2024年北京市一七一中学物理高一下期末考试试题含解析

2024年北京市一七一中学物理高一下期末考试试题考生请注意：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：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、(本题9分)18世纪的物理学家发现，真空中两个点电荷间存在相互的作用．点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，发现这个规律的科学家是（）A．牛顿 B．伽利略 C．库仑 D．法拉第2、(本题9分)质量为1kg的物体，在水平面做直线运动,初速度大小为8m/s。它在一个水平力作用下，经一段时间后速度变为2m/s，方向与初速度方向相反。则在这段时间内物体动量的变化量为A．10，方向与初速度方向相反B．10，方向与初速度方向相同C．6，方向与初速度方向相反D．6，方向与初速度方向相同3、(本题9分)一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶速度逐渐减小。图A，B，C，D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．4、(本题9分)如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ．若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且θ＜β，则滑块的运动情况是（）A．沿着杆加速下滑B．沿着杆加速上滑C．沿着杆减速下滑D．沿着杆减速上滑5、(本题9分)如图所示，一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为F1和F1．则分力F1的大小为（）A．Gsinθ B．Gcosθ C．Gtanθ D．G6、(本题9分)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知三颗卫星质量关系为MA=MB>MC，则对于三个卫星，正确的是：A．运行线速度关系为B．运行周期关系为TA＞TB=TCC．向心力大小关系为FA=FB＜FCD．半径与周期关系为7、(本题9分)如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平地面上，质量为M的斜劈B置于斜面A上，质量为m的物块C置于斜劈B上，A、B、C均处于静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是A．B、C整体受到的合力为零B．斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mgC．斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上D．物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgsinθ8、如图所示，小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为，从C点向右摆到最高点的时间为.摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）A．，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小B．,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变C．,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小D．，摆线碰钉子的瞬间，小球的加速度变大9、(本题9分)如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则（）A．a点和b点的电势相等B．a点和b点的电场强度大小相等C．a点和b点的电场强度方向相同D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加10、(本题9分)如图所示，一个小球从高处自由下落到达轻质弹簧顶端A处起，弹簧开始被压缩。在小球与弹簧接触，到弹簧被压缩到最短的过程中，关于小球的动能、重力势能，弹簧的弹性势能的说法中正确的是()A．小球的动能先增大后减小B．小球的动能一直在减小C．小球的重力势能逐渐减小，弹簧的弹性势能逐渐增加D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加二、实验题11、（4分）(本题9分)在一次验证机械能守恒定律实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一些列的点，如图所示，(相邻计数点时间间隔为0.02s，单位：cm，g取9.8m/s2).那么：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_________m/s（2）从起点O到打点计数点B的过程中重力势能减少量是_______J.此过程中物体动能的增加量________J.(小数点后保留两位有效数字)（3）通过计算，数值上_________(填“>”、“=”或“<”),这是因为__________________.（4）实验的结论是：_________________________.12、（10分）(本题9分)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，重物带动纸带从静止开始下落，某实验小组利用此装置验证机械能守恒定律．（1）关于这一实验，下列说法中正确的是________.A．必须测量重物质量B．打点计时器可以用4节干电池串联组成电源C．可以用手托住重物，待纸带自由下垂稳定后再释放重物D．先接通电源，再释放纸带（1）小明得到如图所示的纸带，纸带上各点O、A、B、C…是打点计时器打出的点，其中O点为纸带上打出的第一个点，相邻点的时间间隔为0.01s．重物下落高度可从纸带上各点间的距离直接测出．已知当地的重力加速度g，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_________．A．OA、AD和EG的长度B．OC、BC和CD的长度C．OE、CE和EG的长度D．AC、BD和EG的长度（3）小明同学用刻度尺测得OA＝9.61cm，OC＝15.89cm，OE＝13.64cm．重物的质量为1.00kg，取g＝9.80m/s1．在OC段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝______J；重物的动能增加量ΔEk＝_______J(结果均保留三位有效数字)．（4）小华同学利用该实验装置测定当地的重力加速度g．打出了一条纸带后，在纸带上测量出了各点到第一个点的距离h，并算出了各点对应的速度v，以h为横轴，以v1为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是__________．A．重物下落过程受到空气阻力B．先释放重物，再接通打点计时器的电源C．所用电源的频率偏大小华测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g____k(选填“>”、“=”或“<”)．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)某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10s内下降高度为1800m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动．(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？(2)试估算质量为65kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅．14、（14分）(本题9分)如图所示，半径R=1.25m的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，圆弧轨道底端与长L=1.8m的水平传送带平滑相接，传送带以v=4m/s的速度沿顺时针方向匀速运动。现将一质量m=1kg、可视为质点的滑块从圆弧轨道顶端由静止释放，滑块运动到传送带右端时恰好与传送带共速。已知重力加速度g取10m/s2。求：（1）滑块在传送带上的整个运动过程中所用的时间；（2）滑块在传送带上的整个运动过程中因摩擦而产生的热量。15、（13分）如图所示，质量分别为m1=m2=1.0kg的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高.现有一质量m=2.0kg的物块以水平初速度v0=5.0m/s从木板左端滑上木板，物块离开木板时木板速度大小为1.0m/s，物块以某一速度滑上凹槽.已知物块和木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2.求：（1）木板的长度；（2）物块滑上凹槽的最大高度。

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、C【解析】点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，发现这个规律的科学家是库仑，牛顿发现万有引力定律，伽利略自由落体规律，法拉第发现电磁感应现象，故选C2、A【解析】

规定初速度方向为正方向，物体初状态的动量为：，末状态的动量为：，则动量的变化量为：，负号表示方向，可知动量变化量的方向与初速度方向相反，A正确。3、B【解析】

AD.由曲线运动条件知，物体所受合外力必须在曲线凹侧，故AD错误；BC.曲线运动中某点的速度方向为该点的切线方向，又因为汽车速度减小，作减速运动，减速曲线运动合外力和速度成钝角，故B正确，C错误;故选B。4、D【解析】试题分析：把滑块和球看做一个整体受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得，若速度方向向下，则沿斜面方向：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a垂直斜面方向：FN=（m1+m2）gcosθ摩擦力：f=μFN联立可解得：a=gsinθ-μgcosθ，对小球有：若θ=β，a=gsinβ现有：θ＜β，则有a＞gsinβ所以gsinθ-μgcosθ＞gsinβgsinθ-gsinβ＞μgcosθ因为θ＜β，所以gsinθ-gsinβ＜0，但μgcosθ＞0所以假设不成立，即速度的方向一定向上．由于加速度方向向下，所以物体沿杆减速上滑，故D正确．故选D．考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】分析多个物体的受力时，一般先用整体法来求得共同的加速度，再用隔离法分析单个物体的受力，求得物体的受力情况，本题就是典型的应用整体隔离法的题目．5、B【解析】

斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图．根据数学知识可知F1=Gsinθ，F1=Gcosθ．故B正确，ACD错误；故选B．6、AD【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB>MC；由牛顿第二定律得：①

A.由①解得，，所以vA＞vB=vC，故A正确；B.由①解得，，则TA＜TB=TC，故B错误；C.，已知rA＜rB=rC，MA=MB>MC，可知FA＞FB＞FC，故C错误；D.由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，即，故D正确；7、AC【解析】

A、斜劈B和物块C整体处于平衡状态，则整体受到的合力大小为0；A正确。B、对BC组成的整体进行受力分析可知，A对B的作用力与B、C受到的重力大小相等，方向相反。所以A对B的作用力大小为Mg+mg，根据牛顿第三定律可知，斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mg+mg；故B错误。C、根据B和C的整体平衡可知A对B的静摩擦力沿斜面向上，大小等于两重力的下滑分力，fA=(M+m)gsinθ，C正确。D、C受到B对C的摩擦力为mgcos【点睛】若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法。8、BD【解析】

单摆的小角度摆动是简谐运动，根据单摆的周期公式分析，注意摆动中摆长是变化的；同时根据受力情况以及功能关系确定小球的速率。【详解】ABC.因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看做单摆，因为在左侧摆动时摆长较长，根据可知周期较大，因摆球在钉子两边摆动的时间均为所在摆周期的，可知：；摆线碰钉子的瞬间，由于水平方向受力为零，可知小球的速率不变；故B正确AC错误；D.摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变,而半径变小，所以加速度变大，故D正确。9、BC【解析】

由几何关系，可知b的电势大于a的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。10、AC【解析】

AB.小球刚接触弹簧时，弹簧形变量较小，弹力小于重力，对小球而言受重力和弹力作用，合力方向向下，故小球先向下做加速运动；当弹力大于重力时，合力向上，则小球做减速运动，则小球的动能先增加后减小，故A正确；B错误；

C.由于将弹簧压缩至最低的过程中，小球一直在向下运动，相对地面的高度是越来越小，故重力势能一直减小，而小球接触弹簧至弹簧压缩最低点的过程中弹簧的形变量越来越大，弹性势能也越来越大，故C正确；D.因为整个过程中忽略阻力，只有重力和弹力做功，满足系统机械能守恒，即小球的动能与重力势能及弹簧的弹性势能之和不变，而在小球压缩弹簧的过程中，小球的动能先增大后减少，所以小球的重力势能和弹簧的之和先减小后增大。故D错误。二、实验题11、0.980.490.48>实验中有阻力在误差允许范围内重物的机械能守恒【解析】

（1）[1]打点周期s，根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得B点的瞬时速度m/s=0.98m/s（2）[2]从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量JJ[3]物体动能的增加量JJ（3）[4][5]通过计算，数值上，这是因为阻力的存在，一部分重力势能转化为内能；（4）[6]在误差允许范围内重物的机械能守恒。【点睛】解决本题的关键知道验证机械能守恒的实验原理，掌握处理纸带的方法，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出B点的速度，从而求解动能的变化量，通过下降高度求解重力势能的减小量．12、（1）D（1）BC（3）1.561.54（4）B＞【解析】

（1）此实验要验证的关系是mgh=mv1，两边的质量m可以消掉，则没必要测量重物质量，选项A错误；打点计时器必须要接低压交流电源，选项B错误；实验前用手拉住纸带保持竖直，然后由静止释放，选项C错误；实验时要先接通电源，再释放纸带，选项D正确；（1）根据要验证的关系mgh=mv1，若已知BC和CD的长度可求解C点的速度，再已知OC可验证机械能守恒定律，选项B正确；若已知CE和EG的长度可求解E点的速度，再已知OE可验证机械能守恒定律，选项C正确；根据AD的数据不能验证机械能守恒定律；故选BC.（3）在OC段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝mghOC=1×9.8×0.1589J=1.56J；打C点时重物的速度：；重物的动能增加量ΔEk＝．（4）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的