2024届北京市西城区物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024届北京市西城区物理高一第二学期期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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：（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)一个物体在两个恒力的作用下做匀速直线运动,现撤去其中一个力,保持另一个力不变则随后物体（）A．仍做匀速直线运动 B．一定做匀变速直线运动C．可能做匀速圆周运动 D．可能做匀变速曲线运动2、如图所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B，质量分别为m1和m2，今有一子弹水平穿过两木块．设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力大小恒为Ff，则子弹穿过两木块后，木块A的速度大小是A． B．C． D．3、(本题9分)用50N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示若物体前进了10m，如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做了多少功()（g=10m/s2）A．40J B．50J C．60J D．70J4、在地球表面附近绕地运行的卫星，周期为85min，运行速率为7.9km/s．我国发射的第四十四颗北斗导航卫星轨道离地面距离为地球半径的5.6倍，关于该卫星的运行速率v和周期T，下列说法正确的是A．v<7.9km/s，T<85min B．v<7.9km/s，T>85minC．v>7.9km/s，T<85min D．v>7.9km/s，T>85min5、居住在西安和广州的居民，由于地球的自转，都做匀速圆周运动，关于这两处居民做圆周运动的说法中，正确的是（）A．西安处的转动周期较大 B．广州处转动的角速度较大C．西安处转动的线速度较大 D．广州处的转动半径较大6、(本题9分)真空中两个静止的带电小球（可看成点电荷），相距为r时相互作用力为F，若将它们之间的距离变为原来的2倍，则相互间的作用力变为（）A．F/2 B．F/4 C．2F D．4F7、(本题9分)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体相对桶壁静止，若增大圆筒转动的角速度，稳定转动后，下列说法正确的是（）A．物体相对筒壁下滑 B．物体所受向心力增大C．物体所受的弹力不变 D．物体所受的摩擦力不变8、(本题9分)下列实例中，物体的机械能守恒的是（）A．在空中匀速下落的跳伞运动员B．沿光滑曲面自由下滑的物体C．被起重机匀速吊起的重物D．以g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体9、(本题9分)如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定．有一质量为m的小球紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球所在的高度为筒高的一半．重力加速度为g，则A．小球受到重力和支持力的作用B．小球受到的合力方向垂直筒壁斜向上C．小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为D．小球做匀速圆周运动的角速度大小为10、滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能的减少量等于克服摩擦力做的功11、根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如下图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（）A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻C．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低D．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低12、(本题9分)如图所示，a是静止在赤道上随地球自转的物体，b、c是在赤道平面内的两颗人造卫星，b位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，c是同步卫星．下列关系正确的是A．物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度B．卫星b的角速度小于卫星c的角速度C．物体a随地球自转的周期等于卫星c的周期D．物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC．己知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0＝____m/s，物体经过B点时的速度的大小vB＝__m/s．（取g＝10m/s2）14、（10分）某同学在用频闪照相“研究平抛运动”实验中，记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取g=10,则闪光频率是____Hz，小球做平抛运动的初速度v0=__m/s，小球从开始做平抛运动到B点所用的时间tB=___s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，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q均可视为质点，质量均为m，Q与轻质弹簧相连并处于静止状态，P以初速度v向Q运动并与弹簧发生作用．求整个过程中弹簧的最大弹性势能．16、（12分）(本题9分)一根长40cm的轻杆，一端固定于O点，另一端拴着一个质量为2kg的小球，绕O点在竖直面内运动，在最高点时，求:(g=10m/s2)(1)当杆对小球施加拉力的大小为25N时，小球的速度大小；(2)小球的速度大小为1m/s时，杆对小球的作用力。17、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.10kg的小球从B点的正上方H=0.95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小；（2）小球经过最高点P的速度大小；（3）D点与圆心O的高度差．

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】作匀速直线运动的物体受到两个力的作用，这两个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的一个力与撤去的力等值、反向、共线；若撤去一个力后，剩余的力仍为恒力，则物体不可能仍做匀速直线运动；因匀速圆周运动的物体受到的是指向圆心的变力，则物体不可能做匀速圆周运动，故AC错误；若剩余的力与原来速度方向共线，则物体做匀变速直线运动；若剩余的力与原来速度方向不共线，则物体做匀变速曲线运动；则选项B错误，D正确；故选D.

点睛：此题关键是知道曲线运动的条件是合力方向与速度不共线，当合力与速度共线时，物体做直线运动．2、B【解析】

设子弹穿过木块m1时，m1、m2的速度为v1，由动量定理Fft1=（m1+m2）v1，得v1=；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；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、D【解析】物体受重力、支持力、拉力及摩擦力；FN=mg-Fsin37°=100N-30N=70N；摩擦力f=μFN=0.1×70=7N；摩擦力所做的功W=-fL=-7×10J=-70J，物体克服阻力做功W2=-W=70J；故选D.4、B【解析】根据卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：风云二号轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以线速度小于7.9km/s根据周期关系，所以半径越大，周期越大，所以周期大于85min故答案选B5、D【解析】

AB.地球上各点绕地轴转动，具有相同的角速度，周期也相同，故选项A、B错误；CD.根据v=rω，各点离地轴的距离不同，所以线速度不等，广州处的转动半径较大，则广州处转动的线速度较大，故选项D正确，C错误。6、B【解析】

根据库仑定律可得变化前：F＝kQqA.F/2，与结论不相符，选项A错误；B.F/4，与结论相符，选项B正确；C.2F，与结论不相符，选项C错误；D.4F，与结论不相符，选项D错误；7、BD【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图

其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，若增大圆筒转动的角速度，则根据a=ω2r可知，物体向心加速度增大，向心力增大，物体所受的弹力增大，故B正确，C错误；竖直方向重力G与静摩擦力f仍平衡，即物体仍静止，物体所受的摩擦力不变，选项A错误，D正确；故选BD.8、BD【解析】

A．在空中匀速下降的跳伞运动员，速度恒定，即动能恒定，但高度下降，所以重力势能减小，故机械能不守恒，A不符合题意；B．沿光滑曲面自由下滑的物体，运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，B符合题意；C．被起重机匀速吊起的重物，速度恒定，即动能恒定，但高度上升，所以重力势能增加，故机械能不守恒，C不符合题意；D．以g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体，加速度竖直向下，大小为g，所以合力等于重力，即只有重力做功，机械能守恒，D符合题意．9、AD【解析】

A、B、如图所示，小球受重力和支持力而做匀速圆周运动，由合力提供向心力，合力F一定指向圆心；故B错误，A正确．C、D、设圆锥母线的倾角为θ，由力的合成可知，由牛顿第二定律，而由几何关系可知，解得，，故C错误，D正确．故选AD．【点睛】本题是圆锥摆类型，关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析．10、CD【解析】

滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化．摩擦力做功运动员的机械能减小．【详解】A、滑雪运动员的速率不变，而速度方向是变化的，速度是变化的，运动员的加速度不为零，由牛顿第二定律可知，运动员所受合外力始终不为零，A错误；B、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，B错误；C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，C正确；D、运动员从A到B下滑过程中的只有重力和摩擦力做功，重力做功不影响机械能，所以机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，D正确．11、BD【解析】试题分析：“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，A错误；如果弯道是水平的，则静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时对应一最大速度，超过这个速度，将发生离心运动而侧翻，B正确；如果弯道倾斜，则要使重力的分力提供向心力，所以应标出外（西）高内（东）低，C错误：D正确：故选BD．考点：生活中的圆周运动．【名师点睛】根据汽车转弯运动的实际情况，为防止侧滑，要使公路内侧低于外侧，形成斜面，使重力的分力提供向心力．12、ACD【解析】

A.地球赤道上的物体a与地球同步卫星c具有相同的角速度，由v=rω知，物体a随地球自转的线速度小于卫星c的线速度。对于卫星b、c，根据万有引力提供向心力得，可得，则知卫星c的线速度小于卫星b的线速度，所以物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度，故A正确。B.对于卫星b、c，由知，卫星b的角速度大于卫星c的角速度，故B错误；C.c是地球的同步卫星，其运行周期与地球自转周期相同，故C正确。D.对于a、c，角速度相等，由a=rω2比较知，物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度。故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、2【解析】

根据得：则平抛运动的初速度：相等的时间间隔：C点竖直方向上的分速度vyc=gt=3m/s，则B点竖直方向上的分速度vyB=vyc-gT=2m/s则点晴：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移求出运动的时间，再根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度．根据水平位移求出相等的时间间隔，根据运动学公式求出B点竖直方向上的瞬时速度，根据平行四边形定则求出合速度的大小．14、1020.2【解析】

第一空：物体在竖直方向上，则，则闪光频率是f=10Hz，第二空：物体在水平方向的速度，即物体的初速度；第三空：B点竖直方向上的分速度为，那么小球从开始做平抛运动到B点所用的时间；三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、【解析】试题分析：由动量守恒得（1分）由能量守恒定律得（2分）（1分）考点：本题考查动量守恒16、(1)；(2)，方向竖直向上。【解析】

(1)小球通过最高点时