精品解析：湖北省腾云联盟2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷（A）

2023-2024学年湖北省腾云联盟高一（下）联考物理试卷（5月）A卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 长安一片月，万户捣衣声。现代洗衣工具早已由棒槌换成了洗衣机，正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，脱水桶转速逐渐变慢，到某一时刻t，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A. 在t时刻脱水桶的惯性最小 B. 在t时刻脱水桶转动频率最大 C. 在t时刻洗衣机发生共振 D. 纯属偶然，没有规律 2. 一质量为m的物体做平抛运动，在先后两个不同时刻的速度大小分别为、，时间间隔为，不计空气阻力，重力加速度为g，则在时间内，以下说法不正确的是（　　） A. 速度变化的大小为 B. 动量变化大小为 C. 动能变化为 D. 高度变化为 3. 道路千万条，安全第一条。驾驶汽车时必须系好安全带，因为在紧急刹车时，车速会在很短时间内减小为零，关于安全带在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 延长了司机的受力时间 B. 减少了司机所受的冲量 C. 减小了刹车前后司机动量的变化量 D. 将司机动能全部转换成汽车的动能 4. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置。现让一小球从高于a位置的c点沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被小球压缩至最低位置d，其中经过位置b时弹力等于重力。不计空气阻力，关于小球下落运动过程，以下说法中正确的是（　　） A. c至a做匀加速运动，a至d做减速运动 B. 在d点时弹簧弹力等于小球重力的2倍 C. 小球经过b时的动能等于小球由c至b减小的重力势能 D. 弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能 5. 用起重机将一个质量为m的物体竖直向上以加速度a匀加速提升H，已知重力加速度为g，在这个过程中（　　） A. 重力对物体做的功为mgH B. 拉力对物体做的功为mgH C. 物体的动能增加了maH D. 物体的机械能增加了maH 6. 如图所示，质量的箱子，放在光滑水平面上，箱子中有一个质量的铁块，铁块与箱子的左端ab壁相距，它一旦与ab壁接触后就不会分开。用水平向右的恒力作用于箱子，2s末立即撤去F，最后箱子与铁块的共同速度大小是（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，光滑的水平面上静置一斜面体，一个小物块（可视为质点）在斜面体上从距离水平面h高处由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此过程中小物块水平位移为x。改变小物块在斜面体上的释放位置，得到小物块的水平位移x和释放高度h的关系图像如图乙所示，图中p、q为已知量。已知斜面体与小物块的质量之比为，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（　　） A. 斜面体对小物块不做功 B. 小物块与斜面体组成的系统动量守恒 C. 斜面倾角的正切值为 D. 斜面倾角的正切值为 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. 时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B. 时，振子的回复力为零，势能为最大值 C. 从到过程中，振子通过的路程为4cm D. 振动方程为 9. 测弹丸速率常用如图所示冲击摆，用长为l细线悬挂质量为M的沙袋（沙袋尺寸远小于l），沙袋静止，质量为m的子弹以一定的初速度自左方水平射向沙袋，并留在沙袋中，测出沙袋向右摆过的最大偏角，就可以计算出子弹的初速度。重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹打击沙袋过程中系统机械能守恒 B. 子弹射入沙袋的前后细线中拉力大小保持不变 C. 子弹射入沙袋瞬间子弹和沙袋的共同速度为 D. 子弹的初速度 10. 如图所示，水平传送带保持的速度运行，两端AB水平距离，把一质量的一个物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，不计物块的大小。则把物块从A端传送到B端的过程中（　　） A. 摩擦力对物块做的功为4J B. 摩擦力对传送带做的功为16J C. 物块与传送带摩擦生热为4J D. 全过程中摩擦力对物块做功的平均功率为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学用单摆测定当地的重力加速度。 （1）该同学先用毫米刻度尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则该摆球的直径d为___________mm。组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，再测出摆线的长度为 l，则单摆摆长___________（用l、d表示）。 （2）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期图像，如图乙所示，请根据图像求出重力加速度___________m/s2.（已知，结果保留两位有效数字） （3）若实验小组采用公式法，（即通过 求解重力加速度），如果测得的g值偏小，可能的原因是___________（填序号）。 A. 计算摆长时用摆线长度 B. 开始计时时，停表没有及时按下 C. 摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加 D. 实验中误将29次全振动记为30次 12. 某同学查阅资料得知：若弹簧劲度系数为k，弹性形变为x，则其弹性势能。据此设计了如图甲所示的的实验装置来验证系统的机械能守恒：铁架台上竖直悬挂一个轻弹簧，弹簧下端连接一质量为m的小钢球，小钢球平衡时的位置记为O，在 O处安装一光电计时器， O正下方桌面设置位移传感器。现把小钢球竖直托高到弹簧刚好处于原长的位置A点，由静止释放，光电计时器测出第一次下落过程中小钢球挡光时间，同时由位移传感器在计算机上得到小钢球相对O点的位移—时间图像如图乙所示，从图像中可读出的数值。用刻度尺测得小钢球的直径为D，D远小于AO之间的距离，重力加速度为 g，弹簧始终处于弹性限度内且不能对光电门造成有效挡光。问： （1）弹簧的劲度系数为______。 （2）小钢球第一次通过O点的速度为______。 （3）小钢球第一次由A到O的过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______，如果在误差许可范围内，有ΔEP=ΔEk成立，就可以认为系统机械能守恒。（用前文中的字母符号表达） （4）如果小钢球释放位置略高于A点位置，则实验结果表现为ΔEP______ΔEk。（填“大于”、“小于”或“等于”） 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力F的大小随时间t变化规律如图乙所示，摆球经过最低点时的速度大小，忽略空气阻力，取，。求：单摆的摆长和摆球的质量。 14. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，质量分别是和。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是， A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，且A离滑轮足够高，重力加速度为。现释放B球，求： （1）B球刚落地时，A球的速度大小； （2）B球下落过程中，轻绳对A球做的功； （3）A球能达到的最大高度。 15. 如图所示，一轻质弹簧的左端固定在小球B上，右端与小球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平台面上。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h处由静止释放（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在 O点，半径为。已知三个小球A、B、C均可看成质点，且质量分别为m、m、2m，重力加速度为 g，不计空气阻力和一切摩擦。求： （1）弹簧具有的最大弹性势能； （2）小球C从水平台面右端点O抛出后落到圆弧轨道上的P点在图示坐标系中的位置； （3）改变A的释放位置，使小球C从水平台面右端O点抛出后，落到圆弧轨道上时的动能具有最小值，求此最小动能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年湖北省腾云联盟高一（下）联考物理试卷（5月）A卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 长安一片月，万户捣衣声。现代洗衣工具早已由棒槌换成了洗衣机，正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，脱水桶转速逐渐变慢，到某一时刻t，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A. 在t时刻脱水桶的惯性最小 B. 在t时刻脱水桶的转动频率最大 C. 在t时刻洗衣机发生共振 D. 纯属偶然，没有规律 【答案】C 【解析】 【详解】A．惯性是物体本身的性质，只与物体的质量有关，故A项错误； BCD．机身做受迫振动频率与脱水桶的转动频率相等，当脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等时机身发生共振，振幅最大，在t时刻洗衣机发生共振，故C正确，BD错误。 故选C。 【点睛】惯性是物体本身的性质，只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，与速度大小是否受力无关；做受迫振动的物体，振动稳定后振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，当驱动力频率接近固有频率时，振幅变大，相等时振幅最大，达到共振。应用共振时，让驱动力频率接近固有频率，防止共振时，驱动力频率原理固有频率。 2. 一质量为m的物体做平抛运动，在先后两个不同时刻的速度大小分别为、，时间间隔为，不计空气阻力，重力加速度为g，则在时间内，以下说法不正确的是（　　） A. 速度变化的大小为 B. 动量变化的大小为 C. 动能变化为 D. 高度变化为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于物体做平抛运动，所以其加速度为g，则速度的变化量为 方向竖直向下，故A项正确，不符合题意； B．动量是矢量，由平行四边形定则有 方向竖直向下，由题意可知，和仅代表速度大小，所以由数学知识有 由动量定理得，动量变化量大小为 方向竖直向下，故B项错误，符合题意； C．物体的质量为m，初速度大小为，末速度大小为，动能变化为 故C项正确，不符合题意； D．平抛运动有 整理有 故D项正确，不符合题意。 故选B。 【点睛】解决本题时要明确平抛运动的加速度为g，动量是矢量，应根据平行四边形定则或动量定理求动量变化量大小。 3. 道路千万条，安全第一条。驾驶汽车时必须系好安全带，因为在紧急刹车时，车速会在很短时间内减小为零，关于安全带在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 延长了司机的受力时间 B. 减少了司机所受的冲量 C. 减小了刹车前后司机动量的变化量 D. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．在碰撞过程中，司机动量的变化量是一定的，都等于，但安全带会延长作用时间，故A正确，BC错误； D．将司机的动能转化为安全带的弹性势能等，没有全部转化为汽车动能，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置。现让一小球从高于a位置的c点沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被小球压缩至最低位置d，其中经过位置b时弹力等于重力。不计空气阻力，关于小球下落运动过程，以下说法中正确的是（　　） A. c至a做匀加速运动，a至d做减速运动 B. 在d点时弹簧弹力等于小球重力的2倍 C. 小球经过b时的动能等于小球由c至b减小的重力势能 D. 弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．c至a做自由落体运动，即做匀加速运动，经过位置b时弹力等于重力，则a至b阶段重力大于弹簧弹力，仍然做加速运动，故A错误； B．如果小球是从a位置释放的，则会做简谐运动，根据对称性，到最低点时加速度与刚释放时的加速度等大反向，对应弹簧弹力等于小球重力的2倍，如果重球释放点比 a点高，就会把弹簧压得更低，弹簧弹力必定大于小球重力的2倍，故B错误； C．下落过程中小球由c至b减小的重力势能转化为在b处的动能和弹簧的弹性势能，故C错误； D．根据能量守恒，弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能，故D正确。 故选D。 5. 用起重机将一个质量为m的物体竖直向上以加速度a匀加速提升H，已知重力加速度为g，在这个过程中（　　） A. 重力对物体做的功为mgH B. 拉力对物体做的功为mgH C. 物体的动能增加了maH D. 物体的机械能增加了maH 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力对物体做的功为 故A错误； B．根据牛顿第二定律 拉力对物体做的功为 故B错误； C．物体动能的增加等于合外力做的功 故C正确； D．物体机械能的增加量为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量的箱子，放在光滑水平面上，箱子中有一个质量的铁块，铁块与箱子的左端ab壁相距，它一旦与ab壁接触后就不会分开。用水平向右的恒力作用于箱子，2s末立即撤去F，最后箱子与铁块的共同速度大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对系统由动量定理有 解得 故选C。 【点睛】本题考查动量定理的应用，关键是选择系统为研究对象，合力的冲量等于系统的动量的变化量。 7. 如图甲所示，光滑的水平面上静置一斜面体，一个小物块（可视为质点）在斜面体上从距离水平面h高处由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此过程中小物块水平位移为x。改变小物块在斜面体上的释放位置，得到小物块的水平位移x和释放高度h的关系图像如图乙所示，图中p、q为已知量。已知斜面体与小物块的质量之比为，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（　　） A. 斜面体对小物块不做功 B. 小物块与斜面体组成的系统动量守恒 C. 斜面倾角的正切值为 D. 斜面倾角的正切值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小物块下滑过程中，斜面受到小物块左向下的压力向左运动，所以小物块对斜面压力做正功，斜面对小物块的支持力做负功，故A错误； B．小滑块与斜面组成的系统在水平方向上动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故B错误； CD．小物块和斜面在水平方向上动量守恒，系统总动量为0，则 为斜面移动的距离，根据位移关系可知 解得小物块的水平位移为 结合图像可知斜率为 解得 故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. 时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B. 时，振子的回复力为零，势能为最大值 C. 从到过程中，振子通过的路程为4cm D. 振动方程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时，振子的速度为零，加速度为正的最大值，故A正确； B．时，振子的回复力为零，势能为零， 故B错误； D．振幅为，振动周期，得振动方程为 ，代入时，和时，，可得 所以振动方程为 故D正确； C．从到过程中，振子通过的路程为，故C错误。 故选AD。 9. 测弹丸速率常用如图所示冲击摆，用长为l的细线悬挂质量为M的沙袋（沙袋尺寸远小于l），沙袋静止，质量为m的子弹以一定的初速度自左方水平射向沙袋，并留在沙袋中，测出沙袋向右摆过的最大偏角，就可以计算出子弹的初速度。重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹打击沙袋过程中系统机械能守恒 B. 子弹射入沙袋的前后细线中拉力大小保持不变 C. 子弹射入沙袋瞬间子弹和沙袋的共同速度为 D. 子弹的初速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A．子弹射入沙袋过程中摩擦力做功，故系统有机械能损失，故A错误； B．子弹射入沙袋后沙袋做圆周运动需要向心力，细线中拉力会变大，故B错误； C．摆动过程中系统机械能守恒 得共同速度为 故C正确； D．子弹射入沙袋过程子弹和沙袋的总动量守恒，由 联立得子弹的初速度 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，水平传送带保持的速度运行，两端AB水平距离，把一质量的一个物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，不计物块的大小。则把物块从A端传送到B端的过程中（　　） A. 摩擦力对物块做的功为4J B. 摩擦力对传送带做的功为16J C. 物块与传送带摩擦生热为4J D. 全过程中摩擦力对物块做功平均功率为 【答案】ACD 【解析】 【详解】物块在传送带上先匀加速运动 用时 有 则摩擦力对物块做的功为 摩擦力对传送带做的功为 物块与传送带摩擦生热为 然后物块在传送带上做匀速运动，用时 全过程的总时间为 摩擦力对物块做功的平均功率为 故选ACD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学用单摆测定当地的重力加速度。 （1）该同学先用毫米刻度尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则该摆球的直径d为___________mm。组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，再测出摆线的长度为 l，则单摆摆长___________（用l、d表示）。 （2）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期图像，如图乙所示，请根据图像求出重力加速度___________m/s2.（已知，结果保留两位有效数字） （3）若实验小组采用公式法，（即通过 求解重力加速度），如果测得的g值偏小，可能的原因是___________（填序号）。 A. 计算摆长时用摆线长度 B. 开始计时时，停表没有及时按下 C. 摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加 D. 实验中误将29次全振动记为30次 【答案】（1） ①. ②. （2） （3）AC 【解析】 【小问1详解】 [1]根据刻度尺读数规律可知该摆球的直径d为 [2] 单摆摆长 小问2详解】 由得 则 解得 【小问3详解】 AB．由和，可知因为摆线长l比摆长L要小，计算出的g值要偏小；开始计时时，停表没有及时按下，会导致t偏小，计算出的g值要偏大，故A正确，B错误； C．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加，导致测量的周期是长摆的周期，但计算时仍用的短摆的摆长，计算结果会偏小，故C正确； D．实验中误将29次全振动记为30次，即周期数据偏小，计算结果要偏大，故D错误。 故选AC。 12. 某同学查阅资料得知：若弹簧劲度系数为k，弹性形变为x，则其弹性势能。据此设计了如图甲所示的的实验装置来验证系统的机械能守恒：铁架台上竖直悬挂一个轻弹簧，弹簧下端连接一质量为m的小钢球，小钢球平衡时的位置记为O，在 O处安装一光电计时器， O正下方桌面设置位移传感器。现把小钢球竖直托高到弹簧刚好处于原长的位置A点，由静止释放，光电计时器测出第一次下落过程中小钢球挡光时间，同时由位移传感器在计算机上得到小钢球相对O点的位移—时间图像如图乙所示，从图像中可读出的数值。用刻度尺测得小钢球的直径为D，D远小于AO之间的距离，重力加速度为 g，弹簧始终处于弹性限度内且不能对光电门造成有效挡光。问： （1）弹簧的劲度系数为______。 （2）小钢球第一次通过O点的速度为______。 （3）小钢球第一次由A到O的过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______，如果在误差许可范围内，有ΔEP=ΔEk成立，就可以认为系统机械能守恒。（用前文中的字母符号表达） （4）如果小钢球释放位置略高于A点位置，则实验结果表现为ΔEP______ΔEk。（填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. （4）小于 【解析】 【小问1详解】 小钢球在O点受力平衡，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 根据光电门的测速原理，小钢球第一次通过O点的速度为 【小问3详解】 [1]结合上述，小钢球由A到O过程中，系统势能（包括重力势能和弹性势能）的减小量为 [2]小钢球由A到O过程中，动能的增加量为 【小问4详解】 若小钢球的释放位置比A点偏高了d，由位移传感器得到的图像中变大为 测量者仍然认为小钢球从弹簧处于原长时释放，此时测量者认为 此时计算出系统的势能减小量为 结合上述解得 而光电门此时测得的是小钢球的释放位置比A点偏高时的实际运动速度，则有 其中 解得 可知，此时的实验结果表现为小于。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力F的大小随时间t变化规律如图乙所示，摆球经过最低点时的速度大小，忽略空气阻力，取，。求：单摆的摆长和摆球的质量。 【答案】1m，0.2kg 【解析】 【详解】由乙图可知，单摆周期为 由单摆周期公式 解得 当拉力最大时，即 摆球处在最低点。由牛顿第二定律 可解得 【点睛】本题主要考查圆周运动，解决本题的关键掌握单摆的运动规律，知道单摆的周期公式，以及会灵活运用动能定理、牛顿定律解题。小球运动到最低点时，绳子的拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，求出单摆的周期。再根据单摆的周期公式 求出摆长。小球在最高点时绳子的拉力最小，在最低点时绳子拉力最大，求出最高点和最低点绳子拉力的表达式，求出摆球的质量。 14. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，质量分别是和。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是， A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，且A离滑轮足够高，重力加速度为。现释放B球，求： （1）B球刚落地时，A球的速度大小； （2）B球下落过程中，轻绳对A球做的功； （3）A球能达到的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）B下落过程中， A、B系统机械能守恒，有 得 对A用动能定理 得 （3）B落地后，A竖直上抛，机械能守恒 得 故A能达到的最大高度为 15. 如图所示，一轻质弹簧左端固定在小球B上，右端与小球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平台面上。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h处由静止释放（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在 O点，半径为。已知三个小球A、B、C均可看成质点，且质量分别为m、m、2m，重力加速度为 g，不计空气阻力和一切摩擦。求： （1）弹簧具有的最大弹性势能； （2）小球C从水平台面右端点O抛出后落到圆弧轨道上的P点在图示坐标系中的位置； （3）改变A的释放位置，使小球C从水平台面右端O点抛出后，落到圆弧轨道上时的动能具有最小值，求此最小动能值。 【答案】（1）；（2）（h，h）；（3） 【解析】 【详解】（1）A从斜面滚下过程机械能守恒 A与B碰撞后达到共速，有 再与C作用达到三者共速，有 得最大弹簧弹性势能 （2）设C与弹簧分离后的速度为，在弹簧起作用的过程中有 而C平抛过程中 又 解得 故落点坐标为； （3）设C球平抛初速度为，同理得 ， 则落到曲面上时动能为 当时，动能取最小值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$