北京市西城区第四十四中学2024年物理高一第二学期期末预测试题含解析

北京市西城区第四十四中学2024年物理高一第二学期期末预测试题请考生注意：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)如图所示，荡秋千是一种往复运动，人在秋千上可以越荡越高，在越荡越高的过程中，下列说法中正确的是A．系统的机械能不变B．系统的机械能减小C．系统的机械能增大D．系统的机械能变化无法确定2、(本题9分)小球做匀速圆周运动的过程,以下各量不发生变化的是()A．线速度 B．向心力 C．周期 D．向心加速度3、(本题9分)人造地球卫星在离地面的高度等于地球半径R处运行，已知地面上的重力加速度为g，则此卫星做匀速圆周运动的线速度等于A．B．C．D．4、(本题9分)如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将电荷量为+q的点电荷从电场中A点经B点移动到C点，其中AB⊥BC，AB=4d，BC=3d，则此过程中静电力所做的功为A．3qEd B．4qEdC．5qEd D．7qEd5、两个相同的金属球分别带有+2Q和-4Q的电荷量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为()A． B． C． D．6、(本题9分)宇宙中两颗靠得很近的天体组合为双星。如图，某双屋由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。S1到O的距离为r，已知万有引力常量为G.以下说法中正确的是A．它们做圆周运动的线速度大小相等B．它们做圆周运动的动量大小相等C．若已知S1做圆周运动的周期T，则可求SD．若已知S1做圆周运动的周期T，则可求S7、从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10m/s1．由图中数据可得A．物体的质量为1kgB．h=0时，物体的速率为10m/sC．h=1m时，物体的动能Ek=40JD．从地面至h=4m，物体的动能减少100J8、如图所示，竖直平面内有一圆心为O、半径为R的固定半圆槽，质量相等的两个小球A、B分别从图示位置以不同的速度水平抛出，结果均落到半圆槽上的P点(O、P两点连线与水平半径OD的夹角θ=30°)。已知A的初位置在C点正上方且到C点高度为R，B的初位置在C点，空气阻力不计，重力加速度大小为g，则A．A在空中运动的时间为B．B被抛出时的速度大小为(+1)C．A、B被抛出时的速度大小之比为：1D．A、B落到P点前瞬间所受重力的功率之比为：19、(本题9分)如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为θ的光滑斜面以初速v0滑下．另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下，结果两球同时落地．下列说法正确的是（）A．运动全过程,重力对两球做的功相同B．运动全过程,两球重力的平均功率相同C．落地前的瞬间A球重力的瞬时功率等于B球重力的瞬时功率D．落地前的瞬间A球的速度等于B球的速度10、(本题9分)如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系住一质量为m的小球，将细绳拉直至水平，小球从P位置从静止开始释放，运动过程中通过最低位置Q，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．从P到Q过程中，小球重力功率一直增大B．从P到Q过程中，小球重力功率先增大后减小C．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mgD．小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg二、实验题11、（4分）(本题3分)某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落，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所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．实验中所用重物的质量m＝3kg，打点计时器每隔T=1．13s打一个点，当地的重力加速度g=3．8m/s3．（1）记录B点时，重物的速度vB＝_____m/s，（此空及后面两空均保留三位有效数字），重物动能EkB＝____J．从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是_____J，由此可得到的结论是．（3）该同学进一步分析发现重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，造成这一现象的原因可能是．（写出一条合理的原因即可）（3）若该同学在实验时没有测量重物质量，是否能够正常完成实验？________（填“能”或“不能”）（4）该同学在纸带上又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，若重物下落过程中机械能守恒，则以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的，图线的斜率表示．12、（10分）(本题9分)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x1、x2、x3；(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m1、m2；(ⅷ)分析数据，验证等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，从而验证动量守恒定律。请回答下列问题(1)步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)中定位卡的位置应_____________；(2)步骤(ⅶ)用天平测得A的质量为17.0g。测量小球B的质量时将小球B放在天平的__盘，__盘放上一个5g砝码，游码如图乙位置时天平平衡；(3)如图丙是步骤(ⅵ)的示意图。该同学为完成步骤(ⅷ)设计了下列表格，并进行了部分填写，请将其补充完整①_______②_________③___________。物理量碰前碰后m/gm1＝17.0m1＝17.0m2＝①x/cmx2＝50.35x1＝②x3＝74.75mx/g·cmm1x2＝855.95m1x1+m2x3=③三、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）预计我国将在2030年前后实现航天员登月计划，航天员登上月球后进行相关的科学探测与实验.已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度g，万有引力常量为G，（球体体积公式）．求：（1）月球的质量M；（2）月球的第一宇宙速度v；（3）月球的平均密度．14、（14分）如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆竖直轨道BC相连接。质量为m的小物块在水平恒力F作用下，从A点由静止开始向右运动，当小物块运动到B点时撒去力F，小物块沿半圆形轨道运动恰好能通过轨道最高点C，小物块脱离半圆形轨道后刚好落到原出发点A。已知物块与水平轨道AB间的动摩擦因数=0.75，重力加速度为g，忽略空气阻力。求：（1）小物块经过半圆形轨道B点时对轨道的压力大小；（2）A、B间的水平距离；（3）小物块所受水平恒力F的大小。15、（13分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔．质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）．求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间．

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】

人在秋千上越荡越高，说明系统机械能增加；A.系统的机械能不变，与结论不相符，选项A错误；B.系统的机械能减小，与结论不相符，选项B错误；C.系统的机械能增大，与结论相符，选项C正确；D.系统的机械能变化无法确定，与结论不相符，选项D错误。2、C【解析】试题分析：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是周期和角速度，所以C正确．考点：线速度、角速度和周期、转速．点评：对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．3、A【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力可知，且，所以答案为考点：万有引力提供向心力点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。4、B【解析】

从A到B电场力对电荷做功为：WAB=Eq∙4d=4qEd；从B到C电场力的方向与位移方向垂直，可知电场力对电荷做功为零；则从A到C电场力对电荷做功为4qEd；A.3qEd与结论不相符；B.4qEd与结论相符；C.5qEd与结论不相符；D.7qEd与结论不相符；5、C【解析】

由库仑定律可得：，两相同金属小球带异种电荷时，开始时的库仑力：，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量都是：，库仑力：，所以库仑力是原来的，即.A.与分析结果不相符；故A错误.B.与分析结果不相符；故B错误.C.与分析结果相符；故C正确.D.与分析结果不相符；故D错误.6、BC【解析】

这是一个双星的问题，S1和S2绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，S1【详解】设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，它们的轨道半径分别是r、r'；星体S1、S2做圆周运动的向心力由万有引力提供得：Gm1m2(r+r')2＝m1r4π2T2＝m2r'4π2T2

可得：m1r=【点睛】本题考查万有引力定律的应用，双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力。7、AD【解析】

A．Ep-h图像知其斜率为G，故G==10N，解得m=1kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；C．h=1m时，Ep=40J，Ek=E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek-Ek’=100J，故D正确8、BD【解析】

ABC.由图可知A球下落的高度为：；A球与B球在水平方向的位移均为：；B球下落的高度为：；根据竖直方向做自由落体运动可得时间为：；所以A球在空中运动的时间为：；B球在空中运动时间为：；由水平方向做匀速直线运动，可得B球的初速度为：；A球的初速度为：；所以两球的初速度大小之比为，故A，C均错误，B正确.D.两小落在P点时，A球在竖直方向的分速度为vAy=gtA，B球在竖直方向的分速度为vBy=gtB，根据P=Fvcosθ=mgvy可得两球重力的瞬时功率之比为：；故D正确.9、AB【解析】

根据W=mgh知，重力对两球做功相同．故A正确．两球重力做功相等，时间相等，根据P＝W/t知，重力的平均功率相等，故B正确．两球都做匀变速直线运动，运动时间相等，vA=v0+gsinθt，vB=gt，A球重力做功的瞬时功率P=mg（v0+gsinθt）sinθ，B球重力做功的瞬时功率P′=mgvB=mg2t．知A球的重力瞬时功率不等于B球重力的瞬时功率，故C错误．对A球，根据动能定理得，mgh=mvA2−mv02，对B球，根据动能定理得，mgh=mvB2，知vA＞vB．故D错误．10、BC【解析】

AB．在释放时，速度为零，重力的重力为零，在Q点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，在下降过程中，速度在竖直方向的分量先增大后减小，故小球重力功率先增大后减小，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒定律可知在最低点解得故C正确，D错误；故选BC．【点睛】根据机械能守恒定律判断出速度的变化，利用速度的分解求得竖直方向速度的变化，有P=mgv判断重力的功率，根据牛顿第二定律求得在最低点的拉力．二、实验题11、（1）3．11，4．11，4．13，在误差允许的范围内重物在自由下落的过程中机械能守恒；（3）重物下落过程中受到空气阻力；纸带与限位框之间有摩擦等；（3）能；（4）C，重力加速度g．【解析】(1)利用匀变速直线运动的推论,那么，重力势能减小量△Ep=mgh=3.1×3.8×1.3151J=4.13J．由此可得到的结论是：在实验允许范围内，重物的机械能守恒；(3)重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．(3)根据动能与重力势能表达式可知，均有质量，当列成等式时，质量可以约去，因此重物的质量可以不测量；

(4)利用图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：，即；所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．图线的斜率表示重力加速度g．【点睛】本题关键从实验原理出发，分析纸带的选择，数据处理，并能得出结论．利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．12、(1)保持不变(2)左右(3)①5.8g②24.50③850.05【解析】

第一空.为了保证小球A滚到斜槽底端时速度相同，则步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)中定位卡的位置应保持不变；第二空.根据天平的使用规则，测量小球B的质量时将小球B放在天平的左盘；第三空.根据天平的使用规则,应该在右盘放上一个5g砝码；第四空.天平读出m2=5.8g；第五空.由刻度尺读出，碰后x1=24.50cm；第六空.m1x1+m2x3=17.0×24.50+5.8×74.75=850.05g·cm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、（1）（2）（3）【解析】

（1）月球表面物体的重力等于万有引力；（2）月球表面所需的最小发射速度即为第一宇宙速度；（3）根据密度公式，代入月球的质量求解即可．【详解】（1）月球表面物体