北京101中学2023-2024学年物理高一第二学期期末统考模拟试题含解析

北京101中学2023-2024学年物理高一第二学期期末统考模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、下列物体的运动过程，满足机械能守恒的是A．火箭加速上升B．潜水运动员在水中匀速下落C．物体从空中自由下落（不计空气阻力）D．游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动2、(本题9分)在光滑水平面上有一辆平板车．一个人站在车上，人和车均静止．若该人用大锤敲打车的左端，已知车的质量为100kg，人的质量为50kg，锤的质量为5kg，当大锤以大小为4m/s的水平向右的速度撞击车时，车的速度大小和方向为A．约0.13m/s，水平向左B．约0.13m/s，水平向右C．约2.2m/s，水平向右D．约2.2m/s，水平向左3、如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度，然后用一把直尺在P点挡住悬线，继续观察之后小球的摆动情况并分析，下列结论中正确的是（）A．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显低于没放直尺时到达的高度B．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显高于没放直尺时到达的高度C．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度变大D．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球加速度变大4、(本题9分)如图所示，质量为m的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重的k倍．汽车以额定功率行驶，当它加速行驶的速度为v时，加速度为a．则以下分析正确的是（）A．汽车发动机的额定功率为kmgvB．汽车发动机的额定功率为mavC．汽车行驶的最大速度为D．当汽车加速度减小到时．速度增加到2v5、如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客A．动量不变B．线速度不变C．合外力不变D．机械能不守恒6、下列4个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是（）A． B． C． D．7、(本题9分)如图所示，质量为M的木块静止在水平地面上，一颗质量为m，初速度为的子弹水平击中木块，达到共同速度时，子弹进入木块深度为d，木块位移为s．子弹射入木块过程中平均阻力为，木块与地面摩擦力为，则子弹与木块相互作用产生的内能是（）A．B．C．D．8、(本题9分)有一辆新型电动汽车，总质量为1000kg．行驶中，该车速度在14～20m/s范围内保持恒定功率20kW不变．一位同学坐在驾驶员旁边观察车内里程表和速度表，记录了该车在位移120～400m范围内做直线运动时的一组数据如下表，设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变，则()s/m120160200240280320360400v/(m·s－1)14.516.518.019.019.720.020.020.0A．该汽车受到的阻力为1000NB．位移120～320m过程牵引力所做的功约为9.5×104JC．位移120～320m过程经历时间约为14.75sD．该车速度在14～20m/s范围内可能做匀加速直线运动9、(本题9分)如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道），该极地轨道卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运动到南纬60°正上方的过程中，所用的时间为t．已知该卫星距地面的高度为h，地球视为质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转．由上述信息可求出A．该卫星的质量B．地球的质量C．该卫星的运行周期D．地球的半径10、(本题9分)如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球以水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）：A．

m/s B．m/sC．v0≥4

m/s D．

m/s11、(本题9分)如图所示，地球绕OO′轴自转，则下列正确的是（）A．A、B两点的角速度相等B．A、B两点线速度相等C．A、B两点的转动半径相同D．A、B两点的转动周期相同12、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是()A．球A的线速度必定大于球B的线速度B．球A的角速度必定等于球B的角速度C．球A的运动周期必定小于球B的运动周期D．球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用图示装置做验证机械能守恒定律实验（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__________．A．速度变化量和高度变化量B．动能变化量和势能变化量（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到一条理想的纸带，在纸带上选连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图所示，已知，重物质量为0.5kg，打点计时器打点的周期为0.02s，从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量_______J，动能变化量_______J．（保留两位有效数字）（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像得到图像是一条过原点的直线，该直线的斜率接近_____________（填g、2g或）则可认为重物下落过程中机械能守恒．14、（10分）在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某一位置，如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整：(1)用铅笔描下结点位置，记为O；(2)记录两个弹簧测力计的示数F1、F2，___________；(3)只用一个弹簧测力计，___________，记录测力计的示数F′，沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线；(4)图乙是某同学在白纸上根据实验结果画出的图，图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________；(5)某次实验时，一同学得到力F1的方向沿图丙中OP方向，力F2的方向沿图中OM方向，两个分力的大小分别为F1=2.0N、F2=2.4N，请根据图中标示的单位长度作出F1、F2的合力F；____________(6)根据作图可得F1、F2的合力大小为F=___________N(结果保留2位有效数字)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)如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝m，已知电场线平行于△ABC所在平面，一个带电量为2×10－6C的负电荷由A移到B，电势能增加1.2×10－5J；由B移到C，电场力做功6×10－6J，求（1）AB，BC间的电势差UAB，UBC（2）若设C点为零电势能点，电荷在B点的电势能EPB（3）该电场的电场强度大小及方向16、（12分）(本题9分)电荷量为的带正电滑块（可看作质点）以一定初速度在粗糙水平面上滑动，如图所示，区域存在一水平向右的匀强电场，电场强度为，已知滑块滑到点时有一向右的速度，间距离为，滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，问：(1)滑块在电场区域的加速度为多大？(2)滑块最终停在距离点多远处？17、（12分）(本题9分)如图所示，质量为m＝lkg的小物体（可视为质点），以v0＝7m/s的初速度从底端冲上倾角为α＝53°，长度s＝1m的粗糙斜面AB，并恰好在最高点以水平速度vc＝3m/s冲上传送带．传送带正以速度v＝5m/s顺时针转动，其水平长度CD为12m，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1．小物体从D点平抛，恰好沿P点切线进入口径很小的光滑圆管轨道中，圆心为O，轨道半径R＝1m，且OP与竖直方向的夹角为θ＝60°，Q点为轨道最高点（不计空气阻力，取g＝10m/s2）．求：（1）小物体与斜面的动摩擦因数μ0；（2）小物体通过传送带CD所用的时间；（3）小物体在Q点对圆弧轨道的作用力．

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、C【解析】

A.火箭加速上升时，动能增大，重力势能增大，故机械能增大，故A错误；B.潜水运动员在水中匀速下落，动能不变，重力势能减小，故总机械能减小，故B错误；C.物体从空中自由下落（不计空气阻力）时只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动时，动能不变，重力势能改变，故机械能不守恒，故D错误。2、A【解析】

设大锤的速度为v1，小车的速度为v2，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，负号表示方向水平向左，故A正确，B、C、D错误；故选A．3、D【解析】

AB.小球从A点开始摆动，在P点挡住摆线后，小球能继续向运动，在整个过程中机械能的总量保持不变，机械能是守恒的，小球能上升到原来的高度，故AB错误；CD.小球到达最低点时水平方向不受力，则悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度大小不变，而半径变小，根据a=v4、C【解析】

A、B项：设汽车的额定功率为P．汽车的速度v时，根据牛顿第二定律知：，所以P=kmgv+mav，故AB错误；C项：汽车匀速时，牵引力等于阻力，速度最大，故有：，故C正确；D项：加速度为时，此时牵引力为F，则，解得：，此时速度为：，故D错误．5、D【解析】

坐于观光球舱中的某游客线速度的大小不变，但方向不断改变，可知动量也不断变化，线速度不断改变；由于向心加速度方向不断变化，可知合外力大小不变，但方向不断改变，选项ABC错误；由于动能不变，重力势能不断变化，可知机械能不守恒，选项D正确.6、D【解析】

A．极板之间为匀强电场，电场强度相等，沿电场线方向电势降低，所以a、b两点电势不同，A错误；B．a、b两点处于点电荷的某一等势面上，所以电势相等，场强大小相等，方向不同，B错误；C．a、b两点关于等量同种电荷对称，所以电势相等，但是场强等大反向，C错误；D．等量异种电荷连线的中垂线上电势处处相等，电场强度方向相同，a、b两点处于等量异种电荷连线的中垂线上，电势相等，根据场强的叠加法则可知两点处的场强大小也相同，D正确。故选D。7、AD【解析】对子弹由动能定理有；对木块由动能定理有；根据功能关系可知，一对摩擦力做功的总和为系统摩擦生热，，故A、D正确，B、C错误．故选AD．【点睛】本题是冲击块类型，要注意应用动能定理研究多个物体的系统时，摩擦生热的的公式中，是相对位移．8、AC【解析】当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，即，A正确；由动能定理得，解得，B错误；根据，所以有，C正确；在14m/s---20m/s，功率不变，由P=Fv可知，牵引力减小，由可知，加速度减小，D错误．【点睛】本题关键要具有基本的读图能力，并根据表格中数据分析出汽车的运动情况．对于C问中，牵引力是变力，汽车做变速运动，不能用运动学的公式求解时间．9、BCD【解析】

C、A、卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为3t，C正确．D、知道周期、卫星距地表的高度h，由，可以算出地球的半径R，D正确．A、B、由周期公式可以得到中心天体即地球的质量M，而环绕天体的质量m约掉了无法求出，A错误，B正确．故选BCD．【点睛】灵活运动用重力和万有引力相等以及万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键．10、D【解析】最高点的临界情况：，解得

根据动能定理得，解得：．

若不通过四分之一圆周，根据动能定理有：，解得

所以或，故D正确，ABC错误．点睛：解决本题的关键知道小球在内轨道运动最高点的临界情况，以及能够熟练运用动能定理．11、AD【解析】

A、AB两点都绕地轴做匀速圆周运动，两点共轴转动，角速度相同．故A正确．BC、由图知B转动的半径大于A转动的半径．根据v=rω，知B的线速度大．故B、C错误．D、根据，角速度相同，则周期相同．故D正确．故选AD．12、BCD【解析】

以A为例对小球进行受力分析，可得支持力和重力的合力充当向心力，设圆锥桶的锥角为θ，所以FNmgtanA．球A的线速度必定大于球B的线速度，正确B．球A的角速度小于球B的角速度，错误C．球A的运动周期大于球B的运动周期，错误D．球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，错误二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）B（2）0.25J；0.24J（3）2g【解析】

（1）验证机械能守恒，即需比较重力势能的变化量与动能增加量的关系，故选B．（2）从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB=0.5×9.8×0.0501J=0.25J，B点的瞬时速度，则动能的增加量△Ek＝mvB2=×0.5×0.9752J=0.24J．（3）若能满足mgh=mv2即可认为重物下落过程中机械能守恒，即v2=2gh，即v2-h图像的斜率接近于2g．【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据纸带下降的高度求解重力势能的减小量．14、沿细绳OB、OC的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线将细绳(套)的结点拉到O点F′见解析3.8N【解析】

第一空.记录两个弹簧测力计的示数F1、F2，沿细绳OB、OC的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线；第二空.只用一个弹簧测力计，将细绳(套)的结点拉到O点；第三空.图中的F与F′两力中，F是根据平行四边形法则画出的合力的理论值，F′是实际值，则方向一定沿AO方向的是F′；第四空.作出F1、F2的合力F如图；第五空.根据作图可得F1、F2的合力大小为F=3.8N.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)电势差UAB，UB