湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2022-2023学年高一下学期期末检测物理试卷

华中师大一附中2022—2023学年度下学期高一期末检测 物理试题参考答案 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A C D C D AD BC AC 二、填空题：每空 2 分 共 16 分 11. (1) 98.80-99.20 99.8 !" !#!$ %! (2) BC 12. （1） 大于 （2）不会 （3） &" '(# = &" √($ + &% √(& （4）𝑚*$𝐿+ = 𝑚*$𝐿, +𝑚-$𝐿. 三、解答题：本题共 3小题 共 44 分 13. （10分）【答案】（1）𝑦 = −10 sin πt (cm)；（2）2𝑛 + 4.25 s ，𝑛 = 0,1,2,3⋯⋯ 【解析】（1）由图可知波的波长为𝜆 = 2m，所以周期为𝑇 = / 0 = 2s 位于坐标原点的质点振动的圆频率为𝜔 = 1"2 = π rad/s 𝑡 = 0时刻，位于坐标原点的质点沿 y轴负方向运动，则其振动方程为 𝑦 = −10 sin πt (cm) （2）波从 𝑥 = 2m传播到 P点所用时间为𝑡3 = 4 0 = 3s 质点 P起振方向沿 y轴负方向，所以 P从起振到第一次位移为𝑦+ = 5√2 cm所用时间为𝑡1 = 2 1 + 2 5 = 1.25s 从𝑡 = 0开始，到质点 P的位移𝑦+ = 5√2 cm所经历的时间为𝑡 = 2𝑛 + 4.25 s ，𝑛 = 0,1,2,3⋯⋯或𝑡 = 2𝑛 + 4.75 s 14.（16分）【答案】（1）1.0m/s ；（2）0.16J 【解析】（1）设丙自由下落 h时速度为𝑣6，根据自由落体运动规律 𝑣6 = $2𝑔ℎ = 3.0 m/s 解除锁定后，乙与丙发生弹性碰撞，设碰后乙、丙的速度分 别为𝑣3、𝑣1，令竖直向下为正 根据动量守恒定律𝑚𝑣6 = 𝑚𝑣1 +𝑀𝑣3 根据机械能守恒 3 1 𝑚𝑣61 = 3 1 𝑚𝑣11 + 3 1 𝑀𝑣11 联立解得 𝑣3 = 2.0m/s 𝑣1 = −1.0m/s 小球的速度大小为1.0m/s （2）碰后，乙立即以𝑣3 = 2.0m/s的速度从 C点向下运动，从此时起直到甲第一次刚离开地面的时间内，乙在自 身重力和弹簧弹力的共同作用下以 B点为平衡位置做简谐运动（如图）。 当乙第一次回到平衡位置 B时，弹簧相对原长的压缩量（图 2）𝑥3 = ,7 8 当甲第一次刚离开地面时，弹簧相对原长的伸长量（图 4）𝑥1 = ,7 8 由于甲第一次刚离开地面时乙的速度为𝑣 = 2.0m/s，𝑣和𝑣3等大反向 所以根据简谐振动的对称性可知 𝑥3+𝑥1 = ∆𝑙 − 𝑥3 故𝑥3 = 𝑥1 = ∆: ; = 2.0 cm 从碰撞结束至甲第一次刚离开地面时，对于乙和弹簧组成的系统，动能变化量为∆E< = 3 1 𝑀𝑣1 − 3 1 𝑀𝑣31 = 0 根据功能关系，系统重力势能的增加量∆𝐸重等于弹性势能的减少量∆𝐸弹 重力势能的增加量∆𝐸重 = 𝑀𝑔(𝑥1 + ∆𝑙) 所以弹簧弹性势能的减少量为∆𝐸弹 = 𝑀𝑔(𝑥1 + ∆𝑙) = 0.16J 15.（18分）【答案】（1）𝑣= = 2m/s 𝑣> = −2m/s ；（2）𝑑 = ? @ m ；（3）𝑙 = 53 3@ m 【解析】（1）设水平向右为正方向，因为𝑂‘点右侧光滑，物块 A匀速运动至平板右侧挡板处。 由题意可知 A与 B发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒和能量守恒有 𝑚A𝑣6 = 𝑚A𝑣A +𝑚>𝑣> 1 2𝑚A𝑣6 1 = 1 2𝑚A𝑣A 1 + 1 2𝑚>𝑣> 1 代入数据联立解得𝑣= = −2m/s 𝑣> = −2m/s 即 A和 B速度的大小分别为𝑣= = 2m/s 、 𝑣> = −2m/s （2）因为物块 A返回到 O点正下方时，相对地面速度为 0。在物块 A减速过程中 根据动能定理得−𝜇3𝑚A𝑔𝑥6 = 0 − 3 1 𝑚A𝑣A1 ，得𝑥6 = 0.5m 根据动量定理有−𝜇3𝑚A𝑔𝑡1 = 0 −𝑚A𝑣A ，得𝑡1 = 0.5s 此