精品解析：湖北省部分重点高中2024-2025学年高一下学期期末物理考试试卷

湖北省部分省级示范高中2024~2025学年下学期期末测试 高一物理试卷 命题人：武汉市第十二中学艾青芃审题人：武汉市经开区第一中学洪丹丹 考试时间：2025年6月26日试卷满分：100分 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 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. 伞兵一般会在400m-1000m高度处进行训练和操作，2008年5月14日，为了勘察地震灾情和打开救灾通道，中国人民解放军15名空降兵在无气象资料、无指挥引导、无地面标识的“三无条件”下，毅然从4999米的高空跳下。设在最后接近地面阶段为匀速下降，此过程中，伞兵状态的变化情况是（　　） A. 重力做正功，重力势能增加 B. 阻力做负功，机械能减少 C. 速率不变，机械能增大 D. 合外力做功为零，机械能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A． 重力方向与位移方向相同，重力做正功；但重力势能变化由高度决定，下降时重力势能减少。故A错误； B． 阻力方向与位移相反，做负功，故机械能减少。故B正确； C． 速率不变则动能不变，但重力势能减少，机械能应减少而非增大。故C错误； D． 合外力为零，合外力做功为零；但机械能包含动能和重力势能，重力势能减少导致机械能减少。故D错误。 故选B。 2. 我国神话故事中齐天大圣在天空中来去自如，现在人类穿上涡喷飞翼飞行器（简称飞行器）也能像孙悟空一样，在高空中完成上升、下降、悬停、平飞和翻转等动作。飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成，下列说法正确的是（　　） A. 某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量一定不为零 B. 飞行器在下降过程中，其动量一定越来越大 C. 任意时间内燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量相同 D. 某次快速喷气过程中，喷出的气体获得的动量和人（包括飞行器）获得的动量相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量 可知重力的冲量一定不为零，故A正确； B．飞行器在下降过程，有加速过程、减速过程，故可能速度减小，其动量不一定越来越大，故B错误； C．燃气对飞行器的力与飞行器对燃气的力等大反向，故任意时间内燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量等大、反向，故不相同，故C错误； D．根据动量守恒定律可知，喷出的气体获得的动量和人（包括飞行器）获得的动量相同等大反向，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，在光滑水平地面上有两个大小相同的小球A和B，质量分别为、，小球B通过长为的细绳竖直静止悬挂且对地面恰好无压力，小球A获得水平向右的初速度后，与B发生弹性碰撞，碰后小球A静止，小球B在竖直面内做小幅度（细绳偏离竖直方向的夹角小于5°）振动。已知细绳不可伸长且长度远大于小球直径，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 一定小于 B. 一定大于 C. 细绳越长，小球B振动得越慢 D. 越大，小球B振动得越慢 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球A与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A被弹回，根据动量守恒和能量守恒得， 解得 则故AB错误； C．小球B在竖直面内做小幅度（细绳偏离竖直方向夹角小于5°）振动，则认为B做简谐运动，由单摆周期公式可知，细绳越长，小球B振动周期越大，振动得越慢，故C正确； D．由周期T的表达式可知，周期与质量无关，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在光滑的水平面上，物体A放在长为的木板B的右端，现用水平力向右拉木板。若物体A相对木板B滑动，当B前进时，物体A从木板B左端滑下。已知A、B间的滑动摩擦力大小为，滑动摩擦力分别对A、B做功为、，若物体A相对木板B没有滑动，已知当B前进时，物体A受到的静摩擦力大小为，静摩擦力分别对A、B做功为、，则（　　） A. 、 B. 、 C. 这一对滑动摩擦力做功的总和为 D. 这一对静摩擦力做功的总和为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若AB发生了相对滑动，滑动摩擦力对A做的功为 对B做的功为 若AB相对静止，， 故AB错误； C．这两个滑动摩擦力做功的总和为，故C正确； D．这两个摩擦力做功的总和为0，故D错误。 故选C。 5. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略，以点所在水平面为零势能面，则（　　） A. 谷粒2在其轨迹最高点的机械能大小为 B. 谷粒2在其轨迹最高点的机械能大小为 C. 两粒谷子到达点时重力的瞬时功率、的大小关系为 D. 两粒谷子到达点时重力的瞬时功率、的大小关系为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．谷粒在运动过程中机械能守恒，则在最高点的机械能与初始抛出时机械能相等，即 ,故A错误、B正确； CD．谷粒1、2在竖直方向位移相同，加速度相同，但谷粒2有向上的初速度。 根据速度位移关系可知，到达P点时谷粒2的竖直速度较大，根据可得，故CD错误。 故选B。 6. 如图甲所示，长度的木板在光滑水平面上，木板上表面粗糙。一个与木板质量相等的滑块以水平速度从左端滑上木板。滑块与木板间的动摩擦因数随滑块距木板左端距离的变化图像如图乙所示，重力加速度取，滑块看作质点，则（　　） A. 若木板固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足； B. 若木板固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足； C. 若木板不固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足。 D. 若木板不固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足。 【答案】D 【解析】 【详解】AB．要使滑块能够从木板右端滑出，则有 设动摩擦因数最大值为，由图像可知 解得 CD．根据动量守恒有 设动摩擦因数最大值为，根据能量守恒有 又 解得 故选D。 7. 轻弹簧上端连接在箱子顶部中点，下端固定一小球，整个装置静止在水平地面上方。现将箱子和小球由静止释放，箱子竖直下落后落地，箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此后小球做简谐运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底，弹簧劲度系数为，箱子和小球的质量均为，重力加速度为。忽略空气阻力，弹簧的形变始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 箱子落地后，小球简谐运动的加速度最大值为3g B. 箱子落地后，弹簧弹力的最大值为2mg C. 箱子落地后，小球运动的最大速度为 D. 箱子与地面碰撞损失的机械能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意，此后小球运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零，则对箱子有 弹簧处于压缩状态，且为压缩最短位置处，可知小球做简谐振动，此时弹簧的压缩量与小球合力为零时弹簧的伸长量之和即为小球做简谐振动的振幅，根据简谐振动的对称性可知，在最低点 在最高点 联立解得 而当小球运动至最低点时弹簧弹力有最大值，即为3mg，此时加速度最大为2g，故AB错误； C．小球做简谐振动，在平衡位置时有，解得 即弹簧被拉伸时小球受力平衡，处于简谐振动的平衡位置，此处小球的速度有最大值，而根据以上分析可知，小球在最高点时弹簧的弹力和在平衡位置时弹簧的弹力大小相同，只不过在最高位置时弹簧处于被压缩状态，在平衡位置时弹簧处于被拉伸状态，显然压缩量和伸长量相同，则小球从最高点到达平衡位置下落的高度 而弹簧压缩量和伸长量相同时所具有的弹性势能相同，即小球在最高点和在平衡位置时弹簧的弹性势能相同，则对小球由最高点到平衡位置根据动能定理可得 解得，故C错误； D．箱子损失的机械能即为箱子、弹簧、小球所构成的系统损失的机械能，小球在平衡位置时弹簧所具有的弹性势能和在箱子未落下时弹簧所具有的弹性势能相同，由能量守恒可得 解得箱子损失的机械能，故D正确。 故选D。 8. “上海慧眼”，是上海中心大厦的阻尼器，安装在大厦的126层，强风来袭，摩天大楼会晃动，该阻尼器可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。假设该阻尼器沿水平方向做阻尼振动，振动图像如图所示。关于阻尼器的说法正确的是（　　） A. 阻尼振动振幅会越来越小，但周期不变 B. 上海慧眼通过和中心大厦发生共振来保持楼梯稳定 C. t=18s时，位移为正，加速度沿x轴负方向 D. t=16s时，斜率为正，沿x轴负方向运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因为有阻力的作用，需要克服阻力做功，机械能会越来越小，所以阻尼振动的振幅逐渐减小；阻尼振动的振动周期等于系统的固有周期，可认为周期不变。另外从题目图像看，相邻波峰或波谷的时间间隔即周期无明显变化，符合“振幅减小、周期不变”的规律。因此阻尼振动的振幅越来越小，但周期不变，故A正确； B．共振的条件是“驱动力频率等于系统固有频率”，此时振幅会最大；而阻尼器的作用是通过消耗能量来减小振动幅度，并非利用共振原理。故B 错误； C．振动图像的纵坐标表示位移，时，图像在轴上方，故位移为正；又因为加速度的方向与位移的方向始终相反，所以此时加速度的方向为负方向。故C正确； D．振动图像的斜率表示速度。斜率为正，速度沿轴正方向；斜率为负，速度沿轴负方向。由图像可以看出t=16s时，图像斜率为正，所以沿x轴正方向运动，故D错误。 故选AC。 9. 若火箭竖直向上发射的初级阶段做如下假设：重力加速不变，空气阻力忽略不计，火箭的质量m保持不变，加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知图像的横轴截距为b，斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 火箭以恒定加速度启动 B. 火箭的最小速度为 C. 火箭以恒定的功率mk启动 D. 图像的纵轴截距为－g 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图象可以看出火箭的加速度随速度而变化，则火箭不是以恒定加速度启动，故A错误； B．火箭发射过程为加速过程，当加速度为零时，速度达到最大值，此时速度的倒数为最小值，由图像可以看出速度的倒数的最小值为，即 所以火箭的最大速度为，故B错误； C．火箭竖直向上发射时，受推力和重力的作用。根据牛顿第二定律方程有 解得 又因为火箭发射的功率为 变形解得 则关系图像是一条倾斜直线，图像的斜率为 解得 所以火箭以恒定的功率mk启动，故C正确； D．由可知，该倾斜直线图像的纵轴截距为，故D正确。 故选CD。 10. 中国某新型连续旋转爆震发动机（CRDE）测试中，飞行器总质量（含燃料）为，设每次爆震瞬间喷出气体质量均为，喷气速度均为（相对地面），喷气方向始终与飞行器运动方向相反。假设飞行器最初在空中静止，相继进行多次爆震（喷气时间极短，忽略重力与阻力）。下列说法正确的是（　　） A. 由于在太空中没有空气提供反作用力，所以该飞行器无法在太空环境中爆震加速 B. 每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）动量增量大小相同 C. 每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）速度增量大小相同 D. 经过次喷气后，飞行器速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．虽然在太空没有空气，但飞行器喷气时，飞行器与喷出的气体之间存在相互作用力，根据牛顿第三定律，喷出气体对飞行器有反作用力，所以飞行器可以在太空环境中通过爆震加速，故A错误； B．每次喷气动量都守恒，所以每次喷气时飞行器（含剩余燃料）动量增量大小与喷出气体的动量增量大小相等，均为，故B正确； C．根据动量守恒定律，系统初始总动量为0，第一次喷气有 解得 所以第一次喷气后速度增量 第二次喷气后有 解得 所以第二次喷气后速度增量 以此类推，可以看出每次喷气后飞行器速度增量大小不相同，故C错误； D．经过次喷气后，根据动量守恒定律可得 解得，故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某学校物理兴趣小组利用安装有“phyphox”应用的智能手机验证机械能守恒定律和动量守恒定律，验证机械能守恒定律小组的实验装置如图甲所示。主要器材包括：水平固定的钢尺、质量为的铁球、刻度尺。实验步骤如下： （1）迅速敲击钢尺侧面，使铁球由静止开始下落。传感器记录的声音振幅—时间曲线如图乙，前两个尖峰时刻分别对应铁球开始下落和落地的时刻，测得铁球下落时间_____。 （2）若铁球下落高度为，下落时间为，根据平均速度公式可得铁球落地前瞬间速度为____，若下落过程机械能守恒，则应满足的等式为______（结果均用题目给定的物理量符号、、、表示，其中为重力加速度，写出原始公式，不要变形）。 （3）已知铁球质量，一个同学计算出上述下落过程中重力势能的减少量，请你通过计算出小球下落的高度为______，动能的增加量_______（），则在误差允许范围内，铁球在下落过程中机械能守恒。 【答案】（1）0.4s （2） ①. ②. （3） ①. 1.20 ②. 3.6 【解析】 【小问1详解】 测得铁球下落时间2.05s-1.65s=0.4s 【小问2详解】 [1]根据平均速度公式可得 解得铁球落地前瞬间速度为 [2]若下落过程机械能守恒，则应满足的等式为 【小问3详解】 [1]根据 可得小球下落的高度为 [2]落地速度 动能的增加量 则在误差允许范围内，铁球在下落过程中机械能守恒。 12. 某同学将摆线上端固定在铁架台上（如图甲），测得摆线长度为，小铁球质量为，将一片状磁铁放在小铁球的正下方，对小铁球的作用力可认为是竖直向下的恒力（大小未知）。将小铁球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，测出单摆的周期，改变摆线长度L，多次操作得出多组数据。根据数据作出图像（如图乙），图像斜率为，纵截距为。已知当地重力加速度为。 （1）图像不过原点的原因是（　　） A. 小铁球受到磁场力作用 B. 把小球直径当作半径计入摆长 C. 未把小球半径计入摆长 （2）由图乙可知，小球直径为_________（用字母、表示）； （3）小铁球受到的磁场力大小为_________（用字母、、、表示）。 【答案】（1）B （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由单摆周期公式，可得 图像是过原点的倾斜的直线，图中图像的纵坐标为负值，说明测量的摆长偏大，所以图像不过原点的原因是把小球直径当作半径计入摆长，与小铁球受到磁场力作用无关，故AC错误，B正确。 故选B。 【小问2详解】 由于图乙中把小球直径当作半径计入摆长，则，解得 则， 解得小球直径为 【小问3详解】 由牛顿第二定律得，解得 又由，解得 13. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，国产新能源车发展越来越迅速，而气囊数目也远高于燃油车，部分高级车型气囊和气帘共有24个，在保护头部安全方面起到了重要作用。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小随时间的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度，不计空气阻力。 （1）碰撞过程中F的冲量大小； （2）碰撞结束后头锤反弹的速度大小； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像的面积等于的冲量可知，碰撞过程中的冲量大小为 【小问2详解】 头锤落到气囊上表面时的速度大小为 取竖直向上为正方向，碰撞过程由动量定理 联立解得 【小问3详解】 碰撞过程中系统损失的机械能为 联立解得 14. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，摆角为θ（θ<5°）。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，最小值为F1、最大值为F2，表图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。 （1）求单摆的振动周期T和摆长L（用π、g、t0表示）； （2）求摆球的质量m（用F1、F2、g表示）。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据图甲、图乙可知，从A位置开始，经过到达C，再经过回到A，完成一次周期性振动，故周期 根据单摆的周期公式 解得摆长 【小问2详解】 当摆球在A点或者C点时，根据平衡条件 当摆球在B点时，根据牛顿第二定律 摆球从A点到B点，根据动能定理 解得 15. 2024年巴黎奥运会上，滑板运动分为街式和碗池两个小项，碗池比赛在类似碗形的赛道上进行，赛道包含几种不同的元素，比如斜坡、U形池和泵道。如图所示为室内碗池比赛训练时的简化示意图，一根轻质弹簧左端固定，右端与静置在光滑水平面上K点的小球B相连，弹簧处于原长。小球B的右侧静置着一滑块C，其上表面是半径为R的光滑圆弧轨道，滑块C的最低点恰与K点重合。现将一质量为m的小球A从圆弧最高点由静止释放，小球A沿轨道滑下后，在水平面上与小球B发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。已知小球B为2m、滑块C的质量为4m，小球A、B均可视为质点，重力加速度为g，求： （1）小球A下滑到圆弧轨道最低点时，小球A的速度v1、滑块C的速度v2的大小； （2）弹簧弹性势能的最大值； （3）若当小球B再一次回到K点时，小球A恰好第一次返回滑块C的最低点，求B做简谐运动的周期。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球 A 下滑到圆弧轨道最低点过程中，小球 A 与滑块 C 组成的系统水平方向动量守恒，有 又根据机械能守恒定律有 两式联立得，， 【小问2详解】 小球 A 与小球 B 发生弹性碰撞，设碰后的速度分别为和，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得， 小球 A 与小球 B 碰后，小球 B 与弹簧组成的系统机械能守恒，得弹簧弹性势能的最大值为 解得 【小问3详解】 小球 A 下滑到圆弧轨道最低点过程中，设小球 A 水平方向的位移和滑块 C 的位移分别为和，则 根据水平方向动量守恒有 即，解得， 小球 A 第一次下滑到圆弧轨道最低点到与小球 B 发生碰撞所用时间设为，则 从小球 A 与小球 B 碰后到小球 B 再一次回到 K 点所用时间设为，由于速度大小相等方向相反，经过半个周期，则 根据题意 A 要追上 C，则 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省部分省级示范高中2024~2025学年下学期期末测试 高一物理试卷 命题人：武汉市第十二中学艾青芃审题人：武汉市经开区第一中学洪丹丹 考试时间：2025年6月26日试卷满分：100分 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 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. 伞兵一般会在400m-1000m高度处进行训练和操作，2008年5月14日，为了勘察地震灾情和打开救灾通道，中国人民解放军15名空降兵在无气象资料、无指挥引导、无地面标识的“三无条件”下，毅然从4999米的高空跳下。设在最后接近地面阶段为匀速下降，此过程中，伞兵状态的变化情况是（　　） A. 重力做正功，重力势能增加 B. 阻力做负功，机械能减少 C. 速率不变，机械能增大 D. 合外力做功为零，机械能不变 2. 我国神话故事中齐天大圣在天空中来去自如，现在人类穿上涡喷飞翼飞行器（简称飞行器）也能像孙悟空一样，在高空中完成上升、下降、悬停、平飞和翻转等动作。飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成，下列说法正确的是（　　） A. 某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量一定不为零 B. 飞行器在下降过程中，其动量一定越来越大 C. 任意时间内燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量相同 D. 某次快速喷气过程中，喷出的气体获得的动量和人（包括飞行器）获得的动量相同 3. 如图所示，在光滑水平地面上有两个大小相同的小球A和B，质量分别为、，小球B通过长为的细绳竖直静止悬挂且对地面恰好无压力，小球A获得水平向右的初速度后，与B发生弹性碰撞，碰后小球A静止，小球B在竖直面内做小幅度（细绳偏离竖直方向的夹角小于5°）振动。已知细绳不可伸长且长度远大于小球直径，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 一定小于 B. 一定大于 C. 细绳越长，小球B振动得越慢 D. 越大，小球B振动得越慢 4. 如图所示，在光滑的水平面上，物体A放在长为的木板B的右端，现用水平力向右拉木板。若物体A相对木板B滑动，当B前进时，物体A从木板B左端滑下。已知A、B间的滑动摩擦力大小为，滑动摩擦力分别对A、B做功为、，若物体A相对木板B没有滑动，已知当B前进时，物体A受到的静摩擦力大小为，静摩擦力分别对A、B做功为、，则（　　） A. 、 B. 、 C. 这一对滑动摩擦力做功的总和为 D. 这一对静摩擦力做功的总和为 5. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略，以点所在水平面为零势能面，则（　　） A. 谷粒2在其轨迹最高点的机械能大小为 B. 谷粒2在其轨迹最高点的机械能大小为 C. 两粒谷子到达点时重力的瞬时功率、的大小关系为 D. 两粒谷子到达点时重力的瞬时功率、的大小关系为 6. 如图甲所示，长度的木板在光滑水平面上，木板上表面粗糙。一个与木板质量相等的滑块以水平速度从左端滑上木板。滑块与木板间的动摩擦因数随滑块距木板左端距离的变化图像如图乙所示，重力加速度取，滑块看作质点，则（　　） A. 若木板固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足； B. 若木板固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足； C. 若木板不固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足。 D. 若木板不固定，要使滑块能从木板右端滑出，求最大值应满足。 7. 轻弹簧上端连接在箱子顶部中点，下端固定一小球，整个装置静止在水平地面上方。现将箱子和小球由静止释放，箱子竖直下落后落地，箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此后小球做简谐运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底，弹簧劲度系数为，箱子和小球的质量均为，重力加速度为。忽略空气阻力，弹簧的形变始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 箱子落地后，小球简谐运动的加速度最大值为3g B. 箱子落地后，弹簧弹力的最大值为2mg C. 箱子落地后，小球运动的最大速度为 D. 箱子与地面碰撞损失的机械能为 8. “上海慧眼”，是上海中心大厦的阻尼器，安装在大厦的126层，强风来袭，摩天大楼会晃动，该阻尼器可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。假设该阻尼器沿水平方向做阻尼振动，振动图像如图所示。关于阻尼器的说法正确的是（　　） A. 阻尼振动振幅会越来越小，但周期不变 B. 上海慧眼通过和中心大厦发生共振来保持楼梯稳定 C. t=18s时，位移为正，加速度沿x轴负方向 D. t=16s时，斜率为正，沿x轴负方向运动 9. 若火箭竖直向上发射的初级阶段做如下假设：重力加速不变，空气阻力忽略不计，火箭的质量m保持不变，加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知图像的横轴截距为b，斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 火箭以恒定加速度启动 B. 火箭的最小速度为 C. 火箭以恒定的功率mk启动 D. 图像的纵轴截距为－g 10. 中国某新型连续旋转爆震发动机（CRDE）测试中，飞行器总质量（含燃料）为，设每次爆震瞬间喷出气体质量均为，喷气速度均为（相对地面），喷气方向始终与飞行器运动方向相反。假设飞行器最初在空中静止，相继进行多次爆震（喷气时间极短，忽略重力与阻力）。下列说法正确的是（　　） A. 由于在太空中没有空气提供反作用力，所以该飞行器无法在太空环境中爆震加速 B. 每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）动量增量大小相同 C. 每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）速度增量大小相同 D. 经过次喷气后，飞行器速度为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某学校物理兴趣小组利用安装有“phyphox”应用的智能手机验证机械能守恒定律和动量守恒定律，验证机械能守恒定律小组的实验装置如图甲所示。主要器材包括：水平固定的钢尺、质量为的铁球、刻度尺。实验步骤如下： （1）迅速敲击钢尺侧面，使铁球由静止开始下落。传感器记录的声音振幅—时间曲线如图乙，前两个尖峰时刻分别对应铁球开始下落和落地的时刻，测得铁球下落时间_____。 （2）若铁球下落高度为，下落时间为，根据平均速度公式可得铁球落地前瞬间速度为____，若下落过程机械能守恒，则应满足的等式为______（结果均用题目给定的物理量符号、、、表示，其中为重力加速度，写出原始公式，不要变形）。 （3）已知铁球质量，一个同学计算出上述下落过程中重力势能的减少量，请你通过计算出小球下落的高度为______，动能的增加量_______（），则在误差允许范围内，铁球在下落过程中机械能守恒。 12. 某同学将摆线上端固定在铁架台上（如图甲），测得摆线长度为，小铁球质量为，将一片状磁铁放在小铁球的正下方，对小铁球的作用力可认为是竖直向下的恒力（大小未知）。将小铁球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，测出单摆的周期，改变摆线长度L，多次操作得出多组数据。根据数据作出图像（如图乙），图像斜率为，纵截距为。已知当地重力加速度为。 （1）图像不过原点的原因是（　　） A. 小铁球受到磁场力作用 B. 把小球直径当作半径计入摆长 C. 未把小球半径计入摆长 （2）由图乙可知，小球直径为_________（用字母、表示）； （3）小铁球受到的磁场力大小为_________（用字母、、、表示）。 13. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，国产新能源车发展越来越迅速，而气囊数目也远高于燃油车，部分高级车型气囊和气帘共有24个，在保护头部安全方面起到了重要作用。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小随时间的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度，不计空气阻力。 （1）碰撞过程中F的冲量大小； （2）碰撞结束后头锤反弹的速度大小； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 14. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，摆角为θ（θ<5°）。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，最小值为F1、最大值为F2，表图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。 （1）求单摆的振动周期T和摆长L（用π、g、t0表示）； （2）求摆球的质量m（用F1、F2、g表示）。 15. 2024年巴黎奥运会上，滑板运动分为街式和碗池两个小项，碗池比赛在类似碗形的赛道上进行，赛道包含几种不同的元素，比如斜坡、U形池和泵道。如图所示为室内碗池比赛训练时的简化示意图，一根轻质弹簧左端固定，右端与静置在光滑水平面上K点的小球B相连，弹簧处于原长。小球B的右侧静置着一滑块C，其上表面是半径为R的光滑圆弧轨道，滑块C的最低点恰与K点重合。现将一质量为m的小球A从圆弧最高点由静止释放，小球A沿轨道滑下后，在水平面上与小球B发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。已知小球B为2m、滑块C的质量为4m，小球A、B均可视为质点，重力加速度为g，求： （1）小球A下滑到圆弧轨道最低点时，小球A的速度v1、滑块C的速度v2的大小； （2）弹簧弹性势能的最大值； （3）若当小球B再一次回到K点时，小球A恰好第一次返回滑块C的最低点，求B做简谐运动的周期。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $