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2024-2025学年黑龙江省哈尔滨九中高三（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共9小题，共27分。
1.如图所示，木块和木块用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块、木块构成的系统不包含弹簧，下列说法正确的是( )
A. 系统动量守恒，机械能守恒 B. 系统动量守恒，机械能不守恒
C. 系统动量不守恒，机械能守恒 D. 系统动量不守恒，机械能不守恒
2.下列关于机械波的说法正确的是( )
A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B. 在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅
C. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
3.如图所示，质量为，半径为的四分之一光滑圆弧轨道小车静置于光滑水平面上。一质量也为的小球以水平初速度冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，不计空气阻力，下列说法不正确的是( )
A. 上述过程小球和小车组成的系统水平方向动量守恒
B. 球返回到车左端时，车向右运动的速度最大
C. 无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开
D. 小球返回到小车左端后将向左做平抛运动
4.一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动。随时间的变化规律如图所示，末物块速度的大小为( )
A.
B.
C.
D.
5.如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为，杆顶系一长为的轻绳，绳另一端系一质量为的小球，绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是( )
A. 小球向左摆动的过程中，小车速度也向左
B. 小球向左摆动到最高点瞬间，小车速度向右
C. 小球摆到最低点的速率为
D. 小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为
6.一列简谐横波，在时刻的波形如图甲所示，图乙为介质中质点的振动图像，则根据甲、乙两图判断正确的是( )
A. 时，质点在平衡位置且向下运动
B. 该波在介质中传播的速度为
C. 从时刻起，质点在内通过的路程为
D. 在振动过程中，、的速度方向总是相同的
7.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得( )
A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态
B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长
C. 两物块的质量之比为：：
D. 在时刻两物块的动量大小之比为：：
8.如图所示，在同一均匀介质中，有波源和，其平衡位置坐标分别为、，它们的振动频率相同，振动方向均垂直平面，步调相反，波长均为。若以为圆心，为半径作圆，那么此圆周上振动加强的点有( )
A. 个
B. 个
C. 个
D. 个
9.台球是青年喜爱的运动项目，球员出杆击打白球，白球撞击彩色球使其入洞并计分。假设在光滑水平面的一条直线上依次放个质量均为的弹性红球，质量为的白球以初速度依次与个红球发生碰撞，假设碰撞均为弹性正碰，则白球最终的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
10.历史上，一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”；另一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”。前者代表人物是笛卡尔，后者则是莱布尼茨。经过半个多世纪的争论，法国科学家达兰贝尔用他的研究指出，双方实际是从不同的角度量度运动。关于这段描述中体现的物理思想，下列说法正确的是( )
A. 用量度体现了动量守恒的思想
B. 用量度体现了动量守恒的思想
C. 动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长距离
D. 动能定理反映了力对空间的累积效应
11.如图所示，小滑块以初速度滑上静止在光滑水平面上的滑板的左端，经过一段时间滑出的右端。现把滑板固定于水平面上，小滑块以初速度滑上滑板的左端，经过一段时间也滑出的右端，则( )
A. 第一种情况小滑块克服摩擦力做的功较多
B. 两种情况小滑块克服摩擦力做的功一样多
C. 第一种情况系统产生的内能较多
D. 两种情况系统产生的内能一样多
12.如图所示，一单摆悬于点，摆长为，若在点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将小球拉至处由静止释放，小球将在、、间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角始终小于，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 由于机械能守恒，可得左右最大摆角相等
B. 和两点在同一水平面上
C. 小球振动的周期
D. 小球振动的周期
13.如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现使物体在竖直方向上仅在重力和弹簧弹力的作用下运动，当物体刚好运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。取竖直向上为正方向，重力加速度为，从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 时刻弹簧处于原长状态
B. 的时间内，物体的速度与加速度方向相同
C. 物体的振动方程为
D. 物体对水平面的最大压力为
14.如图，两端固定有小球、的竖直轻杆，球紧贴竖直光滑墙面，球位于光滑水平地面上，小球紧贴小球，小球受到轻微扰动后顺着墙面下滑，此后的运动过程中，三球始终在同一竖直面上，小球落地后不反弹，已知小球的最大速度为，三球质量均为，轻杆长为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. B、两球分离时，球恰好离开墙面
B. 竖直墙对小球的冲量大小为
C. 小球落地前瞬间，小球的速度是小球速度的倍
D. 小球落地前瞬间，动能大小为
三、实验题：本大题共2小题，共13分。
15.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。在小车后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为，长木板下垫着小木片用以补偿阻力。
若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，为运动起始的第一点，则应选______段来计算车的碰前速度，应选______段来计算车和车碰后的共同速度。以上两空均选填“”“”“”或“”
已测得小车的质量，小车的质量，由以上测量结果可得，碰前总动量为______；碰后总动量为______小数点后保留位小数。由上述实验结果得到的结论是：在误差允许范围内，、系统在碰撞过程中动量守恒。
16.某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一个倾斜的气垫导轨，导轨上处有一个带有遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与质量为的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上处有一个光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看成滑块通过处时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动，重力加速度为。
用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度 ______；
某次实验测得倾角，该小组同学将滑块从不同位置释放，测出释放点到光电门处的距离，若作出为纵坐标与______选填“”“”或“”的图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为______，则滑块和小球组成的系统满足机械能守恒用题中已知物理量的字母表示。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
17.一列简谐横波在轴上传播，已知时波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示。横轴上所标数据对应实线与横轴交点
若波向轴负向传播，求：该波的波速；
用表示该简谐波的周期，若，且波向轴正向传播，求：处的质点在从到的时间内通过的路程。
18.如图，一滑板的上表面由长度为的粗糙水平部分和半径为的四分之一光滑圆弧组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物体可视为质点置于滑板上面的点，物体与滑板水平部分的动摩擦因数为已知，但具体大小未知。一根长度为、不可伸长的轻质细线，一端固定于点，另一端系一小球，小球位于最低点时与物体处于同一高度并恰好接触。现将小球拉至与同一高度细线处于水平拉直状态，然后由静止释放，小球向下摆动并与物体发生弹性碰撞碰撞时间极短。已知小球的质量为，物体的质量为，滑板的质量为，，重力加速度为，不计空气阻力。
小球与物体碰撞后瞬间，求物体速度的大小；
若物体恰不从点滑出，求的值。
19.如图所示，一质量、长的长木板静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径的光滑固定圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点与圆心的连线与竖直方向夹角为，其右端最低点处与长木板上表面相切。距离木板右端处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量的滑块，平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量的滑块，滑块与通过一轻弹簧连接，开始时弹簧原长，且处于竖直方向。一质量的滑块从点由静止开始沿圆弧轨道下滑。下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板，带动向右运动，与平台碰撞后即粘在一起不再运动。随后继续向右运动，滑上平台，与滑块碰撞并粘在一起向右运动。、组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且没有滑离细杆。与木板间动摩擦因数为。忽略所有滑块大小及空气阻力的影响。重力加速度取，求：
滑块到达圆弧最低点时对轨道压力的大小；
滑块滑上平台时速度的大小；
随后运动过程中，弹簧的最大弹性势能是多大？
参考答案
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17.解：若波向轴负向传播，由图像知在内波向左传播的距离为
，
则波速为
，
若且波向轴正向传播，时处的质点向下振动，在内，该质点振动了，通过的路程为
答：该波的波速为，；
处的质点在从到的时间内通过的路程为。
18.解：对球，从最高点到最低点由机械能守恒可得：
变形后得：
以向左为正方向，小球与物体碰撞后瞬间，小球的速度为，物体的速度为，由动量守恒定律可得：
由机械能守恒定律可得：
物体速度的大小：
物体恰不从点滑出，以向左方向为正方向，由水平方向动量守恒有：
由能量守恒定律有：
代入数据可得：
答：小球与物体碰撞后瞬间，物体速度的大小为；
若物体恰不从点滑出，则的值为。
19.解：从点到圆弧最低点，由动能定理：
在最低点，由牛顿第二定律可知：
联立代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，滑块到达圆弧最低点时对轨道压力的大小：
假设物块在木板上与共速后木板才到达右侧平台，对系统，由动量守恒定律，
以向右为正方向有：
由能量关系：
联立解得：
板从开始滑动到共速的过程中，对由动能定理：
代入数据解得：
即假设成立。
撞平台后，在上继续向右运动，对由动能定理
代入数据解得：
与发生碰撞，设碰后速度为，以向右为正方向有：
代入数据解得：
三者共速时弹性势能最大，由动量守恒定律，以向为正有：
代入数据解得：
由机械能守恒定律可得：
代入数据解得：
答：滑块到达圆弧最低点时对轨道压力的大小为；
滑块滑上平台时速度的大小为；
随后运动过程中，弹簧的最大弹性势能是。
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