江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高一下学期开学考试 物理（创新部） 含解析

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2023-2024（下）创新部高一开学考物理试卷
一．选择题(每题 5分共 60 分，其中 9至12 题为多选，部分选对 2分，其它为单选)
1．琴弦的振动带给人们优美的音乐，地震则可能给人类带来巨大的灾害。关于机械振动，下列说法
正确的是（　　）
A．简谐运动是一种匀速直线运动
B．物体做阻尼振动时，振幅逐渐增大，周期逐渐减小
C．物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力频率
D．只要驱动力频率大于物体的固有频率，就会发生共振现象
2．我国早在宋代就发明了火箭。即在箭杆捆上前端封闭的火药筒，点燃后产生的燃气以较大的速率
向后喷出，箭杆由于反冲而向前运动，这与现代火箭的原理大致相同。某时刻火箭速度为 ，在极短
的时间内喷射质量为 、速度为 u的燃气，喷出燃气后火箭的质量为 m。则此次火箭喷气后速度的
变化量为（　　）
A．B．C．D．
3．如图所示，两条船 A、B的质量均为 3m，静止于湖面上。
质量为 m的人一开始静止在 A船中，人以对地的水平速度 v
从A船跳到 B船，再从 B船跳到 A船……，经多次跳跃后，
人停在 B船上，不计水的阻力，则 A船和 B船（包括人）
的动能之比为（）
A．1 1∶B．4 3∶C．3 2∶D．9 4∶
4．如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，
注射器内装上墨汁。将摆线拉开一较小幅度由静止释放注射
器，同时垂直于摆动方向以速度 匀速拖动木板，木板上的
墨汁痕迹如图乙所示。若测得 长度为 ，单摆的等效摆
长为 ，则当地的重力加速度为（　　）
A． B． C． D．
5．如图，单摆在 AB 之间做简谐运动，A、B为运动最高点，O为平衡位置。下列
关于单摆说法正确的是（　　）
A．经过 O点时，向心力和回复力均不为零
B．经过 A点时，向心力和回复力均为零
C．在半个周期内，合外力的冲量一定为零
D．在半个周期内，合外力做的功一定为零
6．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道所含圆弧的度数很小， 是圆弧
的最低点。两个不相同的小球从圆弧左侧的不同位置同时释放，它们从释放
至达 点过程中都经过图中的 点。则下列判断正确的是（　　）
A．M比N后到达 点 B．M、N通过 点时所受的回复力相同
C．M有可能在 点追上N并与之相碰 D．M和N一定在 点相碰
7．在用单摆测重力加速度的实验中，同学们改变摆长 L，多次测量，用多组实验数据作出T2－L图像，
利用图像求出当地重力加速度 g。4个组同学做的图像分别如图中的 a、b、c
、
d所示，其中 a和c
、
d
平行，b和c都过原点，图线 c对应的g值最接近当地重力加速度的值。则下列分析正确的是（　
　）
A．若不测量摆球直径，则无法利用图线求出重力加速度 g
B．出现图线 b的原因是误将N次全振动记作 N-1 次全振动
C．出现图线 d的原因是测摆长时直接将摆线的长度作为摆长 L
D．出现图线 a的原因是将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 L
8．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线如图所示，则（　　）
A．此单摆的固有频率约为
B．此单摆的摆长约为2m
C．此单摆的最大速度约为
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动，且单摆的固有频率增大
9．如图所示，为某物体做简谐运动的图像。下列说法中正确的是（）
A．该简谐运动的位移—时间关系为
B．物体在 t=0 时的位移为
C．物体在 t=0 时的速度为
D．物体在 t=0.4s 和t=0.6s 时动量不相同
10．在可调转速的电动机的转动轴上固定一根垂直于转动轴的细杆，杆的一端装一个小塑料球，转动
轴轴心与塑料球球心距离为R，在小塑料球和墙壁之间放一个竖直方向上下振动的弹簧振子，振子质
量为 m，如图所示。电动机启动后，调节电动机的转速，从侧面用灯光照射，当小塑料球线轴在竖直
面上以线速度为 v做匀速圆周运动时，在墙壁上观察到小塑料球运动的
影子与振子运动的影子始终重合，重力加速度为 g，不计空气阻力，则（
）
A．小塑料球转动过程中也是做简谐运动
B．竖直方向的弹簧振子振动时的振幅为 R
C．竖直方向的弹簧振子中弹簧的劲度系数为
D．竖直方向的弹簧振子在最低点时弹簧伸长量为
11．动量 p随位移x变化的图像称作相轨，它在理论物理、近代数学分析的发展中扮演了重要的角
色。如图甲所示，光滑水平面上有一弹簧振子。现以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O，取向右为
正方向，建立 坐标系。当物块偏离 O点的位移为x时，弹簧振子的弹性势能为 ，其中 k为弹
簧的劲度系数。当弹簧振子的机械能为 E时，该弹簧振子的部分 图像如图乙中曲线c所示，M和
N分别为曲线c与p轴和x轴的交点。下列说法正确的是（　　）
A．曲线c是抛物线的一部分
B．曲线c对应物块从右侧最远处向O点运动的过程
C．该弹簧振子的振幅为
D．当物块运动到振幅一半处时，其动量大小为其动量最大值的
12．如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为 ，其底端固定一轻质弹簧，将质量为 m的
物块从斜面顶端由静止释放，顶端距弹簧上端距离为l，弹簧的劲度系数为 k，弹簧的最大压缩量为
，已知，弹簧弹性势能为 ，其中 x是形变量，简谐运动周期 ，则下列说
法正确的是（）
A．速度最大时的压缩量为
B．物块的最大动能为
C．物块的最大加速度为 D．从静止释放到压缩量最大的时间为
三、实验题(每空 2 分共 10 分)
13．用图示装置完成“探究单摆周期
与摆长的关系”：
（1）用游标尺上有 10 个小格的游标
卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所
示，可读出摆球的直径为
   
 
cm；
（2）实验时，摆球在垂直纸面的平
面内摆动，为了将人工记录振动次数
改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所
示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间 t的变化图线如图丙所示，
则该单摆的周期为
  
 。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中 将
（选填“变大”“不变”或“变小”），图像中 将
  
（选填“变大”“不变”或“变小”）。
(4）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为
（不计摆球半径），测得周期为 ；第二次量得悬线长为 ，测得周期为 。根据上述数据，可
求得g值为
A． B． C． D．
三.计算题(共30 分)
14．(8 分)如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子 A连接在一起，盒子 A放在倾角为
的光滑固定斜面上，下端固定在斜面上。盒子内装一个光滑小球，盒子内腔为正方体，一直径略小于
此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内，已知弹簧劲度系数为 k=100N/m，盒子 A和金属圆球B
质量均为 m=0.5kg。将 A沿斜面向上提起，使弹簧从原长伸长5cm，从静止释放盒子 A，A和B一起
在斜面上做简谐振动，g取10m/s2，求：
（1）盒子 A的振幅；
（2）盒子运动到最低点时，盒子 A对金属圆球B沿斜面方向的作用力大小。
15．(10 分)某单摆做简谐运动，运动过程中摆线的最大拉力与最小拉力之比为 ，以摆球平衡位置
所在水平面为零重力势能参考面，摆球的动能和重力势能随时间的变化规律如图所示，已知角度θ很
小时， ，重力加速度 g取10m/s2， 。求：
（1）单摆的振动周期和摆长；
（2）摆球的质量；
（3）单摆做简谐运动的振幅（结果保留两位有效数字）。
16．(12 分)如图所示，半径为R的光滑 圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相
切，其右侧距离为R处有厚度不计的薄木板，薄木板的左端放置一个小滑块，右端固定一竖直轻质挡
板，挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽左侧内切点正上方的一定高度由静止释放，小球
落入圆弧槽后又滑离；然后以大小为 v0的速度与小滑块发生弹性碰撞，碰撞时间极短；随后小滑块拖
动薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不掉下。已知小球的质量为
m，圆弧槽和小滑块的质量均为 3m，薄木板的质量为 6m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度
为g。求：
（1） 小球开始下落时离水平地面的高度 h；
（2） 小球与滑块碰撞的瞬间，小球与圆弧槽底端的距
离x；
（3） 弹簧的最大弹性势能EPm。
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