沈阳市辽中区第二中学2021-2022学年高一（下）期末物理试题（解析版）

辽中二高中2021-2022学年度下学期期末考试高一物理试题第I卷选择题（共46分）一、本题共10小题，共46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，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.关于机械振动和机械波的描述，下列说法错误的是（）A.波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越小衍射越明显B.当机械波发生反射时，其频率、波长、波速均不发生变化C.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力频率D.测速雷达向行进中车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能得到车辆的速度，这利用的是多普勒效应【答案】A【解析】【详解】A．当障碍物和波长的尺寸差不多或比波长小得多的情况下，能发生明显的衍射现象，因此波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越长衍射越明显，A错误；B．当机械波发生反射时，其频率、波长、波速均不发生变化，B正确；C．受迫振动时，振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，C正确；D．利用多普勒效应可以通过测速雷达，根据反射波频率的变化测量车速，D正确；故错误的选A。2.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（）A.如图甲，火车转弯大于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用B.如图乙，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态C.如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的周期相等D.如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力A比B小【答案】C【解析】【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有解得当速度大于此速度时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车有离心运动的趋势，所以外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；B．汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度，处于失重状态，故B错误；C．摆球做圆周运动的半径为R=htanθ摆球受到重力和细绳拉力作用，由其合力提供向心力，即mgtanθ=mRω2则圆锥摆的角速度为两者角速度相同，则周期相同，故C正确；D．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为（θ为锥体顶角的一半），故支持力大小相等，故D错误。故选C。3.下图为我国发射的“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，图中P、S、Q三点与火星中心共线，下列说法正确的是（）A.探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速B.探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间C.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度D.探测器在Q点的机械能大于在轨道Ⅱ上P点的机械能【答案】B【解析】【详解】A．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ向心运动，需要制动减速，A错误；B．由于轨道Ⅱ半长轴大于轨道Ⅲ的半径，根据开普勒第三定律可知，探测器在在轨道Ⅱ的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期。故探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间，B正确；C．万有引力提供向心力，则加速度为因两轨道上P点距离地心距离相同，故加速度也相同，C错误；D．探测器轨道Ⅱ上P点变轨到轨道Ⅲ上，做向心运动，需制动减速。故探测器在轨道Ⅱ上P点的机械能大于在轨道Ⅲ上P点的机械能。又因为探测器在轨道Ⅲ上，做匀速圆周运动，机械能守恒，所以探测器在Q点的机械能小于在轨道Ⅱ上P点的机械能，D错误；故选B。4.如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，P点为半圆形轨道上与圆心O等高的一点。现将一小滑块以初动能Ek从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，小滑块恰好能到达半圆形轨道的P点；若小滑块以初动能2Ek从A点开始向右运动，小滑块恰好能到达半圆形轨道的最高点C，已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，则粗糙水平轨道AB间距离为（）

A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】从A到P点，根据动能定理小滑块恰好能到达半圆形轨道的最高点C，根据牛顿第二定律可得从A到C点，根据动能定理联立解得故选A。5.如图所示，轻质弹簧下挂重力为500N的物体A，轻质弹簧伸长了5cm，再在物体A的下端用细线挂上重力为200N的物体B，弹簧均在弹性限度内。A、B两物体均静止后，将连接A、B两物体的细线剪断，则A在竖直面内做简谐运动，A运动到最高点时弹簧相对于原长的形变量的大小为（）A.1cm B.2cm C.3cm D.4cm【答案】C【解析】【详解】由题意可知，弹簧的劲度系数为再在物体A的下端用细线挂上重力为200N的物体B时，弹簧再伸长将连接A、B两物体的细线剪断，则A在竖直面内做简谐运动，平衡位置在弹簧伸长5cm的位置，由对称性可知，A运动到最高点时弹簧相对于原长的形变量的大小为ABD错误，C正确。故选C。6.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（）A.在相遇区域会发生干涉现象B.实线波和虚线波的频率之比为2︰3C.平衡位置为x=6m处的质点此时刻速度为零D.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm【答案】D【解析】【详解】AB．由题图可知，根据得实线波和虚线波的频率之比为3︰2，因两列波的频率不同，则在相遇区域不会发生干涉现象，AB错误；C．依据微平移法，由题图可知，平衡位置为x=6m处的质点，此刻具有向上的最大速度，C错误；D．两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻x=8.5m处实线波的位移x=8.5m处虚线波的位移所以平衡位置为x=8.5m处质点此刻位移D正确。故选D。7.如图在M点分别以不同的速度将质量相同的A、B两小球水平抛出。A球撞击到正对面竖直墙壁的P点；B球撞击到正对面竖直墙壁的Q点。O点是M点在竖直墙壁上的水平投影点，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）

A.A、B两小球在空中运动的时间之比为1∶3B.A、B两小球的水平初速度之比为1∶2C.A、B两小球在空中运动的过程中动量的变化率之比为1∶2D.A、B两小球分别撞击P、Q两点时的重力的瞬时功率之比为1∶2【答案】D【解析】【详解】A．竖直方向上有可得则A、B两小球在空中运动的时间之比为故A错误；B．水平方向有可得则A、B两小球的水平初速度之比为故B错误；C．小球在空中运动速度的变化量为则动量的变化量为则动量的变化率为，A、B两小球在空中运动的过程中动量的变化率之比为故C错误；D．竖直方向有则重力的瞬时功率之比故D正确。故选D。8.一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时波的图像如图所示，质点P的平衡位置在x=8m处，该波的传播速度为40m/s。下列说法正确的是（）A.该列波的周期T=0.2sB.在0~1s内质点P通过的路程为2mC.t=0.3s时质点P的速度方向沿y轴负方向D.x=4m处质点的振动方程是【答案】AB【解析】【详解】A．根据图像可知则该列波的周期A正确；B．由分析有则在1s时间内质点P通过的路程为B正确；C．由于该波沿x轴负方向传播，根据同侧法，0时刻，质点P沿y轴负方向振动，又由于经过一个周期，质点回到初始状态，再经过半个周期，质点P沿y轴正方向振动，C错误；D．根据同侧法，x=4m处质点，在0时刻，处于平衡位置且沿y轴正方向振动，则其振动方程为D错误。故选AB。9.如图所示，是水平面上两列频率相同简谐波在某时刻的叠加情况。两列波振幅均为，波的传播方向如箭头方向所示，实线与虚线分别表示波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）A.N、P两处质点此刻位移为0B.P、Q两处质点在该时刻的竖直高度差为C.M、Q连线中点处的质点是振动减弱点D.从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点到达平衡位置，此时位移为零【答案】ABD【解析】【详解】A．N、P两处质点始终是波峰与波谷叠加，位移为0，选项A正确；B．P点是波谷和波峰叠加，位移为零，Q点是波谷与波谷叠加，位移大小为，P、Q两处质点在该时刻的竖直高度差为，选项B正确；C．经过四分之一周期，M、Q连线中点处是两个波波峰的到达处，是振动加强点，选项C错误；D．该时刻M点处于波峰位置；从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D正确。故选ABD。10.如图所示，小车放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是()A.A、B质量相等，但A比B的速率大B.A、B质量相等，但A比B的速率小C.A、B速率相等，但A比B的质量大D.A、B速率相等，但A比B的质量小【答案】AC【解析】【详解】A、B两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；如果A、B的质量相等，则A的速度大于B的速度，故A正确，B错误；如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，故C正确，D错误；故选AC．第Ⅱ卷非选择题（共54分）二、本题共5小题，共54分。用0.5mm黑色签字笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.某实验小组采用如图所示实验装置验证动量守恒实验，气垫导轨置于水平桌面上，导轨上安装G1和G2两个光电计时器，A、B均为带有遮光片的弹性滑块，两遮光片沿运动方向的宽度相同，实验过程如下：

①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得A的遮光片通过光电计时器G1的遮光时间为；③A与B相碰后，滑块B和A的遮光片先后经过光电计时器G2的遮光时间分别为和。回答下列问题：（1）在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电计时器G1的挡光时间___________经过光由计时器G2的挡光时间（选填“大于”、“等于”或“小于”），则说明导轨水平；（2）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有___________；A．两个光电门之间的距离LB．A、B两滑块（包含挡光片）质量、C．遮光片的宽度d（3）利用所测物理量的符号表示动量守恒成立的式子为：___________；如果还满足表达式___________时，即说明两滑块碰撞时无机械能损失。【答案】①.等于②.B③.④.（式中有d不给分）【解析】【详解】[1]若导轨水平，则滑块在导轨上做匀速直线运动，通过两个光电门的速度相等，所以滑块A经过光电计时器G1的挡光时间等于经过光由计时器G2的挡光时间；[2]碰撞前A的速度为碰撞后A的速度为碰撞后B的速度为设A、B两滑块（包含挡光片）的质量分别是、，实验目的是验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则化简可得所以需要测量A、B两滑块（包含挡光片）的质量、，不需要测量两个光电门之间的距离L和遮光片的宽度d，故选B；[3]根据以上分析可知，动量守恒成立的表达式为[4]若机械能守恒，则碰撞前系统的总动能等于碰撞后系统的总动能化简可得12.某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内做摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示，且从最低点开始为计时起点由图乙中所给的数据结合力学规律可得

（1）该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为______cm；（2）由图像得该单摆的运动周期T=______s；（3）摆球的质量m=_______kg（g=10m/s2）【答案】①.1.570②.2③.0.05【解析】【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知，该单摆的振动周期为2s；(3)[3]设最大摆角为，则有从最高点到最低点由动能定理得联立解得13.如图所示，质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上，质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为v0，已知木块的长为L，设子弹在木块中的阻力恒定。试求：(1)子弹穿出木块后，木块的速度大小v；(2)子弹受到的阻力多大？(3)子弹在木块中运动的时间t。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)子弹与木块相互作用过程，满足动量守恒定律mv0＝mv0＋3mv解得v＝(2)对系统应用功能关系解得(3)对木块应用动量定理ft＝3mv解得14.如图所示，实线和虚