为m的可视为质点的小物块从圆弧轨道最高点以v0＝6m/s的速度开始滑下，则在以后的运动过程中（重力加速度为g＝10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计。）（　　）

A．若A、B间的轨道也光滑，小车的最大速度为5m/s
B．若A、B间的轨道也光滑，物块运动到最高点时到水平轨道的距离为2.5m
C．若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，弹簧的最大弹性势能等于因摩擦产生的总热量
D．若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，小车运动的总位移大小为0.35m
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学利用如图装置验证碰撞中的动量守恒定律，装置中桌面水平，一端固定了一弹簧枪，斜面紧贴桌面，且斜面的最高点恰好与桌面相平，该同学选了两个体积相同的钢质小球，实验步骤如下：
①用天平测出两小球的质量分别为m1和m2；
②先不放小球m2，把小球m1装入固定好的弹簧枪后释放，记下小球在斜面上的落点位置，小球每次放入弹簧枪中弹簧的压缩量均相同；
③将小球m2放在斜面最高点处，把小球m1装入固定好的弹簧枪后释放，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置；
④用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜面最高点的距离，图中A、B、C点是该同学记下小球在斜面的落点位置，到斜面最高点的距离分别为x1、x2、x3。
（1）选择的水平桌面是否需要一定光滑，　 　（选填“是”或“否”），所选小球的质量关系是：m1要 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）m2；
（2）实验中若满足关系式 　 　（用实验中已经测得的量表示），说明该碰撞过程满足动量守恒定律。
（3）如果两小球的碰撞可近似为弹性碰撞，还需要验证的关系式是 　 　。

12．（10分）某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°。

（1）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图乙所示，则摆球直径d＝　 　cm，再测量摆线长l，则单摆摆长L＝　 　（用d、l表示）；
（2）摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n＝1、2、3…），当n＝60时刚好停表。停止计时的秒表读数为67.5s，该单摆的周期为T＝　 　s（结果要求保留3位有效数字）；
（3）如果实验过程中测量值小于真实值，可能原因是 　 　；
A.将摆球经过最低点的次数n计多了
B.将摆线长和球的直径之和当成了摆长
C.实验操作不当，使得摆球在水平面内做圆锥摆运动
D.由于存在空气阻力，会减慢单摆的速度，使周期测量值比理论值偏大
（4）正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如图丙所示：由图线算出重力加速度的大小g＝　 　m/s2（保留3位有效数字，计算时π2取9.86）。
13．（10分）如图所示的P、Q两点为沿x轴正方向传播的横波中的两质点，两质点的坐标值为xP＝0、xQ＝5cm。已知0时刻质点P的位移为4cm，质点Q位于正向的最大位移处；在t1＝1s时质点P第一次回到平衡位置；在t2＝3s时质点Q第一次回到平衡位置，已知该波的波长λ≥10cm，求：
（1）波的传播速度应为多大；
（2）质点P的振动方程。

14．（14分）如图所示，质量均为m的滑块A、B、C放在光滑的水平面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻质弹簧将A、B连接，C与B紧靠不粘连，开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为mg的恒力F，使B、C一起向左运动，当弹簧压缩到最短时，立即撤去恒力。设弹簧始终处于弹性限度范围内，重力加速度为g。
（1）水平恒力施加瞬间时，滑块B的加速度大小a为多少？
（2）恒力F作用过程中，B、C的运动是否为简谐运动？若是简谐运动，在撤去恒力前瞬间，滑块B的加速度大小a′、弹簧的压缩量s分别为多少？若不是，分析原因。
（3）当弹簧最长时，滑块A的速度vA为多少？

15．（18分）如图所示，左侧AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，中间BC为光滑水平轨道，右侧CD为倾角θ＝37°顺时针转动的传送带，其上方与一光滑水平台面平滑连接，水平轨道BC与斜面轨道AB以及传送带CD间均平滑连接。物块1从斜面轨道的最高点A由静止下滑，滑到水平轨道上先与静止的物块2发生弹性碰撞，物块2再与静止的物块3发生弹性碰撞，之后物块3滑上传送带，并最终滑到水平台面上。已知物块1的质量为m1＝m0，物块3的质量为，轨道AB的长度lAB＝9m，传送带CD的长度，物块与轨道AB、传送带CD间的动摩擦因数均为μ＝0.5，物块均可看作质点，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。
（1）求物块1第一次运动到B点时的速度v0的大小；
（2）求当m2为何值时，物块3获得的速度最大，并求出物块3的最大速度vm的大小；
（3）若物块3以最大速度vm滑上传送带，最终滑到水平台面上，求传送带的最小速度v的大小。












参考答案与试题解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．【答案】D
【分析】明确动量定理：合力的冲量等于动量的变化，公式为：Ft＝Δp。并能根据动量定理分析生活中的现象。
2．【答案】C
【分析】惠更斯得出单摆的周期公式；根据单摆的周期公式分析B选项；根据简谐运动的对称性可确定弹簧变形量；弹簧振子往复运动，无法确定其速度方向。
3．【答案】B
【分析】降噪耳机是利用了声波的干涉相消原理；若两个波源的初相位相同，则该质点的振动一定加强，若初相位相反，则该点振动减弱；弹簧振子在最大位移出速度为零；根据多普勒效应，波源远离时接收的频率变小，波源靠近时频率变大。
4．【答案】D
【分析】浮漂做受重力和浮力做简谐运动，O点为平衡位置，合力为零，速度最大，在最高点和最低点合力最大，速度为零，做周期性运动。
5．【答案】C
【分析】根据图象得到两个单摆的振幅之比和周期之比，然后结合单摆周期公式和向心加速度公式列式求解。
6．【答案】B
【分析】物块与薄板一起运动时是简谐运动，根据简谐运动的对称性确定物块的加速度；分析运动过程中物块的受力情况，根据牛顿第二定律分析加速度的变化；根据周期公式分析周期大小。
7．【答案】C
【分析】在图一中，根据波形平移法判断x＝4m处质点起振方向，即可知道a波源的起振方向。根据图二图像分析b波源的起振方向。根据图一确定a波的波长，由波速公式求出波速，再求两列波传播到x＝7m处的时间，根据波的叠加原理确定t＝4.5s时，x＝7m处的质点位移。根据时间与周期的关系，确定x＝6m处质点由两波引起的路程。
8．【答案】BCD
【分析】A、B整体做简谐运动，根据平衡条件求出在平衡位置时弹簧的伸长量，然后求出简谐运动的振幅，根据简谐运动的对称性求出物体A上升的最大距离，然后求出上升的最大高度；应用牛顿第二定律求出在最大位移处的加速度，然后对B应用牛顿第二定律求出绳子的最大拉力；应用能量守恒定律求出物块B的最大动能。
9．【答案】AC
【分析】两图像可知，t＝0 时刻A、B的运动情况，得到则t＝0时刻波形图，再由A、B间距离为3m，得到可能的波长和周期，根据求出波速，根据求出波速；结合振幅得到则B处质点的振动方程；依据发生干涉的条件判断。
10．【答案】ABD
【分析】小物块到达小车最右端，两者速度相等时小车的速度最大，应用机械能守恒定律求出小车的最大速度；
小车与物块组成的系统在水平方向动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出物块运动到最高点距离水平轨道的距离；
应用动量守恒定律与能量守恒定律分析答题。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．【答案】（1）否；大于；（2）m1＝m1+m2；（3）m1x2＝m1x1+m2x3。
【分析】（1）根据实验原理分析出桌面是否要光滑，结合碰撞的特点得出小球质量的大小关系；
（2）根据平抛运动的特点，结合动量守恒定律得出需要满足的关系式；
（3）根据弹性碰撞的性质确定需要验证的关系式。
12．【答案】（1）1.87；；（2）2.25；（3）D；（4）9.86。
【分析】（1）10分度的游标卡尺的精确度为0.1mm，测量值＝主尺上对应示数（mm）+对齐格数（不估读）×精确度；根据单摆摆长的含义求解摆长；
（2）根据秒表读数和摆球经过最低处的次数n计算出单摆的周期；
（3）根据单摆的周期公式得出重力加速度表达式并分析出可能让测量值小于真实值的原因；
（4）根据图像的斜率计算出重力加速度的大小。
13．【答案】（1）波的传播速度应为2.5×10﹣2m/s；
（2）质点P的振动方程为。
【分析】（1）根据题意确定波由原点传播到x＝5cm处的时间Δt，结合传播距离，由v＝求波的传播速度。
（2）根据质点Q第一次回到平衡位置的时间求周期，根据周期求出圆频率ω，根据t＝0时刻质点P的位移，以及t1＝1s时刻质点P的位移，代入振动一般方程求出振幅和初相位，从而写出质点P的振动方程。
14．【答案】（1）水平恒力施加瞬间时，滑块B的加速度大小为；
（2）是，在撤去恒力前瞬间，滑块B的加速度大小，弹簧的压缩量为；
（3）当弹簧最长时，滑块A的速度为。
【分析】（1）根据牛顿第二定律求加速度；
（2）根据简谐运动的条件分析判断；
（3）根据动能定理和动量守恒定律计算。
15．【答案】（1）物块1第一次运动到B点时的速度v0的大小为6m/s；
（2）当m2为时，物块3获得的速度最大，物块3的最大速度vm的大小为；
（3）传送带的最小速度v的大小为4m/s。
【分析】（1）物块1由A运动到B的过程，根据动能定理求解物块1第一次运动到B点时的速度v0的大小；
（2）物块1与物块2、物块2与物块3均发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律相结合求出碰撞后物块3获得的速度表达式，再求出物块3的最大速度vm的大小；
（3）传送带的速度最小时，物块3以最大速度vm滑上传送带，最终滑到水平台面上速度刚好减为0，根据牛顿第二定律和运动学公式相结合求传送带的最小速度v的大小。