北京三中2023-2024学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

北京三中2023-2024学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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)已知河水自西向东流动，流速的大小为v1，小船在静水中的速度大小为v2，且v2>v1.下面用小箭头表示小船及船头的指向，用虚线表示小船过河的路径，则能正确反映小船在最短时间内渡河的情景图示是()A． B． C． D．2、(本题9分)2017年6月19号，长征三号乙火箭发射“中星9A”广播电视直播卫星过程中出现变故，由于运载火箭的异常，致使卫星没有按照原计划进入预定轨道．经过航天测控人员的配合和努力，通过10次的轨道调整，7月5日卫星成功进入轨道．卫星变轨原理图如图所示，卫星从椭圆轨道Ⅰ远地点Q变轨进入地球同步轨道Ⅱ，P点为椭圆轨道近地点．下列说法正确的是()A．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点的加速度小于在同步轨道Ⅱ的Q点的加速度B．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点的速度大于在同步轨道Ⅱ的Q点的速度C．卫星在椭圆轨道Ⅰ的机械能小于在同步轨道Ⅱ的机械能D．卫星在轨道Ⅱ的运行速度大于第一宇宙速度3、(本题9分)如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L=4cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、C、D的电势分别为-4V、0、8V、12V。则下列说法正确的是A．E点的电势B．A、F间的电势差UAF=0C．该匀强电场的场强大小E=100V/mD．该匀强电场的电场线垂直于BF连线，且指向A4、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动．关于小球过最高点的速度V，下列说法中正确的是

A．V的最小值为B．V由零逐渐增大到时，杆对球的弹力逐渐增大C．V由逐渐增大时，杆对球的弹力逐渐减小D．是球所受弹力方向发生变化的临界速度5、(本题9分)一列火车从上海开往北京，下列叙述中，表示时间的是（）A．早上6时10分从上海发车B．列车预计在18时11分到达北京C．列车在9时45分到达途中南京站D．列车在南京站停车10分钟6、在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，再放开右手后，在弹簧伸缩的过程中，动量不守恒C．先放开左手，再放开右手后，在弹簧伸缩的过程中，动量守恒且总动量向右D．无论何时放手，两手放开以后，在弹簧伸缩的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零7、(本题9分)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，A．三个等势面中，c的电势最低B．带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C．带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的大D．带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b8、(本题9分)物体在恒定的合外力F作用下做直线运动，在时间Δt1内速度由0增大到v，接着在时间Δt2内速度由v增大到2v．设F在Δt1内做的功是W1，冲量是I1；在Δt2内做的功是W2，冲量是I2；那么：A．I1＜I2 B．I1＝I2 C．W1＜W2 D．W1＝W29、(本题9分)在水平地面上，质量为m=1kg的物块在水平拉力F作用下由静止开始移动．已知物块与地面间动摩擦因数为，拉力做功与物块位移之间关系如图所示．则A．拉力F逐渐增大B．物块加速度大小为1.0m/s2C．物块加速度大小为2.0m/s2D．物块在4m处速度大小为4m/s10、(本题9分)如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h。已知地球半径为R，地球质量为m，引力常量为G，设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0，不计空气阻力。下列结论正确的是()A．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点B．导弹在C点的速度大于C．导弹在C点的加速度等于D．导弹从A点运动到B点的时间一定小于T0二、实验题11、（4分）如图甲所示，在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.0kg的重物从静止开始自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示。O为打下的第一个点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打一个点,当地的重力加速度为g=9.8。那么：(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______（选填番号）A．动能变化量与重力势能变化量B．速度变化量和重力势能变化量C．速度变化量和高度变化量(2)纸带的________端（选填“左”或“右”）与重物相连；(3)从打O点到打B点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEP=____J,动能增加量ΔEk=____J.（结果取两位有效数字）12、（10分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则：（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终与导轨在水平方向上；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图所示；⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。（2）由于打点计时器每隔0.02s打一个点，那么，两滑块相互作用以前滑块1的速度v＝_____m/s。系统的总动量为_____kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kg•m/s（结果保留三位有效数字）。（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_____。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)汽车在水平冰雪路面上行驶．驾驶员发现其正前方停有汽车,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后车向前滑动了,车向前滑动了·已知和的质量分别为和·两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求(1)碰撞后的瞬间车速度的大小(2)碰撞前的瞬间车速度的大小14、（14分）如图所示，一质量m=2×10-4kg，电荷量q=+3×10-9C的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度g=10ms(1)小球A受到的静电力大小；(2)小球A所在位置的场强大小和方向；(3)小球B的电荷量。15、（13分）(本题9分)如图所示,质量为1kg物块自高台上A点以4m/s的速度水平抛出后,刚好在B点沿切线方向进入半径为0.5m的光滑圆弧轨道运动．到达圆弧轨道最底端C点后沿粗糙的水平面运动43m到达D点停下来,已知OB与水平面的夹角θ=53°,g=10m/s2(sins53°=0.8,cos53°=0.6).求:(1)AB两点的高度差;(2)物块到达C点时,物块对轨道的压力;(3)物块与水平面间的动摩擦因数

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、B【解析】

根据题意，由运动的独立性可知，当船头垂直河岸渡河时，垂直河岸方向速度最大，渡河时间最短即故B正确，ACD错误。2、C【解析】两个轨道上经过Q点时，卫星的轨道半径相等，根据，解得，轨道半径相等，故加速度相等，A错误；轨道I变轨到轨道II时，需要在经过轨道I上的Q点火加速，故卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点的速度小于在同步轨道Ⅱ的Q点的速度，即在Q点需要外力做正功，所以卫星在椭圆轨道Ⅰ的机械能小于在同步轨道Ⅱ的机械能，B错误C正确；第一宇宙速度是最大环绕速度，即近地卫星的环绕速度，根据可知轨道半径越大速度越小，所以轨道II上的运行速度小于第一宇宙速度，D错误．3、D【解析】

A．由几何知识知，与平行且；因电场是匀强电场，则，即，代入数据可得：．故A项错误．B．由几何知识知，与平行且相等；因电场是匀强电场，则．故B项错误．CD．、，电场是匀强电场，又电场线由电势高处指向电势低处，则电场线垂直于如图；由几何知识可得，电场线垂直于BF连线，且指向A；据可得，．故C项错误，D项正确．4、D【解析】A.小球在最高点的最小速度为零，此时杆子的支持力等于重力．故A错误；B.在最高点,根据得，速度增大，向心力也逐渐增大．故B正确；C.当v>，杆子表现为拉力，速度增大，向心力增大，则杆子对小球的拉力增大．故C正确；D．当v<时,杆子表现为支持力,此时有：mg−F=速度增大时,向心力增大,则杆子对小球的支持力减小，故D正确．故选BCD．点睛：杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，临界的速度为零，根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力随速度变化的关系．5、D【解析】试题分析：时刻是指某一瞬间，在时间轴上用点表示，对应的是位置、速度、动量等状态量；时间间隔是两个时间点之间的部分，也就是通常人们所说的时间的长短。早6时10分，列车从上海站出发，6时10分指时刻，故A错误；列车预计在18时11分到达北京，18时11分指时刻，故B错误；列车在9时45分到达南京站，9时45分指时刻，故C错误；列车在南京站停车10分钟，10分钟指时间间隔，故D正确。考点：时刻和时间间隔6、AD【解析】

A.两手同时放开，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；B.先放开左手，再放开右手，在放开两手的过程中，两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒；放开两手后，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故B错误；C.先放开左手，再放开右手，放开左手后系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故C错误；D.无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒；但若是两手不是同时放开，则系统受合外力不为零，则系统的总动量不为零，故D正确；7、BD【解析】

A.负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，故c点电势最高；故A错误.B.利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大；故B正确.C.只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和；故C错误.D.带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直；故D正确.8、BC【解析】AB、根据动量定理得，，知，故B正确，A错误；CD、根据动能定理得，，则，故C正确，D错误；故选BC．【点睛】根据动能定理研究功的关系，根据动量定理研究冲量的关系即可．9、CD【解析】

A．拉力做功，故图像的斜率表示拉力F，从图中可知斜率恒定，即F恒定，A错误；BC．根据图像可得，根据牛顿第二定律可得物块的加速度大小为：，B错误C正确；D．根据动能定理可得：，解得，D正确．10、ACD【解析】

A.根据开普勒定律分析知道，地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点。故A正确。B.设距地面高度为h的圆轨道上卫星的速度为v，则由牛顿第二定律得：，得到．导弹在C点只有加速才能进入卫星的轨道，所以导弹在C点的速度小于．故B错误。C.由牛顿第二定律得：，得导弹在C点的加速度为．故C正确。D.设导弹运动的周期为T，由于导弹的半长轴小于卫星的轨道半径R+h，根据开普勒第三定律知道：导弹运动的周期T＜T1，则导弹从A点运动到B点的时间一定小于T1．故D正确。二、实验题11、A左0.310.30【解析】

第一空：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重力势能的减少量与动能的增加量是否在误差允许的范围之内相等，A正确，BC错误。第二空：重物在下落过程中，速度在增大，故相邻点间的距离应该是增大的，由图可知，纸带的左端与重物相连；

第三空：从打O点到打B点的过程中，重物重力势能的减少量为；第四空：打B点时，重物的速度大小为，由初速度为零，则此过程中，重物动能的增加量为。12、2.000.6200.618纸带与限位孔的阻力【解析】

（2）滑块1是向右运动再与滑块2碰撞粘在一起的，所以粘前速度较大，那么碰撞前的速度v=20.0×10-2/（5×0.02）m/s=2.00m/s；系统的总动量为p＝m1v＝0.620kgm/s；与滑块2碰撞后粘在一起速度v′=16.8×10-2/（7×0.02）m/s=1.20m/s，总动量为p′＝（m1+m2）v′＝0.618kgm/s。（3）综合考虑各种因素，结合实验装置分析：造成两个数据不相等的原因在于纸带与限位孔的阻力。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1