2024年北京市东城区第二十二中学物理高一第二学期期末经典试题含解析

2024年北京市东城区第二十二中学物理高一第二学期期末经典试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、下列说法符合史实的是A．开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律B．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D．法拉第总结了电荷之间作用力的规律，并提出“场”的概念2、(本题9分)质量为m的物体，静止在倾角为θ斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L，如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．合力对物体做功为零 B．重力对物体做功为mgLtanθC．物体克服摩擦力做功为mgLsinθ D．支持力对物体做功mgLsinθ3、(本题9分)一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为2r时，所受万有引力为()A．F B．3F C．F D．F4、(本题9分)质量为2kg的质点在水平面内做曲线运动，已知互相垂直的x轴和y轴方向上的速度图象分别如图甲和乙所示．下列说法正确的是（）A．在任何相等的时间里质点的速度变化量均沿x轴正向且相等B．质点所受的合外力为1.5NC．2s末质点的动能为12.5JD．2s末质点的速度方向与y轴夹角的正切为15、如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为43V、4V、-43A．该匀强电场的场强E＝403B．该匀强电场的场强E＝80V/mC．d点的电势为-23D．d点的电势为－4V6、(本题9分)下列关于质点的说法正确的是（）A．研究跳水运动员在空中的翻转动作时，运动员可当作质点B．研究航天器绕地球运动的运行轨道时，航天器可当作质点C．研究地球自转时，地球可当作质点D．研究火车车轮的转动时，车轮可当作质点7、(本题9分)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑,则A．在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒B．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒C．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒D．小球离开弹簧后能追上圆弧槽8、光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内．AB两质量均为m的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，则（重力加速度为g）：A．AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力大小为mgB．A环到达最低点时，两球速度大小均为C．若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时的速度大小为D．若将杆换成长，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后，A环离开底部的最大高度9、(本题9分)“太空涂鸦”技术的基本物理模型是：原来在较低圆轨道运行的攻击卫星在变轨后接近在较高圆轨道上运行的侦察卫星时，向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦察卫星，喷散后强力吸附在侦察卫卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。关于这一过程下列说法正确的是A．攻击卫星在原轨道上运行的周期比侦察卫星的周期大B．攻击卫星到达新轨道后，其动能较原轨道增大C．攻击卫星到达新轨道后，其机械能较原轨道增多D．攻击卫星在原轨道需要加速才能变轨接近侦查卫星10、(本题9分)如图是A、B两质点从同一地点同向运动的x­t图像，则下列说法正确的是()A．0-4s，两质点走过的路程不相等B．A、B两质点在4s时相遇C．B质点0-8s内x≥0，故其运动方向一直不变D．0-4s某时刻，A、B速度相等11、(本题9分)如图甲所示，质量为m=1kg的小物块放在水平地面上，用水平力F拉着小物块沿水平面运动，小物块运动的v-t图像如图乙所示，小物块与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，则0-2s内A．小物块动能增加4JB．小物块动量变化2kg·m/sC．拉力F对小物块做的功为6JD．拉力F对小物块的冲量大小为2N·s12、(本题9分)如图所示，两个完全相同的金属小球A、B，其中B固定在绝缘地板上，A在离B高H的正上方由静止释放下落，与B发生碰撞后回跳的高度为h，设碰撞中无能量损失，空气阻力不计，则(

)A．若A、B是不等量异种电荷，则h＞HB．若A、B是等量异种电荷，则h＞HC．若A、B是等量同种电荷，则h＝HD．若A、B是等量异种电荷，则h＝H二．填空题(每小题6分，共18分)13、如图所示，某研究性学习小组探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B（动摩擦因数视为相同）固定在水平桌面上，弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去，滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面。（已知重力加速度为g）根据上述实验，回答下列问题：(1)若CO间距离为L，滑块被弹射后,在水平轨道上的运动过程克服摩擦力做功为W，改变弹簧装置位置,当CO=L/2时，滑块在水平轨道上克服摩擦力做功为：________。(2)如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有______（要求明确写出物理量的名称和对应的符号）。末动能EK=____________（只用字母表示）。14、(本题9分)某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．（1）请指出实验装置甲中存在的明显错误：_____________________．（1）进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应__________（选填“A”或“B”）．A．先释放纸带，再接通电源B．先接通电源，再释放纸带（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、1、3、4四个点如图乙所示．已测出点1、1、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h1、h3、h4，打出计时器的打点周期为T．若代入所测数据能满足表达式gh3=__________（用题目中已测出的物理量表示），则可验证重物下落过程机械能守恒．（4）某同学作出了v1-h图象（图丙），则由图线得到的重力加速度g=__________m/s1．15、(本题9分)利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（_______）A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（_______）A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝__________.（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______________________________________________________________。三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，质量分别为1kg、3kg的滑块A、B静止在光滑的水平面上．现使滑块A以4m/s的速度向右运动，与左侧还有轻弹簧的滑块B发生正碰．求二者在发生碰撞的过程中：（1）弹簧的最大弹性势能；（2）滑块B的最大速度．17、（10分）如图，一根长为L=1.25m的轻绳一端固定在O’点，另一端系一质量m=1kg的小球。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时，轻绳刚好被拉断。O′点下方有一以O点为圆心，半径R=5m的圆弧状的曲面，己知重力加速度为g=10m/s2，求：（1）轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小；（2）小球从绳子断裂到落至曲面上的时间和到达曲面时的动能。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、C【解析】开普勒在第谷观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里通过实验测出了引力常量，选项B错误，C正确；库伦总结了电荷之间作用力的规律，法拉第提出“场”的概念，选项D错误；故选C.2、A【解析】

A．物体匀速运动时，合力为零，合力对物体做功为零，故A正确；B．物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体做功为零，故B错误；C．摩擦力沿斜面向上，与位移的夹角为，根据平衡条件可得所以摩擦力对物体做功为即物体克服摩擦力做功为，故C错误；D．支持力垂直斜面向上，与位移的夹角，则弹力对物体做功故D错误；故选A。3、C【解析】

根据万有引力定律，有距离为2r时可得故C正确，ABD错误。4、A【解析】

根据图象知，只有x轴方向有加速度，则在x轴方向在任何相等的时间里质点的速度变化量均相等，A正确；质点所受的合外力F=ma=2×N=3N，B错误；2s末质点质点的速度，动能为，C错误；2s末质点的速度方向与y轴夹角的正切为，D错误．5、D【解析】

匀强电场中，电势差与电场强度的关系为U=Ed，d是两点沿电场强度方向的距离，根据此公式和ac间的电势差，求出电场强度E。

由题可知，圆心O点的电势为0，根据U=Ed分析d、b间电势差的关系，即可求得d点的电势。【详解】A、B项：由题意得，a、c间的电势差为Uac=φa-C、D项：根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed，相等距离，电势差相等，因为φa=43故应选D。【点睛】解决本题的关键是正确理解U=Ed，正确分析匀强电场中两点间的电势差关系，即可正确求解场强，注意公式中的d为沿电场线的距离。6、B【解析】A、研究高台跳水运动员空中翻转动作时，运动员的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，运动员不可以看作质点，故A错误；B、研究航天器绕地球运动的运行轨道时，航天器的形状和大小在所研究的问题中可以忽略，航天器可当作质点，故B正确；C、研究地球自转时，地球的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，不可当作质点，故C错误；D、研究火车车轮的转动时，车轮的形状和大小在所研究的问题中不可以忽略，不可当作质点，故D错误；故选B．【点睛】能否看作质点，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略．7、AC【解析】

A．小球和圆弧槽在竖直方向上受力不平衡，故竖直方向系统动量不守恒，水平方向受力平衡，系统动量守恒，故A正确；B．小球和圆弧槽在水平方向动量守恒，故系统机械能守恒，故小球开始时的重力势能转化为小球和圆弧槽的动能，故小球的机械能减少，故B错误；C．小球压缩弹簧时，只有弹簧弹力做功系统机械能守恒，故C正确；D．小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能追上圆弧槽，故D错误．故选AC．点睛：解答本题要明确动量守恒的条件，以及在两物体相互作用中同时满足机械能守恒，应结合两点进行分析判断．8、BCD【解析】

A.对整体分析，自由落体，加速度g，以A为研究对象，A作自由落体，则杆对A一定没有作用力．即F=0，故AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力为零，选项A错误．B.AB都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，即vA=vB；对整体依机械能守恒定律，有：mg•2R+mg•R＝•2mv2，解得，故A环到达最低点时，两环速度大小均为，选项B正确．

C.若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，A环到达最低点时，杆与竖直方向的夹角为30°；设AB的速度为vA和vB，则；由机械能守恒可得：，联立解得：，选项C正确；D.由于杆长超过了半圆直径，故最后A环在下，如图；

设A再次上升后，位置比原来高h，如下图所示．

由机械能守恒，有：−mgh+mg(2R−2R−h)＝0

解得h＝(−1)R，故A离开底部(+1)R

故若将杆换成长2R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度为(+1)R．选项D正确.9、CD【解析】

卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有：解得：A.由，可知攻击卫星在原轨道上半径小，则周期小，故A错误；B.由和得：，可知攻击卫星到达新轨道后，半径增大，则动能减小，故B错误；CD.攻击卫星要从低轨道变到高轨道，则要点火加速做离心运动，故攻击卫星的机械能增加，故CD正确。10、BD【解析】

由图可知，在0-4s，两质点走过的路程相等，选项A错误；A、B两质点在4s时位移相等，则两质点相遇，选项B正确；x-t图像的斜率等于速度，可知B质点在0-8s内速度先为正后为负，故其运动方向发生了变化，选项C错误；因x-t图像的斜率等于速度，则在0-4s某时刻，A、B速度相等，选项D正确；故选BD.【点睛】解决本题的关键是知道位移时间图线的斜率表示速度，x-t图象可以明确看出位移的变化和位置关系．11、BC【解析】A：由图可得，0-2s内，物体速度从0变为2m/s，则0-2s内，小球动能的变化ΔEB：由图可得，0-2s内，物体速度从0变为2m/s，则0-2s内，小球动量的变化Δp=mv-0=1×2-0kg⋅m/s=2kg⋅m/s。故B项正确。C：由图得，0-2s内，物体位移x=12×2×2m=2m，据动能定理可得WF+D：0-2s内，物体速度从0变为2m/s，据动量定理可得：IF+-μmgt12、ABC【解析】试题分析：带电小球要分同种还是异种电荷，同种等量电荷相碰后，电荷量不变，电场力整体不做功，相当于只有重力作用．若A、B球带等量同种电荷，碰撞时没有电荷的转移，所以根据能量守恒，反弹高度也为H，即h=H，A错B对；若A、B球带等量异种电荷，碰撞时电荷中和，因为下落过程电场力做了正功，所以使得机械能增加，反弹时电场力又不做功，故反弹高度大于H，即h>H，C对D错；所以应该选BC．考点：电荷的中和能量守恒定律【名师点睛】带电小球要分同种还是异种电荷，同种等量电荷相碰后，电荷量不变，故从下落点再返回到该点，电场力不做功，重力也不做功；若A、B球带等量异种电荷，碰撞时电荷中和，下落时电场力做正功，而返回时，无电场力，无电场力的功．二．填空题(每小题6分，共18分)13、W2滑块质量m，桌面到地面的高hmg【解析】

(1)滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，受到重力、支持力和滑动摩擦力，重力支持力不做功，只有摩擦力做负功，若CO=L，克服摩擦力做功为W=μmgL，当CO=L2(2)滑块从O点抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则运动时间t=2hg，水平方向做匀速直线运动,则平抛运动的初速度v=xt=xg2h14、（1）应接交流电源．（1）A（3）gh3=【解析】（1）从图甲中的实验装置中发现，打点计时接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“交流电源”．因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上，应接“交流电源”．（1）为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带，故选B．（3）根据实验原理，只要验证，即可验证机械能守恒定律．因此需求解，根据匀变速直线运动规律可得，则有：，只要在误差允许的范围内验证成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒．（4）根据，可得：，可知图线的斜率为：，代入数据解得．【点睛】根据实验的原理