河南省中原名校(即豫南九校)2023-2023学年高一上学期期末联考物理试题

河南省中原名校（即豫南九校）2023-2023学年高一上学期期末联考物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
某同学找来粗细均匀的圆柱形木棒，下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中，如图所示。

竖直向下按压后静止释放，木棒开始在液体中上下振动（不计液体粘滞阻力），其运动可视为简谐运动，测得其振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图所示。

其中A为振幅。

则木棒在振动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．时，木棒的重力大于其所受的浮力
B．振动过程中木棒的机械能守恒
C．开始计时内木棒所经过的路程是
D
．木棒的位移函数表达式是
第(2)题
如图电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（ ）
A．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮
第(3)题
如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在环上的质量为m的小球相连。

小球静止在B点时，弹簧与竖直方向夹角θ=30°，已知重力加速度大小为g，则（ ）
A．小球对圆环的弹力方向背离圆心
B．圆环对小球的弹力大小为
C
．弹簧的劲度系数为
D．若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在B点下方达到受力平衡
第(4)题
北斗卫星导航系统是我国自主研发设计的卫星导航系统，它由55颗卫星构成，其中A卫星绕地球做匀速圆周运动，它离地面的高度为3R，R为地球的半径。

已知地球表面的重力加速度为g，不考虑地球的自转，则A卫星的周期为（）
A．B．C．D．
第(5)题
沿海建设的核电站可用电磁泵推动氯化钠溶液在管道中运行来冷却反应堆。

如图为电磁泵的示意图，长方体导管的左右表面绝缘，将导管水平放置，让磁场方向与左右表面垂直。

因充满导管的氯化钠溶液中有正、负离子，将导管上、下表面和电源连接后，氯化钠溶液便会流动，速度方向如图所示。

则下列说法正确的是（ ）
A．若无磁场，则溶液中的负离子向上运动
B．磁场方向从左表面指向右表面
C．交换电源正负极，溶液流动方向不变
D．磁场方向与导管上、下表面垂直时，溶液从左至右流动
第(6)题
两个点电荷固定在x轴上的M、N点，x轴上各点的电场强度E与各点位置坐标x之间的关系如图所示。

取x轴正方向为电场强度的正方向，无穷远电势为零，下列说法正确的是（ ）
A．固定在M点的点电荷电量比固定在N点的点电荷电量小
B．Q点的电势等于零
C．从C点由静止释放一正点电荷，仅在电场力作用下，到D点前它将一直做加速运动
D．从P点由静止释放一负点电荷，仅在电场力作用下，在它向左运动过程中电势能将一直减小
第(7)题
投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也．宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也．”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（，，，）（ ）
A．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的大
B．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长
C．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大
D．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙小
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
图甲为北京冬运会跳台滑雪场地示意图，某运动员从跳台a（长度可忽略不计）处沿水平方向飞出、在斜坡b处着陆的示意图。

图乙为运动员从a到b飞行时的动能E k随飞行时间t变化的关系图像。

不计空气阻力作用，重力加速度g取10m/s2，运动员的质量为60kg，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员在a处的速度大小为10m/s
B．斜坡的倾角为30°
C．运动员运动到b处时重力的瞬时功率为1.2×104W
D．运动员飞出1.5s时离坡面的距离最大
第(2)题
如图，空间中存在水平向右的匀强电场，两个质量相等的带电小球分别从两点同时由静止释放，结果都能到达点。

点在A点的正上方，连线与水平方向的夹角为，两小球均可视为质点，忽略空气阻力和两小球之间的相互作用。

下列说法正确的是（ ）
A．a球在到达C点的过程中做曲线运动
B．a球所受电场力大于b球所受电场力
C．在两小球到达C点的过程中，a球电势能的减小量小于b球电势能的减小量
D．a球经过C点时的动能小于b球经过C点时的动能
第(3)题
水平粗糙平面上静止两个物块A、B，B的右侧紧密连接一段光滑圆弧轨道。

现给A施一水平向右大小为8N的外力F，作用一段距离后撤去，又经过一段时间后A与B发生碰撞，A、B碰后连接为一个整体沿圆弧面上滑。

已知碰撞过程中能量损失为
2J，A、B可视为质点，，A、B与水平面之间的动摩擦因数相同，，A、B初始的距离，圆弧轨道的半径为40m，物块上滑的过程中未离开圆弧面，π取3.14，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．外力F作用的距离为4m
B．物块沿圆弧面上滑的高度为0.1m
C．整个过程中因摩擦产生的热量为29J
D．从外力开始作用到最终物块停下，花费的总时间为9.78s
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
我国交通法规定摩托车、电动车、自行车的骑乘人员必砖块须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。

安全头盔主要由帽壳和帽衬（如图）构成。

某同学对安全头盔性能进行了模拟检帽衬测，已知该头盔的质量（帽衬质量忽略不计），将一质量
的砖块固定在头盔帽衬上，然后让其与头盔在距离地面高处一起自由下落，头盔与水泥地面碰撞，帽壳被挤
压凹陷了时速度减为0，此时由于帽衬的缓冲，砖块继续运动的时间速度也减为0。

将帽壳与地面相碰挤压变
形的过程视为匀减速直线运动，帽壳速度减为0就不在运动，忽略空气阻力，重力加速度g取10。

求：
（1）头盔刚落地时的速度大小；
（2）若头盔做匀减速运动的过程中忽略砖块对头盔的作用力，则头盔受到地面的平均作用力大小；
（3）从头盔着地到砖块停止运动的过程中帽衬对砖块的平均作用力大小。

第(2)题
两个完全相同的、足够深的汽缸如图所示静止放置在水平地面上，汽缸内各用一个完全相同、面积均为S的活塞分别封闭两部分理想气体A和B，两活塞中间用轻质弹簧连接。

已知大气压为，两汽缸的重力均为，两活塞的重力均为，弹簧
的劲度系数为，初始时上、下活塞到缸底的距离均为L，不计一切摩擦，若在上面汽缸底部施加外力缓慢提起汽缸，直至下面汽缸刚好离开地面，此过程中，气体温度保持不变，求：
（i）下面活塞上移的距离；
（ii）上面汽缸上移的距离。

第(3)题
如图所示，竖直平面内固定着轨道、O C、段水平，AP段长度为，AP段粗糙，OP、AC段光滑。

一轻质弹簧一端固定在O处的挡板上，另一端紧挨质量为的小滑块（可视为质点）、弹簧自然伸长时，小滑块位于P点。

一半径为的竖直光滑圆轨道与水平面相切于A点，最高点为B，底部略错开使小滑块可以通过圆轨道。

粗糙倾斜轨道CD长为、倾角。

光滑轨道上另一轻质弹簧一端固定在点。

轨道间均平滑连接。

现向右推小滑块，使弹簧的弹性
势能为，然后由静止释放小滑块。

已知小滑块和AP、CD间的动摩擦因数分别为、，不计其他阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

，，g取。

（1）若小滑块能运动到B点，求小滑块经过竖直圆轨道上B点时的最小速度及第二次经过A点时对圆轨道的压力；
（2）若，求上的弹簧的最大弹性势能；
（3）若，求小滑块最终停止的位置。

第(4)题
如果一质量为m的小球A，静置于一质量为的长管管口，长管竖直放置于水平地面上，如图所示，一质量为的小球B，以某一竖直向下的速度与小球A发生弹性正碰。

碰后小球B被收回取走，小球A进入管内，且小球A与管壁间的摩擦阻力大小恒为。

小球A在管底与地面发生弹性碰撞，之后上升过程中恰好未脱离长管管口。

当长管落地时仍与地面发生弹性碰撞，长管始终保持竖直方向，管长。

已知g取10m/s2。

不计空气阻力及小球的大小，求：
（1）小球A在管底与地面碰撞后瞬间速度的大小；
（2）小球B在与小球A碰撞前瞬间，小球B速度的大小；
（3）长管第2次碰撞地面前，小球A距管口上端的距离。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
（1）敏敏利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。

图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码。

本实验中可用的钩码共有个，每个质量均为0.010kg。

实验步骤如下：
i．将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

ii．将n（依次取，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内。

先用手按住小车再由静止释放，同时用速度传感器记录小车的运动情况，绘制图象，经数据处理后可得到相应的加速度a。

iii．对应不同的n的a值作出图像（c），并得出结论。

①该同学实验过程中重物始终未落地，得到如图所示v-t图象（b），根据图象可以分析出在实验操作中可能存在的问题
是___________
A．实验中未保持细线和轨道平行
B．实验中没有满足小车质量远大于钩码质量
C．实验中先释放小车后打开打点计时器
②利用图像求得小车（空载）的质量为___________kg（保留2位有效数字，重力加速度g取9.8）。

③若以“保持木板水平”来代替步骤①，则所得的的图像( )（填入正确选项前的标号）。

第(2)题
某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5V，内阻十几千欧;
滑动变阻器：最大阻值5kΩ
导线若干．
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔，调零点．
（2）将图((a)中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示．多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V．
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为____ kΩ．
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为___ V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为___ kΩ．。