湖北省武汉市部分重点中学2022-2023学年高一物理下学期期末联考试题（Word版附解析）

武汉市部分重点中学2022-2023学年度下学期期末联考高一物理试卷一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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8-11题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。1.奇妙莫测大自然中，有许多美妙的声音，以下关于大自然中的声现象，说法正确的是（　　）A.“余音绕梁，三日不绝”体现了声波的衍射现象B.“空山不见人，但闻人语响”体现了声波的干涉现象C.“隔墙有耳”体现了声波的衍射现象D.“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”体现了声波的干涉现象【答案】C【解析】【详解】A．“余音绕梁，三日不绝”是指声波遇到梁或墙，不断反射，体现了声波的反射与干涉，不是声波的衍射现象，故A错误；B．“空山不见人，但闻人语响”，其原因是声波产生了衍射，即体现了声波的衍射现象，故B错误；C．“隔墙有耳”，即隔墙能听到声音，其原因是声波产生了衍射，体现了声波的衍射现象，故C正确；D．“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”体现了声波在介质中的传播和衍射现象，故D错误。故选C。2.质量不计轻质弹簧一端连接物体，另一端施加恒力F，如图甲所示，物体沿粗糙水平面向右匀速运动，时间t内弹力的冲量大小为，如图乙所示，物体在相同的恒力F作用下沿光滑水平面向右匀加速运动，相同时间t内弹力的冲量大小为，则下列说法正确的是（　　）A.B.C.D.无法判断和的大小关系【答案】B【解析】【详解】根据题意可知，弹簧弹力大小为 则有故选B。3.如图所示，一定质量小球以一定初速度从地面竖直上抛，小球运动过程中所受的阻力f恒定，则小球在上升过程中，说法正确的是（　　）A.小球的动量p随时间t的变化率均匀增大B.小球的动量p随时间t的变化量不变C.小球的动量p随时间t的变化量均匀变小D.小球的动量p随时间t的变化率不变【答案】D【解析】【详解】小球在上升过程中，根据动量定理可得可得可知小球的动量p随时间t的变化量均匀变大；小球的动量p随时间t的变化率不变。故选D。4.如图所示，静止轨道卫星Q在轨道上稳定运行，P为赤道平面上的监测站，为实时监测卫星运行状况，卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波，则卫星Q从A运行到B的过程中，关于监测站P接收的电磁波频率，下列说法正确的是（　　） A.监测站P接收的电磁波频率先减小后增大B.监测站P接收的电磁波频率先增大后减小C.监测站P接收的电磁波频率一直保持不变D.监测站P接收的电磁波频率一直减小【答案】C【解析】【详解】因为卫星Q是地球同步卫星，与地球有相同的角速度，P为赤道平面上的监测站，则PQ相对静止，即卫星Q从A运行到B的过程中，PQ的相对位置不变，根据多普勒效应可知，监测站P接收的电磁波频率不变。故选C。5.将固有频率为的振子A和固有频率为的振子B固定在同一平台上且，给平台提供驱动力使振子A、B同时做受迫振动，振子A的振幅为，振子B的振幅为，现逐渐增大驱动力的频率f，关于两振子做受迫振动的振幅，下列说法正确的是（　　）A.不可能、同时增大B.不可能在增大的同时减小C.不可能、同时减小D.不可能在减小的同时增大【答案】B【解析】【详解】发生受迫振动时，其振幅与驱动力频率的关系图像如图所示由图像可知，当驱动力的频率小于固有频率时，随着驱动力频率的增加，其振幅增加，当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，当驱动力的频率大于固有频率时，随着驱动力频率的增加，其振幅减小。又因为振子A和振子B的固有频率之间关系为。当驱动力的频率在小于时，随着其增加，则、同时增加；当驱动力的频率大于时，随着其增加，则、同时减小；当驱动力频率在 之间时，随着其增加，则减小，而增大。故选B。6.质量为的小球以从地面竖直向上抛出，小球再次落地后与地面碰撞并以向上弹回，若小球与地面的作用时间为，小球可视为质点，取，不计小球运动过程中的一切阻力，则小球对地面的平均作用力大小为（　　）A.1.2NB.1.8NC.2ND.3.2N【答案】D【解析】【详解】由于不计一切阻力，可知小球落地瞬间的速度大小为，小球与地面作用过程，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得解得地面对小球的平均作用力大小为可知小球对地面的平均作用力大小为。故选D。7.为研究机械波特点，小明模拟出一列沿x轴正方向传播的简谐横波后再将图像打印出来，但由于墨盒故障，只打印出时刻的部分波形图像如图所示，根据图中所给数据，下列判断正确的是（　　）A.由于波形图缺失，无法确定该波的波长B.虽然波形图缺失，但根据计算可确定该波的波长为8m C.虽然波形图缺失，但根据计算可确定该波的波长为10mD.虽然波形图缺失，但根据计算可确定该波的波长为12m【答案】D【解析】【详解】由图中波形图可知，该波的波长满足由图可知（，，）联立可知，只能取，则该波的波长为故选D。8.如图甲所示，振子在光滑水平面A、B间做简谐运动，平衡位置为O，时刻起振子开始运动，其振动图像如图乙所示，以向右为正方向，不计一切阻力，则下列说法中正确是（　　）A.时振子的速度方向向左B.时振子的加速度方向向左C.时振子加速度最大D.至的时间内，振子加速度大小逐渐减小【答案】AC【解析】【详解】A．由振动的位移时间图像的切线斜率表示速度，可知在时振子的速度是负值，速度方向向左，故A正确；B．由图乙可知，时振子的位移是负值，由，可知加速度为正值，方向向右，故B错误；C．时振子在负方向的最大位移处，由可知，此时刻振子的加速度最大，故C正确；D．由图乙可知，在至的时间内，振子位移逐渐增大，由可知，振子加速度大小逐渐增大，故D错误。故选AC。 9.如图甲所示，可视为质点的两滑块A、B用轻弹簧连接并置于光滑水平面上，已知滑块B的质量为4kg，初始时刻，弹簧处于原长，滑块A获得一定初速度向右开始压缩弹簧，不计运动过程中的一切阻力，经测量可得A、B两滑块在开始运动后的一段时间内速度大小、满足如图乙所示的关系，则由图像可知（　　）A.弹簧第一次恢复原长时，滑块A的速度最小B.滑块A的质量为3kgC.滑块A的初速度为D.滑块A压缩弹簧过程中，弹簧所获得的最大弹性势能为12J【答案】ABC【解析】【详解】A．由题意可知，滑块A以一定初速度向右开始压缩弹簧时，A做减速运动，B做加速运动，当弹簧被压缩量最大时，A、B达到共速，以后弹簧要恢复原长，A继续做减速运动，B继续做加速运动，弹簧第一次恢复原长时，滑块A的速度达到最小，A正确；BC．由图乙可知，B的最大速度是3m/s，则B的动量是12kg∙m/s，由A、B两滑块组成的系统动量守恒可知，滑块A的最大动量是12kg∙m/s，最大速度是4m/s，则滑块A的质量为3kg，BC正确；D．滑块A压缩弹簧过程中，弹簧的压缩量最大时，弹簧所获得有最大弹性势能，由动量守恒定律可得解得由机械能守恒定律，可得弹簧的最大弹性势能为D错误。故选ABC。10.月湖之畔，汉江之滨的琴台音乐厅是武汉的艺术殿堂，音乐厅的“穹顶” 安装有消音设备，能够削弱高速气流产生的噪声。原理如图所示，一定波长的声波从A端输入，在S点分成两列声波，分别通过直径和半圆通道到达声波输出端B，将消音设备的半径调整为时，可以使声波在输出端B起到“消声”效果，则由此可知该声波的波长可能为（　　）（计算结果保留2位有效数字）A.0.92mB.0.46mC.0.30mD.0.15m【答案】BD【解析】【详解】由，则有，半圆弧长为，在输出端B起到“消声”效果，则有两波在B端相遇时，两波传播的路程差为（n=0，1，2，3，⋯）则有（n=0，1，2，3，⋯）解得（n=0，1，2，3，⋯）当n=0时当n=1时当n=2时因此该声波的波长可能为0.46m或0.15m，AC错误，BD正确。故选BD。11.某货物输送装置如图所示，弹射器固定在水平面上，弹射器最右端可以放置质量不同的物体被弹射出去，弹射器正前方某一位置P处放置另一质量为0.5kg的物体B，P左侧光滑，右侧粗糙且动摩擦因数，弹射器提供恒定的弹性势能，物体A获得全部弹性势能后被弹射出去，A在P点和B发生碰撞，碰撞时间极短且碰后A、B结合成一个整体，整体向右运动到某一点Q 静止，设被弹射物体质量为，P、Q间的距离为x，A、B均可以看成质点，取，下列说法正确的是（　　）A.被弹射物体越小，则整体运动的距离x越大B.被弹射物体，则整体运动的距离x最大，最大距离为C.被弹射物体，则整体运动的距离D.被弹射物体，则整体运动的距离【答案】BCD【解析】【详解】A．由动能与动量的关系式可得弹射物体被弹出过程有由动量守恒定律可得解得由动能定理可得则有 由上式可得由上式可知当时，x有最大值，最大值为A错误；B．被弹射物体，由上式则有B正确；C．被弹射物体，则整体运动的距离C正确；D．被弹射物体，则整体运动的距离D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。 12.为测量武汉地区的重力加速度，小明在家找到一个表面部分磨损且凸凹不平的小钢球做成一个单摆，具体操作如下：①小明用刻度尺测量两悬点OP间细线的长度L，将小钢球拉开一个大约5°的角度静止释放；②从小钢球摆至最低处开始计时且记次数为第1次，当小钢球第N次通过最低处时，停止计时，显示时间为t；③由于不能准确确定钢球的重心位置，小明改变两悬点OP间细线的长度先后完成两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为、和、。根据小明的操作步骤，回答以下问题：（1）根据实验操作，在步骤②中，小钢球的摆动周期为T=________。（2）根据步骤③记录的数据得出武汉地区的重力加速度为g=_______（用、，，表示）。【答案】①.②.【解析】【详解】（1）[1]从小钢球摆至最低处开始计时且记次数为第1次，当小钢球第N次通过最低处时，停止计时，显示时间为t，可知小钢球摆动一个周期经最低点两次，则有解得周期为（2）[2]设摆线末端距小钢球重心的距离为r，由单摆的周期公式可得解得 13.学习小组利用如下实验装置研究两小球弹性碰撞过程中的动量守恒。如图所示，斜槽固定在水平桌面上且末端切线水平，距槽末端一定距离的位置固定着一个竖直挡板，A、B两小球直径相同且发生弹性碰撞，不计斜槽转折点的能量损耗和空气阻力，实验步骤如下：①将白纸、复写纸固定在竖直挡板上，用来记录实验中小球与竖直挡板的撞击点；②用水平仪确定竖直挡板上与小球圆心O等高的点并记录为P；③让入射小球A单独从斜槽固定挡板处静止自由释放，记录小球在竖直挡板上的撞击点；④将被碰小球B静止放置在水平轨道的末端，让入射球A再次从斜槽固定挡板处静止释放，A、B两球在斜槽末端碰后均向右水平抛出，记录A、B两小球在竖直挡板上的撞击点；⑤重复③④操作多次，确定两小球各次的平均撞击点Q、M、N；⑥测得、、根据该实验小组的实验，回答下列问题：（1）关于该实验，下列说法正确的是________A.该实验要求斜槽必须尽可能光滑B.该实验无需要求斜槽光滑C.入射小球A的质量应大于被碰小球B的质量D.入射小球A的质量应小于被碰小球B的质量（2）根据实验操作，3个撞击点P、Q、M、中，入射小球A单独释放后在竖直挡板上的撞击点为______点，A、B碰撞后A的撞击点为________点，A、B碰撞后B的撞击点为________点。（3）该实验由于没有天平无法测出小球A、B的质量，实验小组认为只要测出、、，且满足_______（写出、、关系式），则在误差允许范围内，小球A、B发生弹性碰撞过程中的动量守恒。 【答案】①.BC##CB②.M③.N④.Q⑤.【解析】【详解】（1）[1]AB．小球做平抛运动，所以要求斜槽轨道末端必须水平，斜槽不必光滑，故A错误，B正确；CD．为了防止入射小球反弹，所以入射小球的质量应大于被碰小球的质量，故C正确，D错误。故选BC。（2）[2][3][4]小球离开斜槽后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有水平方向做匀速直线运动，有而根据动量守恒有由因为入射小球的质量大于被碰小球的质量，即，根据之前的解析式，可以推知而小球离开斜槽后做平抛运动，而由题意可知，其小球的水平位移相等，所以水平速度越大，则运动时间越短，其竖直高度越低，所以，入射小球A单独释放其撞击点为M点；A、B碰撞后，A球的撞击点为N点，B球的撞击点为Q点。（3）[5]设OP的距离为x，小球离开斜槽做平抛运动，竖直方向做自由落体，有水平方向做匀速直线运动，有整理有由题意可知，、、整理得 又因为动量守恒，所以有又因为是弹性碰撞，所以有以上式子联立，整理有即14.如图所示，可视为质点的两木块A、B质量均为2kg，用轻弹簧连接在一起放在水平地面上，用外力将木块A压下一段距离后静止不动，撤去外力，A上下做简谐运动，弹簧始终竖直且未超过弹性限度，不计一切阻力，取，则：（1）若施加的外力，求撤去外力后在木块A运动过程中木块B对地面最小压力的大小；（2）撤去外力后，要使木块B恰好不离开地面，求将木块A下压至静止时外力的大小。【答案】（1）10N；（2）40N【解析】【详解】（1）设劲度系数为k，撤去外力后木块A以原平衡位置上下做简谐运动，当木块A 运动到最高点时，由在撤去外力瞬间，合外力等于撤去的外力，可知木块A的加速度大小为当木块A运动到最高点时，加速度方向向下，此时木块B对地面有最小压力，对A由牛顿第二定律可得可得此时弹簧的弹力大小方向向下，对B则有方向向上，由牛顿第三定律可知，木块B对地面最小压力的大小为10N。（2）撤去外力后，木块A以原平衡位置上下做简谐运动，当木块B恰好不离开地面时，对B则有此时木块A处于最高位置，加速度最大，为由简谐运动的对称性，当木块A运动到最低点时，加速度最大，仍为2g，方向竖直向上，在撤去外力瞬间，合外力等于撤去的外力，由牛顿第二定律，可得15.位于坐标原点O的波源S产生的简谐横波向右传播，波的振幅，波速，设时刻波刚好传到处，部分波形如图所示，P是在波的传播方向上的质点，求：（1）波源S开始振动的方向和该波的周期T；（2）时刻波源S的位置坐标；（3）从时刻起，处的质点第一次到达波谷的时间。【答案】（1）沿轴正方向，；（2）；（3）【解析】 【详解】（1）根据波形平移法可知，时刻处质点的起振方向沿轴正方向，则波源S开始振动的方向沿轴正方向；根据波形图可知波长为，则该波的周期为（2）从波源S传到所用时间为可知时刻，波源S已经振动了，则波源S的位置坐标为（3）从传到所用时间为由于质点的起振方向沿轴正方向，则从时刻起，处的质点第一次到达波谷的时间为16.如图所示，水平地面M点左侧光滑，右侧粗糙且动摩擦因数为，在M点左侧某位置放置质量为的长木板，质量为的滑块A置于长木板的左端，A与长木板之间的动摩擦因数也为，在M点右侧依次放置质量均为的滑块B、C、D，现使滑块A瞬间获得向右的初速度，当A与长木板刚达到共速时，长木板恰好与滑块B在M点发生弹性碰撞，碰后立即将长木板和滑块A撤走，滑块B继续向前滑行并和前方静止的C发生弹性碰撞，B、C碰后C继续向前滑行并与前方静止的D发生弹性碰撞，最终滑块D停在水平面上的P点，已知开始时滑块B、D间的距离为，重力加速度为，滑块A、B、C、D均可看成质点且所有弹性碰撞时间极短，求（1）开始时，长木板右端与滑块B之间的距离；（2）长木板与B碰后瞬间B的速度；（3）滑块D最终停止的位置P与D开始静止时的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】 【详解】（1）A在长木板上滑行，当A与长木板刚达到共速时，长木板恰好与滑块B在M点发生弹性碰撞，由于M点左侧光滑，可知A与长木板组成系统满足动量守恒，则有解得以长木板为对象，根据动能定理可得解得长木板右端与滑块B之间的距离为（2）长木板与B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得解得长木板与B碰后瞬间B的速度为（3）设B与C碰撞前瞬间的速度为，B与C发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得解得，可知发生弹性碰撞后B与C速度发生交换，同理可知发生弹性碰撞后C与D速度发生交换，则根据能量守恒可得解得