湖北省武汉市部分重点中学2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题

试卷更新日期：2023-07-13 类型：期末考试

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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. 奇妙莫测的大自然中，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

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2. 质量不计的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 $I_{1}$ ，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 $I_{2}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、 $I_{1} > I_{2}$ B、 $I_{1} = I_{2}$ C、 $I_{1} < I_{2}$ D、无法判断 $I_{1}$ 和 $I_{2}$ 的大小关系

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3. 如图所示，一定质量的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 $\frac{Δ p}{Δ t}$ 均匀增大 B、小球的动量p随时间t的变化量 $Δ p$ 不变 C、小球的动量p随时间t的变化量 $Δ p$ 均匀变小 D、小球的动量p随时间t的变化率 $\frac{Δ p}{Δ t}$ 不变

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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

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5. 将固有频率为 $f_{A}$ 的振子A和固有频率为 $f_{B}$ 的振子B固定在同一平台上且 $f_{A} < f_{B}$ ，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 $A_{1}$ ，振子B的振幅为 $A_{2}$ ，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 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 同时增大 B、不可能在 $A_{1}$ 增大的同时 $A_{2}$ 减小 C、不可能 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 同时减小 D、不可能在 $A_{1}$ 减小的同时 $A_{2}$ 增大

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6. 质量为 $m = 0.2 k g$ 的小球以 $v_{0} = 4 m / s$ 从地面竖直向上抛出，小球再次落地后与地面碰撞并以 $v_{1} = 2 m / s$ 向上弹回，若小球与地面的作用时间为 $t = 1 s$ ，小球可视为质点，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，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、1.2N B、1.8N C、2N D、3.2N

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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 $t = 0$ 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10m D、虽然波形图缺失，但根据计算可确定该波的波长为12m

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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， $t = 0$ 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，则下列说法中正确的是（　　）

A、 $t = 0.2 s$ 时振子的速度方向向左 B、 $t = 0.3 s$ 时振子的加速度方向向左 C、 $t = 0.4 s$ 时振子的加速度最大 D、 $t = 0.6 s$ 至 $t = 0.7 s$ 的时间内，振子加速度大小逐渐减小

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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 $v_{0}$ 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 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ 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3kg C、滑块A的初速度为 $v_{0} = 4 m / s$ 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

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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 $R = 0.2 m$ 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、0.92m B、0.46m C、0.30m D、0.15m

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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 $μ = 0.2$ ，弹射器提供恒定的弹性势能 $E_{p} = 20 J$ ，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 $m_{A}$ ， P、Q间的距离为x，A、B均可以看成质点，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、被弹射物体 $m_{A}$ 越小，则整体运动的距离x越大 B、被弹射物体 $m_{A} = 0.5 k g$ ，则整体运动的距离x最大，最大距离为 $x = 5 m$ C、被弹射物体 $m_{A} = \frac{\sqrt{5} + 3}{4} k g$ ，则整体运动的距离 $x = 4 m$ D、被弹射物体 $m_{A} = \frac{3 - \sqrt{5}}{4} k g$ ，则整体运动的距离 $x = 4 m$

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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 $l_{1}$ 、 $T_{1}$ 和 $l_{2}$ 、 $T_{2}$ 。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 $l_{1}$ 、 $T_{1}$ ， $l_{2}$ ， $T_{2}$ 表示）。

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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 $P Q = h_{1}$ 、 $P M = h_{2}$ 、 $P N = h_{3}$
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 $h_{1}$ 、 $h_{2}$ 、 $h_{3}$ ，且满足（写出 $h_{1}$ 、 $h_{2}$ 、 $h_{3}$ 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。

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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 $g = 10 m / s^{2}$ ，则：

(1)、若施加的外力 $F_{1} = 30 N$ ，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 $F_{N}$ 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 $F_{2}$ 的大小。

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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 $A = 6 c m$ ，波速 $v = 20 m / s$ ，设 $t = 0$ 时刻波刚好传到 $x_{1} = 13 m$ 处，部分波形如图所示，P是在波的传播方向上 $x_{2} = 1997 m$ 的质点，求：

(1)、波源S开始振动的方向和该波的周期T；

(2)、 $t = 0$ 时刻波源S的位置坐标；

(3)、从 $t = 0$ 时刻起， $x_{2} = 1997 m$ 处的质点第一次到达波谷的时间。

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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 $μ$ ，在M点左侧某位置放置质量为 $m$ 的长木板，质量为 $3 m$ 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 $μ$ ，在M点右侧依次放置质量均为 $2 m$ 的滑块B、C、D，现使滑块A瞬间获得向右的初速度 $v_{0}$ ，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 $d$ ，重力加速度为 $g$ ，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 $x_{1}$ ；

(2)、长木板与B碰后瞬间B的速度 $v_{B}$ ；

(3)、滑块D最终停止的位置P与D开始静止时的距离 $x_{2}$ 。

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