湖北省武汉市常青联合体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（原卷版）

这是一份湖北省武汉市常青联合体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（原卷版），共7页。

考试时间：2024年6月28日10：30-11：45 试卷满分：100分
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 如图所示，在张紧绳上挂了A、B、C、D四个单摆，四个单摆的摆长关系为，先让D摆摆动起来（摆角不超过5°），不计摆动过程中的空气阻力和摩擦力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 所有摆球的摆动幅度相同B. 只有B球能摆动，其他摆球不动
C. 所有摆球以各自频率振动D. 所有摆球以相同频率振动
2. 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
A. 在ab段汽车的输出功率逐渐减小B. 汽车在ab段的输出功率比bc段的小
C. 在cd段汽车的输出功率逐渐减小D. 汽车在cd段的输出功率比bc段的小
3. 如图所示，长为、质量为粗细均匀且质量分布均匀的软绳对称地挂在轻小的定滑轮两边，用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开滑轮（此时物块未到达地面，重力加速度大小为），在此过程中（ ）
A. 物块的机械能逐渐增加B. 软绳的机械能逐渐增加
C. 软绳重力势能共减少了D. 软绳重力势能的减少量等于物块机械能的增加量
4. 如图所示，在光滑水平面上，有一静止的小车，甲、乙两人分别站在小车左、右两端。当他俩同时相向而行时，发现小车向右运动，下列说法正确的是（ ）
A. 乙的速度必定小于甲的速度B. 乙的速度必定大于甲的速度
C. 乙的动量必定大于甲的动量D. 乙对小车的冲量必定小于甲对小车的冲量
5. 从地面竖直向上抛出一物体，取地面为重力势能零点，该物体的机械能E和它的重力势能随高度h的变化如图所示。取，结合图中数据可知（ ）
A. 抛出时，物体速度为B. 物体受到的阻力大小为5N
C. 在3m处，物体的动能为40JD. 在0~2m的过程中，物体的动能减少了60J
6. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面向挡板静止在冰面上，已知运动员的质量为40.0kg。某时刻他把一质量为5.0kg的静止物块以大小为4.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为4.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。重复多次后，反弹的物块不能再追上运动员，不计冰面的摩擦力，则（ ）
A. 全过程中运动员和物块组成的系统动量守恒
B. 运动员第一次推开物块时获得速度为4.0m/s
C. 运动员第二次推开物块时获得速度为1.5m/s
D. 运动员第三次推开物块后，反弹的物块不能再追上运动员
7. 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（ ）
A. 2倍B. 4倍C. 8倍D. 16倍
8. 如图所示，质量为M的物块钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端，构成一弹簧振子，物块可沿光滑水平面在BC间做简谐运动，振幅为A．在运动过程中将一质量为m的小物块轻轻地放在M上之后，两物体一起沿光滑水平面做简谐运动，第一次是当M运动到平衡位置O处时放在上面，第二次是当M运动到最大位移处C处时放在上面，观察到第一次放后的振幅为，第二次放后的振幅为，则（ ）
A. B. C. D.
9. 起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则（ ）
A. 物体重力做功为mghB. 起重机钢索的拉力对物体做功为
C. 物体的动能减少了D. 物体的机械能增加了
10. 如图甲所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以共同速度一起向下运动，碰撞过程时间极短。物块A的动能与其位置坐标x的关系如图乙所示。物块A、B均可视为质点，则（ ）
A. 物块A与B的质量之比为1∶2
B. 弹簧的劲度系数
C. 弹簧弹性势能最大时的形变量为
D. 从x1到x3的过程中，弹簧的弹性势能增加了
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 如图所示是验证机械能守恒的实验装置。回答下列问题：
（1）下列有关该实验操作说法正确的是______。
A. 不需要称量重锤的质量
B. 重锤可选用质量较小的木锤
C. 打点计时器限位孔要处在同一竖直平面内以减小阻力
D. 释放之前，重锤要尽量远离打点计时器
（2）已知重锤质量为，交流电源的频率为50Hz，某同学选择了一条较理想的纸带，如下图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C是连续选取的三个实际点，测得，根据以上数据，可知重锤由O点运动到B点过程，重力势能的减小量为______J，B点动能为______J。（计算结果均保留三位有效数字，重力加速度）。
（3）若测出纸带上各点到点O之间的距离h，根据纸带算出各点的速度v，以为纵轴，h为横轴，作出的图像如图所示，图像未过坐标原点的原因______。
A. 实验时电源的实际频率大于50Hz
B. 重锤和纸带在下落过程中受到的阻力较大
C. 先释放纸带后接通电源
12. 小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M＝330 g，上方安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间Δt.通过改变B上砝码的质量m′进行多次实验。
（1） 碰撞后滑块B的速度为v＝______________（用题中相关字母表示）．
（2） 小明多次实验后得到实验数据如下表所示：
根据表中数据，小明已在坐标纸中标出各数据点，请作出对应的图线_____。
（3）若碰撞过程动量守恒，则（2）问中所作出图线的斜率应为__________（用题中相关字母表示）．由图线可求得滑块A的初速度u＝________m/s。（结果保留两位有效数字）
（4） 在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300 g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的________。（图中②为小明实验得到的图线，图线②④平行）
13. 如图所示为一弹簧振子振动图象，试完成以下问题：
（1）写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的表达式：
（2）该振子在前20s的总位移是多少；路程是多少；
14. 如图所示，倾角为的光滑斜面从下到上等间距的分布着点A、B、C、D、E和F，滑块1（可视为质点）以初速从A出发，沿斜面向上运动，恰好能运动到F点后下滑；当在斜面的AC段铺设粗糙材料（其它段仍光滑），滑块1恰好能运动到D点后下滑。求铺设粗糙材料后：
（1）滑块1与斜面之间的动摩擦因数；
（2）若滑块1返回时，和静止在C点的完全相同的滑块2发生弹性碰撞，求滑块2运动到A点时的速度大小。
15. 光滑水平地面上有一质量的小车。车上的水平轨道与半径的四分之一光滑弧轨道在B点相切。如图所示，水平轨道右端固定一根处于锁定状态的压缩弹簧，一质量为的物块紧靠弹簧，与B点的距离，整个装置处于静止状态。现将弹簧解除锁定，物块被弹出后，恰能到这圆弧轨道的最高点A，物块与水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取，求：
（1）解除锁定前弹簧的弹性势能；
（2）物块第二次经过B点时相对于地面速度的大小；
（3）最终物块与车相对静止时物块到B点的距离。
实验次数
（M＋m′）/g
v/10－2（m·s－1）
/102（s·m－1）
1
380
4.42
0.226
2
480
3.92
0.255
3
580
3.40
0.294
4
680
2.60
0.385
5
830
2.58
0.388
6
930
2.33
0.429