湖北武汉市重点中学5G联合体2024-2025学年下学期期末考试高一物理试卷

**基本信息** 以航天发射、水火箭等科技情境为载体，覆盖动量、简谐运动等核心知识，注重科学思维与探究能力考查 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/40|动量守恒（3题）、简谐运动（2题）、碰撞（4题）|结合奥运举重（5题）、航天发射（3题）设计真实情境，第8题通过抽纸实验考查摩擦力与动量变化，体现科学推理| |实验题|2/16|动量守恒验证（11题）、单摆测g（12题）|第11题用平抛替代速度测量，第12题结合F-t图像分析单摆周期与质量，培养科学探究能力| |解答题|3/46|弹簧振子（13题）、碰撞与平抛（14题）、板块模型（15题）|15题综合动量守恒与能量守恒，考查多体相互作用模型建构，呼应高考命题趋势|

参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C D C C C AD AC BCD 1．D 【详解】由于匀速圆周运动中速度方向一致在变化，但速度大小不变，故质点从圆上一点运动至另一点的过程中动量大小不改变，但动量是由变化的，相应合外力的冲量不为0，ABC错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．小球每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，故A错误； B．当小球通过平衡位置时，位移为零，加速度为零，速度最大，故B正确； C．小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同均为零，故C错误； D．小球所受的回复力始终指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为正值，小球的加速度为正值，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】水火箭靠压出的水给的反作用力加速，以水火箭运动的方向为正方向，由动量守恒定律有 可得喷水后水火箭获得的速度为 水火箭上升的最大高度约为 故选C。 4．D 【详解】A．上述过程，小球和小车组成的系统在水平方向上所受合外力为0，则系统在水平方向上动量守恒，故A正确，不满足题意要求； B．小球在圆弧轨道运动时，对车的压力一直具有水平向右的分力，使车向右加速运动，则球返回到车左端时，车向右运动的速度最大，故B正确，不满足题意要求； C．足够大使小球飞离小车时，此时小球相对车的速度竖直向上，即此时二者水平分速度相等，则小球一定会落回小车从圆弧轨道滑落，从左侧离开小车；故无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开，故C正确，不满足题意要求； D．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中根据水平方向动量守恒得 由系统机械能守恒得 联立解得 ， 所以小球与小车分离后做自由落体运动，故D错误，满足题意要求。 故选D。 5．C 【详解】规定向下为正，由动量定理得 解得 故选C。 6．C 【详解】A．小球a摆到最低点时，小球a沿竖直方向的速度为零，重力的瞬时功率为零，故小球a从释放到摆动到最低点时重力的瞬时功率先增大后减小，A错误； B．设轻绳的长度为，小球a的质量为m，物块b的质量为2m，碰前球a的速度为，碰后，小球a的速度为，物块b的速度为，对于物块b，碰后减速时，根据牛顿第二定律则有 解得物块b减速的加速度 由运动学规律可得 解得碰后物块b的速度大小为 选取小球a碰前的速度为正方向，则根据动量守恒定律可得 根据能量守恒可得 联立解得， 结合上述结论解得， 即碰后瞬间小球a的速度大小为，B错误； C．小球a从释放到摆到最低点的过程中，根据机械能守恒定律，则有 解得小球a摆到最低点时的速度 结合上述结论 解得轻绳的长度 C正确； D．小球a反弹的速度大小 根据机械能守恒定律，则有 解得小球a反弹的最大高度为 D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．由能量守恒可知，释放滑块过程有 滑块返回压缩弹簧时有 联立解得 故A错误； B．结合以上分析可知，滑块再次滑上传送带时速度为,则每次滑块返回时速度均为，因此一直在做往复运动，不会停止，故B错误； C．以传送带为参考系，木块滑上时相对传送带的速度为，在第1次滑的过程当中产生的热量就等于相对的动能的损耗量，即 故C正确； D．滑块第三次在传送带上运动的整个过程中，规定向右为正方向，根据动量定理可知，传送带对滑块的水平冲量大小为 同时传送带对滑块有竖直向上的支持力产生的冲量，因此传送带对滑块的总冲量大于mv，故D错误。 故选C。 8、AD 【详解】A．分析可知，两次过程，水杯受到的摩擦力均为为滑动摩擦力且不变，故A正确； BC．第二次快拉动白纸过程中，摩擦力作用时间短，则产生的冲量较小，根据动量定理可知，茶杯增加的动量小一些，根据动能与动量关系有 由于第二次动量小，故第二次动能小，故BC错误； D．动量变化量与对应时间的比值等于物体受到的合力，两次过程，水杯的合力均为滑动摩擦力且不变，则水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等，故D正确。 故选AD。 9. AC M、N在平衡位置同侧时，振幅为2L，第一次经过M和第二次经过M的相位差为则有可得T=3t,同理可得M、N在平衡位置异侧时振幅为周期为 9．AC 【详解】A．设子弹射穿木块后和子弹的速度分别为和，由题意可知，子弹穿过的过程中，由动量守恒定律可得 联立解得，射穿木块过程中系统损失的机械能为，故A正确； B．设子弹射穿木块后和子弹的速度分别为和，由动量守恒定律可得 由题意可知 联立解得，子弹穿过以后，弹簧开始被压缩，和弹簧所组成的系统动量守恒，当达到共同速度时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律可得 解得 根据机械能守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为 故B错误； CD．弹簧再次恢复原长时的速度分别为、，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律 机械能守恒定律有 联立解得，故C正确，D错误。 故选AC。 10．BCD 【详解】A．由于存在摩擦力，系统产生了内能，系统合外力不为0，故整个过程中系统动量不守恒，机械能不守恒，故A错误； B．由于碰撞为弹性碰撞，设初速度方向为正，则第一次碰撞时有 联立解得，第一次碰撞后瞬间弹珠速度大小 故B正确； C．弹珠和圆环第一次碰撞结束到发生第二次碰撞，弹珠做匀速运动，设弹珠的位移为，运动时间为，圆环做匀减速运动至停止，设圆环的位移为，该过程中弹珠与圆环通过的位移相等，即 又 解得 同理可知，此后每相邻两次碰撞，A、B的运动时间均满足此关系，可知 故C正确； D．设初速度方向为正，圆环受到的摩擦力为，第一次碰撞前到弹珠恰好停止的过程中，对弹珠和圆环系统，由动量定理得 对圆环和弹珠系统，由能量守恒可得 解得 故D正确。 故选BCD。 10. (1)A (2) 3 (3)或者OP=ON-OM 本题每空2分共8分 【详解】（1）A．只需保证每次从斜面上同一位置释放小球A即可保证小球A每次做平抛运动的初速度相同，故A正确； B．为了保证碰撞过程中小球A不被反弹，小球A的质量必须大于小球B的质量，故B错误； C．让小球A从斜面上同一位置运动下来得目的是为了获得一个固定得初速度，而系统误差得大小与它们之间得动摩擦因数无关，故C错误； D．用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有有效落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，而并非所有的落点，故D错误。 故选A。 （2）[1]由于小球做平抛运动的高度相同，根据 可知小球做平抛运动的时间相同，而小球在水平方向做匀速直线运动，则可得小球A单独做平抛运动时的速度，以及小球A与小球B碰撞后的速度、分别为 ，， 因此若在误差允许范围内只要满足关系式 化简得 即可说明碰撞中的动量是守恒的； [2]若测得，则可得 （3）若两球的碰撞是弹性碰撞，则应满足 整理可得 而两球碰撞过程中动量守恒，满足 即 联立可得，若两球的碰撞是弹性碰撞则有 12．(1)A (2) (3) 0.05 本题每空2分共8分 【详解】（1）A．选择摆球：尽量选择质量大一些、体积小一些的，以减小阻力的影响，选项A正确； B．测量周期：为减小误差，则应从摆球通过平衡位置开始计时，测量摆球至少摆动30个周期的时间，然后取平均值作为周期，选项B错误； C．测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离，加摆球的半径作为摆长，选项C错误； D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，秒表在摆球经过最低点开始计时，并计数为0，以后摆球每次经过最低点都计数一次，记下摆球计数为50次所用的时间为，则单摆周期 选项D错误。 故选A。 （2）根据 可得 由图像可知 解得 （3）①由图像可知，此单摆的周期为 ②设摆角为θ，则在最高点时 最低点时 从最高点到最低点由机械能守恒 联立解得 解得摆球的质量为 m=0.05kg 13、本题12分(1)5cm (2)65cm (3) 【详解】 （1）O、M两点间的距离即位弹簧振子的振幅A，由图乙可知OM=A=5cm。 ------2分 （2）由图乙可知振子的振动周期为 ------2分 由题意可知 且当时 则该振子在0~26s的总路程为 ------2分 （3）振动周期为则 -------2分 简谐运动的位移与时间的关系式为 --------1分 由图乙可知，时 代入位移与时间的关系式得 解得 --------1分 弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式为 -------2分 14．本题14分 (1)2m/s (2)5m/s 【详解】（1）碰后小物块做平抛运动，设平抛的初速度为，平抛运动的时间为，由 --------2分 ---------2分 得 --------2分 （2） 设碰撞后小球的速度为，运动到点的速度为，小球在最高点有 --------2分 到过程机械能守恒 -------2分 小物块与小球碰撞过程系统动量守恒 --------2分 解得 --------2分 15、本题18分 解析　(1)物体C滑上木板A至A、B碰撞前的过程中，动量守恒，则 mCv0＝(mC＋mA)v1 -----2分 解得v1＝2 m/s -------- 1分 在这个过程中μmCg＝mAa ------- 1分 解得a＝2.5 m/s2 ----- 1分 A从静止开始加速至A、C相对静止时，恰好要与B相碰，则两者之间距离有 ------- 1分 解得x＝0.8 m。 -------- 1分 ⑵C足够长，A、B间发生完全非弹性碰撞，故最终A、B、C共速，对A、B、C构成的系统由动量守恒有 ----- 2分 代入数据解得 ------2分 ⑶研究A与B间的碰撞，对A、B构成的系统由动量守恒有 代入数据解得 ------2分 由能量守恒有 解得 ----- 2分 对A、B、C构成的系统全过程由能量守恒有 解得 -----2分 所以 -----1分 另：分段求两个过程摩擦生热也可，C、A作用，A、B碰后与C作用，全程摩擦生热 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度下学期武汉市重点中学5G联合体期末考试 高一物理试卷 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，全部选对得4分，对而不全得2分，有选错的得0分。） 1．一质点做半径为R的匀速圆周运动，则从圆上一点运动至不同的另一点的过程中（　　） A．动量大小改变，合外力的冲量为0 B．动量大小改变，合外力的冲量不为0 C．动量大小不改变，合外力的冲量为0 D．动量大小不改变，合外力的冲量不为0 2．如图所示，一水平方向弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（　　） A．小球每次通过同一位置时，其速度相同，位移相同 B．小球通过平衡位置时，速度最大，加速度为零 C．小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同 D．若位移为负值，则加速度一定为负值 3．截至6月15日，2025年中国共计进行航天发射35次。武汉市某高中科技小组发射水火箭如图所示，已知水火箭总质量为，从静止开始在极短时间内将的水以对地的速度喷出。喷出过程中重力可忽略，重力加速度取，空气阻力不计，喷水后水火箭获得的速度大小和水火箭上升的最大高度分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 4．如图所示，质量为m，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道小车静置于光滑水平面上。一质量也为m的小球以水平初速度冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A．上述过程小球和小车组成的系统水平方向动量守恒 B．球返回到车左端时，车向右运动的速度最大 C．无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开 D．小球返回到小车左端后将向左做平抛运动 5．中国举重队在东京奥运会取得了5金的好成绩。在某次训练中，运动员将质量为的杠铃举到某高度后放下，杠铃自由下落，与缓冲垫接触瞬间速度为，经时间后静止。不考虑杠铃反弹且不计空气阻力，重力加速度为。则杠铃受到缓冲垫的平均作用力大小为（　　） A． B． C． D． 6．如图，用不可伸长的轻绳将小球a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平刚好拉直状态，将小球a由静止释放，当小球a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞，碰撞后b滑行的最大距离为L，已知b的质量是a的2倍，b与水平面间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，则（　　） A．小球a下摆至最低点过程中重力做功的功率一直在增大 B．碰撞后瞬间小球a的速度大小为 C．轻绳的长度 D．小球a反弹的最大高度为 7．如图所示，一水平光滑平面与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，右侧一处于压缩状态的轻质弹簧与一质量为m的小滑块接触（不相连），释放后滑块以速度v滑上传送带，滑块运动一段时间后返回并压缩弹簧，已知返回后弹簧的最大压缩量是初始压缩量的一半。已知弹簧弹性势能，不计空气阻力，则（　　） A．传送带匀速转动的速度大小为 B．经过足够长的时间，滑块最终静止于水平面上 C．滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为 D．滑块第三次在传送带上运动的整个过程中传送带对滑块的冲量为 8．如图所示，某同学把压在水杯下的纸水平抽出，重复操作，将水杯压在纸的同一位置，以更快的速度水平抽出，两次过程中水杯均未滑出桌面，则在第二次的抽出过程中（　　） A．水杯受到的摩擦力的大小与第一次相等 B．水杯动能变化量比第一次的大 C．水杯动量变化量比第一次的大 D．水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等 9．如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的M、N两点，已知质点在M点的位移大小为振幅的一半，N点位移大小是M点的两倍，质点经过M点时开始计时，t时刻第二次经过M点，该振动的振幅和周期可能是( ） A．2L，3t B．2L，2tM N C． D． 10．如图所示，质量为m的均匀圆环B静止平放在粗糙的水平桌面上，另一质量为2m的光滑弹珠A以水平初速度v0正对环心穿过圆环上的小孔射入环内，与圆环内壁发生多次弹性正碰后（每次碰撞前圆环均已静止），最终弹珠与圆环均处于静止状态。已知弹珠与圆环内壁从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的时间为t0，桌面足够长且粗糙程度处处相同，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中系统动量守恒，机械能守恒 B．第一次碰撞后瞬间弹珠速度大小为v0 C．若忽略碰撞时间，从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的过程中，圆环运动的时间为t0 D．圆环从开始运动到最终处于静止状态的过程中通过的总位移的大小为v0t0 二、实验题（每空2分，共16分） 11．某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，桌面上固定一斜面，斜面末端与桌面平滑连接，小球A从斜面上静止释放会运动到桌面上，之后可以从紧贴桌面的边缘开始做平抛运动，如果事先在桌面边缘处放一形状相同的小球B，则小球A将与小球B发生对心碰撞。按下述步骤进行实验。 ①用天平测出A、B两小球的质量，分别为和； ②按图安装好实验装置并调整桌面水平、桌面上先不放小球B，将小球A从斜面上的某位置由静止释放，之后小球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点为P； ③将小球B放在桌面边缘，将小球A从斜面上的某一位置由静止释放，之后与小球B发生碰撞，碰撞之后两球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下小球A、B的平均落地点分别为M、N； ④已知桌面边缘在记录纸上的投影位置为O点，用毫米刻度尺量出OP、OM和ON。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： (1)在本实验中下列说法正确的是__________ A．每次从斜面上释放小球A的位置必须为同一位置 B．小球A的质量可小于小球B的质量 C．小球A与斜面、桌面之间动摩擦因数越小，实验系统误差越小 D．用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点 (2)若在误差允许范围内只要满足关系式 （用、、OP、OM和ON表示），则说明碰撞中的动量是守恒的，若测得，则 。 (3)若在误差允许范围内只要满足关系式 （用OP、OM和ON表示），则说明两球的碰撞是弹性碰撞。 12．某实验小组用单摆测量重力加速度。 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是_______。 A．选择摆球：尽量选择质量大一些、体积小一些的 B．测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期 C．测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离 D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，秒表在摆球经过最低点开始计时，并计数为0，以后摆球每次经过最低点都计数一次，记下摆球计数为50次所用的时间为，则单摆周期 (2)另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变摆线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度g＝ m/s2（结果用含π的表达式） (3)小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的试验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图所示F-t的图像，由图像可确定： ①此单摆的周期为 s；（结果用含π的表达式） ②此摆球的质量为 kg（g=10m/s2）。 三、解答题（本题共3小题，共计46分。要求有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 13．（12分）如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以小球开始静止时的位置O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为时刻，小球的振动图像如图乙所示。求： (1)O、M两点间的距离； (2)该振子在内的总路程； (3)弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。 14．（14分）如图所示，固定点上系一长的细绳，细绳的下端系一质量的小球，小球处于静止状态，球与光滑水平平台的边缘点接触但对平台无压力，平台高。一质量的小物块开始静止在平台上的点，现使物块获得一水平向右的初速度，物块沿平台向右运动到平台边缘处与小球发生正碰（碰撞时间极短），碰后小球在绳的约束下做圆周运动，经最高点时，绳上的拉力恰好等于小球的重力，而物块落在水平地面上的点，其水平位移。不计空气阻力，。求： (1)碰后瞬间物块的速度大小； (2)物块在处的初速度大小。 15．（18分）如图所示，质量为1 kg、足够长的长木板A和质量为1 kg的物块B静止在光滑水平面上，质量为0.5 kg的物块C从长木板的左端以6 m/s的速度滑上长木板，A与B相碰前瞬间，C与A刚好相对静止。已知A与B发生碰撞后粘在一起，物块C与长木板A间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)A、B间开始时的距离； (2)A、B、C最终的速度大小； (3)整个过程中A、B、C组成的系统由于摩擦产生的热量。 第 2 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $