北京市西城区第四十四中学2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题含解析

北京市西城区第四十四中学2023-2024学年物理高一第二学期期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)关于物体的动能，下列说法正确的是（）A．物体的速度不变，其动能一定不变B．物体的动能不变，其速度一定不变C．物体所受的合外力不为零，其动能一定变化D．某一过程中的速度变化越大，其动能的变化一定越大2、(本题9分)做匀速圆周运动的物体,发生变化的物理量是A．速度 B．动能 C．角速度 D．周期3、(本题9分)质量的物体在水平拉力的作用下，沿水平面做直线运动.时撒去拉力.物体运动的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．第末合力对物体做功的功率为B．第末拉力对物体做功的功率为C．整个过程中拉力对物体做功为D．在内拉力对物体做功为4、(本题9分)1789年英国物理学家卡文迪许测出引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”。若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为地球自转周期，一年的时间为地球公转周期，地球中心到月球中心的距离为，地球中心到太阳中心的距离为。下列说法正确的是()A．地球的质量B．太阳的质量C．月球的质量D．由题中数据可求月球的密度5、(本题9分)如图所示，拖着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。某受训者拖着轮胎在水平直道上匀速跑了一段距离，下列说法正确的是A．地面对轮胎的摩擦力不做功B．重力对轮胎做负功C．绳子的拉力对轮胎不做功D．轮胎所受的合力不做功6、一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（）A．60°B．45°C．30°D．75°7、如图所示，水平屋顶高H＝5m，围墙高h＝3.2m，围墙到房子的水平距离L＝3m，围墙外马路宽x＝10m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为(g取10m/s2)()A．6m/s B．12m/s C．4m/s D．2m/s8、(本题9分)在东京奥运会资格赛67公斤级决赛中，我国选手谌利军打破抓举、挺举和总成绩的三项世界纪录并夺得冠军。谌利军抓举154kg时，先下蹲将杠铃举过头顶（如图），然后保持胸部以上及杠铃姿态不变站立起来完成比赛。在谌利军从图示状态站起来的过程中，下列说法正确的是（）A．杠铃的重力势能一直增加B．合力对杠铃一直做正功C．谌利军对杠铃做功的功率一直增大D．谌利军对杠铃做功的功率先增大后减小9、如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为，带正电且电量均为。在它们连线的水平中垂线上固定一根长为、内壁光滑的绝缘细管（水平放置），有一带正电且电量为的小球以初速度从管口射入，则（）A．小球先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B．小球的电势能始终不变C．小球受到的库仑力先做负功后做正功D．从入口到出口沿着细管电势先升高后降低10、2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区．它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息可求出（）A．月球的平均密度为B．嫦娥四号绕月运行的速度为C．月球的平均密度D．嫦娥四号绕月运行的速度为11、(本题9分)甲、乙两物体在同一地点做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体的质量的2倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是（）A．甲乙两物体的加速度之比为l：1B．甲乙两物体的着地速度之比为1：C．甲乙两物体的下落时间之比为：1D．甲乙两物体从下落到着地的过程中的平均速度之比为1：212、(本题9分)如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是(

)A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为零D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m1从高处由静止开始下落，在m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m1=150g，当地重力加速度g=9.8m/s1．则（1）在纸带上打下计数点5时m1的速度v=____m/s；（1）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和_____.（写一条）14、（10分）(本题9分)某同学在做平抛运动实验时得出如图所示的小球运动轨迹，a，b，c是运动轨迹上的三个位置。则：（计算结果保留一位小数。g取）（1）小球由a运动到b所用的时间为___________s；（2）小球平抛运动的初速度为___________m/s；（3）小球运动到b点的速度为___________m/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)在平直的高速公路上，一辆汽车以32m/s的速度匀速行使，因前方发生事故，司机立即刹车，直到汽车停下，已知汽车的质量为1.5×103kg，刹车时汽车受到的阻力为1.2×104N．求：(1)刹车后汽车运动的加速度大小；(2)汽车在2s内的位移；(3)汽车在6s内的位移．16、（12分）(本题9分)宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知飞船运行的周期为T，行星的平均密度为．试证明（万有引力恒量G为已知，是恒量）17、（12分）如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，粒子能够射出电场，不计粒子的重力．因为粒子在电场中只受到竖直向下的恒定的电场力作用，所以粒子在水平方向做匀速直线运动，在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，其合运动类似于平抛运动．求：(1)粒子在电场中的加速度大小；(2)粒子通过电场的时间；(3)粒子射出电场时竖直方向的速度；(4)粒子射出电场时合速度与初速度方向的夹角的正切值；(5)粒子射出电场时沿电场方向偏移的距离．

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、A【解析】

A.如果物体的速度不变,根据Ek=可知，动能不变，故A正确；B.如果物体的动能不变，则说明其速度大小一定不变，方向可以变化，故B错误；C.物体所受的合外力不为零，但如果合外力不做功，其动能不变，故C错误；D.如做匀速圆周运动的物体，速度变化可能大，但动能不变，故D错误．故选A2、A【解析】匀速圆周运动速度大小不变，方向改变．故A正确．匀速圆周运动速度大小不变，所以动能也不变．故B错误．匀速圆周运动的角速度是大小与方向均不变．故C错误．匀速圆周运动的周期也不变，故D错误．所以A正确，BCD错误．3、B【解析】根据图像可知1s末的速度为，v-t图像中图线的斜率表示加速度，0~2s过程中的加速度为，故0~2s内的合力，所以1s末合力的功率为，A错误；3s后撤去外力时的加速度为，此过程中只受摩擦力作用，，解得，所以在0~2s过程中根据牛顿第二定律可得，解得，故1s末拉力的功率为，B正确；图像与坐标轴围成的面积表示位移，整个过程中，而，故拉力做功不为零，C错误；在内物体做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力相等，故，故，D错误．【点睛】本题的突破口是根据v-t图像的斜率，面积的物理意义（斜率表示加速度，面积表示位移），然后结合功率的公式P=Fv和动能定理求解．4、B【解析】

A.根据万有引力等于重力，有：．则．故A错误。B.根据万有引力提供向心力有：，解得．故B正确。C.根据题中的物理量，无法求出月球的质量。故C错误。D.月球的质量无法求出，则无法求出月球的密度。故D错误。5、D【解析】

A.由题知轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为，则地面对轮胎的摩擦力做负功，故选项A错误；B.由于重力方向竖直向下，与轮胎的位移方向相互垂直，故重力不做功，故选项B错误；C.设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以绳子的拉力对轮胎做正功，故选项C错误；D.根据动能定理可知轮胎所受的合力不做功，故选项D正确。6、A【解析】小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误。7、AB【解析】

刚好能过围墙时水平方向：竖直方向：解得刚好运动到马路边时水平方向：竖直方向：解得，所以为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上速度的取值故AB对；CD错8、AD【解析】

A.杠铃相对于地面的高度不断上升，所以杠铃和地球组成系统的重力势能一直增加。故A正确；B.杠铃向上运动的过程中，先向上加速，后向上减速，所以杠铃的动能先增大后减小，合力先做正功后做负功。故B错误；CD.谌利军对杠铃做功的功率P=Fv，F先大于重力后小于重力最后等于重力，v先增大后减小，所以功率先增大后减小。故C错误，D正确。9、CD【解析】

A．根据等量同种正电荷的电场线分布情况，电荷量为+q

的小球以初速度v0

从管口射入的过程，由于电场线不均匀，所以电场力是变力，加速度变化，不是匀变速运动，故A错误；BC．电场力先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小，故B错误，C正确；D．沿电场线方向电势降低，所以沿着细管电势先升高后降低，故D正确；故选CD。10、AD【解析】

A、C项：“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，有，解得：月球的平均密度为：，故A正确，C错误；B项：月球表面任意一物体重力等于万有引力，则有：“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力，得：，联立解得：，故B错误；D项：由公式，所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为，故D正确．11、AB【解析】

A.甲、乙两物体做自由落体运动，加速度都为重力加速度，相同，故A项符合题意.B.根据v2＝2gh，末速度为v，故甲乙两物体的着地速度之比为1：，故B项符合题意.C.根据hgt2,得t，故甲乙两物体的下落时间之比为1：，故C项不合题意.D.都做自由落体运动，则平均速度都是末速度的一半，甲乙两物体的着地速度之比为1：，所以两物体从下落到着地的过程中的平均速度之比也是1：，故D项不合题意.12、BD【解析】A、由公式知,只有速度时，小球在圆周最高点时所受的向心力为重力，A错误；B、速度时，小球在圆周最高点时绳子的拉力为零，B正确；C、若小球刚好能在竖直平面内作圆周运动，则其在最高点的速率，C错误；D、由公式知小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力，D正确；故选BD．【名师点睛】在最高点和最低点，重力和绳子拉力的合力提供向心力，都指向圆心．根据向心力公式，可求出最高点的最小速度；可知最低点的拉力大于重力．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、1.40.5760.588纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）【解析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论.第二空.系统动能的增量△Ek=Ek5-0=(m1+m1)v51=0.576J．第三空.系统重力势能减小量△Ep=（m1-m1）gh=0.1×9.8×0.600J=0.588J.第四空.上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）.14、0.12.02.5【解析】

(1)[1]根据平抛运动规律，在竖直方向上有可得t=0.1s(2)[2]在水平方向做匀速直线运动，则有解得v0=2.0m/s(