高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024級(jí)高一學(xué)年下學(xué)期期末考試物理試題考試時(shí)間：75分鐘分值：100分一、選擇題（1-7題為單選題，每題4分，共28分；8--10題為多選題，每題6分，共18分）1.關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖，下列說(shuō)法中正確的是（）A.圖甲中，周期性地上下抖動(dòng)短桿，彩帶上的質(zhì)點(diǎn)b向右移動(dòng)，把能量傳遞給質(zhì)點(diǎn)aB.圖乙中，若只增大彈簧振子的振幅，彈簧振子的周期將變大C.圖丙中，圖中波源沿方向運(yùn)動(dòng)，且B處的觀察者接收到的頻率低于波源頻率D.圖丁中，若A球先擺動(dòng)，則B、C球擺動(dòng)穩(wěn)定后，運(yùn)動(dòng)周期相同【答案】D【解析】A．彩帶上的點(diǎn)周期性地上下機(jī)械振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)b上下運(yùn)動(dòng)，在短桿上下抖動(dòng)的過(guò)程中，彩帶上的質(zhì)點(diǎn)將能量從左向右傳遞，故A錯(cuò)誤；B．彈簧振子的周期與彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量有關(guān)，與振幅無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中的波源沿AB方向運(yùn)動(dòng)，且B處的觀察者接收到的頻率高于波源頻率，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，若A球先擺動(dòng)，小球B和C將做受迫振動(dòng)，所以小球B和C振動(dòng)的周期和A球相同，故D正確。故選D。2.在短道速滑接力賽中，“接棒”運(yùn)動(dòng)員甲在“交棒”運(yùn)動(dòng)員乙前面向前滑行，追上時(shí)乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。不計(jì)阻力，則()A.乙對(duì)甲的沖量與甲對(duì)乙的沖量大小相等B.甲的動(dòng)量變化一定比乙的動(dòng)量變化快C.甲的動(dòng)量變化量與乙的動(dòng)量變化量大小不等D.甲的速度變化量與乙的速度變化量大小相等【答案】A【解析】A．因?yàn)闆_量是矢量，甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力大小相等、方向相反，由沖量的定義I=Ft分析可知，甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量大小相等，故A正確；B．動(dòng)量變化率大小為F，即動(dòng)量的變化率大小為二者的相互作用力，大小相等，所以甲的動(dòng)量變化與乙的動(dòng)量變化一樣快，故B錯(cuò)誤；C．由知即甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等，方向相反。故C錯(cuò)誤；D．由，可知由于甲、乙的質(zhì)量大小關(guān)系未知，所以甲的速度變化量與乙的速度變化量大小不一定相等。故D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示，和是兩相干水波波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同，振幅。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。已知兩列波的波長(zhǎng)均為三質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，且B點(diǎn)為AC連線的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.A點(diǎn)處于振動(dòng)最弱區(qū)B.C點(diǎn)處于振動(dòng)的最強(qiáng)區(qū)C.此時(shí)A、C兩點(diǎn)的豎直高度差為20cmD.再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)A點(diǎn)振動(dòng)最弱【答案】B【解析】A．A點(diǎn)是波峰與波峰相遇處，A點(diǎn)處于振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)，故A錯(cuò)誤；B．C點(diǎn)是波谷與波谷相遇處，C點(diǎn)處于振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)，故B正確；C．A點(diǎn)處與C點(diǎn)處振動(dòng)都加強(qiáng)，振幅都為A'=2A=2×10cm=20cm此時(shí)A、C兩點(diǎn)的豎直高度差為Δh=2A'=2×20cm=40cm故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)點(diǎn)A只上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，始終是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖甲所示，“水上飛人”是一種水上娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)，噴水裝置向下持續(xù)噴水，總質(zhì)量為M的人與噴水裝置，受到向上的反沖作用力騰空而起，在空中做各種運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置在豎直方向運(yùn)動(dòng)的v—t圖像如圖乙所示，水的反沖作用力的功率恒定，規(guī)定向上的方向?yàn)檎?，忽略水管?duì)噴水裝置的拉力以及空氣的阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力越來(lái)越大B.水的反沖作用力的功率為C.時(shí)刻，v—t圖像切線率為D.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功為【答案】C【解析】A．設(shè)水的反沖作用力的恒定功率為P，由于可知水的反沖作用力根據(jù)v—t圖像可知，時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置的速度v越來(lái)越大，則水的反沖作用力越來(lái)越小，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)刻，人與噴水裝置的速度達(dá)到最大值，開(kāi)始勻速上升，水的反沖作用力水的反沖作用力的恒定功率故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)v—t圖像可知，時(shí)刻，人與噴水裝置的速度為，設(shè)水的反沖作用力為，則有，可知根據(jù)牛頓第二定律有解得時(shí)刻，v—t圖像切線的斜表示人與噴水裝置的加速度，即斜率為，故C正確；D．根據(jù)可得結(jié)合可知時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功為故D錯(cuò)誤。故選C。5.人們有時(shí)用“打夯”的方式把松散的地面夯實(shí)（如圖）。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時(shí)通過(guò)繩子對(duì)重物各施加一個(gè)大小均為320N、方向都與豎直方向成37°的力，提著重物離開(kāi)地面30cm后釋放，重物自由下落將地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，，忽略空氣阻力，則（）A.物體落地時(shí)的速度約為2.48m/sB.物體對(duì)地面的平均作用力大小為830NC.人停止施力到剛落在地面過(guò)程中機(jī)械能不守恒D.重物剛落在地面時(shí)到最后靜止過(guò)程中機(jī)械能守恒【答案】A【解析】A．物體從離開(kāi)地面到返回地面的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得解得，A正確；B．物體對(duì)地面的平均作用力大小為解得根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)地面的平均作用力大小為8178N，B錯(cuò)誤；C．人停止施力到剛落在地面過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤；D．重物剛落在地面時(shí)到最后靜止過(guò)程中，地面支持力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。故選A。6.一名連同裝備總質(zhì)量為M的航天員，脫離宇宙飛船后，在離飛船x處與飛船處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。裝備中有一個(gè)高壓氣源能以速度v（以飛船為參考系）噴出氣體從而使航天員相對(duì)于飛船運(yùn)動(dòng)。如果航天員一次性向遠(yuǎn)離飛船方向噴出質(zhì)量為的氣體，使航天員在時(shí)間t內(nèi)勻速返回飛船。下列說(shuō)法正確的是（）A.噴出氣體的質(zhì)量等于B.若高壓氣源噴出氣體的質(zhì)量不變但速度變大，則返回時(shí)間大于tC.若高壓氣源噴出氣體的速度變大但動(dòng)量不變，則返回時(shí)間大于tD.在噴氣過(guò)程中，航天員、裝備及氣體所構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能均守恒【答案】C【解析】A．由題意知，航天員的速度為噴氣過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以宇航員的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得解得故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)動(dòng)量守恒有解得若高壓氣源噴出氣體的質(zhì)量不變但速度變大，則變大，故返回時(shí)間小于t；由若高壓氣源噴出氣體的速度變大但動(dòng)量不變，可知減小，得減小，則返回時(shí)間大于t，故B錯(cuò)誤，C正確；D．在噴氣過(guò)程中，航天員、裝備及氣體所構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能增加，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg小滑塊在平行斜面向下的恒力F作用下，從固定粗糙斜面底端開(kāi)始以v0=12m/s的初速度向上運(yùn)動(dòng)，力F作用一段時(shí)間后撤去。以出發(fā)點(diǎn)O為原點(diǎn)沿斜面向上建立坐標(biāo)系，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊動(dòng)能隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，斜面傾角θ=37°，取cos37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿斜面向上滑動(dòng)的加速度大小為24m/s2B.恒力F大小為4NC.斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25D.物塊返回斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率P=48W【答案】B【解析】A．由動(dòng)能定理可知，圖線的斜率表示物塊受到的合外力，上滑時(shí)合外力最大，為圖乙中最上面一條，可得由牛頓第二定律可得沿斜面向上滑動(dòng)的加速度大小a1=12故A錯(cuò)誤；BC．由圖線可知，在物塊下滑至離出發(fā)點(diǎn)4m處撤去外力，同理可得，撤去外力前，由圖像得合外力為物塊沿斜面下滑的加速度大小為a2=4在F作用下，上滑和下滑過(guò)程由牛頓第二定律分別可得聯(lián)立可解得故B正確，C錯(cuò)誤；D．由圖乙可知，撤去F瞬間，物塊的動(dòng)能為16J，可知速度為返回至底端位移，設(shè)到達(dá)底端的速度為v2，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得聯(lián)立可解得物塊返回斜面底端重力的瞬時(shí)功率為D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖，假設(shè)從地球的北極沿直徑貫通一條隧道，一小球從S點(diǎn)由靜止釋放，小球在隧道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑為R，小球由球心O向S運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)O時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)t0時(shí)間第1次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)（P點(diǎn)在OS之間，圖中未標(biāo)出），再經(jīng)過(guò)4t0時(shí)間第2次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，則（）A.小球振動(dòng)的周期為10t0B.O到P的距離為C.由S到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受力逐漸減小D.小球從計(jì)時(shí)開(kāi)始到第3次過(guò)P點(diǎn)所需時(shí)間為12t0【答案】BC【解析】A．小球振動(dòng)的周期為解得，A錯(cuò)誤；B．小球的振動(dòng)方程為O到P的距離為，B正確；C．小球在S點(diǎn)受力最大，在O點(diǎn)受力最小，所以由S到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受力逐漸減小，C正確；D．小球從計(jì)時(shí)開(kāi)始到第3次過(guò)P點(diǎn)所需時(shí)間為，D錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖所示，輕質(zhì)動(dòng)滑輪下方懸掛重物A、輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線均豎直。開(kāi)始時(shí)，重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)且距地面高度均為h，釋放后A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知A、B質(zhì)量相等，假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì)，重物A上升過(guò)程中不會(huì)碰到動(dòng)滑輪，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A.釋放瞬間重物B的加速度大小為gB.重物A上升的最大高度為C.重物B剛落地時(shí)A的速度大小為D.重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是A的2倍【答案】BC【解析】A．釋放瞬間，設(shè)重物B的加速度大小為a，重物A的加速度大小為設(shè)繩的拉力為F，分別對(duì)A、B根據(jù)牛頓第二定律得，解得，A錯(cuò)誤；BC．重物B落地時(shí)重物A的速度為解得重物A上升的最大高度為，BC正確；D．重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是A的4倍，D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為1kg的小車(chē)，其左側(cè)是半徑的四分之一光滑圓弧軌道AB，軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，輕彈簧一端固定在C點(diǎn)，另一端放置一質(zhì)量為1kg（可視為質(zhì)點(diǎn)）的物塊，彈簧壓縮量為0.2m，儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)。已知物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，剛開(kāi)始彈簧左端到B的水平距離為0.4m，重力加速度。，空氣阻力忽略不計(jì)。關(guān)于物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物塊的速率為2m/sB.彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小車(chē)的動(dòng)能為0C.物塊能夠從A點(diǎn)沖出軌道并返回小車(chē)D.物塊和小車(chē)最終能靜止在水平地面上【答案】ACD【解析】A．彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有，解得故A正確；B．由于物塊通過(guò)水平軌道過(guò)程有摩擦生熱產(chǎn)生，則物塊再次返回壓縮彈簧時(shí)的壓縮量一定小于剛剛開(kāi)始釋放時(shí)的壓縮量，可知，彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物塊與小車(chē)的總的相對(duì)路程為則摩擦生熱為可知，彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，摩擦生熱小于釋放物塊時(shí)彈簧總的彈性勢(shì)能，根據(jù)能量守恒定律可知，此時(shí)，物塊與小車(chē)的動(dòng)能均不為0，故B錯(cuò)誤；C．物塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，可知系統(tǒng)水平方向速度均為0，由于根據(jù)能量守恒定律可知，此時(shí)物塊必定速度不為0，即物塊有沿豎直方向向上的速度，物塊從A點(diǎn)飛出后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，小車(chē)處于靜止，即物塊能夠從A點(diǎn)沖出軌道并返回小車(chē)，故C正確；D．由于水平軌道有摩擦，摩擦生熱的存在，使得系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小，結(jié)合上述可知，物塊和小車(chē)最終能靜止在水平地面上，故D正確。故選ACD。二、實(shí)驗(yàn)題（11題6分，12題8分，共14分）11.在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，a、b是兩個(gè)半徑相等的小球，按照以下步驟進(jìn)行操作：①在平木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該平木板豎直立于緊靠槽口處，將小球a從斜槽軌道上固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到平木板并在白紙上留下痕跡O；②將平木板水平向右移動(dòng)一定距離并固定，再將小球a從固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到平木板上得到痕跡B；③把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從固定點(diǎn)處由靜止釋放，和小球b相碰后，兩球撞在平木板上得到痕跡A和C。（1）若碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，為了保證在碰撞過(guò)程中a球不反彈，a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系是m1_________m2（選填“＞”“=”或“＜”）。（2）為完成本實(shí)驗(yàn)，必須測(cè)量的物理量有________。A．小球a開(kāi)始釋放的高度hB．平木板水平向右移動(dòng)的距離lC．a(chǎn)球和b球的質(zhì)量m1、m2D．O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若動(dòng)量守恒，其關(guān)系式應(yīng)為_(kāi)______________?！敬鸢浮浚?）＞（2）CD##DC（3）【解析】（1）在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，故有m1v0=m1v1+m2v2碰撞前后動(dòng)能相等，故有m1v=m1v+m2v解得若要使a球的速度方向不變，則m1＞m2。（2）（3）小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間則初速度顯然平拋運(yùn)動(dòng)初速度與下落高度二次方根的倒數(shù)成正比，根據(jù)動(dòng)量守恒定律又因?yàn)榻獾蒙鲜匠闪r(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；由以上可知，需測(cè)量的物理量有a球和b球的質(zhì)量m1、m2和O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3，AB錯(cuò)誤，CD正確。故選CD。12.甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測(cè)量重力加速度。（1）甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。①為比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應(yīng)該選用______。（用器材前的字母表示）a．長(zhǎng)度接近1m的細(xì)繩b．長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)繩c．直徑為1.8cm的塑料球d．直徑為1.8cm的鐵球e．最小刻度為1cm的米尺f．最小刻度為1mm的米尺②該組同學(xué)先測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離l，然后用秒表測(cè)出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。請(qǐng)寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g＝______。（用所測(cè)物理量表示）（2）乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)速度傳感器，如圖乙所示。將擺球拉開(kāi)一小角度使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，速度傳感器記錄了擺球振動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖丙所示的v－t圖線。①由圖丙可知，該單擺的周期T＝______s。②更換擺線長(zhǎng)度后，多次測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出T2－l（周期二次方—擺線長(zhǎng)）圖像，并根據(jù)圖像擬合得到方程T2＝4.04l＋0.035。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝______m/s2。（取π2＝9.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）①.adf②.（2）①.2.0②.9.76【解析】（1）根據(jù)T＝2π得g＝則可知要準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣刃枰獪y(cè)量擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度和擺球的半徑之和，所以選擇長(zhǎng)度近1m的細(xì)繩，直徑為1.8cm的鐵球，需要測(cè)量擺線長(zhǎng)，所以需要最小刻度為1mm的米尺，故選a、d、f；因?yàn)門(mén)＝則g＝（2）根據(jù)單擺振動(dòng)的v－t圖像知，單擺的周期T＝2.0s根據(jù)T＝2π得T2＝圖線的斜率k＝＝4.04解得g≈9.76m/s2三、解答題（13題10分；14題12分；15題18分）13.質(zhì)量為2m的平板小車(chē)在光滑水平面上以速度向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，先將質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊無(wú)初速（相對(duì)地面）放到平板小車(chē)右端，如圖所示，已知木塊與平板小車(chē)間動(dòng)摩擦因數(shù)為，待木塊相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)，重力加速度為g。（1）求木塊相對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（2）若平板小車(chē)足夠長(zhǎng)，求摩擦生熱Q?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問(wèn)1解析】木塊相對(duì)平板小車(chē)靜止時(shí)，二者有共同速度，由動(dòng)量守恒定律得解得對(duì)木塊，由動(dòng)量定理得解得【小問(wèn)2解析】根據(jù)能量守恒定律有解得14.一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，a、b為x軸正方向上的兩個(gè)點(diǎn)（且a更靠近坐標(biāo)原點(diǎn)），t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示，a與b間的距離為5m。求：（1）從t=0開(kāi)始到平衡位置在b處的質(zhì)點(diǎn)第三次處于波峰位置時(shí)，a振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)路程；（2）波長(zhǎng)λ為多少，波速v為多少？【答案】（1）（2）見(jiàn)解析【解析】【小問(wèn)1解析】由圖像可知，振幅為，周期為，從t=0開(kāi)始到平衡位置在b處的質(zhì)點(diǎn)第三次處于波峰位置時(shí)，a振動(dòng)的時(shí)間為則a振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)路程為【小問(wèn)2解析】若波向x軸正方向傳播有，則有（，，）可得波長(zhǎng)為（，，）波速為（，，）若波向x軸負(fù)方向傳播有，則有（，，）可得波長(zhǎng)（，，）波速為（，，）15.如圖，固定的光滑弧形軌道AB，底端與一順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶左端平滑連接于B點(diǎn)，AB的高度差為h，傳送帶BC的長(zhǎng)度為，右端與水平面CE平滑連接于C點(diǎn)，其中CD段粗糙，長(zhǎng)度為，DE段光滑．在E處固定一輕質(zhì)彈簧，其處于原長(zhǎng)時(shí)左端恰好位于D點(diǎn)．已知小物塊與傳送帶、水平面CD的動(dòng)摩擦因數(shù)均為．取重力加速度大小，彈簧始終在彈性限度內(nèi)．現(xiàn)讓小物塊從A點(diǎn)靜止釋放。（1）若，傳送帶的速度大小可調(diào)，求：①小物塊第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；②小物塊第一次滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大小的范圍。（2）若傳送帶速度大小，欲使小物塊最終停D點(diǎn)，則h應(yīng)滿足什么條件？【答案】（1）①，②；（2）【解析】（1）①設(shè)小物塊質(zhì)量為m，小物塊從光滑弧形軌道下滑至底端，有可得②若小物塊經(jīng)過(guò)傳送帶速度始終小于傳送帶的速度，則傳送帶全程對(duì)小物塊做正功，小物塊到C點(diǎn)速度最大，設(shè)為；若小物塊經(jīng)過(guò)傳送帶速度始終大于傳送帶的速度，則傳送帶全程對(duì)小物塊做負(fù)功，小物塊到C點(diǎn)速度最小，設(shè)為，有解得（2）欲使小物塊恰好停在D點(diǎn)，設(shè)小物塊最后一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)速度為，有解得若最后一次B到C一直做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)在B處的速度為，則有若最后一次B到C一直做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)在B處的速度為，則有因?yàn)樽詈笠淮蜝到C可能一直加速，可能一直減速，可能先加速后勻速，也可能是先減速后勻速，設(shè)小物塊最后一次經(jīng)過(guò)傳送帶左端時(shí)的速度為，則有可解得設(shè)小物塊最后一次經(jīng)過(guò)傳送帶左端B點(diǎn)前，已被彈簧彈回n次，分析可知，在這n次在BD之間來(lái)回過(guò)程中，小物塊每次從B經(jīng)C到D，或者從D經(jīng)C到B，傳送帶均對(duì)小物塊做負(fù)功，則有聯(lián)立可解得2024級(jí)高一學(xué)年下學(xué)期期末考試物理試題考試時(shí)間：75分鐘分值：100分一、選擇題（1-7題為單選題，每題4分，共28分；8--10題為多選題，每題6分，共18分）1.關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖，下列說(shuō)法中正確的是（）A.圖甲中，周期性地上下抖動(dòng)短桿，彩帶上的質(zhì)點(diǎn)b向右移動(dòng)，把能量傳遞給質(zhì)點(diǎn)aB.圖乙中，若只增大彈簧振子的振幅，彈簧振子的周期將變大C.圖丙中，圖中波源沿方向運(yùn)動(dòng)，且B處的觀察者接收到的頻率低于波源頻率D.圖丁中，若A球先擺動(dòng)，則B、C球擺動(dòng)穩(wěn)定后，運(yùn)動(dòng)周期相同【答案】D【解析】A．彩帶上的點(diǎn)周期性地上下機(jī)械振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)b上下運(yùn)動(dòng)，在短桿上下抖動(dòng)的過(guò)程中，彩帶上的質(zhì)點(diǎn)將能量從左向右傳遞，故A錯(cuò)誤；B．彈簧振子的周期與彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量有關(guān)，與振幅無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中的波源沿AB方向運(yùn)動(dòng)，且B處的觀察者接收到的頻率高于波源頻率，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，若A球先擺動(dòng)，小球B和C將做受迫振動(dòng)，所以小球B和C振動(dòng)的周期和A球相同，故D正確。故選D。2.在短道速滑接力賽中，“接棒”運(yùn)動(dòng)員甲在“交棒”運(yùn)動(dòng)員乙前面向前滑行，追上時(shí)乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。不計(jì)阻力，則()A.乙對(duì)甲的沖量與甲對(duì)乙的沖量大小相等B.甲的動(dòng)量變化一定比乙的動(dòng)量變化快C.甲的動(dòng)量變化量與乙的動(dòng)量變化量大小不等D.甲的速度變化量與乙的速度變化量大小相等【答案】A【解析】A．因?yàn)闆_量是矢量，甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力大小相等、方向相反，由沖量的定義I=Ft分析可知，甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量大小相等，故A正確；B．動(dòng)量變化率大小為F，即動(dòng)量的變化率大小為二者的相互作用力，大小相等，所以甲的動(dòng)量變化與乙的動(dòng)量變化一樣快，故B錯(cuò)誤；C．由知即甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等，方向相反。故C錯(cuò)誤；D．由，可知由于甲、乙的質(zhì)量大小關(guān)系未知，所以甲的速度變化量與乙的速度變化量大小不一定相等。故D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示，和是兩相干水波波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同，振幅。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。已知兩列波的波長(zhǎng)均為三質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，且B點(diǎn)為AC連線的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.A點(diǎn)處于振動(dòng)最弱區(qū)B.C點(diǎn)處于振動(dòng)的最強(qiáng)區(qū)C.此時(shí)A、C兩點(diǎn)的豎直高度差為20cmD.再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)A點(diǎn)振動(dòng)最弱【答案】B【解析】A．A點(diǎn)是波峰與波峰相遇處，A點(diǎn)處于振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)，故A錯(cuò)誤；B．C點(diǎn)是波谷與波谷相遇處，C點(diǎn)處于振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)，故B正確；C．A點(diǎn)處與C點(diǎn)處振動(dòng)都加強(qiáng)，振幅都為A'=2A=2×10cm=20cm此時(shí)A、C兩點(diǎn)的豎直高度差為Δh=2A'=2×20cm=40cm故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)點(diǎn)A只上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，始終是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖甲所示，“水上飛人”是一種水上娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)，噴水裝置向下持續(xù)噴水，總質(zhì)量為M的人與噴水裝置，受到向上的反沖作用力騰空而起，在空中做各種運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置在豎直方向運(yùn)動(dòng)的v—t圖像如圖乙所示，水的反沖作用力的功率恒定，規(guī)定向上的方向?yàn)檎雎运軐?duì)噴水裝置的拉力以及空氣的阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力越來(lái)越大B.水的反沖作用力的功率為C.時(shí)刻，v—t圖像切線率為D.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功為【答案】C【解析】A．設(shè)水的反沖作用力的恒定功率為P，由于可知水的反沖作用力根據(jù)v—t圖像可知，時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置的速度v越來(lái)越大，則水的反沖作用力越來(lái)越小，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)刻，人與噴水裝置的速度達(dá)到最大值，開(kāi)始勻速上升，水的反沖作用力水的反沖作用力的恒定功率故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)v—t圖像可知，時(shí)刻，人與噴水裝置的速度為，設(shè)水的反沖作用力為，則有，可知根據(jù)牛頓第二定律有解得時(shí)刻，v—t圖像切線的斜表示人與噴水裝置的加速度，即斜率為，故C正確；D．根據(jù)可得結(jié)合可知時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功為故D錯(cuò)誤。故選C。5.人們有時(shí)用“打夯”的方式把松散的地面夯實(shí)（如圖）。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時(shí)通過(guò)繩子對(duì)重物各施加一個(gè)大小均為320N、方向都與豎直方向成37°的力，提著重物離開(kāi)地面30cm后釋放，重物自由下落將地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，，忽略空氣阻力，則（）A.物體落地時(shí)的速度約為2.48m/sB.物體對(duì)地面的平均作用力大小為830NC.人停止施力到剛落在地面過(guò)程中機(jī)械能不守恒D.重物剛落在地面時(shí)到最后靜止過(guò)程中機(jī)械能守恒【答案】A【解析】A．物體從離開(kāi)地面到返回地面的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得解得，A正確；B．物體對(duì)地面的平均作用力大小為解得根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)地面的平均作用力大小為8178N，B錯(cuò)誤；C．人停止施力到剛落在地面過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤；D．重物剛落在地面時(shí)到最后靜止過(guò)程中，地面支持力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。故選A。6.一名連同裝備總質(zhì)量為M的航天員，脫離宇宙飛船后，在離飛船x處與飛船處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。裝備中有一個(gè)高壓氣源能以速度v（以飛船為參考系）噴出氣體從而使航天員相對(duì)于飛船運(yùn)動(dòng)。如果航天員一次性向遠(yuǎn)離飛船方向噴出質(zhì)量為的氣體，使航天員在時(shí)間t內(nèi)勻速返回飛船。下列說(shuō)法正確的是（）A.噴出氣體的質(zhì)量等于B.若高壓氣源噴出氣體的質(zhì)量不變但速度變大，則返回時(shí)間大于tC.若高壓氣源噴出氣體的速度變大但動(dòng)量不變，則返回時(shí)間大于tD.在噴氣過(guò)程中，航天員、裝備及氣體所構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能均守恒【答案】C【解析】A．由題意知，航天員的速度為噴氣過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以宇航員的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得解得故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)動(dòng)量守恒有解得若高壓氣源噴出氣體的質(zhì)量不變但速度變大，則變大，故返回時(shí)間小于t；由若高壓氣源噴出氣體的速度變大但動(dòng)量不變，可知減小，得減小，則返回時(shí)間大于t，故B錯(cuò)誤，C正確；D．在噴氣過(guò)程中，航天員、裝備及氣體所構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能增加，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg小滑塊在平行斜面向下的恒力F作用下，從固定粗糙斜面底端開(kāi)始以v0=12m/s的初速度向上運(yùn)動(dòng)，力F作用一段時(shí)間后撤去。以出發(fā)點(diǎn)O為原點(diǎn)沿斜面向上建立坐標(biāo)系，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊動(dòng)能隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，斜面傾角θ=37°，取cos37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿斜面向上滑動(dòng)的加速度大小為24m/s2B.恒力F大小為4NC.斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25D.物塊返回斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率P=48W【答案】B【解析】A．由動(dòng)能定理可知，圖線的斜率表示物塊受到的合外力，上滑時(shí)合外力最大，為圖乙中最上面一條，可得由牛頓第二定律可得沿斜面向上滑動(dòng)的加速度大小a1=12故A錯(cuò)誤；BC．由圖線可知，在物塊下滑至離出發(fā)點(diǎn)4m處撤去外力，同理可得，撤去外力前，由圖像得合外力為物塊沿斜面下滑的加速度大小為a2=4在F作用下，上滑和下滑過(guò)程由牛頓第二定律分別可得聯(lián)立可解得故B正確，C錯(cuò)誤；D．由圖乙可知，撤去F瞬間，物塊的動(dòng)能為16J，可知速度為返回至底端位移，設(shè)到達(dá)底端的速度為v2，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得聯(lián)立可解得物塊返回斜面底端重力的瞬時(shí)功率為D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖，假設(shè)從地球的北極沿直徑貫通一條隧道，一小球從S點(diǎn)由靜止釋放，小球在隧道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑為R，小球由球心O向S運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)O時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)t0時(shí)間第1次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)（P點(diǎn)在OS之間，圖中未標(biāo)出），再經(jīng)過(guò)4t0時(shí)間第2次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，則（）A.小球振動(dòng)的周期為10t0B.O到P的距離為C.由S到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受力逐漸減小D.小球從計(jì)時(shí)開(kāi)始到第3次過(guò)P點(diǎn)所需時(shí)間為12t0【答案】BC【解析】A．小球振動(dòng)的周期為解得，A錯(cuò)誤；B．小球的振動(dòng)方程為O到P的距離為，B正確；C．小球在S點(diǎn)受力最大，在O點(diǎn)受力最小，所以由S到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受力逐漸減小，C正確；D．小球從計(jì)時(shí)開(kāi)始到第3次過(guò)P點(diǎn)所需時(shí)間為，D錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖所示，輕質(zhì)動(dòng)滑輪下方懸掛重物A、輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線均豎直。開(kāi)始時(shí)，重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)且距地面高度均為h，釋放后A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知A、B質(zhì)量相等，假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì)，重物A上升過(guò)程中不會(huì)碰到動(dòng)滑輪，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A.釋放瞬間重物B的加速度大小為gB.重物A上升的最大高度為C.重物B剛落地時(shí)A的速度大小為D.重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是A的2倍【答案】BC【解析】A．釋放瞬間，設(shè)重物B的加速度大小為a，重物A的加速度大小為設(shè)繩的拉力為F，分別對(duì)A、B根據(jù)牛頓第二定律得，解得，A錯(cuò)誤；BC．重物B落地時(shí)重物A的速度為解得重物A上升的最大高度為，BC正確；D．重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是重物B從釋放到落地，B動(dòng)能的變化量是A的4倍，D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為1kg的小車(chē)，其左側(cè)是半徑的四分之一光滑圓弧軌道AB，軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，輕彈簧一端固定在C點(diǎn)，另一端放置一質(zhì)量為1kg（可視為質(zhì)點(diǎn)）的物塊，彈簧壓縮量為0.2m，儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)。已知物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，剛開(kāi)始彈簧左端到B的水平距離為0.4m，重力加速度。，空氣阻力忽略不計(jì)。關(guān)于物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物塊的速率為2m/sB.彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小車(chē)的動(dòng)能為0C.物塊能夠從A點(diǎn)沖出軌道并返回小車(chē)D.物塊和小車(chē)最終能靜止在水平地面上【答案】ACD【解析】A．彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有，解得故A正確；B．由于物塊通過(guò)水平軌道過(guò)程有摩擦生熱產(chǎn)生，則物塊再次返回壓縮彈簧時(shí)的壓縮量一定小于剛剛開(kāi)始釋放時(shí)的壓縮量，可知，彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物塊與小車(chē)的總的相對(duì)路程為則摩擦生熱為可知，彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，摩擦生熱小于釋放物塊時(shí)彈簧總的彈性勢(shì)能，根據(jù)能量守恒定律可知，此時(shí)，物塊與小車(chē)的動(dòng)能均不為0，故B錯(cuò)誤；C．物塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，可知系統(tǒng)水平方向速度均為0，由于根據(jù)能量守恒定律可知，此時(shí)物塊必定速度不為0，即物塊有沿豎直方向向上的速度，物塊從A點(diǎn)飛出后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，小車(chē)處于靜止，即物塊能夠從A點(diǎn)沖出軌道并返回小車(chē)，故C正確；D．由于水平軌道有摩擦，摩擦生熱的存在，使得系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小，結(jié)合上述可知，物塊和小車(chē)最終能靜止在水平地面上，故D正確。故選ACD。二、實(shí)驗(yàn)題（11題6分，12題8分，共14分）11.在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，a、b是兩個(gè)半徑相等的小球，按照以下步驟進(jìn)行操作：①在平木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該平木板豎直立于緊靠槽口處，將小球a從斜槽軌道上固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到平木板并在白紙上留下痕跡O；②將平木板水平向右移動(dòng)一定距離并固定，再將小球a從固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到平木板上得到痕跡B；③把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從固定點(diǎn)處由靜止釋放，和小球b相碰后，兩球撞在平木板上得到痕跡A和C。（1）若碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，為了保證在碰撞過(guò)程中a球不反彈，a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系是m1_________m2（選填“＞”“=”或“＜”）。（2）為完成本實(shí)驗(yàn)，必須測(cè)量的物理量有________。A．小球a開(kāi)始釋放的高度hB．平木板水平向右移動(dòng)的距離lC．a(chǎn)球和b球的質(zhì)量m1、m2D．O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若動(dòng)量守恒，其關(guān)系式應(yīng)為_(kāi)______________。【答案】（1）＞（2）CD##DC（3）【解析】（1）在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，故有m1v0=m1v1+m2v2碰撞前后動(dòng)能相等，故有m1v=m1v+m2v解得若要使a球的速度方向不變，則m1＞m2。（2）（3）小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間則初速度顯然平拋運(yùn)動(dòng)初速度與下落高度二次方根的倒數(shù)成正比，根據(jù)動(dòng)量守恒定律又因?yàn)榻獾蒙鲜匠闪r(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；由以上可知，需測(cè)量的物理量有a球和b球的質(zhì)量m1、m2和O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3，AB錯(cuò)誤，CD正確。故選CD。12.甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測(cè)量重力加速度。（1）甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。①為比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應(yīng)該選用______。（用器材前的字母表示）a．長(zhǎng)度接近1m的細(xì)繩b．長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)繩c．直徑為1.8cm的塑料球d．直徑為1.8cm的鐵球e．最小刻度為1cm的米尺f．最小刻度為1mm的米尺②該組同學(xué)先測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離l，然后用秒表測(cè)出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。請(qǐng)寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g＝______。（用所測(cè)物理量表示）（2）乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)速度傳感器，如圖乙所示。將擺球拉開(kāi)一小角度使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，速度傳感器記錄了擺球振動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖丙所示的v－t圖線。①由圖丙可知，該單擺的周期T＝______s。②更換擺線長(zhǎng)度后，多次測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出T2－l（周期二次方—擺線長(zhǎng)）圖像，并根據(jù)圖像擬合得到方程T2＝4.04l＋0.035。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝______m/s2。（取π2＝9.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）①.adf②.（2）①.2.0②