湖北省黄冈市重点校联考专用2022-2023学年高一下学期期末高难综合选拔性考试物理试卷（含答案）

机密★启用前
2023年七月湖北武汉（市重点校联考专用）高一第二学期期末高难综合选拔性考试用试卷
物理试卷
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟 时间：7月2日 下午 2：30--3：45
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号条形码粘贴在答题卡指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
4.本次考试难度较高，希望考生全力以赴把控好时间，夺得好成绩。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列说法中正确的是
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 气体总是能充满容器，说明分子间存在斥力
C. 温度是物体分子热运动的平均动能的标志
D. 分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快
2. 质量的物块可视为质点以的初速度从倾角的粗糙斜面上的点沿斜面向上运动，到达最高点后，又沿原路返回到出发点点，其速度随时间变化的图象如下图所示，不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A. 物块所受的重力与摩擦力之比为
B. 这个过程中物块克服摩擦力做功的平均功率
C. 这个过程中重力做功比摩擦力做功大
D. 这个过程中重力冲量与摩擦力冲量之比
3. 质量为的翼装飞行爱好者乘飞机到达空中某处后，以速度水平跳出，由于风力的影响，经时间，爱好者下落至跳出点的正下方时，其速度大小仍为，但方向与初速度相反，其运动轨迹如图所示，重力加速度为，在此段时间内( )
A. 风力一定沿水平方向
B. 飞行爱好者机械能减少
C. 风力对爱好者的冲量大小为
D. 风力对爱好者的冲量大小为
4. 已知近地卫星的轨道半径可认为与地球半径相等，同步卫星的轨道半径是地球半径的倍，点是地球赤道上一点，同步卫星、和近地卫星和点的位置关系如图所示，由此可知( )
A. 同步卫星与近地卫星的运行周期之比为：
B. 同步卫星与点的速率之比为
C. 近地卫星与点的速率之比为点的速率之比为
D. 近地卫星与同步卫星的速率之比为
5. 很多高层建筑都会安装减震耗能阻尼器，用来控制强风或地震导致的振动。台北大楼使用的阻尼器是重达吨的调谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反方向摆动，会使大楼摆动的幅度减小。关于调谐质量阻尼器下列说法正确的是( )
A. 阻尼器做的是阻尼振动，其振动频率大于大楼的振动频率
B. 阻尼器的振动频率取决于自身的固有频率
C. 阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反
D. 阻尼器摆动幅度不受风力大小影响
6. 如图所示，一绝缘轻质弹簧两端连接两个带有等量正电荷的小球、，小球固定在斜面上，小球放置在光滑斜面上，初始时小球处于静止状态，若给小球一沿弹簧轴线方向的瞬时冲量，小球在运动过程中，弹簧始终在弹性限度范围内。则( )
A. 初始小球处于静止状态时，弹簧一定处于拉伸状态
B. 给小球瞬时冲量后，小球将在斜面上做简谐运动
C. 给小球瞬时冲量后，小球沿斜面向上运动到最高点时，加速度方向一定沿斜面向下
D. 给小球瞬时冲量后，小球沿斜面向上运动过程中，减小的电势能一定等于小球增加的机械能
7. 一列简谐波沿轴正方向传播，时波形如图所示已知在末，点恰第四次图中为第一次出现在波峰，则下列说法正确的是
A. 波的周期是 B. 波传播到点需要
C. 点开始振动时速度方向是向上的 D. 点在末第一次出现在波谷
二、多选题（本大题共4小题，共12.0分）
8. 同一均匀介质中有两个振源、，分别位于轴上的和。取振源开始振动时为时刻，时之间的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 时坐标原点处的质点正在平衡位置向上振动
B. 时坐标原点处的质点的位移为
C. 稳定时，坐标原点处的质点的振幅为
D. 稳定时，振源、之间有个振动加强点
9. 水平面上有两个质量不相等的物体和，它们分别在水平推力和作用下开始运动，分别运动一段时间后撤去推力，两个物体都将运动一段时间后停下．物体的图线如图所示，图中线段则以下说法正确的是( )
水平推力大小
水平推力大小
物体所受到的摩擦力的冲量大于物体所受到的摩擦力的冲量
物体所受到的摩擦力的冲量小于物体所受到的摩擦力的冲量
则物体克服摩擦力做功大于物体克服摩擦力做功
则物体克服摩擦力做功小于物体克服摩擦力做功．
A. 若物体的质量大于物体的质量，由图可知，都正确
B. 若物体的质量大于物体的质量，由图可知，都正确
C. 若物体的质量小于物体的质量，由图可知，都正确
D. 若物体的质量小于物体的质量，由图可知，只有正确
10. 如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块和质量为的光滑球，系统处于静止状态．为的球心，为、接触点，与竖直方向夹角为，重力加速度大小为则( )
A. 木块对球的支持力大小为
B. 地面对木块的摩擦力大小为
C. 若木块右移少许，系统仍静止，地面对木块的摩擦力变小
D. 若木块右移少许，系统仍静止，地面对木块的支持力变大
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共17.0分）
11. （6分） 在用“单摆测量重力加速度”的实验中：
下面叙述正确的是___________选填选项前的字母
A.和长度不同的同种细线，选用的细线做摆线；
B.直径为的塑料球和铁球，选用铁球做摆球；
C.如图甲、乙，摆线上端的两种悬挂方式，选甲方式悬挂；
D.当单摆经过平衡位置时开始计时，次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以做为单摆振动的周期
若用游标卡尺测得小球的直径__________
若测出单摆的周期、摆线长，则当地的重力加速度____________ 用测出的物理量表示；
某同学用一个铁锁代替小球做实验。只改变摆线的长度，测量了摆线长度分别为和时单摆的周期和，则可得重力加速度_______________用测出的物理量表示；该同学测量了多组实验数据做出了图像，该图像对应下面的________图。
A. B. C. D.
12. （11分） 用如图甲所示的装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上．钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系．
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是__________．
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.试验时应先确定轴再确定轴
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
如图乙所示，根据印迹描出平抛运动的轨迹．在轨迹上取、两点，与的水平间距相等且均为，测得与的竖直间距分别是和；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足__________，由此可初步得出结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．
如图丙所示，若实验过程中遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在轨迹上取、、三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，可求得钢球平抛的初速度大小为__________，点距离抛出点的高度差为____________________已知当地重力加速度为，结果用、、表示
某实验小组上下移动坐标纸，分别从不同位置静止释放小球，发现两球轨迹、相交于一点，如题图丁所示，两球交点距抛出点的高度差分别为、，水平位移为，通过理论推导发现，要使两球在交点处的速率相等，则、和须满足的关系式为__________结果用、和表示
四、计算题（本大题共3小题，共43.0分）
13.（15分） 在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。
如图所示，在光滑水平面上两个物块与由弹簧连接弹簧与、不分开构成一个谐振子。初始时弹簧被压缩，同时释放、，此后的图像如图所示规定向右为正方向。已知，，弹簧质量不计。
在图中画出物块的图像；
求初始时弹簧的弹性势能。
双原子分子中两原子在其平衡位置附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与的情境相似。已知，两原子之间的势能随距离变化的规律如图所示，在点附近随变化的规律可近似写作，式中和均为常量。假设原子固定不动，原子振动的范围为，其中远小于，请画出原子在上述区间振动过程中受力随距离变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。
14.（10分） 如右图，体积为、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为、压强为的理想气体．和分别为大气的压强和温度．已知：气体内能与温度的关系为，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求
(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积：
在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量．
15. （18分） 如图所示，水平地面点左侧光滑，右侧粗糙且动摩擦因数为，在点左侧某位置放置质量为的长木板，质量为的滑块置于长木板的左端，与长木板之间的动摩擦因数也为，在点右侧依次放置质量均为的滑块、、，现使滑块瞬间获得向右的初速度，当与长木板刚达到共速时，长木板恰好与滑块在点发生弹性碰撞，碰后立即将长木板和滑块撤走，滑块继续向前滑行并和前方静止的发生弹性碰撞，、碰后继续向前滑行并与前方静止的发生弹性碰撞，最终滑块停在水平面上的点，已知开始时滑块、间的距离为，重力加速度为，滑块、、、均可看成质点且所有弹性碰撞时间极短，求
开始时，长木板右端与滑块之间的距离；
长木板与碰后瞬间的速度；
滑块最终停止的位置与开始静止时的距离。
答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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10.
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12. ；； ； ；
13. ；；；；。
14. 解：、对物块与由弹簧系统，根据动量守恒定律得，
可知、两物块的速度大小与其质量成反比，由此可得物块的图像如图所示：
、由图像可知，当时弹簧恢复到原长时，此时物块的速度大小为：
根据动量守恒定律：，
代入数据解得物块的速度大小为：
根据机械能守恒定律得：
代入数据解得初始时弹簧的弹性势能为：
由于原子振动过程中运动规律与的情境相似，即力与二者之间的距离成线性关系，可得原子振动过程中受力随距离变化的图线如图所示：
由题意可知，原子处于处时，系统的动能为最大值，设为，
系统的势能为最小值，即：，
原子处于处时，系统的动能为
系统的势能为最大值，即：
根据能量守恒定律得：
解得双原子系统的动能的最大值为：
15.(1)在气体由压缩下降到的过程中，气体体积不变，温度由变为，由查理定律得
在气体温度由变为的过程中，体积由减小到，气体压强不变，由着盖吕萨克定律得
由式得
2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为
在这一过程中，气体内能的减少为
由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为
由式得
16.在长木板上滑行，当与长木板刚达到共速时，长木板恰好与滑块在点发生弹性碰撞，由于点左侧光滑，可知与长木板组成系统满足动量守恒，则有
解得
以长木板为对象，根据动能定理可得
解得长木板右端与滑块之间的距离为
长木板与发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得长木板与碰后瞬间的速度为
设与碰撞前瞬间的速度为 ，与发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
，
可知发生弹性碰撞后与速度发生交换，同理可知发生弹性碰撞后与速度发生交换，则根据能量守恒可得
解得