2024届北京市西城14中物理高一下期末教学质量检测试题含解析

2024届北京市西城14中物理高一下期末教学质量检测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知A．质点振动的频率为1.6HzB．质点的振幅为4.0cmC．在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同D．在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同2、(本题9分)下列关于机械效率的说法中，正确的是（）A．越省力的机械，效率越高B．功率越大，机械效率越高C．机械做的总功一定，有用功越多，机械效率越高D．额外功占总功中的比例越大，机械效率越高3、(本题9分)某船在静水中的划行速度v1=4m/s，要渡过d=30m宽的河，河水的流速v2=5m/s．下列说法中正确的是（）A．该船的最短航程等于30m B．该船不可能沿垂直于河岸的航线抵达对岸C．该船渡河所用时间至少是10s D．河水的流速越大，渡河的最短时间越长4、(本题9分)以下说法正确的是（）A．一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒B．一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒C．一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒D．一个物体所受合外力的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动5、(本题9分)一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球运动的向心加速度必大于B球的向心加速度D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力6、(本题9分)出行是人们工作、生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是()①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A．①④⑤B．①③⑤C．①②③D．①③④7、(本题9分)一个质量为m=50kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P-t图象如图所示，取g=10m/，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是（）A．图中的值为1100WB．图中的值为900WC．电梯匀速阶段运动的速度为2m/sD．电梯加速阶段对人所做的功大于减速阶段对人所做功8、(本题9分)真空中有两点电荷、分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点∠ABC=30°，如图所示，已知Ａ点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是（）A．带正电，带负电B．带负电，带正电C．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的二倍D．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的一半9、如图所示，一质量m2＝0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0.30kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0.45，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1＝0.05kg的子弹以水平速度v0＝18m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。若使小物体不从车顶上滑落，g取10m/s2。下列分析正确的是（）A．小物体在小车上相对小车滑行的时间sB．最后小物体与小车的共同速度为3m/sC．小车的最小长度为1.0mD．小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s10、(本题9分)如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v-t图像．由图可知()A．在t时刻两个质点在同一位置B．在t时刻两个质点速度相等C．在0-t时间内质点B比质点A位移大D．在0-t时间内合外力对两个质点做功相等11、(本题9分)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块放在被压缩弹簧的末端，释放物块以后，下列说法正确的是A．在与弹簧有接触的过程中，物块的机械能守恒B．物块在沿圆弧轨道上行的过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒C．物块在沿圆弧轨道上行的过程中，物块和弧形槽组成的系统动量守恒D．物块不能返回再次压缩弹簧12、(本题9分)如图所示，一辆汽车沿水平面向右匀速运动，通过定滑轮将重物A竖直吊起，在吊起重物的过程中，关于重物的运动及受力情况下列判断正确的是（）A．重物匀速上升B．重物加速上升C．重物所受重力等于拉力D．重物所受重力小于拉力二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．（1）下面关于该实验的操作过程正确的是______．A．如果使用电火花打点计时器，则应该接到4~6V的交流电源上B．重锤要从靠近打点计时器处静止释放C．验证机械能是否守恒必须以纸带上第一个点作为起点计算D．如果某条纸带第一、第二两点之间的距离明显大于2mm，可能是先释放重锤，后接通电源打出的一条纸带（2）电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为，测得所用重锤的质量为0.40kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于_______J．（计算结果均保留2位有效数字）（3）实验中获得多组数据，描出图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k=_________时（填字母序号），说明重锤在下落过程中机械能守恒．A．0.5gB．gC．2gD．5g14、（10分）(本题9分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图1所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2.那么：(1)纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量Ep＝________J，该所取点的速度大小为________m/s；(结果取3位有效数字)(4)如图2，一位同学按如下方法判断机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度为v，描绘v2－h图象，若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，该同学的判断依据________．(填“正确”或“不正确)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）多级火箭是由数级火箭组合而成的运载工具，每一级都有发动机与燃料，目的是为了提高火箭的连续飞行能力与最终速度．现有一小型多级火箭，质量为M，第一级发动机的额定功率为P，先使火箭由静止竖直向上做加速度为a的匀加速直线运动．若空气阻力为f并保持不变，不考虑燃料燃烧引起的质量变化及高度不同引起的重力变化，达到额定功率后，发动机功率保持不变，直到火箭上升达到最大速度时高度为H．试求：（1）第一级发动机能使火箭达到的最大速度．（2）第一级发动机做匀加速运动的时间．（3）第一级发动机以额定功率开始工作，直到最大速度时的运行时间．16、（12分）(本题9分)如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B，且mA＝2mB，由图示位置从静止开始释放A物体，当物体B达到圆柱顶点时，求物体A的速度．17、（12分）(本题9分)如图所示，水平传送带BC顺时针转动，一半径R=1m的竖直粗糙四分之一圆弧轨道AB和传送带在B点平滑连接，一半径为r的竖直光滑半圆弧轨道CD和传送带在C点平滑连接。现有一质量为m=0.1kg的滑块（可视为质点）从A点无初速释放，经过圆弧上B点时，轨道对滑块的支持力大小为F=2.6N，滑块从C点进入圆弧轨道CD后从D水平飞出落在传送带上的E点（图中没有画出）。已知传送带的速率为v1=2m/s，BC间的距离为L=4m，滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)滑块在圆弧轨道AB上克服摩擦力所做功Wf；(2)圆弧轨道CD的半径r为多大时，CE间的距离最大？最大值为多少？

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】

A.由图读出周期T=1.6s，则频率故A错误；B.质点的振幅等于振子的位移最大值，由图直接读出振幅A=2cm，故B错误；C.在0.3s时刻，质点正从平衡位置向最大位移处运动，速度沿正方向；在0.5s时刻，质点正从正向最大位移向平衡位置运动，速度方向沿负方向，故这两个时刻的速度方向相反。故C错误；D.由简谐运动的特征分析得知，在0.3s和0.5s两时刻，质点的位移相同，所以加速度方向相同，故D正确。2、C【解析】使用机械时，省力与机械效率无关，故A错误；功率越大，表明做功越快，但机械效率不一定越高，故B错误；机械效率η＝W有3、B【解析】

AB．船在静水中的划行速度v1=4m/s，河水的流速v2=5m/s，渡过d=30m宽的河．船速小于水速，船不可能沿垂直于河岸的航线抵达对岸；该船的最短航程大于河宽．故A项错误，B项正确．CD．当船速垂直河岸时，渡河所用时间渡河的最短时间与水速无关．故CD两项错误．故选B。点睛：运动的独立性原理又称运动的叠加性原理，是指一个物体同时参与几种运动，各分运动都可看成独立进行的，互不影响，物体的合运动则视为几个相互独立分运动叠加的结果．知道最小位移、最短时间对应的物理模型．4、C【解析】试题分析：A、物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，一个物体所受的合外力为零时，物体的机械能也可能变化，如匀速上升的物体，合力为零，物体的机械能在增加，所以A错误．B、根据A的分析可知，B错误．C、物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，所以物体所受的合外力肯定不为零，如物体只受到重力的作用，它的机械能可能守恒，所以C正确．D、一个物体所受合外力的功为零，物体也可能做的是匀速圆周运动，所以D错误．故选C．5、A【解析】

以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示：由牛顿第二定律得：mgtanθ=m=mrω2=ma，解得：，，a=gtanθ，因为A的半径大，则A球的线速度大于B球的线速度，A球的角速度小于B球的角速度，两球的向心加速度相等。故A正确，BC错误。根据平行四边形定则知，球受到的支持力为：，可知两球受到的支持力相等，则两球对桶壁的压力相等。故D错误。6、B【解析】

自行车要人力，消耗人体内的生物能；电动自行车要给电池充电，消耗电能；普通汽车消耗汽油，消耗化学能。【详解】自行车靠人力驱动，需要消耗人体内的生物能，选①；电动自行车要给电池充电，消耗电能，电动车行驶要消耗电池释放的电能，故选③；普通汽车靠汽油机驱动，汽油机需要消耗汽油，消耗汽油的化学能，故选⑤；因此B正确；故选：B。7、AC【解析】

C.匀速运动时，支持力等于重力，则有：根据可得匀速运动的速度：故选项C符合题意；A.匀加速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项A符合题意；B.匀减速直线运动的加速度大小：根据牛顿第二定律得：解得：，则图中的值为故选项B不符合题意；D.加速过程中的位移：电梯对人做功：减速过程中的位移：电梯对人做功：可知电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功，故选项D不符合题意。8、AD【解析】

（1）A点电场强度的方向垂直AB向下，EA为A点的合场强，将EA分解到AC和AB方向如图所示，可知点电荷q1的电场强度方向由C指向A，则q1为正电，知点电荷q2的电场强度方向由A指向B，则q2为负电，A正确，B错误；（2）设AB=2L，则AC=ABsin30°=L，从场强分解的图中可知，即．又根据点电荷场强公式，，，结合，解得，故C错误，D正确；故本题选AD．【点睛】将A点场强EA分解到AC和AB方向，从而判断两电荷场强的方向，再判断电性；分别计算两电荷的场强，根据两场强E的比值关系，求出两电荷量之比9、AD【解析】

子弹射入小车的过程中，由动量守恒定律得：，解得v1=3m/s；小物体在小车上滑行过程中，由动量守恒定律得：解得v2=1.5m/s；以小物体为对象，由动量定理得：，解得，小车对小物体的摩擦力的冲量为I=0.45N·s当系统相对静止，小物体在小车上滑行的距离为l，由能量守恒定律得：解得l=0.5m，所以小车的最小长度为0.5m。A.小物体在小车上相对小车滑行的时间s，与上面计算结果相符，故A正确；B.最后小物体与小车的共同速度v2=1.5m/s，故B错误；C.小车的最小长度为0.5m，故C错误；D.小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45N·s，与上面计算结果相符，故D正确。10、BCD【解析】试题分析：从图中可以看出在t时刻两个质点速度相等，不一定在同一位置，所以B项正确；A项错误；v-t图象中面积代表位移，在0-t时间内质点B比质点A面积大，所以C项正确；合外力做功等于动能变化量，在0-t时间内合外力对两个质点做功相等，所以D项正确．考点：本题考查了图象和动能定理11、BD【解析】A、在弹簧释放的过程中，由于弹力做正功，故物块的机械能不守恒，故A错误；

B、物块的机械能守恒在下滑的过程中，物块与弧形槽系统只有重力做功，机械能守恒，故B正确；

C、在下滑的过程中，由于物体受重力作用，合力不为零，不符合动量守恒的条件，故动量不守恒，故C错误；

D、由于物块和弧形槽质量相等，故在底部时两物体的速度大小相等，方向相反；而被弹簧弹回后，物块的速度大小与原来相等，因此物块不会再滑上弧形槽，二者一直向左做匀速运动，故不会再压缩弹簧，故D正确．点睛：本题考查动量定恒和机械能守恒定律的应用，要注意明确运动过程，同时能正确应用动量守恒以及机械能守恒定律分析两物体的运动过程问题．12、BD【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得，vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，故AC错误，BD正确，故选BD．点睛：解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BD0.980.95~0.97B【解析】

(1)A、如果使用电火花打点计时器，则应该接到220V交流电源上，而电磁打点计时器，使用的4V-6V的交流电源上，故A错误；B、实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器处由静止释放，故B正确．C、不论纸带上从哪个点开始计算都能验证机械能是否守恒，故C错误；D、如果某条纸带的开始两个明显点迹之间的距离大于2mm，可能是先释放重物，再接通电源打出的一条纸带，原因是初速度不为零，而计算时，却当作零的处理的，故D正确；故选BD.(2)重力势能减小量为：△Ep=mgh=0.4×9.8×0.25J=0.98

J;在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则,则增加的动能为：.(3)若机械能守恒，有：，即v2=2gh，图线的斜率在误差允许的范围内k=g，则机械能守恒，故选B．【点睛】该题主要考查了验证机械能守恒定律的实验的操作步骤和运用运动学规律、功能关系去处理实验数据的能力．解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，得出动能的增加量，以及会通过下降的高度求出重力势能的减小量．14、(1)左(2)B(3)1.88，1.92(4)不正确【解析】①下落过程为匀加速运动，物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大，所以纸带的左端与重物相连；②根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；③从O点到所取点，重物重力势能减少量EP=mgh