湖北省洪山高中、江夏一中、汉阳一中2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

2024-2025学年湖北省洪山高中、江夏一中、汉阳一中高一（下）期末考试物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.下列关于机械振动的有关说法正确的是(    ) A. 单摆做简谐运动的回复力是由重力和摆线拉力的合力提供 B. 做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关 C. 已知弹簧振子的振幅及周期，就可以确定振子在任意时刻的振动情况 D. 轮船航行时，轮船摇摆的固有频率远离波浪冲击的频率，是为了防止共振 2.运动鞋的鞋底和普通的皮鞋、胶鞋不同，一般都是柔软而富有弹性的，能起一定的缓冲作用。对于某同学穿运动鞋与一般的胶鞋比较的描述，下列说法正确的是(    ) A. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底的冲击时间，从而减小合力对双脚的冲量 B. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而增大合力对双脚的冲量 C. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 D. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 3.国际排联规定的标准比赛用的排球质量为，训练用的排球质量可能略小。假设某次训练用排球质量，运动员将一个速度为，方向与水平面成角飞来的排球以等大反向的速度垫向队友，球与手臂接触的时间。重力加速度大小，空气阻力忽略不计，则(    ) A. 运动员垫球过程中重力的冲量大小为 B. 排球与运动员手臂接触过程中所受合外力的冲量大小为 C. 运动员垫球过程中球的动量变化量的方向与同向 D. 运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小为20N 4.美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的微笑”、“相会的彩桥”。有时在看见彩虹时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，这被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，结合如图所示光路图，以下说法正确的是(    ) A. MN为形成虹的光带，N端为红色 B. PQ为形成霓的光带，Q端为红色 C. 在PQ段，从左到右光在同一介质中传播速度变大 D. 在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角减小 5.A、B两球沿一直线运动并发生正碰。如图所示，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是2kg，则(    ) A. A、B两球碰撞为弹性碰撞 B. A球质量有可能小于B球质量 C. A、B两球碰撞前的总动量为 D. 碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为10J 6.两个振动相位相同的波源、相距3m，它们在空间产生的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域。下列说法正确的是(    ) A. 实线上的质点一直在波峰或者波谷位置 B. 振动减弱区域的质点一定处于静止状态 C. 两列波的波长均为1m D. 在、的连线上，相邻的振动加强点和减弱点之间的距离为 7.如图所示，质量均为m的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为2m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，重力加速度大小为g，小球和木块均可视为质点。则(    ) A. 球C由释放运动到最低点，物体A、B和球C所组成的系统动量守恒 B. 球C从释放运动到最低点过程中，木块A移动的距离为 C. A、B两木块分离时，A的速度大小为 D. 球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度相对小球的最低点为 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8.一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，时刻的波形如图所示，此时平衡位置位于处的质点正在向下运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为，，则(    ) A. 当a质点处在波谷时，b质点恰在波峰 B. 时，a质点向y轴正方向运动 C. 时，b质点的加速度方向沿y轴正方向 D. 在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同 9.如图所示，有一质量为的平板小车静止在光滑的水平地面上。现有质量均为的小物块A和均可视为质点由车上P处开始，A以初速度向左运动，B同时以向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车。两物块与小车间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。从初始状态到三者共速的过程中，则(    ) A. 三者最终共速，速度大小为 B. 物块A一直做匀减速运动 C. 小车的位移为 D. 小车总长度为 10.如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到水平拉力的作用，A、B间的摩擦力和B与地面间的摩擦力随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量，重力加速度大小，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则(    ) A. 前2s内，B所受合外力的冲量大小 B. 前6s内，A、B系统所受的合外力冲量大小 C. 前6s内，外力F做功 D. 末，A的速度大小 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时 如果他测得的g值偏小，可能的原因是          。 A.悬点到摆球最低点的距离为摆长 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C.实验中误将49次全振动数次数记为50次 在某次假期夏令营游学活动中，有两位同学分别去参观北京大学和武汉大学的物理实验室，各自在实验室利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，并用计算机绘制了如图甲所示的图像。由图可知，去武汉大学的同学所测实验结果对应的图线是          填“A”或“B”。 另外，在武汉大学做探究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示，则下列说法正确的是          。 A.a摆球的摆长比b摆球小 B.a、b两个摆球的振动周期之比 C.时，b摆球的加速度为0 12.某同学用如图甲所示装置探究碰撞过程中的守恒量。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。 关于实验要点，下列说法正确的是          。 A.两球半径可以不同 B.斜槽必须光滑 C.斜槽末端必须水平 实验中的重要步骤如下 ①不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上，重复多次; ②把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次; ③用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，从左至右依次标为M、P、 ④用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、。 实验结果：若表达式成立          用题干中所给的符号、、、、表示，两球碰撞过程动量守恒。 若某次测量中水平纸面上有三个落点的平均位置，计算得出：、碰前、碰后的动量分别为，，，则两球质量关系可能为          。 A. B. C. 若另一同学用如图乙所示装置探究碰撞过程中的守恒量，在抛出点右侧放置竖直挡板，已知入射小球质量为，被碰小球质量为，设M、P、N三点与抛出点在竖直方向的高度差分别、、，如果两球碰撞是弹性碰撞，则表达式          成立用题干中所给的符号、、表示。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13.一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，求 这列波的波速及波的传播方向; 质点P的位移随时间变化的关系式。 14.如图所示为一半径为R的半球形玻璃砖的截面图，O为球心，下表面水平。玻璃砖的上方水平放置一个足够大的光屏，虚线为光轴过球心O与半球下表面垂直的直线，为光轴与光屏的交点。现有一平行单色光束垂直于玻璃砖的下表面射入玻璃砖，恰好照满下表面。一条从玻璃砖下表面A点射入的光线，经过玻璃砖后从上表面的B点射出，出射光线与光轴相交于D点，光线BD与的夹角，不考虑光在玻璃砖内表面的反射光，已知，，真空中的光速为c。求 玻璃砖的折射率; 从A点射入的光线在玻璃砖中的传播时间; 光屏上被光线照亮区域的面积。 15.如图所示，物体A和B静止在光滑水平面上，其质量分别为、。A和轻质弹簧连接，弹簧压缩后将A、B用轻绳连接，此时弹簧的弹性势能。某时刻剪断轻绳，A、B分离，B沿水平面运动一段距离后，滑上粗糙斜面假设斜面和水平面平滑连接，接着下滑，随后第二次压缩弹簧，一段时间后B再次滑上斜面，在斜面运动的最大位移与前一次之比为。假设水平面和斜面足够长，斜面与水平面夹角为，B与斜面的动摩擦因素为。求 剪断细绳，弹簧恢复原长时A、B的速度大小; 第一次返回水平面时速度大小; 与的正切值之比。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】A、单摆做简谐运动的回复力是由重力沿圆弧切线方向的分力提供，故A错误； B、做简谐运动的物体，其振动能量与频率无关，与振幅有关，振幅越大能量越大，故B错误； C、根据简谐运动方程，可知要想确定振子任意时刻的振动情况，除了振幅A、周期T还需要知道初相位，故C错误； D、当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体振动的振幅最大，即发生共振现象．轮船航行时，轮船摇摆的固有频率远离波浪冲击的频率，是为了防止共振，故D正确。 故选D。 2.【答案】C  【解析】无论是缩短还是延长双脚与鞋底的冲击时间，由动量定理可知，合力对双脚的冲量都保持不变，故AB错误； 由可知，穿运动鞋延长双脚与鞋底的冲击时间，可以减小鞋底对双脚的平均冲击力，故C正确，D错误。 故选：C。 3.【答案】B  【解析】A、运动员垫球过程中重力的冲量大小为，故A错误； B、根据动量定理，合外力的冲量等于物体的动量变化量，为，故B正确； C、运动员垫球过程中球的动量变化量的方向与反向，故C错误； D、根据动量定理，解得球受到的合力为20N，而合力为重力以及手对球作用力的合力，故D错误。 故选B。 4.【答案】A  【解析】A、虹在形成过程中，太阳光在水珠中经历了一次全反射，而霓在形成过程中，太阳光在水珠中经历了两次反射，光能量有较大损耗，所以颜色浅，故MN为形成虹的光带，红光的折射率小，每次折射时，光线偏离程度小，故N端为红色，故A正确； B、同理PQ为形成霓的光带，Q端对应的光发生折射时，偏折程度大，是折射率大的紫光，故B错误； C、在PQ段，从左到右为红橙黄绿青蓝紫，折射率变大，在同一介质中传播速度变小，故C错误； D、在MN端，左端是紫光，右端是红光，从左向右折射率变小，根据可知临界角变大，故D错误。 故选A。 5.【答案】D  【解析】由图象可知，碰撞前有：A球的速度v      ，B球的速度v      ；碰撞后A、B两球的速度相等，为v       ， 对A、B组成的系统，由动量守恒定律mv    ，得：m    kg，A与B碰撞前的总动量为：p         ，故BC错误； 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能：              ，代入数据解得：  ，碰撞不为弹性碰撞，故A错误，D正确。 6.【答案】C  【解析】A、实线表示振动加强点，表示振幅最大，为两列波振幅之和，但是依然在做简谐运动，并不是一直处于波峰或者波谷位置，故A错误； B、振动减弱区的质点振幅变小，为两列波振幅之差，只要振幅之差不为零，质点就依然做简谐运动，故B错误； C、两列波连线上有5个振动加强点，相邻加强点距离为，则，故C正确； D、在、的连线上，相邻的振动加强点和减弱点之间的距离为，故D错误。 故选C。 7.【答案】B  【解析】A.C球从水平位置到最低点过程中，A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误； B.取向左为正方向，C球从水平位置到最低点过程中，A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，且A、B此时速度相同，则有 则有 又 联立可得木块A移动的距离为 故B正确； C.当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为、C球速度大小为，取向左为正方向，由A、B、C系统水平方向动量守恒可得 由A、B、C系统机械能守恒可得 联立可得 即A、B两木块分离时，A、B、C三者的速度大小均为，故C错误； D.C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时，A、C共速设为，最大高度为h，取向左为正方向，由A、C系统水平方向上动量守恒可得 由A、C系统机械能守恒可得 联立解得 即小球第一次到达左侧所上升最大高度为，故D错误。 故选：B。 8.【答案】BC  【解析】由图可知波长，a、b两质点平衡位置间的距离，当a质点处在波谷时，b质点恰在平衡位置，故A错误； B.已知时刻平衡位置位于处的质点正在向下运动，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，时刻a质点正在向y轴负方向运动，经过时，a质点向y轴负方向运动到波谷后向y轴正方向运动，此时a质点向y轴正方向运动，故B正确； C.时刻b质点正在向y轴正方向运动，经过，相当于从时刻经过，则时b质点在平衡位置下方向y轴负方向运动，则时，b质点的加速度方向沿y轴正方向，故C正确； D.由于，位移相同时，速度大小相等，方向相反，a、b两质点的位移和速度不可能同时相同，故D错误。 9.【答案】AD  【解析】A、整个系统动量守恒，最终三者共速，设共同速度为v， ，解得，故A正确；             D、根据系统能量守恒有 ，   解得小车总长度为 ，故D正确。      BC、开始时，A与B的加速度大小均为，均做匀减速直线运动， 因为A的初速度较小，所以A先减速为零， A减速为零的时间为， 在A减速为零的过程，A向左运动时对P有向左的滑动摩擦力，B向右运动时对P有向右的滑动摩擦力，P受到的合力为零，P静止不动， 此时B的速度为， 之后，P与A一起向右加速，加速度为，B继续做匀减速运动，加速度大小仍然为a， 从到达到共速历时， 速度： 解得：， 则小车向右走位移：，故BC错误。 故选AD。 10.【答案】BD  【解析】A、时，，此段过程B受到的摩擦力是静摩擦力，AB整体静止不动，故前2s内，B所受合外力的冲量为零，故A错误； B、内，AB整体一起向前运动，F从4N变到12N，F的冲量为，受到的滑动摩擦力为， 则摩擦力的冲量为，则合外力冲量为，故B正确； C、拉力时，对AB整体分析，，对A分析，， 解得，， 前6s内，根据动量定理，解得， 所以前6s内，根据动能定理可知合力做功为，因为还有摩擦力做负功，所以外力F做功要大于32J，故C错误； D、末，A的速度大小，故D正确。 故选BD。 11.【答案】；；  【解析】根据单摆的周期公式得， A、悬点到摆球最低点的距离为摆长，L值偏大，则测得的重力加速度偏大．故A错误． B、悬点发生松动，L变大，而实际代入计算的L相对偏小，则重力加速度的测量值偏小．故B正确; C、实验中误将49次全振动数次数记为50次，测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故C错误； 由单摆的周期公式，解得：，所以图甲中的图线斜率表示加速度的大小的倒数，由图中我们看出B加速度大。 重力加速度从赤道到两极逐渐变大，所以武汉大学的同学测出来的加速度小，对应的线为A。 从图乙中，我们可得到：， a、b两个摆球的振动周期之比 由单摆的周期公式，解得：，所以： …① …② 由①②解得：，故B错误，A正确; C.时，b摆球的向心加速度不为0，故C错误。 12.【答案】；；；。  【解析】、为保证两球发生对心正碰，两球的半径必须相同，故A错误； B、小球每次从同一位置静止释放即可，不要求斜槽光滑，故B错误； C、为保证小球飞出后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故C正确。 故选C。 是不放被碰球时，入射小球的落点，N是被碰球的落点，M是发生碰撞后入射球的落点。 小球在空中做平抛运动，因为高度相同，则运动时间相同，所以水平速度正比于水平位移， 故根据动量守恒有。 本实验入射球质量要大于被碰球质量，所以先排除A， 根据碰后动能不增加，有， 可得， 所以只有B正确。 小球飞出后的水平位移相等均为x， 竖直方向做自由落体运动，由可得运动时间为， 则水平速度的表达式为， 所以水平速度， 图中N为被碰小球的落点，P为不发生碰撞时入射小球的落点，M为发生碰撞时入射小球的落点， 则根据动量守恒定律有， 根据动能守恒有， 联立可得。 13.【答案】根据图甲可得，波长，根据图乙可得，周期， 则波速 由图乙可知，时，Q质点向y轴负方向振动， 根据“同侧法”可以判断出，波沿x轴负方向传播。 设质点P的位移随时间变化的关系式为 由，，得： 由时，，得：或 又波沿x轴负方向传播，则 联立解得： 综上，质点P的位移随时间变化的关系式为：   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解：从A点射入光线在砖内沿直线传播，在球表面上B点折射，入射角为i， 折射角为， ， 由几何知识可得：， 折射率为。 由，得： 根据几何关系得，光线在玻璃砖中的路程 由，解得： 设射入砖内光线在上表面E点恰好发生全反射，临界角为 C， E点在光屏上的投影点为，对应折射光线与光屏的右侧交点为 F点， 则， ， 由几何知识可得，， 光屏上照亮区域半径， 照亮区域面积为。   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：设弹簧恢复原长时A、B的速度分别为、，以水平向右为正方向， 由动量守恒定律有，由能量守恒定律有， 联立解得：；，故弹簧恢复原长时A、B的速度大小分别为和； 设B第一次在斜面上运动的最大位移为，第二次在斜面上运动的最大位移为，B第一次返回水平面的速度为，A、B再次碰撞后的速度为、， B在斜面上向上运动时，由牛顿第二定律有， B第一次冲上斜面时有， B第二次冲上斜面时有，由题意，联立解得：， A、B第二次压缩弹簧至恢复原长时，设向右为正方向， 由动量守恒定律有， 由能量守恒定律有， 解得：B第一次返回水平面时的速度大小； 在斜面上向下滑动时，由牛顿第二定律有， B第一次在斜面上下滑时有， B在斜面上向上滑动时由牛顿第二定律， B第一次在斜面上上滑时有， 联立解得：。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$