北京师范大学附中2024年物理高一第二学期期末学业质量监测试题含解析

北京师范大学附中2024年物理高一第二学期期末学业质量监测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、(本题9分)2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。该导航卫星在P点（轨道1与轨道2的切点）点火变轨，由近地圆轨道1变为椭圆轨道2，然后在Q点（轨道2与轨道3的切点）点火变轨，由椭圆轨道2变为椭圆轨道3，如图所示。则该导航卫星A．沿圆轨道1通过P点的加速度小于沿椭圆轨道2通过P点的加速度B．沿圆轨道1通过P点的速度小于沿椭圆轨道2通过P点的速度C．沿椭圆轨道2通过Q点的速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的速度D．沿椭圆轨道2通过Q点的加速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的加速度2、(本题9分)真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到原来的3倍，Q2增大到原来的3倍，距离R增大到原来的3倍时，电荷间的库仑力变为原来的A．1倍 B．3倍C．6倍 D．9倍3、(本题9分)如图所示，a、b、c、d、e五条实线为电场中的等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，且等势面b的电势为零．一个带电的粒子仅在静电力作用下从A点运动到B点，其在A点的动能为10J，到达B点时的动能为30J．在此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为A．-2.5J B．2.5J C．12.5J D．-12.5J4、(本题9分)物体以60J动能，从A点出发竖直向上抛出，在它上升到某一高度时，其动能损失50J，机械能损失10J，设空气阻力大小恒定，则落回A点时的动能为（）A．20J B．36J C．40J D．48J5、(本题9分)某人骑自行车在平直公路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的速度v随时间t变化的图像．某同学为了简化计算，用虚线做近似处理，下面说法正确的是A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B．在0~t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C．在t1~t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D．在t3~t6时间内，虚线表示的是匀加速运动6、火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮绝（如图a所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图b所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图c所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度小为，以下说法中正确的是A．该弯道的半径B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变C．当火车速率大于时，外轨将受到轮缘的挤压D．当火车速率小于时，外轨将受到轮缘的挤压7、如图所示，实线表示某电场中一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有等间距的A、B、C三点，则A．B点的场强小于C点的场强B．A点的电场方向指向x轴正方向C．AB两点电势差小于BC两点电势差D．AB两点电势差等于BC两点电势差8、(本题9分)旅居加拿大十六岁学生温家辉，2009年在美国太空总署主办的太空移民设计赛中夺冠．温家辉的获奖设计是一个高1.6km的圆筒形建筑，命名为Asten，如题图所示，内径约1km，圆筒由一个个可以住人的环形物堆叠而成，并在电力的驱动下绕着中心轴以一定的角速度转动，从而产生“模拟重力”，使居民能在“重力”环境下生活．垂直中心轴的截面图如题所示，圆筒的内壁正好是城市的地面，因此，生活在这座太空城市的人，站在“地面上”，跟站在地球地面上的感觉没有区别．以下说法正确的有（）A．太空城内的居民不能运用天平准确测出质量B．太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心C．人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供D．太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大9、(本题9分)近来交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚．假设一辆以8m/s的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m．该车减速时的加速度大小为5m/s1．则下列说法中正确的是()A．如果驾驶员立即刹车制动，则t＝1s时，汽车离停车线的距离为1.6mB．如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车能在停车线处停车让人C．如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车刚好能在停车线处停车让人D．如果驾驶员的反应时间为0.1s，汽车刚好能在停车线处停车让人10、(本题9分)下列关于电场强度的说法中，正确的是（）A．由公式知，电场强度与点电荷所受电场力成正比，与点电荷的电荷量成反比B．由公式知，点电荷在电场中所受电场力与电场强度成正比，与电荷量成正比C．由公式可知，电场强度与电荷量成正比，与成反比D．以上说法均不正确11、(本题9分)在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速前进，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是()A．相对地面的运动轨迹为直线B．相对地面做匀加速曲线运动C．t时刻猴子对地速度的大小为v0＋atD．t时间内猴子对地的位移大小为12、两个互成角度为θ0°<θ<180°A．匀加速直线运动B．匀速直线运动C．匀减速直线运动D．非匀变速曲线运动二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是__________．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车在不挂橡皮筋时能拉着穿过打点计时器的纸带保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值D．可以通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值E．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度F．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度14、(本题9分)某实验小组利用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻．现有实验器材为：A．待测干电池(电动势约为1.5V)B．电压表(量程3V)C．电压表(量程15V)D．电流表(量程0.6A)E．电流表(量程3A)F．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)G．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω)H．开关、导线若干(1)实验中，电压表应选用__________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(选填器材前的字母)(2)如图所示，他们根据实验数据绘制出U－I图像，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数．由此可以得到，干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表(量程3V、内阻2000Ω)与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表(内阻约为100MΩ)与水果电池的两极相连，读数为0.91V．由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r＝________Ω.15、(本题9分)图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置，轨道由斜槽和水平槽组成，A、B两小球大小相同，质量mA=20.0g、mB=10.0g。实验步骤如下：a.固定轨道，使水平槽末端的切线水平，将记录纸铺在水平地面上，并记下水平槽末端重垂线所指的位置O；b.让A球从斜槽C处由静止释放，落到记录纸上留下痕迹，重复操作多次；c.把B球放在水平槽末端，A球仍从C处静止释放后与B球正碰，A、B分别落到记录纸上，留下各自的痕迹，重复操作多次；d.确定三个落点各自的平均位置P、M、N，用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOP、xOM、xON；（1）确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小_______（填“系统”或“偶然”）误差；（2）如图乙，xOM、xOP读数分别为10.20cm、30.65cm，xON读数为________cm；（3）数据处理时，小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示，由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kg∙m（保留3位有效数字），把该值与系统碰撞后的值进行比较，就可验证动量是否守恒。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，偏转电场的右端距离荧光屏的距离为l，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）求OP的距离Y；（4）电子从偏转电场射出时的侧移量y和偏转电压U2的比叫做示波器的灵敏度，分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度。17、（10分）如图所示，足够长的粗糙绝缘轨道AB、CD与处于竖直平面内的四分之一圆弧形光滑绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=4.0m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0104N/C。现有一质量m=0.06kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=6.0m的A位置，带电体与粗糙轨道的动摩擦因数均为=0.5，从A点由静止开始运动，已知带电体所带电荷q=8.010-5C，求：（1）带电体第一次运动到B点时的速度大小；（2）带电体第一次运动到CD轨道最高点时距AB轨道的高度；（3）整个运动过程中带电体的最大动能。

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、B【解析】

AD.导航卫星沿圆轨道1通过P点与沿轨道2通过P点时，所受万有引力一样，根据牛顿第二定律可知，沿圆轨道1通过P点的加速度等于沿椭圆轨道2通过P点的加速度，同理，沿椭圆轨道2通过Q点的加速度等于沿椭圆轨道3通过Q点的加速度，AD错误；B.导航卫星由轨道1在P点变轨到轨道2时，是内轨向外轨变化，要在P点加速，故沿圆轨道1通过P点的速度小于沿椭圆轨道2通过P点的速度，B正确；C.导航卫星由轨道2在Q点变轨到轨道3时，是内轨向外轨变化，要在Q点加速，故沿椭圆轨道2通过Q点的速度小于沿椭圆轨道3通过Q点的速度，C错误。2、A【解析】

因为当Q1增大到3倍时，Q2增大为原来的3倍，而距离增大到原来的3倍时，选A3、D【解析】

由能量关系可知，粒子运动过程中只有电场力做功，则粒子的电势能与动能之和守恒，则粒子在b等势面时总能量为15J，则此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为15J-27.5J=-12.5J，故选D.4、B【解析】

物体上升到某一高度时，重力、阻力均做负功，所以根据功能关系有：①，阻力做功对应着机械能的变化，则有：②，将，，代入①②可得，，，可得；当物体从抛出到上升到最高点的过程中，物体的动能减小了60J，由动能定理可得，合力做的功，所以有阻力做功为，由功能关系知，机械能损失了12J，由于空气阻力大小恒定，所以下落过程机械能也损失了12J，则物体落回A点时的动能为，故ACD错误，B正确．故选B．【点睛】物体竖直上抛的过程中，由于阻力使得物体的机械能有损失．利用功能原理和动能定理分析空气阻力与合力的关系，再分析物体上升最高点时机械能的损失，得到下落过程机械能的损失，即可求出物体回到A点时的动能．5、B【解析】

v-t图线的斜率等于加速度，根据斜率比较虚线反映的加速度和实际的加速度大小关系；v-t图线与坐标轴所围图形的面积等于位移，根据面积比较虚线反映的运动的位移和实际的位移；t3～t6时间内速度不变，做匀速运动。【详解】v-t图线的斜率等于加速度，所以在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的小，故A错误；v-t图线与坐标轴所围的面积等于位移，在0～t1时间内，由虚线计算出的位移比实际位移大，所以计算出的平均速度比实际的大，故B正确；根据v-t图线与坐标轴所围图形的面积等于位移，知在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的小，故C错误；在t3～t6时间内，由虚线反映的运动速度不变，是匀速运动，故D错误；故选B。【点睛】解决本题的关键是理解速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率和图线与时间轴围成的面积表示的含义。6、C【解析】

火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得：mgtanθ=mv2/R，解得：R=v2/gtanθ，故A错误；根据牛顿第二定律得：mgtanθ=mv2/R,解得：v=，与质量无关，故B错误；若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨．故C正确；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨．故D错误．故选C.点睛：火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力．7、ABC【解析】

A项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，由于0.4V与0.2V两个等势面间电势差等于0.6V与0.4V两个等势面间电势差，C处的等势面密，所以C点电场强度较大，故A正确；B项：电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B正确；C、D项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，所以AB两点间的平均场强小于BC两点间的平均场强，由公式，可知，AB两点电势差小于BC两点电势差，故C正确，D错误。8、BCD【解析】

A．天平的测量原理是等臂杠杆，故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量，故A错误；B．太空城内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外，故B正确；C．太空城内物体做匀速圆周运动，人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故C正确；D．等效重力等于向心力，故故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正确。9、AD【解析】

若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间，所以刹车到停止的位移，汽车离停车线的距离为8m-6.4m=1.6m，故A正确；如果在距停车线6m处开始刹车制动，刹车到停止的位移是6.4m，所以汽车不能在停车线处刹住停车让人．故B错误；刹车的位移是6.4m，所以车匀速运动的位移是1.6m，则驾驶员的反应时间：，故C错误，D正确．10、BC【解析】

A.场强E是由电场本身决定的,与试探电荷无关,不能说E与F成正比,与q成反比，故A错误B.场强E是由电场本身决定的,与试探电荷无关,由公式知，点电荷在电场中所受电场力与电场强度成正比，与电荷量成正比，故B正确；CD.由公式可知，Q为场源电荷，电场强度与电荷量成正比，与成反比，故C正确；D错误；11、BD【解析】

A．猴子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动的合成，知合速度与合加速度不在同一条直线上，所以猴子运动的轨迹为曲线，故A错误；B．猴子在水平方向上的加速度为0，在竖直方向上有恒定的加速度，根据运动的合成，知猴子做曲线运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，故B正确；C．t时刻猴子在水平方向上的速度为v0，和竖直方向上的分速度为at，所以合速度故C错误；D．在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h，根据运动的合成，知合位移故D正确。故选BD。12、AC【解析】

互成角度的两个初速度的合初速度为v，两个加速度的合加速度为a，其中可能的情况如图，由物体做曲线运动的条件可知，当v与a共线时为匀变速直线运动，当v与a不共线时，为匀变速曲线动A.匀加速直线运动与分析相符，故A项符合题意；B.匀速直线运动与分析不符，故B项不符合意意；C.匀减速直线运动与分析相符，故C项符合题意；D.非匀变速曲线运动与分析不符，故D不符合题意。二．填空题(每小题6分，共18分)13、ABDE【解析】A、小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化，所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功，所以实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车在不挂橡皮筋时能拉着穿过打点计时器的纸带保持匀速运动，故A正确；B、实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同，故B正确；C、是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故C错误；D、每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，可以通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值，故D正确；F、只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故F错误；EG、由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，故E正确，G错误；故选ABDE．14、BDF1.40.91600【解析】试题分析：①电源电动势约为1.5v，所以电压表选择3v的量程，15v量程过大，读数不到刻度盘三分之一，误差大。所以电压表选择B。由于电源电动势较小，电流不会太大，而且根据U-I也可判断电流小于0.6A，所以电流表选择D量程0.6A。滑动变阻器阻值不能太大，因为电源内阻不会很大，外电阻过大，电压表变化不明显，所以滑动变阻器选择阻值小的F。②实物图连线注意电源