北京市十五中2023-2024学年物理高一下期末考试模拟试题含解析

北京市十五中2023-2024学年物理高一下期末考试模拟试题请考生注意：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、一台发电机用0.5A电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（）A．6V B．360V C．120V D．12V2、(本题9分)如图所示，一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m=1.0kg的小木块A．给A和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B．在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是()A．1.8m/s B．2.4m/sC．2.8m/s D．3.0m/s3、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球在细线的拉力作用下，以速度v做半径为r的匀速圆周运动．小球所受向心力的大小为()A．mB．mC．mυ2rD．mυr4、如图，位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动，在圆盘上有一质量为m的小木块，距圆心的距离为,木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍，在圆盘转速缓慢增大的过程中，下列说法正确的是()A．小木块滑动时，沿切线方向滑离圆盘B．小木块受重力、支持力和向心力C．小木块获得的最大动能为D．小木块所受摩擦力提供向心力，始终指向圆心，故不对其做功5、(本题9分)下列物理量中，属于矢量的是A．功率 B．加速度 C．弹性势能 D．动能6、(本题9分)我国计划于2021年开展火星上软着陆，以庆祝中国共产党成立100周年．地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，下列说法正确的是A．在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积B．地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期大C．地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大D．地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度小7、蹦极是一项非常刺激的体育项目，如图所示，某人从弹性轻绳P点自由下落，到a点绳子恢复原长，b点为人静静悬吊时的平衡位置，c点则是人从P点b自由下落的最低点。下列说法正确的是A．人在a到c运动过程中都做减速运动B．人在a到b运动过程中做加速度减小的加速运动，在b点时速度达到最大C．人在b到c运动过程中为加速度增加的减速运动，此阶段人处于超重状态D．此过程中人、绳以及地球组成的系统机械能守恒8、(本题9分)测定运动员体能一种装置如图所示，运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦）下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人相对地面静止不动，使传送带以速度v匀速向右运动，下列说法正确的是A．传送带对人不做功B．人对传送带做正功C．人对传送带做功的功率为D．传送带对人做功的功率为（m1+m2）gv9、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10、(本题9分)下列物体在运动过程中，机械能守恒的有（）A．沿粗糙斜面下滑的物体 B．沿光滑斜面自由下滑的物体C．从树上下落的树叶 D．在真空管中自由下落的羽毛11、如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3kg的物体被一个劲度系数为120N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3m才停下来，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8JB．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05mC．物体的离开弹簧时动能为7.8JD．当弹簧恢复原长时物体的速度最大12、(本题9分)质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B求的动量是4kg·m/s，当A求追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）A．6kg·m/s,6kg·m/sB．7kg·m/s,5kg·m/sC．-2kg·m/s,14kg·m/sD．-4kg·m/s,6kg·m/s二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)小华同学欲测量小物块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图1所示，光电门1、2可沿斜面移动，物块上固定有宽度为d的挡光窄片。物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间。（以下计算的结果均请保留两位有效数字）(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图2所示，则挡光片的宽度d=______mm。(2)在P处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过光电门1、2，显示的时间分别为40ms、20ms，则物块经过光电门1处时的速度大小为____________m/s，经过光电门2处时的速度大小为____________m/s。比较物块经过光电门1、2处的速度大小可知，应_______（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等；(3)正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面顶端与底端的高度差h=60.00cm、斜面的长度L=100.00cm，g取9.80m/s2，则物块与斜面间的动摩擦因数的值（___________）。14、如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON，并多次重复．③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________(用②中测量的量表示)．④经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．相当于碰撞前的总动量数据为________g.cm，碰撞后的总动量数据为_______g.cm。在误差范围内碰撞前后动量是守恒的。⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件都不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.15、(本题9分)如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图．若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为则______A.

C.

为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______填下列对应的字母A.直尺

游标卡尺

天平

弹簧秤

秒表设入射小球的质量为，被碰小球的质量为为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式用、及图中字母表示______成立，即表示碰撞中动量守恒．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同，此时A、B的速度为0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下．若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数μ1=0.1．求：（取g=10m/s2）（1）木块与冰面的动摩擦因数．（2）小物块相对于长木板滑行的距离．17、（10分）如图是弹簧枪发射钢珠前，测量弹簧的弹性势能的装置，M为半径R＝1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩，它是一个与轨道的最低点A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪（枪的水平长度远小于M的半径），可向M轨道发射速度不同的质量均为m＝0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。取g＝10m/s2。（1）某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上；求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep1（2）另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s＝4.8m，求该次发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep2

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、A【解析】

设发电机的电动势为E，电流I=0.5A，时间t=60s，产生的电能W=180J，则由电功公式W=EIt得发电机的电动势故选A。2、B【解析】

以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零的过程中，由动量守恒定律得：，代入数据解得：当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：,代入数据解得：则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：，故B正确．3、A【解析】

根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有：，故A正确，B、C、D错误；故选A．【点睛】小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求解．4、C【解析】

A.小木块滑动时，还受到指向圆心的摩擦力，所以轨迹为曲线，不会沿切线方向飞出，故A错误；B.小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用。向心力是效果力，不能说小球受到向心力。故B错误；C.在木块的摩擦力没有达到最大前，静摩擦力的一部分提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力沿圆心方向的分力，又最大静摩擦力等于滑动摩擦力：，解得最大速度，则小球的最大动能不超过：，故C正确；D.当圆盘转速增大时，小木块的速度增大，由于重力和支持力不做功，根据动能定理知，摩擦力做正功，故D错误；5、B【解析】

A.功率只有大小没有方向，是标量，A错误B.加速度既有大小也有方向，是矢量，B正确C.弹性势能只有大小没有方向，是标量，C错误D.动能只有大小没有方向，是标量，D错误6、C【解析】

A．地球和火星绕太阳的轨道不同，在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积并不等于火星与太阳的连线扫过的面积；故A错误.B．根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，所以地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳的周期小；故B错误.C．把椭圆轨道近似看成是圆轨道，根据，地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大；故C正确.D．把椭圆轨道近似看成是圆轨道，根据，地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，可以推出地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度大；故D错误.7、BCD【解析】

AB.在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，加速度向下，人向下加速运动，随着绳子的伸长，拉力增大，合力减小，所以向下的加速度减小，当到达b点时加速度减为零，此时速度达到最大；从b到c过程中，绳子的拉力大于重力，加速度向上，人做减速运动，随拉力变大，加速度变大，到达c点时加速度最大，此时速度减为零，所以A错误，B正确。C.由以上分析可知，人在b到c运动过程中为加速度增加的减速运动，此阶段因加速度向上，则人处于超重状态，选项C正确；D.此过程中人、绳以及地球组成的系统只有重力和弹力做功，则机械能守恒，选项D正确。8、ABC【解析】传送带对人的摩擦力方向水平向左，和拉力平衡，则人对传送带的摩擦力方向水平向右，传送带的位移向右，则人对传送带做正功，故B正确．由于人的位移为零，则传送带对人不做功，故A正确．人对传送带做功的功率P=fv=m2gv，故C正确．由于人静止不动，则传送带对人做功的功率为零，故D错误．故选ABC．点睛：解决本题的关键掌握判断力是否做功的方法，通过在力的方向上有无位移判断是否做功，知道人受摩擦力和拉力平衡．9、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。10、BD【解析】

A．沿粗糙斜面下滑的物体，受重力、支持力、斜面对物体的摩擦力．物体在运动过程中，除重力对物体做功外，斜面对物体的摩擦力对物体做负功，则物体在运动过程中，机械能不守恒，选项A错误．B．沿光滑斜面自由下滑的物体，受重力、支持力．物体在运动过程中，只有重力对物体做功，则物体在运动过程中，机械能守恒，选项B正确．C．从树上下落的树叶，受重力、空气的作用力．树叶在运动过程中，除重力对物体做功外，空气对树叶的作用力对树叶做负功，则树叶在运动过程中，机械能不守恒，选项C错误．D．在真空管中自由下落的羽毛，只受重力．羽毛在运动过程中，只有重力对羽毛做功，则羽毛在运动过程中，机械能守恒，选项D正确．故选BD．点睛：物体机械能守恒的条件是除重力(弹簧弹力)外其它力对物体做的功为零；有时也借助物体动能和重力势能(弹性势能)的变化来判断机械能是否守恒．11、BC【解析】

AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物体离开弹簧时的动能为Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故选项A不合题意，选项C符合题意；B.当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物体速度最大时弹簧的压缩量x=μmgk=0.2×3×10故选项B符合题意；D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。12、AB【解析】

两球碰撞动量守恒，动能不增加，以下四个选项动量都是守恒的，只需比较碰前后的动能关系就可，动量和动能的关系为，可知碰前的总动能为A.碰后的总动量为：，所以6kg·m/s,6kg·m/s是可能的，故A正确。B.碰后的总动量为：，所以7kg·m/s,5kg·m/s是可能的，故B正确。C.碰后的总动量为：，所以-2kg·m/s,14kg·m/s是不可能的，故C错误。D.碰后的总动量为：，所以-4kg·m/s,6kg·m/s是不可能的，故D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、5.20.130.26减小0.75【解析】

(1)[1]挡光片的宽度为；(2)[2][3]d=5.2mm=5.2×10-3m，t1=40ms=40×10-3s，t2=20ms=20×10-3s，用平均速度来求解瞬时速度：[4]由于v2<v1，物块做加速运动，设斜面的倾角为θ，则对物块受力分析有mgsinθ>μmgcosθ故应减小斜面的倾角，直到mgsinθ=μmgcosθ此时物块匀速运动，两光电门的示数相等(3)[5]h=60.00cm=0.6m，L=100.00cm=1m，物块匀速运动时mgsinθ=μmgcosθ即tanθ=μ又解得μ=0.7514、Cm1OM＋m2·ON＝m1·OPm1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP220162001.676.8【解析】

①[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选C．③[2]要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t得：m1OP=m1OM+m2ON实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；[3]若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有：1即m1④[4]于碰撞前的总动量数据为m1OM=2016g.cm[5]碰撞后的总动量数据为m1OM+m2ON=2001.6g.cm⑤[6]弹性碰撞时，被碰小球m2平抛运动的初速度最大，水平运动射程最远m1v1=m1v2+m2v31解得v3被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为x15、(1)C(2)AC(3)【解析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．为了使两球发生正碰，两小球的半