内容正文:
武汉中学2025级高一下学期物理五月月考试卷
一、选择题(40分)
1.如图所示,返回舱接近地面时,相对地面竖直向下的速度为,此时反推发动机点火,在极短时间内,竖直向下喷出相对地面速度为、体积为的气体,辅助返回舱平稳落地。已知喷出气体的密度为,喷出气体所受重力忽略不计,则喷气过程返回舱受到的平均反冲力大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,水面上相距为的、两点有两个频率相同且同时向相同方向起振的波源,两波源发出的波在水面发生干涉。观察发现点与点是两个相邻的振动加强点,已知垂直于,,,则该波的波长为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,倾角为的固定斜面底端安装一轻质弹簧,质量为的物块从斜面上点以速度下滑,被弹簧反弹后恰好能返回到点。已知物块与斜面间动摩擦因数为0.25,弹簧劲度系数为,弹簧始终处在弹性限度内,弹性势能公式,,则弹簧的最大压缩量为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,长为的轻绳一端固定在点,另一端拴一质量为的小球,初始时悬线沿水平方向伸直。将小球由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为,小球从开始释放到运动到最低点的过程中重力功率的最大值为( )
A. B. C. D.
5.如图甲所示,为振源,,时刻点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从时刻开始描绘的点的振动图像。下列判断中正确的是( )
A.该波的传播速度 B.这列波的波长
C.时刻,振源振动的方向沿轴正方向 D.时刻,点的振动方向沿轴负方向
6.如图所示,长为的水平传送带以恒定速率顺时针运动,一质量为的不计大小的小煤块从传送带左端轻放在传送带上,小煤块与传送带间的动摩擦因数,已知重力加速度,在小煤块整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小煤块在传送带上先加速后匀速 B.小煤块在传送带上运动时间为3 s
C.小煤块与传送带间摩擦生热为2 J D.传送小煤块过程中,传送带对小煤块做功为2 J
7.如图所示,质量均为的木块、并排放在光滑水平面上,木块上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球。现将球拉起使细线水平伸直,并由静止释放球,重力加速度大小为,小球和木块均可视为质点。则( )
A.球由释放运动到最低点,物体、和球所组成的系统动量守恒
B.球从释放运动到最低点过程中,木块移动的距离为
C.、两木块分离时,的速度大小为
D.球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
8.(多选)自古就享有人间天堂美誉之称的江南,河湖交错,水网纵横,如诗如画。如图1所示,两个完全相同的水滴同时落在平静水面上的A、B两点,将水滴形成的涟漪(水波)视为简谐横波且两列波的波长相等,A、B两点间的距离为2 m,O点为A、B连线的中点,C点在AB连线上且位于A点右侧0.5 m处。已知A点形成的波的传播速度大小为0.5 m/s,其在t=0时刻的波动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.O点为振动加强点,其位移不可能为0
B.两列波的波峰能在C点相遇
C.在两列波相遇的区域能形成稳定的干涉图样
D.A、B点连线上(不含A、B点)共有13个振动加强点
9.(多选)有一列沿水平方向传播的简谐横波,在波的传播方向上有平衡位置相距4 m的、两质点,已知波的传播方向由指向,图甲、乙分别是、两质点的振动图像。则这列波的波速可能为( )
A. B. C. D.
10.(多选)小明用额定功率为1200 W、最大拉力为300 N的提升装置,把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台,先加速再匀速,最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动,到达平台速度刚好为零,若要提升重物的时间最短,则下列说法正确的是( )
A.整个过程中最大加速度为15 m/s2 B.匀减速运动的位移大小为3.6 m
C.静止开始匀加速的时间为1.2 s D.提升重物的最短时间为15.5 s
二、解答题(60分)
11.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。大小相同、质量不同的两小球、分别固定在轻杆两端,轻杆可绕固定于杆上三等分点的光滑水平轴在竖直面内转动,转轴正下方有一光电门计时器,小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。已知当地的重力加速度为。现将轻杆拉至如图甲所示的水平位置并由静止释放,当球第一次通过光电门时,计时器显示的遮光时间为。
回答下列问题:
(1)用游标卡尺测量小球的直径时如图乙所示,则小球的直径________;
(2)小球经过光电门时速度________;(保留两位有效数字)
(3)若两小球、球心间的距离为,小球的质量是小球质量的倍(),当改变,则得到不同的,根据数据做出如图丙所示的图像。只要该图像斜率满足:________,即可说明此过程中、构成的系统机械能守恒(用含有、、的表达式表示)。
(4)若实际实验中根据数据图像获得的值总是比理论值偏小,请写出至少一条可能原因:________。
12.物理学习小组利用图甲所示气垫导轨和光电门验证动量守恒定律。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度,刻度如图乙所示,则遮光条的宽度________。
(2)某同学开启充气泵和两光电门,调节气垫导轨水平,他将滑块从左端向右轻推一下,若发现________,则说明气垫导轨已水平。
(3)气垫导轨调节水平后,将滑块置于光电门1的左侧,滑块静置于光电门1、2之间。给滑块一定的初速度去碰撞滑块,若数字计时器记录滑块通过光电门1的时间为,滑块、通过光电门2的时间分别为、。已知滑块、的质量分别为、,若两滑块碰撞过程中动量守恒,则应满足的关系式为________。(用、、、、表示)
(4)受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球(可视为质点)悬挂于等高的点和点,两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放,在最低点与静止于点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点,小球2向右摆动至最高点。测得小球1、2的质量分别为和,弦长、、。若小球1、2碰撞前、后动量守恒,则应满足________。
A. B. C. D.
13.如图为一列沿轴传播的简谐波在时的波形,波中质点的平衡位置坐标,且向下振动,波速,求:
(1)波长、周期、波的传播方向;
(2)质点第2次通过平衡位置所用时间。
14.如图所示,a、b、c均为质量为m的物块,其中b、c通过轻弹簧连接并静置在水平地面上,弹簧的劲度系数为k,a物块从距离b高为h处由静止释放,与b碰撞后黏在一起,碰撞时间极短。重力加速度为g,则:
(1)求a、b碰撞后瞬间a、b整体的速度和加速度大小;
(2)若a物块从距离b高为处由静止释放,弹簧恰好能恢复原长,求初始时弹簧的弹性势能(结果用含的式子表示);
(3)若a物块从距离b高为处由静止释放,c恰好能离开地面,求为多少?
15.光滑水平面上从左向右依次摆放编号为1、2、…、n的滑块,一质量为的小球用长度为的细线悬挂于点,点位于滑块1的正上方且距离滑块1高度为。现将细线水平拉直,由静止释放小球,当小球摆到最低点时与滑块1发生弹性正碰。已知小球与滑块均可看成质点,所有滑块间碰撞时间极短,重力加速度大小为。
(1)求小球与滑块1碰撞前瞬间,细绳的拉力大小;
(2)若所有滑块的质量均为,所有滑块间的碰撞均为弹性正碰,求滑块n被碰后速度大小;
(3)若滑块1、2、…、n的质量分别m、2m、…、nm,且所有滑块正碰后均粘在一起,求滑块n被碰后所有滑块的总动能。
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