【期末押题卷】上海市2024-2025学年高一下学期物理期末预测押题卷二

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上海市2024-2025学年高一下学期物理期末预测押题卷
一．选择题（共12小题，满分40分）
1．（3分）（2022春 临渭区校级月考）以下实例中均不考虑空气阻力，其中机械能守恒的是（　　）
A．人在登山过程中，人与地球组成的系统
B．蹦极运动中，人在下落到最低点的过程中，人的机械能
C．在恒定的拉力下，沿固定斜面匀速上滑的物体
D．在椭圆轨道上绕地球运行的飞船
2．（3分）（2024春 武汉期末）如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，四个单摆的摆长关系为lA＜lB＜lC，lB＝lD，先让D摆摆动起来（摆角不超过5°），不计摆动过程中的空气阻力和摩擦力，则下列说法中正确的是（　　）
A．所有摆球的摆动幅度相同
B．只有B球能摆动，其他摆球不动
C．所有摆球以各自频率振动
D．所有摆球以相同频率振动
请阅读下述文字，完成第16题、第17题、第18题、第19题、第20题。
如图所示某同学尝试把石子准确投入桶中。桶高0.6m，该同学把质量为20g石子由A点以1m/s的速度水平抛出，经过桶口B点后石子进入桶内，最后落到桶底C点。其中石子由A点运动到B点的时间恰好是全程的一半。运动过程中石子不与桶接触，取桶口所在平面为参考平面，忽略空气阻力和石子大小，g取10m/s2。
3．（3分）石子运动到C点时（碰到桶底之前）重力的功率（　　）
A．0.16W B．0.2W C．0.4W D．0.8W
4．（3分）（2023春 丰台区校级期末）利用发波水槽装置得到的水面波形如图中甲、乙所示，则（　　）
A．图甲、乙均显示了波的干涉现象
B．图甲、乙均显示了波的衍射现象
C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象
D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象
5．（3分）如图所示，S1、S2是软绳两端的波源，同时做半个周期的简谐运动形成两列简谐波，已知波源S1、S2的振幅分别为A1、A2，周期分别为T1、T2，P为软绳的中点，下列说法正确的是（　　）
A．两列波都是纵波
B．波源S1起振方向向下
C．波源S2形成的波峰先到达P点
D．P点的最大位移等于A1+A2
6．（3分）（2024春 烟台期中）下列几个物理过程中，机械能守恒的是（　　）
A．点火升空阶段的火箭
B．被抛出后在空中飞行（不计空气阻力）的铅球
C．乘坐自动扶梯随扶梯一起匀速上行的行人
D．乘坐返回舱打开降落伞匀速下降阶段的宇航员
7．（3分）（2023秋 徐州期中）如图所示是用单摆测定重力加速度的实验装置，测量多组摆长L和周期T，通过T2﹣L图像即能够测出g。关于该实验中的下列四个说法中正确的是（　　）
A．在摆球放手的同时要启动停表进行计时
B．为便于观测，单摆摆动时的最大摆角越大越好
C．测量摆长时未计入小球半径，会导致测量值偏小
D．释放后小球在水平面内做圆周运动，会导致测量值偏大
8．（3分）（2024秋 重庆期中）如图是某城市一广场喷泉喷出的水柱。若其他条件不变，仅使水柱高度变为原来的n倍，忽略空气阻力，则用于给喷管喷水的电动机的输出功率需要变为原来的（　　）
A．n倍 B．倍 C．n2倍 D．n3倍
9．（4分）（2022 鹰潭二模）如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出．第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生两次碰撞后恰好落入A处空框．已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力．则（　　）
A．第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B．两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C．皮球入框瞬间，两次重力的功率一样大
D．从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
10．（4分）（2024春 五华区校级期中）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）
A．C、E两点都保持静止不动
B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
C．图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动
D．从图示的时刻起经0.25s后，B点通过的路程为10cm
（多选）11．（4分）（2024秋 洮北区校级期末）如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30m，波沿x轴正方向传播。当a振动到最高点时，b恰好经过平衡位置向下振动，经过5s波传播了30m。下列判断正确的是（　　）
A．该波的波速一定是6m/s
B．该波的周期一定是12s
C．该波的波长可能是40m
D．该波的波长可能为24m
（多选）12．（4分）（2024春 金华期末）如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块刚好静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是（　　）
A．一定有s＞L
B．
C．Fsmv2
D．
二．填空题（共4小题，满分16分，每小题4分）
13．（4分）（2022秋 黄浦区校级期中）质点振动方向和波的传播方向在 　 　 上的波叫纵波；纵波可以产生在气态、液态、固态的各种 　 　 中。
14．（4分）（2024春 米东区校级期中）如图所示，一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放，桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面，小球释放瞬间的机械能为 　 　 ；不计空气阻力，小球下落到地面时的动能为 　 　 。
15．（4分）（2022春 三元区校级期中）质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道的内侧运动，已知圆形轨道半径为R，重力加速度为g。则小球经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度为 　 　 ，则当小球以的速度经过最高点时，对轨道压力的大小为 　 　 。
16．（4分）（2025春 和平区校级期中）冰壶运动，又称掷冰壶、“冰上溜石”，是冬奥会上以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，深受观众喜爱。A、B两冰壶在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的x﹣t图像如图所示，已知mA＝0.2kg，则根据图像可得物体B的质量为 　 　 kg，冰壶之间的碰撞属于 　 　 （选填“弹性碰撞”、“完全非弹性碰撞”、“一般碰撞”）。
三．实验题（共1小题，满分10分，每小题10分）
17．（10分）（2022秋 即墨区期中）某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）组装单摆时，应该选用 　 　 ；（选填器材前的字母代号）
A．长度为1m左右的细线
B．长度为20cm左右的细线
C．直径约为1.8cm的泡沫球
D．直径约为1.8cm的钢球
（2）如图乙，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径d＝　 　 cm；
（3）小明同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长，由图像可计算出当地的重力加速度g＝　 　 m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）；
（4）小丽同学在实验中操作不当，使得摆球没有在同一个竖直平面内摆动。她认为这种情况不会影响测量结果，所以她仍然利用所测得的运动周期，根据单摆周期公式计算重力加速度，则小丽同学计算出的重力加速度值与真实值相比 　 　 （选填“偏大”或“偏小”）。
四．解答题（共3小题，满分34分）
18．（9分）（2023秋 简阳市校级期中）一列简谐横波沿+x方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t＝0时刻该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则：
（1）该波的传播速度是多大？
（2）t＝0.1s时，质点A的位移大小为多少？
（3）经过多长时间质点Q第二次到达波谷？
19．（11分）（2022 宿松县校级开学）经亚奥理事会执委会批准，杭州2022年第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日举行。日前，杭州钱塘轮滑中心亚运滑板公园通过赛事功能验收。轮滑轨道可简化如图所示的模型，ABC为固定在竖直平面内光滑的滑板轨道，BC为四分之一圆弧，与水平面AB相切于B点。可视为质点的运动员（连同滑板）总质量为M＝50kg，以初速度v0＝6m/s由A点向右运动，到C点时速度减为零。忽略空气阻力的影响，重力加速度大小g＝10m/s2，求：
（1）圆弧赛道的半径R；
（2）运动员（连同滑板）滑过圆弧形轨道B点时对轨道压力的大小；
（3）若A点左侧是动摩擦因数为μ＝0.15的粗糙水泥地面，则滑回后运动员（连同滑板）停在距A点多远的位置。
20．（14分）（2023秋 惠山区校级期末）如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于O点，右端连接A，套在转轴上的质量为m＝2kg的小球B，通过长为L＝6m的轻绳与A相连，装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为θ1＝30°。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度为ω＝5rad/s时，轻绳与竖直方向夹角增大到θ2＝60°，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，重力加速度为g取10m/s2，求：
（1）分析轻绳与竖直方向夹角由θ1增大到θ2全过程中弹簧对小圆环A做功情况；
（2）装置静止时，弹簧弹力的大小F；
（3）环A的质量M。
上海市2024-2025学年高一下学期物理期末预测押题卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题，满分40分）
1．（3分）（2022春 临渭区校级月考）以下实例中均不考虑空气阻力，其中机械能守恒的是（　　）
A．人在登山过程中，人与地球组成的系统
B．蹦极运动中，人在下落到最低点的过程中，人的机械能
C．在恒定的拉力下，沿固定斜面匀速上滑的物体
D．在椭圆轨道上绕地球运行的飞船
【考点】判断机械能是否守恒及如何变化．
【专题】比较思想；寻找守恒量法；机械能守恒定律应用专题；理解能力．
【答案】D
【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，逐个分析各个力做功情况，即可判断物体机械能是否守恒。也可以根据能量转化情况和机械能的概念判断。
【解答】解：A、人在登山过程中，人体的化学能转化为机械能，则人与地球组成的系统机械能不守恒，故A错误；
B、蹦极运动中，人在下落到最低点的过程中，蹦极带对人做负功，则人的机械能减少，故B错误；
C、在恒定的拉力下，沿固定斜面匀速上滑的物体，物体动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故C错误；
D、在椭圆轨道上绕地球运行的飞船，只有引力做功，引力势能与动能相互转化，其机械能守恒，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是对机械能守恒条件的直接考查，要掌握机械能守恒的条件、分析能量如何转化，或抓住机械能等于重力势能与动能之和，即可轻松进行判断。
2．（3分）（2024春 武汉期末）如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，四个单摆的摆长关系为lA＜lB＜lC，lB＝lD，先让D摆摆动起来（摆角不超过5°），不计摆动过程中的空气阻力和摩擦力，则下列说法中正确的是（　　）
A．所有摆球的摆动幅度相同
B．只有B球能摆动，其他摆球不动
C．所有摆球以各自频率振动
D．所有摆球以相同频率振动
【考点】共振及其应用；阻尼振动和受迫振动．
【专题】定性思想；归纳法；单摆问题；理解能力．
【答案】D
【分析】根据受迫振动的特点和共振条件分析即可。
【解答】解：D球摆动起来后，其他三个摆球做的都是受迫振动，所以所有的摆球的频率相同，都等于D球的频率。因为lB＝lD，所以B球会发生共振，所以B球的振幅最大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】知道受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率是解题的基础，掌握共振的条件是解题的关键。
请阅读下述文字，完成第16题、第17题、第18题、第19题、第20题。
如图所示某同学尝试把石子准确投入桶中。桶高0.6m，该同学把质量为20g石子由A点以1m/s的速度水平抛出，经过桶口B点后石子进入桶内，最后落到桶底C点。其中石子由A点运动到B点的时间恰好是全程的一半。运动过程中石子不与桶接触，取桶口所在平面为参考平面，忽略空气阻力和石子大小，g取10m/s2。
3．（3分）石子运动到C点时（碰到桶底之前）重力的功率（　　）
A．0.16W B．0.2W C．0.4W D．0.8W
【考点】重力做功的特点和计算；平均功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】由平抛运动规律可知，石子运动到C点时竖直方向速度，再由PG＝mgv可求石子石子运动到C点时（碰到桶底之前）重力的功率。
【解答】解：石子被抛出后做平抛运动，在竖直方向上自由落体，设石子由A点运动到B点的过程用时为t，则全程用时为2t，则
其中，桶高
h＝hAC﹣hAB＝0.6m
解得
t＝0.2s
石子运动到C点时（碰到桶底之前）竖直方向的分速度大小为
vyC＝g×2t＝4m/s
则重力的功率为
PG＝mgvyC
解得
PG＝0.8W
故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题速度平抛运动的规律及重力做功功率的考查，解题的关键是要求出竖直方向速度，再由功率的公式求出重力功率即可。
4．（3分）（2023春 丰台区校级期末）利用发波水槽装置得到的水面波形如图中甲、乙所示，则（　　）
A．图甲、乙均显示了波的干涉现象
B．图甲、乙均显示了波的衍射现象
C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象
D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象
【考点】波的衍射图样；波的干涉图样．
【专题】定性思想；推理法；振动图象与波动图象专题；理解能力．
【答案】D
【分析】波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象；当频率相同的两列波相遇时，有的地方振动减弱，有的地方振动加强，且加强和减弱的区域交替出现，说明发生了干涉现象。
【解答】解：波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图甲说明发生了明显的衍射现象；当频率相同的两列波相遇时，有的地方振动减弱，有的地方振动加强，且加强和减弱的区域交替出现，说明发生了干涉现象。故图乙是发生了干涉现象；故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查波的干涉和衍射现象，注意对干涉和衍射的理解。
5．（3分）如图所示，S1、S2是软绳两端的波源，同时做半个周期的简谐运动形成两列简谐波，已知波源S1、S2的振幅分别为A1、A2，周期分别为T1、T2，P为软绳的中点，下列说法正确的是（　　）
A．两列波都是纵波
B．波源S1起振方向向下
C．波源S2形成的波峰先到达P点
D．P点的最大位移等于A1+A2
【考点】波长、频率和波速的关系；机械波的图像问题；波的叠加．
【专题】定性思想；推理法；波的多解性；理解能力．
【答案】C
【分析】根据质点振动方向与简谐波传播方向判定横纵波；所有点的起振方向相同，根据同侧法确定质点的振动方向；根据波速与距离间关系求出时间，确定两波峰不同时到达P点。
【解答】解：A、软绳中质点振动方向与简谐波传播方向垂直，所以这两列波都是横波，故A错误；
B、所有点的起振方向相同，根据同侧法可知，波源S1起振方向是向上的，故B错误；
C、两波源在同一绳上，则它们的波速相等，由于P为两个波源连线的中点，所以它们会同时到达P点，由图可知波源S2形成波的波长短，波峰距离P点更近，故波源S2形成的波峰先到达P点，故C正确；
D、虽两波源到P点的距离相等，有上述分析可知它们的波峰不能同时到达P点，所以P点的位移最大不可达到A1+A2，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了波的传播特点，解题关键是掌握如何判定横纵波，由v可确定，在相同介质中传播，波速相同，周期不同，则波长不同。
6．（3分）（2024春 烟台期中）下列几个物理过程中，机械能守恒的是（　　）
A．点火升空阶段的火箭
B．被抛出后在空中飞行（不计空气阻力）的铅球
C．乘坐自动扶梯随扶梯一起匀速上行的行人
D．乘坐返回舱打开降落伞匀速下降阶段的宇航员
【考点】判断机械能是否守恒及如何变化．
【专题】定性思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据机械能守恒的条件结合机械能的概念进行分析解答。
【解答】解：A.点火升空阶段因为受到向上推力做功，故火箭机械能不守恒，故A错误；
B.被抛出后在空中飞行的铅球因为不受阻力，只受重力，故满足机械能守恒，故B正确；、
C.乘自动扶梯匀速上行的人重力势能增加，动能不变，机械能不守恒，故C错误；
D.乘坐返回舱匀速下降阶段的宇航员动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】考查机械能守恒的条件，会在实际实例中判断机械能是否守恒。
7．（3分）（2023秋 徐州期中）如图所示是用单摆测定重力加速度的实验装置，测量多组摆长L和周期T，通过T2﹣L图像即能够测出g。关于该实验中的下列四个说法中正确的是（　　）
A．在摆球放手的同时要启动停表进行计时
B．为便于观测，单摆摆动时的最大摆角越大越好
C．测量摆长时未计入小球半径，会导致测量值偏小
D．释放后小球在水平面内做圆周运动，会导致测量值偏大
【考点】单摆周期的计算及影响因素；水平转盘上物体的圆周运动．
【专题】定性思想；推理法；单摆问题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】从摆球到达最低点时启动停表进行计时；单摆的摆角摆角不能超过5°；根据单摆的周期公式得到图线的函数表达式，从斜率上分析；分别写出单摆做圆周运动时的周期公式和单摆的周期公式，然后写出重力加速度的表达式分析。
【解答】解：A．为了减小实验误差，因为摆球在最低点速率最大，所以从摆球到达最低点时启动停表进行计时，这样时间误差最小，故A错误；
B．为便于观测，单摆摆动时的最大摆角适当大点好，若摆角超过5°，小球不再做单摆运动，故B错误；
C．设小球的摆长为L，小球半径为r，根据单摆周期公式有
整理得
图象斜率为
测量摆长时未计入小球半径有
整理得
图象斜率为
可知测量摆长时未计入小球半径，T2﹣L图象斜率不变，测量值不变，故C错误；
D．释放后小球在水平面内做圆周运动，不再是单摆运动，设摆线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律有
解得
图象斜率为
故释放后小球在水平面内做圆周运动，会导致测量值偏大，故D正确。
故选：D。
【点评】要知道单摆做简谐运动的条件以及单摆的周期公式，能根据牛顿第二定律得到小球做圆周运动时的周期是解题的关键。
8．（3分）（2024秋 重庆期中）如图是某城市一广场喷泉喷出的水柱。若其他条件不变，仅使水柱高度变为原来的n倍，忽略空气阻力，则用于给喷管喷水的电动机的输出功率需要变为原来的（　　）
A．n倍 B．倍 C．n2倍 D．n3倍
【考点】瞬时功率的计算；竖直上抛运动的规律及应用．
【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】水柱在空中做竖直上抛运动，根据高度的变化分析初速度的变化，结合动能定理求电动机总功率的变化。
【解答】解：设喷管横截面积S，在时间Δt内喷出水的质量为m，喷出速度为v，则电动机水做的功为
Wmv2
给喷管喷水的电动机的总功率
P
其中
m＝vΔtSρ
v2＝2gh
解得
PρS∝
若要让所有喷泉喷出的水柱高度均变为原来的n倍，则给喷管喷水的电动机的总功率至少变为原来的倍。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查功率问题，解答本题要能够根据实际情况分析喷射高度与初速度的关系，再根据动能定理进行计算。
9．（4分）（2022 鹰潭二模）如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出．第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生两次碰撞后恰好落入A处空框．已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力．则（　　）
A．第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B．两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C．皮球入框瞬间，两次重力的功率一样大
D．从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
【考点】动能定理的简单应用；平抛运动速度的计算；功率的定义、物理意义和计算式的推导；重力势能的定义和性质．
【专题】定量思想；推理法；平抛运动专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】解：A、第二次皮球与地面发生两次碰撞后恰好落入A处空框，根据对称性可知，皮球第一次由O点到A点的水平位移是第二次水平位移的5倍；皮球在竖直方向上的运动规律相同，所以两次小球运动时间之比为1：5，则对第一次有：5x＝v1t，对第二次有：x＝v2 5t，联立解得：v1：v2＝25：1，故A错误；
B、根据动能定理可知，W，则两次抛出皮球过程人对球做的功之比为W1：W2＝25：1，故B错误；
C、根据平抛运动的规律可知，两次皮球入框时，竖直分速度相等，则两次重力的功率相等，故C正确；
D、两次皮球入框时竖直高度相等，重力势能的减少量相等，故D错误。
故选：C。
【点评】解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关；本题的难点是乙球运动的对称性要理解到位。
10．（4分）（2024春 五华区校级期中）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）
A．C、E两点都保持静止不动
B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
C．图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动
D．从图示的时刻起经0.25s后，B点通过的路程为10cm
【考点】波的干涉图样；波的干涉的加强和减弱区域的特点及判断；波长、频率和波速的关系；波的叠加．
【专题】定量思想；推理法；振动图象与波动图象专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，波峰和波谷叠加是减弱区以及波速和波长关系，即可解答。
【解答】解：A、由波的干涉知识可知，图中的质点A、B、E的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，过D、F的连线处和过P、Q的连线处波峰和波谷叠加是减弱区，C、E两点是振动的加强点，不可能静止不动，故A错误；
B、在图示时刻，A在波峰，B在波谷，它们振动是加强的，振幅均为两列波的振幅之和，均为10cm，此时的高度差为20cm，故B错误；
C、C在振动加强区，是平衡位置叠加，故C点正处在平衡位置且向上运动，故C正确；
D、根据波速和波长分别为1m/s和0.5m，可得周期为0.5s，由题图可知波是由E处向A处传播，B处于波谷，经0.25s，即半个周期，B点通过的路程为为振幅的2倍，即2A＝20cm，故D错误。
故选：C。
【点评】本题解题的关键是学生掌握波的叠加原理，即波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，波峰和波谷叠加是减弱区。
（多选）11．（4分）（2024秋 洮北区校级期末）如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30m，波沿x轴正方向传播。当a振动到最高点时，b恰好经过平衡位置向下振动，经过5s波传播了30m。下列判断正确的是（　　）
A．该波的波速一定是6m/s
B．该波的周期一定是12s
C．该波的波长可能是40m
D．该波的波长可能为24m
【考点】机械波的多解问题；波长、频率和波速的关系．
【专题】定量思想；推理法；波的多解性；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】由波速与传播路程、时间的关系，即可计算波速；由a、b两点的振动特点和传播方向，可知a、b两点的距离与波长的可能关系，即可计算波长；由波长和波速，即可计算周期的可能值。
【解答】解：A、该波经过5 s，传播了30 m，则波速v6 m/s，故A正确；
CD、由题意可知nλλ＝30 m（n＝0，1，2，3，…），可得波长λ m，当n＝0时，λ＝40 m，当λ＝24 m时，n不是正整数，故C正确，D错误；
B、周期Tm/s（n＝0，1，2，3，…），则该波的周期不可能是12 s，故B错误。
故选：AC。
【点评】本题考查机械波的计算，关键是根据波的周期性，可知a、b两点间的距离与波长的关系是系列可能值。
（多选）12．（4分）（2024春 金华期末）如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块刚好静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是（　　）
A．一定有s＞L
B．
C．Fsmv2
D．
【考点】动量守恒定律在子弹打物块模型中的应用；动能定理的简单应用．
【专题】定量思想；推理法；动能定理的应用专题；动量和能量的综合；推理论证能力；模型建构能力．
【答案】ABD
【分析】子弹射入木块的过程中，分别以子弹和木块为研究对象，根据动能定理列式分析。
【解答】解：A．设子弹开始射入木块到与木块相对静止所用时间为t，根据运动学公式可得
，
则有
故A正确；
BCD．对木块根据动能定理可得
对子弹根据动能定理可得
可得
联立可得
故BD正确，C错误。
故选：ABD。
【点评】本题是冲击块类型，要注意应用动能定理研究单个物体时，功的公式W＝Fl中，l是物体相对于地面的位移大小。
二．填空题（共4小题，满分16分，每小题4分）
13．（4分）（2022秋 黄浦区校级期中）质点振动方向和波的传播方向在 　同一直线　 上的波叫纵波；纵波可以产生在气态、液态、固态的各种 　介质　 中。
【考点】横波和纵波；机械波及其形成与传播．
【专题】定性思想；归纳法；振动图象与波动图象专题；理解能力．
【答案】同一直线，介质
【分析】从横波和纵波的定义和特点求解。
【解答】解：纵波就是振动质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波，气态、液态、固态各种介质都能产生纵波。
故答案为：同一直线，介质
【点评】本题考查纵波的定义和产生波的介质，请同学们熟悉波的分类及其特点。
14．（4分）（2024春 米东区校级期中）如图所示，一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放，桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面，小球释放瞬间的机械能为 　mgH　 ；不计空气阻力，小球下落到地面时的动能为 　mg（H+h）　 。
【考点】计算物体的机械能．
【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理论证能力．
【答案】mgH；mg（H+h）
【分析】小球运动过程中，只受重力，机械能守恒，根据动能定理列式求解即可。
【解答】解：根据题意可知，小球释放瞬间的动能为零，重力势能为
Ep＝mgH
小球释放瞬间的机械能为
E＝Ek+Ep＝mgH
不计空气阻力，由机械能守恒定律有
可得
Ek1＝mgH+mgh＝mg（H+h）。
故答案为：mgH；mg（H+h）。
【点评】本题关键根据机械能守恒定律，小球的机械能总量不变，小球任意位置的机械能都等于初位置和最高点的机械能。
15．（4分）（2022春 三元区校级期中）质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道的内侧运动，已知圆形轨道半径为R，重力加速度为g。则小球经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度为 　　 ，则当小球以的速度经过最高点时，对轨道压力的大小为 　mg　 。
【考点】绳球类模型及其临界条件；牛顿第二定律的简单应用．
【专题】学科综合题；定量思想；推理法；圆周运动中的临界问题；推理论证能力；模型建构能力．
【答案】；mg。
【分析】小球在最高点刚好不脱离轨道，知轨道对小球的弹力为零，根据牛顿第二定律求出最高点的速度；
使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧，由重力和轨道的弹力的合力提供向心力，再通过牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力，即可得到它对轨道压力．
【解答】解：在最高点，小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道时，根据牛顿第二定律有：mg＝m，
解得v
使小球以的速率通过轨道最高点内侧时，则有：mg+N＝m
解得，N＝mg
根据牛顿第三定律得知，小球对轨道的压力大小为 N′＝N＝mg。
故答案为：；mg。
【点评】解决本题的关键知道向心力的来源，知道最高点的临界情况，通过牛顿第二定律进行求解．
16．（4分）（2025春 和平区校级期中）冰壶运动，又称掷冰壶、“冰上溜石”，是冬奥会上以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，深受观众喜爱。A、B两冰壶在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的x﹣t图像如图所示，已知mA＝0.2kg，则根据图像可得物体B的质量为 　0.6　 kg，冰壶之间的碰撞属于 　弹性碰撞　 （选填“弹性碰撞”、“完全非弹性碰撞”、“一般碰撞”）。
【考点】用动量守恒定律解决简单的碰撞问题；利用x﹣t图像的斜率求解物体运动的速度．
【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；分析综合能力．
【答案】0.6，弹性碰撞。
【分析】根据x﹣t图线斜率求速度，根据动量守恒定律求质量，然后计算碰撞前后的机械能总量关系，即可解答。
【解答】解：x﹣t图线的斜率表示速度，则碰撞前，有，vB＝0
碰撞后，m/s＝﹣2m/s，m/s＝2m/s
以碰撞前A的方向为正方向，由动量守恒定律可知
mAvA+mBvB＝mAvA′+mBvB′
代入数据解得mB＝0.6kg
碰撞前总动能为1.6J
碰撞后总动能为EK′mAvA′2mBvB′2
代入数据解得EK′＝1.6J
碰撞前后重力势能不变，则碰撞前后机械能守恒，两冰壶发生的是弹性碰撞。
故答案为：0.6，弹性碰撞。
【点评】本题是一道综合题，需要学生根据x﹣t图线求速度，再判断机械能，难度中等。
三．实验题（共1小题，满分10分，每小题10分）
17．（10分）（2022秋 即墨区期中）某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）组装单摆时，应该选用 　AD　 ；（选填器材前的字母代号）
A．长度为1m左右的细线
B．长度为20cm左右的细线
C．直径约为1.8cm的泡沫球
D．直径约为1.8cm的钢球
（2）如图乙，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径d＝　1.85　 cm；
（3）小明同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长，由图像可计算出当地的重力加速度g＝　9.86　 m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）；
（4）小丽同学在实验中操作不当，使得摆球没有在同一个竖直平面内摆动。她认为这种情况不会影响测量结果，所以她仍然利用所测得的运动周期，根据单摆周期公式计算重力加速度，则小丽同学计算出的重力加速度值与真实值相比 　偏大　 （选填“偏大”或“偏小”）。
【考点】用单摆测定重力加速度．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；单摆问题；实验探究能力．
【答案】（1）AD；（2）1.85；（3）9.86；（4）偏大。
【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析作答；
（2）10分度值游标卡尺的精确度为0.1mm，测量值＝主尺上对应示数（mm）+对齐格数（不估读）×精确度；
（3）根据单摆周期公式求解T2﹣L函数，结合T2﹣L图像斜率的含义求重力加速度；
（4）根据牛顿第二定律结合圆周运动向心力公式分析作答。
【解答】解：（1）AB.为了减小测量摆长时的误差，摆线要选用1m左右的细线，故A正确，B错误；
CD.为了减小空气阻力对实验的影响，摆球要选择体积小，质量大的钢球，故C错误，D正确。
故选：AD。
（2）10分度值游标卡尺的精确度为0.1mm，摆球的直径d＝18mm+5×0.1mm＝18.5mm＝1.85cm
（3）根据单摆周期公式
重力加速度
根据T2﹣L图像，图像的斜率
结合T2﹣L函数可知
联立解得g＝9.86m/s2
（4）将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，圆周运动的半径r＝Lsinθ
根据牛顿第二定律有
解得
根据重力加速度的表达式
T偏小，所以g偏大。
故答案为：（1）AD；（2）1.85；（3）9.86；（4）偏大。
【点评】本题考查了游标卡尺的读数以及用单摆测量重力加速度，根据单摆周期公式求解T2﹣L函数是解题的关键；知道由于实验中操作不当，将单摆变成圆锥摆后对周期的影响，从而造成对重力加速度测量的影响。
四．解答题（共3小题，满分34分）
18．（9分）（2023秋 简阳市校级期中）一列简谐横波沿+x方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t＝0时刻该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则：
（1）该波的传播速度是多大？
（2）t＝0.1s时，质点A的位移大小为多少？
（3）经过多长时间质点Q第二次到达波谷？
【考点】振动图像与波形图的结合．
【专题】计算题；定量思想；图析法；振动图象与波动图象专题；分析综合能力．
【答案】（1）该波的传播速度是25m/s；
（2）t＝0.1s时，质点A的位移大小为；
（3）经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷。
【分析】（1）由图甲读出波长，由图乙读出周期，从而求得波速；
（2）写出质点A的振动方程，再求t＝0.1s时，质点A的位移大小；
（3）当图甲中P点处波谷传到Q时，质点Q第一次到达波谷，再过一个周期质点Q第二次到达波谷，由运动学公式求所用时间。
【解答】解：（1）由甲图可知，波长为λ＝20m，由乙图可知，质点的振动周期为T＝0.8s，则波速为
vm/s＝25m/s
（2）由图乙可知，振幅A＝2cm，周期T＝0.8s，则圆频率为
ωrad/s＝2.5πrad/s
初相位为
φ0＝π
则质点A的振动方程为
y＝Asin（ωt+φ0）＝2sin（2.5πt+π）cm
当t＝0.1s时，质点A的位移为
y＝2sin（2.5π×0.1+π）cmcm
（3）质点P、Q平衡位置之间的距离为L＝75m，由
L＝vt
解得
t＝3s
即经过3s质点Q第一次到达波谷，再过一个周期，即经过3.8s质点第二次到达波谷。
答：（1）该波的传播速度是25m/s；
（2）t＝0.1s时，质点A的位移大小为；
（3）经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷。
【点评】本题考查波的图像和振动图像的综合，解答本题的关键是熟练运用波形平移法分析波的形成过程，分析质点Q第一次到达波谷的时间，从而求得质点第二次到达波谷的时间。
19．（11分）（2022 宿松县校级开学）经亚奥理事会执委会批准，杭州2022年第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日举行。日前，杭州钱塘轮滑中心亚运滑板公园通过赛事功能验收。轮滑轨道可简化如图所示的模型，ABC为固定在竖直平面内光滑的滑板轨道，BC为四分之一圆弧，与水平面AB相切于B点。可视为质点的运动员（连同滑板）总质量为M＝50kg，以初速度v0＝6m/s由A点向右运动，到C点时速度减为零。忽略空气阻力的影响，重力加速度大小g＝10m/s2，求：
（1）圆弧赛道的半径R；
（2）运动员（连同滑板）滑过圆弧形轨道B点时对轨道压力的大小；
（3）若A点左侧是动摩擦因数为μ＝0.15的粗糙水泥地面，则滑回后运动员（连同滑板）停在距A点多远的位置。
【考点】机械能守恒定律的简单应用；牛顿第二定律的简单应用；动能定理的简单应用．
【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理论证能力．
【答案】（1）圆弧赛道的半径为1.8m；
（2）运动员（连同滑板）滑过圆弧形轨道B点时对轨道压力的大小为1.50×103N；
（3）滑回后运动员（连同滑板）停在距A点12m的位置。
【分析】（1）根据机械能守恒定律得出圆弧赛道的半径；
（2）根据牛顿第二定律和牛顿第三定律得出运动员对轨道的压力；
（3）根据动能定理得出运动员停止的位置。
【解答】解：（1）以运动员和滑板为一个系统，若运动员与滑板恰好到C点，以AB水平面为零势面，由机械能守恒得：
解得圆弧赛道的半径为：R＝1.8m
（2）由牛顿第二定律得：
解得
由牛顿第三定律可知对轨道的压力大小也等于1.50×103N，方向向下
（3）因为ABC光滑，由机械能守恒知运动员滑回A点速度大小仍为v＝6m/s
滑过A点后至停下过程由动能定理得：
代入数据解得x＝12m
答：（1）圆弧赛道的半径为1.8m；
（2）运动员（连同滑板）滑过圆弧形轨道B点时对轨道压力的大小为1.50×103N；
（3）滑回后运动员（连同滑板）停在距A点12m的位置。
【点评】本题主要考查了机械能守恒定律的相关应用，分析过程中同时涉及到了牛顿第二定律，整体难度不大。
20．（14分）（2023秋 惠山区校级期末）如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于O点，右端连接A，套在转轴上的质量为m＝2kg的小球B，通过长为L＝6m的轻绳与A相连，装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为θ1＝30°。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度为ω＝5rad/s时，轻绳与竖直方向夹角增大到θ2＝60°，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，重力加速度为g取10m/s2，求：
（1）分析轻绳与竖直方向夹角由θ1增大到θ2全过程中弹簧对小圆环A做功情况；
（2）装置静止时，弹簧弹力的大小F；
（3）环A的质量M。
【考点】功的正负及判断；共点力的平衡问题及求解；物体被系在绳上做圆锥摆运动．
【专题】定量思想；推理法；牛顿第二定律在圆周运动中的应用；推理论证能力．
【答案】（1）弹簧弹力对圆环A先做正功后做负功；
（2）装置静止时，弹簧弹力的大小；
（3）环A的质量M
【分析】（1）开始时弹簧弹力方向沿轻杆向外，此时弹力对圆环A做正功，后来弹力沿杆指向O点，则弹簧弹力对圆环A做负功；
（2）对AB分别受力分析，根据平衡求解弹力大小；
（3）根据牛顿第二定律求解小球A的质量。
【解答】解：（1）轻绳与竖直方向夹角由θ1增大到θ2全过程中，开始时弹簧处于压缩状态，弹簧弹力方向沿轻杆向外，此时弹力对圆环A做正功；后一阶段弹簧处于拉伸状态，弹力沿杆指向O点，则弹簧弹力对圆环A做负功；即弹簧弹力对圆环A先做正功后做负功。
（2）静止时由平衡可知对B有：Tcosθ1＝mg，对A：F＝Tsinθ1，解得
（3）当做匀速圆周运动时，对A水平方向，对B有T'cosθ2＝mg，解得。
答：（1）弹簧弹力对圆环A先做正功后做负功；
（2）装置静止时，弹簧弹力的大小；
（3）环A的质量M
【点评】考查多物体受力分析及圆周运动，注意旋转至题中所述条件时，弹簧弹力反向，难度较低。
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