2023-2024学年北京市门头沟区市级名校高一物理第二学期期末综合测试试题含解析

2023-2024学年北京市门头沟区市级名校高一物理第二学期期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间机械能为（）A．mgH B．mgh C．mg(H+h) D．mg(H-h)2、如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起运动，对小物块进行受力分析，下列说法正确的是()A．受重力和支持力B．受重力、支持力、摩擦力C．受重力、支持力、向心力D．受重力、支持力、摩擦力、向心力3、光滑水平面上有一个质量为10kg的物体，同时受到两个大小均为20N的水平拉力作用，当物体的加速度a的大小满足2m/s2<a<2.83m/s2时，则这两个力的方向夹角可能为（）A．37° B．48° C．100° D．135°4、(本题9分)汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶.下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是A． B．C． D．5、取一个铜质小球置于圆形玻璃器中心，将麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀，用起电机使铜球带电时，铜球周围的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样，下列说法正确的是A．发散状的黑线是电场线B．黑线密集处电场强度较大C．沿着黑线发散方向上电势逐渐降低D．若释放一带电质点，其运动轨迹一定与黑线重合6、(本题9分)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有A．TA>TB B．EkA>EkBC．SA=SB D．7、(本题9分)起重机将质量为m的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为，货物上升h的过程中（已知重力加速度为g），则（）A．货物克服重力做功mghB．货物的动能增加了mghC．合外力对货物做功为mghD．货物的机械能增加了mgh8、(本题9分)质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中正确的是（）A．重力对物体做功为mgHB．物体的重力势能减少了mg(H+h)C．外力对物体做的总功为零D．地面对物体的平均阻力为9、(本题9分)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b，（可视为质点）放在水平圆盘上，之间用轻质细线连接，且a，b之间的距离恰等于线长，a与转轴OO’的距离为L，b与转轴的距离为2L，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．b一定比a先开始滑动B．当ω=2kgC．当ω=2kgD．当ω=kg10、如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有A．甲的切向加速度始终比乙的大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D．甲比乙先到达B处二、实验题11、（4分）(本题9分)在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法面出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示．某同学在描绘中抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离=10.20cm，=20.20cm，A、B、C三点同水平距离=x=12.40cm，g取10m/s²，则物体平抛运动的初速度的计算式为______________(用字母、、x和g表示)，代入数据得其大小为________m/s.12、（10分）某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为h的光滑水平桌面上，放置两个小球a和b。其中，b与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a放置于桌面边缘，球心在地面上的投影点为O点。实验时，先将a球移开，弹簧解除锁定，b沿桌面运动后水平飞出。再将a放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验10次。实验中，小球落点记为A、B、C。(1)若a球质量为ma，半径为ra；b球质量为mb，半径为rb。b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出，则______。A．ma<mb，ra=rbB．ma<mb，ra<rbC．ma>mb，ra=rbD．ma>mb，ra>rb(2)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理量有____。A．小球a的质量ma和小球b的质量mbB．小球飞出的水平距离xOA、xOB、xOCC．桌面离地面的高度hD．小球飞行的时间(3)关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是______。A．重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同B．重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中出现了错误C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置D．仅调节桌面的高度，桌面越高，线段OB的长度越长(4)在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式：__________，即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为_______。（用题中已测量的物理量表示）三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，其右侧边缘放有小滑块C，与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动，与木板B发生正碰，碰后两者粘在一起并继续向左运动，最终滑块C刚好没有从木板A上掉下．已知木板A、B和滑块C的质量均为m，C与A、B之间的动摩擦因数均为μ.求：(1)木板A与B碰前的速度v0；(2)整个过程中木板B对木板A的冲量I.14、（14分）(本题9分)如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的物体，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下经过一段位移x后，速度增加到v2。请依据匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律推导动能定理。15、（13分）(本题9分)飞机若仅依靠自身喷气式发动机产生的推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长l=180m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵，一架质量为m=2.0×104kg的飞机，其喷飞式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N．假设飞机整个过程所受的平均阻力为飞机重力的0.2倍．飞机离舰起飞的速度v=100m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点．请你求出(计算结果均保留二位有效数字)：(1)飞机离开电磁弹射区后的加速度大小(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小(3)电磁弹射器输出效率可以达到80%，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、A【解析】

设桌面为零势面，小球的初机械能E1EA.mgH与计算结果E2B.mgh与计算结果E2C.mg(H+h)与计算结果E2D.mg(H-h)与计算结果E22、B【解析】

小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论相符，故B正确；C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；3、C【解析】

由牛顿第二定律可得，物体的合外力范围为：且解得：故C正确，ABD错误；故选C。4、D【解析】

汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，沿曲线由M向N行驶，汽车所受合力F的方向指向运动轨迹内测；A图中力的方向与速度方向相同，不符合实际，故A错误；B图中力的方向与速度方向相反，不符合实际，故B错误；C图中力的方向指向外侧，不符合实际，故C错误；D图中力的方向指向运动轨迹的内测，符合实际，故D正确；故选D．【点睛】做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直，当物体速度减小时，合力与速度的夹角要大于90°，当物体速度增大时，合力与速度的夹角要小于90°．5、B【解析】

A.电场可以用电场线来描述，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，发散状的黑线可以模拟电场线。故A错误；B.发散状的黑线，能描述出电场的分布，黑线密集处电场强度较大。故B正确；C.由于没有说明小球带正电还是带负电，所以不能判断沿着黑线发散方向上电势是否逐渐降低，故C错误。D.发散状的黑线，能描述出电场的分布，但电场线的方向与带电质点运动的轨迹没有关系，故D错误；6、AD【解析】

根据知，轨道半径越大，周期越大，所以TA>TB，故A正确；由知：，所以vB>vA，又因为质量相等，所以EkB>EkA，故B错误；根据开普勒第二定律可知，同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，所以C错误；由开普勒第三定律知，D正确．【点睛】重点是要掌握天体运动的规律，万有引力提供向心力．选项C容易错选，原因是开普勒行星运动定律的面积定律中有相等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等．这是针对某一行星的，而不是两个行星．7、ACD【解析】

A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。B、根据动能定理：动能增加量Ek=F合h=mah=mgh，故B错误。C、合外力对货物做功W合=F合h=mah=mgh，故C正确。D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=mg，货物增加的机械能E机=F拉h=mgh，故D正确。8、BCD【解析】

AB．根据重力做功的公式可知WG=mg△h=mg（H+h）故A错误，B正确；C．对整个过程运用动能定理得W总=△EK=0故C正确；D．对整个过程运用动能定理得W总=WG+（-fh）=△EK=0故D正确。故选BCD．9、CD【解析】两个物体用细线相连，一定是同时开始滑动，故A错误；对于单个木块，静摩擦力提供向心力，恰好不滑动时，有：kmg=mω2r，故ω=kgr；故如果没有细线相连，a、b恰好不滑动的临界角速度分别为：kgL、kg2L；若ω=2kg3L时，细线突然断开，由于2kg3L＜kgL，故a不会做离心运动，故B错误；角速度逐渐增加的过程中，是b物体的静摩擦力先达到最大，临界角速度为kg点睛：本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．10、BD【解析】

试题分析：由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A错误；由机械能守恒定律可知，各点的机械能保持不变，高度（重力势能）相等处的动能也相等，故B错误；由甲乙的速度时间图像可知C错误D正确考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律二、实验题11、1.24m/s【解析】

根据h2−h1＝gT2得，，则初速度．代入数据解得12、AABBmb•OB=mb•OA+ma•OCEP【解析】

(1)[1]为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：应该使mb大于ma(2)[2]要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故AB符合题意；(3)[3]A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，可以保证b能够获得相等的速度，故A项与题意不相符；B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合，不是实验操作中出现了错误；可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B项与题意相符；C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故C项与题意不相符；D.仅调节桌面的高度，桌面越高，则小球飞行的时间越长，则线段OB的长度越长，故D项与题意不相符；(4)[4]小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则mbv0=mbv1+mav2两边同时乘以时间t，得：mbv0t=mbv1t+mav2t则mb•OB=