摘要:
**基本信息**
高一物理期末卷以生活(挑水共振)与科技(水下探测器激光通信)情境为载体,覆盖机械振动、波、光及动量等核心知识,通过基础概念辨析与综合问题解决,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题46分|动量定理、简谐运动、共振、光的折射|以子弹穿墙、弹簧振子等实例,辨析动量变化、振动周期等概念|
|实验题|2题14分|玻璃折射率测定、单摆测重力加速度|结合游标卡尺读数与T²-l图像分析,考查科学探究能力|
|计算题|3题40分|机械波传播、激光折射与全反射、动量能量综合|水下探测器情境融合折射定律与全反射计算,小车-物块模型综合动量守恒与能量守恒|
内容正文:
2025—2026学年度下学期期末考试
高一物理试题
一、选择题(共46分,1-7题为单选题每题4分,8-10题为多选每题6分,选不全得3分)
1.质量相同的子弹、橡皮泥和钢球以相同的初速度水平射向竖直墙,结果子弹穿墙而过,橡皮泥粘在墙上,钢球被反向弹回。关于它们对墙的水平冲量的大小,下列说法中正确的是( )
A.橡皮泥对墙的水平冲量最大 B.子弹对墙的水平冲量最小
C.橡皮泥对墙的水平冲量最小 D.钢球对墙的水平冲量最小
2.如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,振子在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距10cm。振子经过B点时开始计时,0.5s后首次到达C点,下列说法正确的是( )
A.振子的振动周期是0.5s,振幅是10cm
B.B→O→C过程振子完成一次全振动
C.从B开始运动经过5s,振子通过的路程是100cm
D.振子每次经过O点时速度都相同
3.生活中端着装满水的茶杯走路时水会洒出,挑装满水的桶走路时水会洒出,如图所示为某人挑水,水桶和扁担系统的固有频率为2Hz,人走路的步距为0.6m,下列说法正确的是( )
A.人走路的速度越大,水洒得越多
B.当人走路的频率为2Hz时水不会洒出
C.当人走路的速度为时水洒出得最多
D.当人走路的速度为时水洒出得最多
4.如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,下列情况不可能发生的是( )
A. B.
C. D.
5.一个水平弹簧振子的振动图像如图所示,已知小球质量为10g,弹簧的劲度系数为,下列说法正确的是( )
A.小球位移随时间变化的关系式为cm
B.在第1s末到第2s末这段时间内,小球的动能在减少、弹性势能在增加
C.小球的最大加速度为
D.该小球在0~50s内的位移为0cm,路程为2.5cm
6.如图所示,三根细线在O点处打结,A、B端固定在同一水平面上O相距为l的两点上,使三角形AOB成直角三角形,,已知OC线长为l,下端C点系着一个小球。下列说法正确的是(以下振动皆指小角度摆动)( )
A.让小球在纸面内振动,周期
B.让小球垂直于纸面振动,周期
C.让小球在纸面内振动,周期
D.让小球垂直于纸面振动,周期
7.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,时刻的波形如图中实线所示,时刻第一次出现图中虚线所示的波形,则( )
A.质点P的运动方向向右
B.这列波的周期为1.2s
C.这列波的波长为12m
D.这列波的传播速度为60m/s
8.如图所示,实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐波的波峰和波谷,两列波的振幅为,频率为0.5HZ,C点是连线的中点,则( )
A.C点是振动加强点,其振幅为
B.P、Q两处的质点始终处于平衡位置
C.随着时间的推移,B处的质点将向A处移动
D.从图示时刻起经过,D点通过的路程为
9.如图所示是一透明圆柱体的横截面,其半径为R,AB是一条直径.今有一束平行单色光沿与AB平行的方向射向圆柱体,若该光线经折射后恰好经过B点,且这条光线到AB的距离是.光在真空中传播速度为c,不考虑圆柱体中的反射.则下列说法正确的是( )
A.从B点射出的光在圆柱体中传播时间为
B.从B点射出的光在圆柱体中传播时间为
C.透明圆柱体对该单色光的折射率为
D.透明圆柱体对该单色光的折射率为
10.用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块,木块静止,如图所示。现有一质量为m的子弹自左向右水平射向木块,并停留在木块中,子弹初速度为,重力加速度为g,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒
B.子弹射入木块的瞬间动量守恒,故子弹射入木块的瞬间子弹和木块的共同速度为
C.子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒,其机械能等于子弹射入木块前的动能
D.子弹和木块一起上升的最大高度为
二、实验题(共14分,每空2分)
11.某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度__________________。
A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是____________。
③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于点,再过点作法线的垂线,垂足分别为点,如图所示,则玻璃的折射率________________。(用图中线段的字母表示)
12.某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用( )
A.长度为1m左右的细线 B.长度为30cm左右的细线
C.直径为1.8cm的塑料球 D.直径为1.8cm的铁球
(2)某同学测定的g的数值比当地公认值大,造成的原因可能是( )
A.开始计时时,过早按下秒表
B.实验时误将49次全振动记为50次
C.测摆长时摆线拉得过紧
D.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了
(3)测量小铁直径时游标卡尺如图乙所示,其读数为________mm。
(4)实验中,测出不同摆长l对应的周期T,作出图像,如图所示,已知图线上A、B两点的坐标分别为(,)、(,),可求出________________。
三、计算题(共40分,13题10分,14题14分,15题16分)
13.一列简谐横波沿x轴传播,图甲为时刻的波形图,图乙为质点P的振动图像.求:
(1)波传播的速度大小和方向;
(2)质点Q在0~28 s内的路程.
14.某型号水下探测器利用激光进行通信。如图所示,探测器安装在清澈平静水面O点正下方点处。当探测器向A点射出激光时,测得射出水面的激光与水面夹角。已知距离,OA距离为,真空中光速,,。求:
(1)水对该激光的折射率;
(2)该激光从点传播到A点所用时间;
(3)该激光能射出水面的点到O点的最远距离。
15.如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分和光滑的圆弧轨道组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且小车的左端与固定的光滑圆弧轨道末端等高,圆弧轨道末端水平。一质量的物块P从距圆弧轨道末端某高度由静止开始滑下,与静止在小车左端的质量的物块Q发生弹性碰撞,碰撞后物块Q的速度大小为。物块Q与水平轨道间的动摩擦因数,圆弧的半径,小车的质量,物块P、Q均可视为质点,取重力加速度大小。
(1)求碰撞前物块P距离末端某高度h;
(2)若物块Q恰好能滑到小车右端的C点,求的长度L;
(3)在第二问的长度L的基础上,若物块Q与水平轨道间的动摩擦因数,通过计算判断物块Q是否从小车上掉下。
命题人:张向丽 审核人:王可欣
参考答案
1.答案:B
解析:由于子弹、橡皮泥和钢球质量相等,初速度相等,子弹穿墙而过,末速度方向为正;橡皮泥粘在墙上,末速度为零;钢球反弹,由动量定理
可知,子弹的动量变化最小,对墙的水平冲量最小;钢球的动量变化最大,对墙的水平冲量最大,故ACD错误,B正确。
故选B。
2.答案:C
解析:A.振子从B到C是半个周期,已知是首次从B到C的时间,所以周期
振幅A是振子离开平衡位置的最大距离,且BC相距10cm,则振幅 ,故A错误;
B.一次全振动是振子完成一次完整的往复运动,从B→O→C→O→B才是一次全振动,故B错误;
C.一个周期振子运动4A路程,故从B开始运动经过5s,振子通过的路程是
故C正确;
D.振子每次经过O点时,速度大小相等,但方向可能不同(从B到C经过O点时速度方向向右,从C到B经过O点时速度方向向左 ),所以速度不都相同,故D错误。
故选C。
3.答案:C
解析:AB.当人走路的步频和扁担与木桶(含水)的固有频率(2Hz)相等时会发生共振,此时水晃动得最剧烈,则人走路的步频越快或越慢不一定会使桶里的水晃动得越剧烈,AB错误;
CD.做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率,所以人走路时扁担与木桶(含水)上下振动的频率等于人的步频,当人的步频等于水桶和扁担系统的固有频率时水洒出得最多,则此时人走路的速度为,故C正确,D错误。
故选C。
4.答案:D
解析:A.当光由半圆形玻璃砖射入空气时,若入射角大于等于临界角时,会发生全反射,光线就不能进入空气,这种情况是可能发生的,故A不符合题意;
B.当光由半圆形玻璃砖射入空气时,若入射角小于临界角,既有反射又有折射,且入射角小于折射角,是可能发生的,故B不符合题意;
C.当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时,既有反射又有折射,折射角小于入射角,是可能发生的,故C不符合题意;
D.当光由半圆形玻璃砖射入空气时,若入射角小于临界角,既有反射又有折射,且入射角大于折射角,是不可能发生的,入射角应小于折射角,故D符合题意。
故选D。
5.答案:C
解析:A.由图可知弹簧振子的振幅为5cm,振动周期为4s,可得小球位移随时间变化的关系式为
选项A错误;
B.在第末到第末这段时间内,小球从最大位移处回到平衡位置,故小球的动能在增加、弹性势能在减少,选项B错误;
C.当小球运动到最大位移处时,弹力最大,加速度最大,据牛顿第二定律可得
解得小球的最大加速度为
选项C正确;
D.50s时间相当于,每个周期的路程为4A,故该小球在内的路程为
小球从平衡位置出发,后又恰好回到平衡位置,故位移为0,选项D错误。
故选C。
6.答案:A
解析:让小球在纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,摆长为l,周期;让小球垂直于纸面振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,摆长为,周期。
7.答案:B
解析:A.简谐横波沿x轴方向传播,质点P只沿y轴方向振动,故A错误;
B.因为时刻第一次出现图中虚线所示的波形,则由图得到
则周期,故B正确;
C.由图可知,这列波的波长为24m,故C错误;
D.这列波的传播速度为
故D错误;
故选B.
8.答案:AB
解析:A.B、D连线的中点C点是振动加强区的点,其振幅为,故A正确;
B.P、Q两处的质点处于波峰和波谷的相遇点,两列波在这两处的位移始终相反,合位移为0,始终处于平衡位置,故B正确;
C.质点并不随波迁移,只能在其平衡位置上下振动,故C错误;
D.D点为振动加强点,其振幅为
波的周期为
从图示时刻起经过,即一个周期,D点通过的路程为,故D错误。
故选AB。
9.答案:BD
解析:光线经C点折射后过B点的光路图如图所示.在中,由几何关系得,得;在中,由几何关系得,可得,则透明圆柱体对该单色光的折射率为;由几何关系可知,,光在该透明圆柱体中的传播速度为,故从B点射出的光在圆柱体中传播时间为,故B、D正确.
10.答案:BD
解析:AC.从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段,子弹射入木块的瞬间系统动量守恒,但机械能不守恒,有部分机械能转化为系统内能,之后子弹在木块中与木块一起上升,该过程只有重力做功,机械能守恒,但总能量小于子弹射入木块前的动能,AC错误;B.规定向右为正方向,由子弹射入木块的瞬间系统动量守恒可知,所以子弹射入木块后的共同速度为,B正确;C.子弹射入木块之后,与木块一起上升,该阶段根据机械能守恒得,可得上升的最大高度为,D正确。故选BD。
11.答案:①AD
②D
③
解析:①所用玻璃砖两表面是否平行,与提高实验精确度无关,故B错。选用细的大头针有利于提高精确度,故C错。所用玻璃砖两表面及插在玻璃砖同侧的两枚大头针的间距尽量大些,可以减小测量的相对误差,故A、D均正确。
②利用平行玻璃砖做本实验时,入射光线进入玻璃砖后折射光线靠近法线,而穿出玻璃砖的光线与入射光线平行,故根据孔洞作出的两条光线应平行且下面的光线应向左错开一小段距离。故A、B、C错误,D正确。
③由折射率的定义式可知,。
12.答案:(1)AD(2)BC(3)12.0(4)
解析:(1)根据单摆周期公式
可得
可知在实验过程中摆球越重,空气阻力对实验的影响越小,摆长越长,周期越长,测量误差越小。
故选AD。
(2)根据单摆周期公式
可得
A.开始计时时,过早按下秒表,则周期测量值偏大,使得重力加速度测量值偏小,故A错误;
B.实验时误将49次全振动记为50次,则周期测量值偏小,使得重力加速度测量值偏大,故B正确;
C.测摆长时摆线拉得过紧,则摆长测量值偏大,使得重力加速度测量值偏大,故C正确;
D.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了,则摆长测量值偏小,使得重力加速度测量值偏小,故D错误。
故选BC。
(3)10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知小球的直径为
(4)根据单摆周期公式
可得
可知图像的斜率为
可得
13.答案:(1)2.5 m/s,向x轴负方向传播
(2)140 cm
解析:(1)由题图乙可知,时刻质点P向y轴负方向振动,对题图甲由同侧法可知,波向x轴负方向传播,由题图可知,该波的波长为,周期为,
所以波传播的速度大小为.
(2),故质点Q在0~28 s内的路程为.
14.答案:(1)
(2)
(3)
解析:(1)如图所示,由题可知,
由几何关系,
解得,,
根据光的折射率定律可得
解得
(2)激光在水中的速度
由几何关系可得
激光在水中传播时间
代入数据解得
(3)当入射角增大到临界角C时,光在水面发生全反射,由全反射条件可得
解得
由几何关系得
解得
15.答案:(1)(2)(3)物块Q未从小车上掉下
解析:(1)设物块P滑到N点时的速度大小为,由机械能守恒定律有
取向右为正方向,设碰撞后物块P的速度为,物块P和物块Q碰撞过程满足动量守恒和机械能守恒
解得,,
(2)物块Q运动至C点时水平速度与小车的速度相等,竖直速度为零,设共同速度为,有
解得
又由能量关系有
解得
(3)假设物块Q没有掉下,即物块Q最终与小车共速,由动量守恒定律有
由能量关系有
设物块在水平轨道AB上相对滑动的距离为,有
解得
因为
所以假设成立,物块Q未从小车上掉下。
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