北京三中2024年物理高一下期末调研模拟试题含解析

北京三中2024年物理高一下期末调研模拟试题考生请注意：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)在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1=2kg，乙球的质量m2=1kg，规定向右为正方向，碰撞前后甲球的速度随时间变化情况如图所示。已知两球发生正碰后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为()A．7m/s,向右 B．7m/s，向左C．1m/s,向左 D．1m/s，向右2、如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切．一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放,则下列说法正确的是（）A．在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等B．在m1由C点下滑到A点的过程中，重力对m1做功功率先增大后减少C．在m1由C点下滑到A点的过程中，m1机械能守恒D．若m1恰好能沿圆弧下滑到A点，则m1＝3m23、(本题9分)地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同．设地球同步卫星运行的角速度为ω1，地球自转的角速度为ω2，则ω1和ω2的关系是A．ω1＞ω2 B．ω1＝ω2 C．ω1＜ω2 D．无法确定4、(本题9分)已知火星的质量是地球的a倍，它的半径是地球半径的b倍，地球表面处的重力加速度为g．现在火星的表面上以初速度v竖直上抛小球，不计大气的阻力，忽略火星自转，则小球在火星上上升的最大高度为（）A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大6、(本题9分)关于力做功，下列说法正确的是（）A．作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功B．如果作用力和反作用力都做功，则所做的功大小一定相等C．滑动摩擦力一定对物体做负功D．静摩擦力可以对物体做正功7、(本题9分)两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s(设为正)，B的速度v2＝－3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是()A．均为1m/sB．＋4m/s和－5m/sC．＋2m/s和－1m/sD．－1m/s和＋5m/s8、(本题9分)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示．则下列说法不正确的是（）A．a的向心加速度等于重力加速度gB．c在4

h内转过的圆心角是C．b在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是23h9、(本题9分)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1=2m/s顺时针运行，质量m=2.0kg的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度v2=1m/s向左滑上传送带．若传送带足够长，已知物块与传送带间摩擦因数为0.1．g取10m/s2，下列判断正确的是（）A．物体离开传送带速度大小为2m/sB．物体离开传送带速度大小为1m/sC．摩擦力对物块做的功为1JD．系统共增加了36J的内能10、(本题9分)如图所示，完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。以下说法正确的是A．三个小球不同时落地B．b、c所能达到的最大高度相同C．三个小球落地时的速度相等D．落地之前，三个小球在任意相等时间内速度的增量相同11、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．C刚离开地面时，B的加速度最大B．A获得最大速度为2gC．斜面倾角α＝30°D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒12、(本题9分)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是()A．A点电势低于B点电势B．A点电场强度小于C点电场强度C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一竖直放置的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心.用手带动钢球,调整白纸的位置,设法使球刚好沿纸上某个半径为r的圆做圆周运动,钢球的质量为m,重力加速度为g.(1).用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动需要的向心力表达式为Fn=__________.(2).通过刻度尺测得小球运动轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为F=__________;(3).改变小球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图象为一直线时,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式为k=__________.14、图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：（1）纸带的______端与重物相连；填“左”或“右”（2）打点计时器打下点B时，物体的速度______(保留两位有效数字；（3）从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；（g=9.8m/s2，以上两空均保留两位有效数字（4）通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______；（5）实验的结论是______．15、如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是（______）A．防止小车不能被橡皮筋拉动B．便于小车获得较大的弹射速度C．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．保证橡皮筋对小车做的功等于重力对小车做的功三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10m/s2.求：(1)滑块到达B处时的速度大小；(2)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？17、（10分）(本题9分)如图所示，竖直平面内，长为L=2m的水平传送带AB以v=5m/s顺时针传送，其右下方有固定光滑斜面CD，斜面倾角θ=37°，顶点C与传送带右端B点竖直方向高度差h=1．45m，下端D点固定一挡板．一轻弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至E点，且C、E相距1．4m．现让质量m=2kg的小物块以v1=2m/s的水平速度从A点滑上传送带，小物块传送至B点后飞出恰好落至斜面顶点C且与斜面无碰撞，之后向下运动．已知弹簧的最大压缩量为1．2m，物块所受空气阻力不计，取重力加速度g=11m/s2．求：（1）传送带与小物块间的动摩擦因数μ；（2）由于传送物块电动机对传送带所多做的功；（3）弹簧的最大弹性势能．

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】试题分析：根据碰撞过程动量守恒，有，其中，，，，带入数据可得，负号表示速度方向向左，选项B对。考点：动量守恒定律2、B【解析】

m1由C点下滑到A点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；重力的功率就是P=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个C到A的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故B正确；在m1由C点下滑到A点的过程中m1对m2做正功，故m1的机械能减小，故C错误；若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2，故D错误．3、B【解析】

地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同，由ω=可知，角速度相同，故B正确，ACD错误；故选B．4、B【解析】

在行星表面有：mg行=G，行星表面的重力加速度g行=，则有：==，在火星的表面上以初速度v竖直上抛小球，小球在火星上上升的最大高度h==，故B正确，ACD错误．5、C【解析】

A.简谐振动的位移起点为O点，则从O到N运动位移大小不断增大，方向向右；故A项不合题意.B.根据简谐振动的回复力可知，从O到N的位移x增大，回复力不断增大；故B项不合题意.CD.简谐振动经过平衡位置O时，位移为零，可知恢复力为零，由牛顿第二定律可得加速度为零；而经过平衡位置时是振动从加速变为减速的转折点，速度最大，动能最大；故C项符合题意，D项不合题意.6、D【解析】

A项：作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，也可以一个做正功一个做负功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功；如传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；故A错误；B项：如果作用力和反作用力都做功，传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货物做的功，大小不相等，故B错误；C项：滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故C错误；D项：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故D正确．7、AD【解析】

由动量守恒，可验证四个选项都满足要求。再看动能情况：×2×9J＝27J；；由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有Ek≥Ek′，可排除选项B；选项C虽满足Ek≥Ek′，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍能保持原来速度方向(vA′＞0，vB′＜0)，这显然是不符合实际的，因此C错误；验证选项A、D均满足Ek≥Ek′，故答案为选项A(完全非弹性碰撞)和选项D(弹性碰撞)。8、ABD【解析】

A.地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大．由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A错误；B.c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是．故B错误；C.由，解得，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，,又a和c的角速度相同，可知，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长．故C正确；D.由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h．故D错误；本题选错误的，故选ABD.9、AD【解析】

AB、分析物体的运动过程，木块先向左匀减速直线运动，，当速度减为0，物体向右做匀加速运动，当与水平传送带速度相同时，与水平传送带一起向右做匀速运动，所以物体离开传送带速度大小为2m/s，故A正确，B错误；C、根据动能定理，摩擦力对物块做的功等于木块动能的减少量，故C错误；D、木块向左匀减速直线运动，物块加速度大小为，运动时间为，物块与传送带的相对位移为，物体向右做匀加速运动，物块加速度大小为，运动时间为，物块与传送带的相对位移为，故系统增加的热量为，故D正确；故选AD．10、AD【解析】

A.a球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，b做竖直上抛运动，c做斜上抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以三个小球运动的时间不等，不同时落地，故A正确。B.b、c两球初始高度相同，分别做竖直上抛和斜上抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度c小，b大，所以b上升的最大高度大，c上升的最大高度小，故B错误；C.小球运动过程中，只有重力做功，机械能均守恒，则有：mgh+mv02=mv2，得：，知三个小球初位置的高度h和初速度v0大小都相等，则落地时速度v大小相等，但是方向不同，则速度不相同，故C错误；D.三个小球的加速度均为向下的g，则三个小球在任意相等时间内速度的增量为△v=gt，则△v是相等的，故D正确。11、BC【解析】

A.C刚离开地面时，A的速度最大，此时B的速度也是最大的，则B球的加速度为零，故A错误；C.C刚离开地面时，对A有：kx2=mg

此时B有最大速度，即aB=aA=0

对B有：T-kx2-mg=0

对A有：4mgsinα-T=0

以上方程联立可解得：sinα=0.5，α=30°故C正确；B.初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1=mg

由上问知x1=x2=，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：

4mg（x1+x2）sinα=mg（x1+x2）+（4m+m）vAm2

以上方程联立可解得：A球获得最大速度为vAm=2g，故B正确；D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统由于弹簧的弹力对系统做功，则系统的机械能不守恒，选项D错误.12、AC【解析】由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，A正确；由图可知，A点电场线比C点密集，因此A点的场强大于C点场强，B错误；烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确D错误．二．填空题(每小题6分，共18分)13、【解析】

（1）根据向心力公式：而得：Fn=；

（2）如图由几何关系可得：；（3）由上面分析得：整理得：故斜率表达式为：；14、左下落过程中存在阻力做功在实验误差范围内，，机械能守恒【解析】

第一空.物体做加速运动，由纸带可知，纸带