2023届北京市西城区第三十九中学物理高一下期末监测试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如图所示，水平桌面上有一个小钢球和一根条形磁铁，现给小钢球一个沿OP方向的初速度v，则小钢球的运动轨迹可能是A．甲 B．乙C．丁 D．丙2、(本题9分)下图两种情况中，球的重力均为g，斜面倾角为，挡板对球的压力分别为()A．B．C．D．3、(本题9分)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，若以地面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力。则在整个过程中，物体的机械能随时间变化关系是（）A． B．C． D．4、(本题9分)如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s．则在此过程中，拉力F对物块所做的功为（）A．Fs B．Fscosθ C．Fssinθ D．Fstanθ5、(本题9分)曲线运动的物体，在运动过程中一定发生变化的是A．速度大小 B．速度方向 C．加速度大小 D．加速度方向6、飞机从8500m高空下降到1500m高度的过程中（）A．重力做正功，重力势能减少B．重力做正功，重力势能增大C．重力做负功，重力势能减少D．重力做负功，重力势能增大7、地球绕地轴OO′以ω角速度转动，某地A处与赤道上B处如图所示，则（）A．A、B两点的角速度相等 B．A、B两点的线速度相等C．若θ＝30°，则vA∶vB＝∶2 D．若θ＝30°，则vA∶vB＝1∶28、(本题9分)一艘小船在静水中的速度为3m/s，渡过一条宽150m，水流速度为4m/s的河流，则该小船（）A．能到达正对岸B．渡河的时间可能少于50sC．以最短位移渡河时，位移大小为200mD．以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为200m9、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线绕过O点的轻质光滑小定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块B质量是A质量的4倍。C为O点正下方杆上的一点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时，A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放。下列说法正确的是A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量C．物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动D．物块A经过C点时的速度大小为10、(本题9分)如图所示，圆心在O点，半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一段不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m和4m的小球A和B（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，B位于c点，从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦，则在B球由c下滑到a的过程中（）A．两球速度大小始终相等B．重力对小球B做功的功率一直不变C．小球A的机械能一直增加D．小球B经过a点时的速度大小为11、如图所示，在光滑水平面上放一辆小车，小车的左端放一只箱子，在水平恒力F作用下，将箱子从小车右端拉出，如果第一次小车被固定于地面，第二次小车不固定，小车在摩擦力作用下可沿水平面运动，在这两种情况下说法不正确的是()A．摩擦力大小不相等 B．F所做的功不相等C．摩擦产生的热量相等 D．箱子增加的动能相等12、(本题9分)汽车在平直的公路上行驶，某一段时间内汽车的功率随时间的变化如图所示，设汽车运动过程中受到的阻力不变，则在这一段时间内汽车的运动情况可能是（）A．汽车做匀速直线运动B．汽车做匀加速直线运动C．汽车做加速度增加的加速直线运动D．汽车做加速度减小的加速直线运动二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，则①在纸带上打下记数点5时的速度v=__________________m/s；（计算结果保留两位有效数字）②在本实验中,若某同学作出了图像,如图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g=_________________m/s2。（计算结果保留两位有效数字）③在记数点0～5过程中系统动能的增量△EK=_______________J.系统势能的减少量△EP=_____J；（计算结果保留3位有效数字）14、（10分）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，先要两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧秤通过两根细绳互成角度拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过一根细绳拉橡皮条。(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的是（______）(填字母代号)。A．将橡皮条沿相同方向拉到任意长度B．将橡皮条拉伸相同长度即可C．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置D．将弹簧秤都拉伸到相同刻度(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（______）(填字母代号)。A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动，经过4s运动了16m．求：（1）力F在4s内对物体所做的功；（2）力F在4s内对物体做功的平均功率；（3）在4s末，力F对物体做功的瞬时功率．16、（12分）(本题9分)如图所示，在竖直直角坐标系内，轴下方区域I存在场强大小为E、方向沿y轴正方向的匀强电场，轴上方区域Ⅱ存在方向沿轴正方向的匀强电场。已知图中点D的坐标为()，虚线轴。两固定平行绝缘挡板AB、DC间距为3L，OC在轴上，AB、OC板平面垂直纸面，点B在y轴上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)从D点由静止开始向上运动，通过轴后不与AB碰撞，恰好到达B点，已知AB=14L，OC=13L。（1）求区域Ⅱ的场强大小以及粒子从D点运动到B点所用的时间；（2）改变该粒子的初位置，粒子从GD上某点M由静止开始向上运动，通过轴后第一次与AB相碰前瞬间动能恰好最大。①求此最大动能以及M点与轴间的距离；②若粒子与AB、OC碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反)，求粒子通过y轴时的位置与O点的距离y2。17、（12分）(本题9分)一列火车总质量m=5×105kg，机车发动机的额定功率P=3×106w，水平轨道对列车的阻力是车重的0.02倍，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取g=10m/s2，求：(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度vm；(2)当行驶速度为v=20m/s时，机车发动机的功率已经为额定功率，此时加速度a的大小。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】

磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在图中的位置时，小钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体做曲线运动，轨迹向合力方向弯曲，所以运动轨迹是丙，故D正确，ABC错误；2、A【解析】

对球受力分析如图所示：

由于光滑圆球受共点力处于静止状态，所以光滑圆球的合力为1．对球受力分析如图，由共点力平衡的条件得出：图1中挡板对球的作用力：N2＝Gtanθ；图2中挡板对球的作用力：N2＝Gsinθ．A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；3、C【解析】

AC.设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，A错误C正确。BD.撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，BD错误。4、B【解析】试题分析：物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的Fcosθ，和竖直的Fsinθ，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以w=Fcosθ•s=Fscosθ故选B5、B【解析】

AB．曲线运动过程中速度的方向时刻变化着，但速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动，A错误B正确；CD．平抛运动是曲线运动，但是运动过程中加速度恒定，大小和方向都不变，CD错误6、A【解析】

飞机从8500m高空下降到1500m高度的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做正功，重力势能减少A.重力做正功，重力势能减少与分析相符，故A项正确；B.重力做正功，重力势能增大与分析不符，故B项错误；C.重力做负功，重力势能减少与分析不符，故C项错误；D.重力做负功，重力势能增大与分析不符，故D项错误。7、AC【解析】

A.A、B两点共轴转动，角速度相等，之比为1：1，故A项与题意相符；B.根据可知，由于AB两点的转动半径不同，所以两点的线速度不相等，故B项与题意不相符；CD.A、B转动的半径之比为根据可知，vA∶vB＝∶2，故C项与题意相符，D项与题意不相符。8、BCD【解析】

A．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，故A错误；B．当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短，为故B正确；C．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，船以最短位移渡河时，船速度与合速度方向垂直，则合速度与河岸的夹角满足则船的位移为：故C正确；D．船以最短时间渡河时，沿水流方向的位移：，故D正确。故选BCD。【点睛】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸。9、AC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，动能不断增大，速度不断增大，故A正确。B.到C点时B的速度为零。则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故B错误。C.由几何知识可得AC=h，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0。根据系统的机械能守恒得：，得v=2，故D错误。10、CD【解析】

根据速度的分解知识可知，B球的速度沿绳子方向的分速度等于A的速度，则两球速度大小不是始终相等，选项A错误；重力瞬时功率公式为P=mgvcosα，α是重力与速度的夹角．一开始B球是由静止释放的，所以B球在开始时重力的功率为零；B球运动到a点时，α=90°，重力的功率也为零，所以重力对小球B做功的功率先增大后减小，故B错误．在B球由c下滑到a的过程中，绳子的拉力一直对A球做正功，由功能原理可知，A球的机械能一直增加．故C正确．设小球B经过a点时的速度大小为v1，此时A球的速度大小为v1．则有：v1=v1cos30°;由系统的机械能守恒得：4mgR（1-cos60°）=mgR+；联立解得v1=．故D正确．故选CD．【点睛】本题解题的关键是对两个小球运动情况的分析，知道两球沿绳子方向的分速度大小相等以及系统的机械能守恒；能用特殊位置法判断B的重力的瞬时功率．11、AD【解析】

A.由f=μN=μmg，可知，这两种情况下箱子所受的摩擦力大小一样大，故A错误。B.由于小车不固定时，箱子对地的位移较大，所以由W=Fl，可知，小车不固定时F做功较大，故B正确。C.摩擦产生的热量表达式为Q=μmgL，L是车长，所以Q相等，故C正确。D.根据动能定理得：（F-f）l=Ek，由于小车不固定时，箱子对地的位移大，所以小车不固定时，箱子所得到的动能较大，故D错误。此题选择不正确的选项，故选AD.12、AD【解析】在这一段时间内，若初始时刻，牵引力等于阻力，则汽车做匀速直线运动，功率保持不变．若牵引力大于阻力，汽车做加速运动，速度增大，功率不变，牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加速直线运动，故BD正确．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、2.49.70.5760.582【解析】

（1）[1]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：（2）[2]由于由于解得：则有：解得：（3）[3][4]物体的初速度为零，所以动能的增加量为重力势能的减小量等于物体重力做功，故：14、CBD【解析】

(1)[1]ABC．实验中两次拉伸橡皮条时，橡皮条的伸长要完全一致，即将橡皮条沿相同方向拉伸相同长度或将橡皮条和绳的结点拉到相同位置。故AB项错误，C项正确。D．拉伸橡皮条时，弹簧秤的读数一般不同。故D项错误。(2)[2]AD．实验时，会沿橡皮条的细绳标记两点来记录拉力的方向；为减小实验误差，拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，两绳可不