遼寧省沈陽市郊聯(lián)體2022-2023學(xué)年高一（下）期末物理試卷（含解析）

第第頁遼寧省沈陽市郊聯(lián)體2022-2023學(xué)年高一（下）期末物理試卷（含解析）2022-2023學(xué)年遼寧省沈陽市郊聯(lián)體高一（下）期末物理試卷

一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.年月日，神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。神舟十四在軌駐留個月，先后進行次出艙活動，完成空間站艙內(nèi)外設(shè)備及空間應(yīng)用任務(wù)相關(guān)設(shè)施設(shè)備的安裝和調(diào)試，開展一系列空間科學(xué)實驗與技術(shù)試驗。已知空間站離地面高度約，下列說法正確的是()

A.空間站的線速度大于第一宇宙速度

B.航天員出艙活動時的向心加速度為零

C.航天員能處于漂浮狀態(tài)是因其合力為零

D.空間站的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度

2.共振篩示意圖如圖所示，共振篩振動的固有頻率為，為使共振篩發(fā)生共振，使其工作效率達(dá)到最高，則偏心輪轉(zhuǎn)動的角速度為()

A.

B.

C.

D.

3.在光滑水平面上的兩個小球發(fā)生正碰。碰撞時間可以忽略不計，如圖所示是它們碰撞前后的圖像。小球的質(zhì)量分別為和，已知。由此可以判斷()

A.碰撞前和都在做勻速直線運動

B.碰撞后和運動方向相同

C.

D.該碰撞為彈性碰撞

4.如圖所示，在光滑的水平面上靜止放置一質(zhì)量為的半圓槽，半圓槽內(nèi)壁光滑，軌道半徑為現(xiàn)把質(zhì)量為的小球可視為質(zhì)點自軌道左側(cè)最高點由靜止釋放，在小球和半圓槽運動的過程中，半圓槽向左運動的最大距離為()

A.B.C.D.

5.圖甲為一列簡諧橫波在時刻的波形圖，是平衡位置為處的質(zhì)點，是平衡位置為處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點的振動圖像，則()

A.質(zhì)點的振動方程為

B.從到，該波沿軸負(fù)方向傳播了

C.時，質(zhì)點受到的回復(fù)力為

D.時，質(zhì)點的運動方向沿軸正方向

6.如圖甲所示為某品牌藍(lán)牙耳機的廣告，其中數(shù)字降噪原理是通過其降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波疊加，從而實現(xiàn)降噪的效果，如圖乙所示。圖丙表示的是理想情況下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波，為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，下列說法正確的是()

A.降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等

B.質(zhì)點經(jīng)過一個周期向外遷移的距離為一個波長

C.降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理，點振動加強

D.降噪過程應(yīng)用了聲波的衍射原理，可以消除通話時的所有背景雜音

7.水刀切割具有精度高，無熱變形、無毛刺，無需二次加工以及節(jié)約材料等特點，因而得到廣泛應(yīng)用。某水刀切割機床如圖所示，若橫截面直徑為的圓柱形水流垂直射到要切割的鋼板上，碰到鋼板后水的速度減為零。已知水的流量單位時間流出水的體積為，水的密度為，則鋼板受到水的平均沖力大小為()

A.B.C.D.

二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）

8.若雨滴下落過程中受到的空氣阻力與其速度成正比，則下落過程中，雨滴的()

A.動能一直增加B.勢能一直減少C.機械能一直減少D.阻力一直增大

9.安全帶是汽車行駛過程中生命安全的保障帶。如圖，在汽車正面碰撞測試中，汽車以的速度發(fā)生碰撞。車內(nèi)假人的質(zhì)量為，使用安全帶時，假人用時停下；不使用安全帶時，假人與前方碰撞，用時停下。以下說法正確的是()

A.碰撞過程中，汽車和假人的總動量守恒

B.安全帶的作用是延長沖擊力作用時間，減小沖擊力大小

C.安全帶的作用是減小假人受到的沖量

D.無論是否使用安全帶，假人受到的沖量相同

10.在光滑的水平桌面上有質(zhì)量分別為、的兩個小球，中間夾著一個被壓縮的具有彈性勢能的輕彈簧彈簧與兩球不拴接，原來處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)突然釋放彈簧，球脫離彈簧后滑向與水平面相切、半徑為的豎直放置的光滑半圓形軌道，如圖所示，取，則下列說法正確的是()

A.球從軌道底端運動到頂端的過程中所受合外力沖量大小為

B.彈簧彈開過程，彈力對的沖量大小為

C.若半圓軌道半徑可調(diào)，要使球能從點飛出軌道的半徑最大為

D.離開輕彈簧時獲得的速度為

三、實驗題（本大題共2小題，共16.0分）

11.用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示．

選用合適的器材組裝成單擺后，主要操作步驟如下：

將單擺上端固定在鐵架臺上

讓刻度尺的零刻度線對準(zhǔn)擺線懸點，測擺長

記錄小球完成次全振動所用的總時間

根據(jù)單擺周期公式計算重力加速度的大?。鶕?jù)圖示，測得擺長______．

為減小實驗誤差，多次改變擺長，測量對應(yīng)的單擺周期，用多組實驗數(shù)據(jù)繪制如圖所示圖像，由圖可知重力加速度______用圖中字母表示．

關(guān)于實驗操作或結(jié)果分析，下列說法正確的是______．

A.測量擺長時要讓小球靜止懸掛再測量

B.擺長一定的情況下，擺的振幅越大越好

C.多次改變擺線長，測量多組對應(yīng)的次全振動時間，通過繪制的關(guān)系圖線也可以測定重力加速度

12.如圖甲所示，用半徑相同的、兩球的碰撞可以驗證“動量守恒定律”。實驗時先讓質(zhì)量為的球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，進入水平軌道后，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作次，得到個落點痕跡。再把質(zhì)量為的球放在水平軌道末端，讓球仍從位置由靜止?jié)L下，球和球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作次。如圖乙所示，、、為三個落點的平均位置，未放球時，球的落點是點，點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點。

在這個實驗中，為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足______選填“”、“”或“”；除了圖中器材外，實驗室還備有下列器材，完成本實驗還必須使用的兩種器材是______。

A.秒表、天平

B.天平、刻度尺

C.秒表、刻度尺

D.天平、打點計時器

下列有關(guān)實驗操作的說法正確的有______。

A.安裝軌道時，軌道末端必須水平

B.實驗前應(yīng)該測出斜槽末端距地面的高度

C.實驗過程中，復(fù)寫紙和白紙可以根據(jù)需要移動

D.用半徑盡量小的圓把個落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置

在某次實驗中，測量出兩個小球的質(zhì)量、，記錄的落點平均位置、幾乎與在同一條直線上，且測量出三個落點平均位置與點距離分別為、、。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式______用測量出的量表示，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在方向上的總動量守恒。

若實驗中小球與斜槽之間存在摩擦，這對實驗結(jié)果______選填“有”或“沒有”影響。

四、簡答題（本大題共2小題，共28.0分）

13.一列簡諧橫波在軸上傳播，圖甲和圖乙分別為軸上、兩質(zhì)點的振動圖像，且為。試求出這列波的波長與波速？

14.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的上端固定在頂部，下端拴接小物塊，通過一段細(xì)線與小物塊相連，系統(tǒng)靜止時距離地面高。將細(xì)線燒斷，物塊開始做簡諧運動，當(dāng)落地時，剛好第三次到達(dá)最高點。已知的質(zhì)量，彈簧的勁度系數(shù)，重力加速度取。

求小物塊振動的振幅；

求小物塊振動的周期；

從細(xì)線燒斷開始計時，豎直向下為正方向，寫出物塊做簡諧運動的位移與時間關(guān)系式。

五、計算題（本大題共1小題，共10.0分）

15.如圖所示，質(zhì)量均為的木塊和排放在光滑水平面上，上固定一豎直輕桿，輕桿上端的點系一長為的細(xì)線，細(xì)線另一端系一質(zhì)量為的小球，現(xiàn)將球拉起使細(xì)線水平伸直，并由靜止釋放球。求、兩木塊分離時，、、的速度大小各是多少？

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：、第一宇宙速度與近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度相等，根據(jù)，解得

由于空間站軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，則空間站的線速度小于近地衛(wèi)星的線速度，所以空間站的線速度小于第一宇宙速度，故A錯誤；

B、航天員出艙活動時受到地球引力，合力不為零，則航天員出艙活動時的向心加速度不為零，故B錯誤；

C、航天員能處于漂浮狀態(tài)是因其處于完全失重狀態(tài)，仍受到地球引力，合力不為零，故C錯誤；

D、根據(jù)牛頓第二定律得，解得

由于空間站的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以空間站的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度，故D正確。

故選：。

理解第一宇宙速度的物理意義，并比較空間站線速度與第一宇宙速度的關(guān)系；根據(jù)萬有引力提供向心力得出航天員的向心加速度的大小；航天員受到的重力提供向心力，并非不受重力作用。根據(jù)牛頓第二定律分析向心加速度大小。

本題主要考查萬有引力定律的相關(guān)應(yīng)用，理解物體的向心力來源，結(jié)合牛頓第二定律即可完成分析。

2.【答案】

【解析】解：共振篩中，當(dāng)驅(qū)動力的頻率和共振篩的固有頻率相等時，共振篩發(fā)生共振，根據(jù)題意，共振篩的固有頻率為，偏心輪的頻率應(yīng)該等于共振篩的頻率，周期為，則角速度為，代入數(shù)據(jù)可知，故A正確，BCD錯誤；

故選：。

當(dāng)驅(qū)動力的頻率和共振篩的固有頻率相等時，共振篩發(fā)生共振，根據(jù)共振篩的固有頻率為，可求周期和角速度。

明確共振的概念，知道當(dāng)驅(qū)動力的頻率和物體的固有頻率相等時，發(fā)生共振現(xiàn)象。

3.【答案】

【解析】解：、由位移時間圖象的斜率得到，碰前的位移不隨時間而變化，處于靜止。向右運動，碰后的速度為正方向，的速度為負(fù)方向，說明向左運動，則碰撞后和運動方向相反，故AB錯誤；

C、根據(jù)結(jié)合圖像，求出碰前的速度為，碰后和的速度分別為，，根據(jù)動量守恒定律得，，代入解得，，故C錯誤。

D、碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為，代入解得，，故D正確。

故選：。

位移時間圖象的斜率等于速度，由數(shù)學(xué)知識求出碰撞前后兩球的速度，分析碰撞前后兩球的運動情況。根據(jù)動量守恒定律求解兩球質(zhì)量關(guān)系，由能量守恒定律求出碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能。

本題首先考查讀圖能力，抓住位移時間圖象的斜率等于速度是關(guān)鍵；其次要注意矢量動量的方向。

4.【答案】

【解析】解：當(dāng)小球運動到半圓槽最右端時，半圓槽向左運動距離最大，設(shè)小球從左往右運動時間為，半圓槽位移為，相對半圓槽位移為，則小球位移為，取向右為正方向，小球和半圓槽組成系統(tǒng)水平方向上動量守恒，有：

，

解得：

。

故A正確，BCD錯誤。

故選：。

小球和半圓槽組成系統(tǒng)水平方向上動量守恒，列式可解。

本題是典型的“人船模型”問題，系統(tǒng)水平方向上動量守恒，動量守恒列式時注意矢量性。

5.【答案】

【解析】解：根據(jù)圖乙可知，質(zhì)點的振動方程為

故A錯誤；

B.根據(jù)圖乙可知，時刻，質(zhì)點沿軸負(fù)方向運動，根據(jù)圖甲結(jié)合同側(cè)法可知，波沿軸負(fù)方向傳播，波傳播的速度為

可知從到，該波沿軸負(fù)方向傳播了

故B正確；

C.根據(jù)圖乙可知，時，質(zhì)點位于波谷位置，相對平衡位置的位移最大，此時受到的回復(fù)力也為最大值，故C錯誤；

D.根據(jù)上述可知波沿軸負(fù)方向傳播，從到，該波沿軸負(fù)方向傳播了

將圖甲中的波形沿軸負(fù)方向平移得到的波形，可知此時質(zhì)點處于波峰與平衡位置之間的某一位置，根據(jù)同側(cè)法可知，時，質(zhì)點的運動方向沿軸負(fù)方向，故D錯誤。

故選：。

根據(jù)圖乙可解得質(zhì)點的振動方程；根據(jù)甲、乙兩圖可以求出該波的波長和周期，從而求出波速，根據(jù)平移法分析該波向左傳播，根據(jù)時間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點的運動情況。

本題有一定的綜合性考查了波動和振動圖象問題，關(guān)鍵是會根據(jù)振動情況來判定波的傳播方向。

6.【答案】

【解析】解：

A.機械波傳播的速度由介質(zhì)決定，則降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等，故A正確；

B.點并不隨波移動，故B錯誤；

C.由圖看出，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，波速相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生干涉，由于兩列聲波等幅反相，所以振動減弱，故C錯誤；

D.由圖看出，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，波速相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生干涉，由于兩列聲波等幅反相，所以振動減弱，起到降噪作用，故D錯誤；

故選：。

本題根據(jù)機械波速度規(guī)律、干涉原理即可解答。

本題是一道實際應(yīng)用題，考察了學(xué)生將干涉原理與降噪聯(lián)系的分析綜合能力。

7.【答案】

【解析】解：設(shè)時間內(nèi)有體積為的水打在鋼板上，則這些水的質(zhì)量為

以這部分水為研究對象，它受到鋼板的作用力為，以水運動的方向為正方向，由動量定理得：

解得：

水流速度為

得：

根據(jù)牛頓第三定律可知，鋼板受到水的沖力為，故D正確，ABC錯誤；

故選：。

根據(jù)動量定理結(jié)合牛頓第三定律分析出鋼板受到的水的平均沖力。

本題主要考查了動量定理的相關(guān)應(yīng)用，熟悉動量定理的應(yīng)用即可完成分析，屬于基礎(chǔ)題型。

8.【答案】

【解析】解：、雨滴下落過程中受到重力和空氣阻力，開始階段，重力大于空氣阻力，雨滴加速下落，隨著速度的增大，空氣阻力增大，合力減小，加速度減小。當(dāng)空氣阻力等于重力時雨滴開始做勻速運動，所以其速度先增大后不變，動能先增大后不變，故A錯誤。

B、雨滴的高度不斷減小，則其重力勢能一直減少，故B正確。

C、空氣阻力一直對雨滴做負(fù)功，則雨滴的機械能一直減少，故C正確。

D、雨滴的速度先增大后不變，則阻力先增大后不變，故D錯誤。

故選：。

根據(jù)受力情況，分析雨滴的運動情況，判斷動能的變化。由高度的變化分析重力勢能的變化。由功能關(guān)系分析機械能的變化。由速度的變化分析阻力的變化。

本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析雨滴下落過程中的受力情況，再根據(jù)雨滴的受力分析雨滴的運動情況，分析時要抓住阻力與速度的關(guān)系，與汽車的起動過程類似。

9.【答案】

【解析】解：對汽車和假人組成的系統(tǒng)受力分析，碰撞過程中，汽車和假人組成的系統(tǒng)受外界撞擊力作用，總動量不守恒，故A錯誤；

假人的初動量為

末動量都為，根據(jù)動量定理有

無論是否使用安全帶，假人受到的沖量相同，故C錯誤，D正確；

B.使用安全帶時，假人用時停下；不使用安全帶時，用時停下，根據(jù)動量定理，安全帶的作用是延長沖擊力作用時間，可以減小沖擊力的大小，故B正確。

故選：。

根據(jù)動量守恒條件，判斷系統(tǒng)動量是否守恒；

根據(jù)動量定理，分析沖量大小；

根據(jù)動量定理，增加力的作用時間，可以減小力的大小。

本題考查學(xué)生對動量守恒條件、動量定理的掌握，是一道基礎(chǔ)題。

10.【答案】

【解析】解：、釋放彈簧過程中系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律得

由機械能守恒定律得

代入數(shù)據(jù)解得，

即離開輕彈簧時獲得的速度為；

球從到過程中，由機械能守恒定律得

解得運動到點時速度大小為：

球從軌道底端運動到頂端的過程中，取水平向右為正方向，由動量定理得球所受合外力沖量大小為，則合力沖量大小為

彈簧彈開過程，由動量定理得彈力對的沖量大小為，故A正確，BD錯誤；

C、設(shè)圓軌道半徑為時，球能從點飛出軌道的半徑最大，即此時小球恰能從軌道最高點飛出，則由到機械能守恒定律得

在最高點，由牛頓第二定律得

解得：，故C正確。

故選：。

彈簧彈開小球的過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，由動量守恒定律與機械能守恒定律求出兩球脫離彈簧時的速度；球在半圓軌道上運動時，只有重力做功，其機械能守恒，由機械能守恒定律求運動到點時速度大小，再對球，運用動量定理求合外力的沖量大小。小球恰能從軌道最高點飛出時軌道半徑最大，此時在最高點由重力提供向心力，由此列式，結(jié)合機械能守恒定律求解軌道半徑的最大值。

本題考查動量守恒定律、動量定理和機械能守恒定律的綜合應(yīng)用，根據(jù)題意分析清楚物體運動過程是解題的前提，要把握每個過程的物理規(guī)律，應(yīng)用動量守恒定律、機械能守恒定律、動量定理即可正確解題。

11.【答案】

【解析】解：由圖所示刻度尺可知，其分度值是，擺長；

根據(jù)單擺的周期公式得：，由圖示圖像可知，圖像的斜率，解得：

、測擺長時，應(yīng)讓小球靜止在平衡位置，測量懸點到小球球心的距離，故A正確；

B、實驗要求單擺偏離平衡位置的角度不能太大，擺角，不是擺幅越大越好，故B錯誤；

C、用秒表記錄擺球次全振動的間，改變擺長多次測量，繪出的圖象，根據(jù)圖象的斜率也能求出重力加速度，故C正確。

故選：。

故答案為：；；。

根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，然后對刻度尺讀數(shù)。

應(yīng)用單擺周期公式求出圖像的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖像求出重力加速度。

根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題。

解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，知道實驗誤差的來源，對于圖線問題，一般的解題思路是得出物理量間的關(guān)系式，結(jié)合圖線斜率或截距進行求解。

12.【答案】沒有

【解析】解：實驗中為了避免碰撞過程發(fā)生反彈，則兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足大于；

為了測量小球平拋運動水平分位移，需要刻度尺，實驗中還需要測量小球的質(zhì)量，因此還需要天平，即本實驗還必須使用的兩種器材是天平和刻度尺。

故選：。

、為了確保小球飛出斜槽的初速度方向水平，實驗中安裝軌道時，軌道末端必須水平，故A正確；

B、根據(jù)平拋運動的規(guī)律有：，

解得：，小球平拋運動豎直高度相等，則能夠用水平分位移間接表示平拋初速度，即實驗中不需要測出斜槽末端距地面的高度，故B錯誤；

C、實驗過程中，通過小球擊打復(fù)寫紙在白紙上顯現(xiàn)出落點的位置，可知復(fù)寫紙可以根據(jù)需要移動，白紙不能夠移動，故C錯誤；

D、為減小實驗誤差，實驗中確定落點的位置時，應(yīng)該用半徑盡量小的圓把個落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置，故D正確。

故選：。

碰撞后，球速度減小，球速度增大，可知為單獨滾下的落地點，為碰后的落地點，為碰后的落地點，根據(jù)動量守恒有：

根據(jù)上述，小球平拋初速度分別為

，，

解得：

若實驗中小球與斜槽之間存在摩擦，由于小球每次均是從斜槽同一位置靜止釋放，則小球下滑過程克服摩擦力做功相同，每次飛出斜槽末端的初速度大小仍然相同，即實驗中小球與斜槽之間存在摩擦對實驗沒有影響。

故答案為：、；；；沒有。

根據(jù)實驗原理分析出兩個質(zhì)量的大小關(guān)系及需要選擇的實驗儀器；

根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作；

根據(jù)平拋運動的特點結(jié)合動量守恒定律分析出需要滿足的關(guān)系式；

根據(jù)實驗原理分析出摩擦力對實驗是否有影響并說明原因。

本題主要考查了動量守恒定律的驗證實驗，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作，結(jié)合平拋運動在水平方向上勻速直線運動的特點完成表達(dá)式的分析，對學(xué)生的要求較高，難度較大。

13.【答案】解：若波由質(zhì)點傳向，結(jié)合題意可知

則波長

波速

若波由質(zhì)點傳向，結(jié)合題意可知

則波長

波速

答：若波由質(zhì)點傳向，波長，波速；若波由質(zhì)點傳向，波長，波速。

【解析】利用波的雙向性，結(jié)合振動圖像知道時刻兩個質(zhì)點的位置，結(jié)合周期性知道波長和兩點距離的關(guān)系，然后利用數(shù)學(xué)關(guān)系求解。

本題考查波傳播的雙向性和周期性，結(jié)合數(shù)學(xué)找到質(zhì)點距離和波長關(guān)系，這是常用的方法，要靈活