2023-2024学年湖北省武汉市黄陂区高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.某片树叶从空中飘落的轨迹为曲线。则该树叶( )
A. 速度在不断变化 B. 一定在做匀变速运动
C. 所受的合力一定保持不变 D. 加速度方向可能与速度方向始终在同一直线上
2.在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地，若不计空气阻力，则( )
A. 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定
B. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
C. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
D. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
3.小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至的位置，如图所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置，途中经过位置时弹簧正好处于原长。弹簧的质量和空气阻力均可忽略。小球从运动到的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球的动能逐渐增大，小球和弹簧系统机械能不变
B. 小球的动能与弹簧的弹性势能的总和逐渐增大
C. 在点时小球的动能最大，弹簧的弹性势能最小
D. 在点时小球机械能最小，弹簧的弹性势能最大
4.如图所示，轻杆的一端固定在通过点的水平转轴上，另一端固定一个小球，轻杆绕点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中点为最高点、点为最低点，点与点等高，下列说法正确的是( )
A. 小球经过点时，所受杆的作用力一定竖直向下
B. 从点到点的过程，小球合力始终指向圆心
C. 从点到点的过程，小球重力的功率保持不变
D. 小球经过点时，所受杆的作用力沿着方向
5.一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移与时间的关系图线如图所示，由图可知( )
A. 该简谐运动的周期是，振幅是
B. 该简谐运动的表达式可能为
C. 时振子的速度最大，且方向向下
D. 时振子的位移为
6.如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，、分别为椭圆轨道的近地点和远地点，点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是( )
A. 卫星甲的周期小于卫星乙的周期
B. 卫星乙在点的动能小于在点的动能
C. 卫星甲在点的加速度大于卫星乙在点的加速度
D. 卫星甲在点的线速度大于卫星乙在点的线速度
7.学校运动会上，参加铅球项目的运动员，把的铅球以的初速度从某一高度投掷出去，抛射角铅球落地速度与水平地面夹角，不计空气阻力，，求铅球从抛出到落地的时间( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.一质量的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，经以大小的速度离开地面，取重力加速度，在这内( )
A. 地面对运动员的冲量大小为 B. 地面对运动员的冲量大小为
C. 地面对运动员做的功为 D. 地面对运动员做的功为零
9.在处的波源产生一列沿轴负方向传播的简谐横波，在处的波源产生一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻两波源开始振动，时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是( )
A. 两波源的起振方向均沿轴负方向
B. 两列波的波速大小均为
C. 再经过，平衡位置在处的质点位移为
D. 再经过，平衡位置在处的质点位移为
10.如图，工人用传送带运送货物，传送带倾角为，顺时针匀速转动，把货物从底端点运送到顶端点，其速度随时间变化关系如图所示。已知货物质量为，重力加速度取。则( )
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 货物与传送带间的动摩擦因数为
C. 运送货物的整个过程中传送带多消耗的电能
D. 运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，、到塔轮中心距离相等，将皮带处于左、右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。
A.质量
B.半径
C.角速度
在的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出个格，右边标尺露出个格，则皮带连摆的左、右塔轮半径之比为______。其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的示数将______，两标尺示数的比值______均选填“变大”“变小”或“不变”。
12.如图所示为倾斜放置的气垫导轨，用来验证机械能守恒定律。已知滑块包含遮光条的质量为，滑块上遮光条的宽度为，重力加速度为。现将滑块由静止释放，向下运动中两个光电门和分别记录了遮光条通过光电门的时间和，则
滑块通过光电门时的速度大小为______；
滑块通过两个光电门过程中的动能增量______；
滑块通过两个光电门过程中重力势能的减少量______可用图中所标符号；若两者在实验误差允许范围内满足，则滑块在下滑过程中机械能守恒。
若实验中滑块以初速度下滑，______选填“能”或“不能”验证机械能守恒。
四、简答题：本大题共3小题，共44分。
13.沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，此时，波传播到处的质点，而平衡位置为处的质点正好位于波谷位置，此后，经质点恰好第一次到达波峰。求：
该波的波速；
在时，平衡位置为处的质点的位移？
14.如图所示，质量为的物块静止在光滑水平地面上，物块左侧面为圆弧面且与水平地面相切，质量为的滑块以初速度向右运动滑上，沿左侧面上滑一定高度后又返回，最后滑离，不计一切摩擦阻力，重力加速度为，滑块从滑上到滑离的过程中，求：
滑块沿上升的最大高度；
滑块运动的最小速度。
15.如图，由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径，远大于圆管内径，轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切。质量，直径略小于圆管内径的光滑小球以速度向右运动，与静止在直轨道处的小滑块发生弹性碰撞，碰后球的速度反向，且经过圆轨道最高点时恰好对轨道无作用力，点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成，每段轨道长度均为，紧邻点的第一段轨道为粗糙轨道，滑块与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为，重力加速度取。求：
碰撞后瞬间小球速度的大小；
滑块的质量和碰撞后瞬间滑块速度的大小；
碰撞后滑块运动的路程。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. ： 变大 不变
12. 能
13.解：质点正好位于波谷位置，此后，经质点恰好第一次到达波峰，故周期为，根据图象，波长为，故波速为；
简谐横波在时传播到处的质点，传播到的时间为，代入数据，故在时，向上开始振动，运动时间为，故C从平衡位置振动到波谷，故C的位移为；
答：该波的波速；
平衡位置为处的质点的位移为。
14.解：取向右为正方向，二者水平方向动量守恒，设滑块沿上升的最大高度为，可得
解得
，
两滑块分离时，滑块具有最小速度，取向右为正方向，由水平方向动量守恒可得
根据系统能量守恒，可得
联立，解得
答：滑块沿上升的最大高度；
滑块运动的最小速度。
15.解：小球在时恰好对轨道无作用力，由牛顿第二定律有：
设小球碰后的速度为，从小球碰后到反向运动到点过程，由动能定理有：
代入数据可得：
设滑块碰后的速度为，滑块的质量为，、两物体是弹性碰撞，取的方向为正方向，由动量守恒有：
由机械能守恒有：
代入数据可得：，
碰撞后对滑块利用动能定理，则有：
代入数据可得：
，可知，则滑块经过光滑轨道的路程
则运动的路程
答：碰撞后瞬间小球速度的大小为；
滑块的质量为和碰撞后瞬间滑块速度的大小为；
碰撞后滑块运动的路程为。
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