2023学年北京工大附中物理高一第二学期期末检测试题（含答案解析）

2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：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：（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)如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一个带正电的固定球+Q时，两悬线都保持竖直方向，小球A与固定球+Q的距离等于小球A与小球B的距离．下列说法中正确的是（）A．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较大B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较大D．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较小2、(本题9分)质量为的小球用长为的悬线固定在点，在点正下方处有一光滑圆钉，如图所示，今把小球拉到悬线呈水平后无初速度释放，当悬线碰到圆钉前后瞬间，下列说法错误的是（）A．小球的线速度之比为B．小球的角速度之比为C．小球的向心加速度之比为D．悬线对小球的拉力之比为3、(本题9分)飞机以150m/s的水平速度匀速飞行，某时刻让A球落下，相隔1s又让B球落下，不计空气阻力，在以后的运动中，关于A球和B球的相对位置关系，正确的是（）A．A球在B球的前下方B．A球在B球的后下方C．A球在B球的正下方5m处D．A球在B球的正下方，距离随时间的增加而增加4、(本题9分)人类对行星运动规律的认识漫长而曲折．牛顿在前人研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一﹣﹣万有引力定律．对万有引力的认识，下列说法正确的是（）A．行星观测记录表明，行星绕太阳运动的轨道是圆，而不是椭圆B．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力D．卡文迪许在实验室里较为准确地得出了引力常量G的数值5、(本题9分)蹦极是一项既惊险又刺激的运动深受年轻人的喜爱．如图所示蹦极者从P点静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，离水面还有数米距离．若不计空气阻力，则蹦极者从A到B的过程中，下列说法正确的是（）A．蹦极者的机械能守恒B．蹦极者的重力势能和动能之和一直减小C．蹦极者的动能是先变小后变大D．蹦极者在B点的速度为零，处于平衡状态6、(本题9分)汽车以恒定功率P由静止开始在水平路面上启动，其所受阻力大小恒为f，经过时间t，汽车的运动速度v1刚好满足P=fv1，在此过程中，（）A．汽车做匀加速直线运动B．汽车牵引力做功为C．汽车牵引力做功为PtD．汽车最终做匀速运动时的速度大于v17、(本题9分)轻杆一端固定在光滑水平轴O上，杆长为l．杆另一端固定一质量为m可视为质点的小球，如图所示．给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点P，下列说法正确的是（）A．小球在最高点时对杆的作用力为零，只有重力提供小球的向心力B．小球恰好通过最高点的临界速度是C．若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能减小D．若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能增大8、(本题9分)一条河岸平直的小河宽度为40m，河水流速为3m/s。小船在静水中的速度为5m/s，现在始终保持船头垂直对岸渡河。下列分析正确的是A．小船过河的时间等于10sB．小船过河的时间等于8sC．小船过河的位移大于40mD．小船过河的位移等于40m9、一新型赛车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为m＝1×103kg，由静止开始沿水平测试道运动，用传感设备记录其运动的v-t图象如图所示。该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ＝0.1．赛车在0～5s的v-t图象为直线，5s末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～10s之间，赛车的v-t图象先是一段曲线，后为直线。取g＝10m/s1，则（）A．该车的额定功率为4×104WB．该车的额定功率为1.1×105WC．该车匀加速阶段的加速度a＝4m/s1D．该车出发后10s内的总位移为150m10、任何有质量的物体周围都存在引力场，万有引力是通过引力场发生作用的。引入“引力场强度”A来表示引力场的强弱和方向，质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力为F，则地球在该处产生的引力场强度A=，以下说法正确的是（）A．A的单位与加速度的单位相同B．A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致C．r越大，A越大D．m越大，A越小11、如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，水平。A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方，如果从D点无初速度释放一个小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落在平台MN上。下列说法正确的是（）A．只要D点的高度合适，小球可以落在MN上任意一点B．在由D运动到M和由C运动到P的过程中重力功率都越来越大C．小球运动的整个过程中机械能守恒D．如果小球能从C点飞出，则小球过C点时与轨道的压力不可能为零12、(本题9分)1019年4月10日11点，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。科学家曾在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，将黑洞视为质点，且两黑洞与圆心始终在一条直线上。若其中一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1，另一黑洞的质量为M1，轨道半径为r1，角速度为ω1，加速度为a1，周期为T1．根据所学知识，下列选项正确的是（）A．双黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．双黑洞的轨道半径之比r1：r1＝M1：M1C．双黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．两黑洞的周期之比为T1：T1＝l：1二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）．(1)为了减小实验误差，下列做法正确的是_______A．需平衡小车的摩擦力B．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量C．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻D．先释放小车，后接通打点计时器的电源(1)某同学根据实验数据画出了图1所示的一条过坐标原点的斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为_____；A．1MB．1(3)图3为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，测得AB=1.0cm、AC=8.0cm、AE=31.0cm，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度______m/s1．14、（10分）(本题9分)在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下.②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：．（2）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图，根据数据测得当地重力加速度g=m/s2；第8个水滴此时的速度v8=m/s（结果都保留三位有效数字）.（3）该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：．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)如图所示为某小区儿童娱乐的滑梯示意图，其中AB为光滑斜面滑道，与水平方向夹角为37°，BC为水平粗糙滑道，与半径为0.2m的1/4圆弧CD相切，ED为地面．已知通常儿童在粗糙滑道上滑动时的动摩擦因数是0.5，A点离地面的竖直高度AE为2m，试求：(g取10m/s2)(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小．(2)为了使儿童在娱乐时不会从C处脱离圆弧水平飞出，水平粗糙滑道BC长至少为多少？(B处的能量损失不计)16、（12分）(本题9分)质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s．若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变．求：①汽车所受阻力的大小．②3s末汽车的瞬时功率．③汽车做匀加速运动的时间．④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功．17、（12分）(本题9分)2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射．标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水平．飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道．已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：(1)地球的质量；(2)飞船在上述圆形轨道上运行的周期T．

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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、B【答案解析】

根据电荷间的相互作用可知，A应该带负电，B带正电，A才能受到+Q的向左的吸引力和B球向右的吸引力而平衡，B球受到+Q向右的排斥力和A球向左的吸引力而平衡；所以选项AD均错误；对于A球来说，两边带电球的间距相等，故带电量也相等，即B球带电量与+Q球的电量相等；对于B球来说，因为A离B较近，故要想与+Q球产生相等的力，A球的电量比+Q球的电量较少就可以了，所以A球所带的电荷量较小，选项B正确，C错误．【点晴】对于小球所带电的性质，我们可以采用假设的方法，若使它们都平衡，则AB这二个球必须受到平衡力的作用；对于电量的大小，我们可以先针对球A分析，再针对球B分析，找其关系，最后再综合对比．2、D【答案解析】

当悬线碰到圆钉C前后瞬间，小球水平方向不受力，故小球的线速度不变，故A正确；小球通过最低点时，线速度不变，做圆周运动的半径减半，根据ω=v/r知，则角速度之比1：2，故B正确；小球的向心加速度a=v2/r，半径减半，故小球的向心加速度之比为1:2，故C正确；根据牛顿第二定律：F−mg＝ma，故绳子的拉力F＝mg+ma，因向心加速度之比为1:2，故悬线对小球的拉力之比不等于1:2，故D错误；此题选择错误的选项，故选D．【答案点睛】本题关键要抓住细绳碰到钉子前后线速度不变，转动半径变化，再由圆周运动的规律，比如向心力公式进行分析．3、D【答案解析】

小球离开飞机做平抛运动,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,所以A球在B球的正下方．在竖直方向上做自由落体运动,所以位移随时间逐渐增大．故ABC错误，D正确．故选D.点睛：飞机匀速飞行，飞机上自由释放的小球做平抛运动，初速度等于飞机的速度，而平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，则两个小球水平方向速度与飞机的速度相同，总在飞机的正下方．4、D【答案解析】试题分析：根据开普勒第一定律，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误；万有引力适用于任何两个物体之间，故选项B错误；重力为万有引力分力，故选项C错误；卡文迪许在实验室里通过卡文迪许扭秤较准确的测出了万有引力常量G，故D正确。考点：万有引力定律物理学史5、B【答案解析】

AB.蹦极者从A到B的过程中，弹性绳对蹦极者做了负功，蹦极者的机械能减少，蹦极者的重力势能和动能之和一直减小，故A错误，B正确；C.蹦极者从A到B的过程中，刚开始重力大于弹性绳的弹力，蹦极者向下做加速运动，当重力等于弹性绳的弹力时，速度最大，之后弹性绳弹力继续增大，重力小于弹性绳的拉力，蹦极者向下做加速运动，直到速度为0，所以蹦极者的速度是先变大后变小，蹦极者的动能是先变大后变小，故C错误；D.由C分析可知，尽管蹦极者在B点的速度为零，但此时弹性绳的弹力大于重力，处于非平衡状态，故D错误。6、C【答案解析】试题分析:A、由于功率不变，根据P=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的牵引力减小，此过程汽车做加速度减小的加速运动，故A错误；根据动能定理得：，阻力做负功，所以汽车牵引力做功大于，故B错误；由于汽车功率不变，所以汽车牵引力做功W=Pt，故C正确；当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值，，此后以速度v1做匀速运动，故D正确．考点：机车起动问题7、CD【答案解析】杆模型中，小球刚好能通过最高点P的速度为0，设小球在最高点时对杆的作用力为F，根据牛顿第二定律：F-mg=0，得：F=mg，故AB错误；在最高点，当速度大于，杆子表现为拉力，当速度小于，杆子表现为支持力．根据牛顿第二定律知，在最高点当速度大于，速度增大，则杆子的作用力增大，当速度小于，速度增大，则杆子的作用力减小．故CD正确；故选CD.点睛：解决本题的关键知道“杆模型”与“绳模型”的区别，知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行分析．8、BC【答案解析】

AB．小船渡河过程中始终保持船头指向与河岸垂直，渡河时间最短，最短渡河的时间为t=dA错误B正确；CD．小船的实际航线是垂直河岸方向上与水流方向上的合位移，与水流方向成锐角，则小船过河的位移大于40m，C正确D错误．9、BCD【答案解析】

ABC、0s~5s赛车作匀加速运动，由图象可知：a=ΔvΔt=205=4m/s2，5秒末时达到额定功率为D．前5秒内位移为：s1=12at2=12×4×25=50m；赛车匀速运动时有：Pv10、AB【答案解析】

AB、F为质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力，则A=表示的就是物体的加速度，根据牛顿第二定律定律，A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致，故AB正确。CD、由万有引力定律F=G知，r越大，引力F越小，则A越小；由A=知，A与m无关，故CD错误。11、BC【答案解析】

AD．小球恰好通过点时，小球对轨道的压力为零，则有得小球通过点的最小速度为小球离开点后做平抛运动，则有解得小球离开点做平抛运动的水平距离最小值为所以小球只有落在平台上距点距离为的右侧位置上，故AD错误；B．在由运动到的过程中，速度增大，由知重力功率增大；由运动到的过程中，增大，由知重力功率增大，故B正确；C．小球由经、、到的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C正确。故选BC。12、BCD【答案解析】

AD.一对相互环绕旋转的超大质量不等的双黑洞系统，在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，绕它们连线上某点做匀速圆周运动，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A项不合题意，D项符合题意；B.根据万有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B项符合题意.C.根据a＝ω1r，因为a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C项符合题意.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AC；D；4【答案解析】（1）A、实验前需要平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力，故A正确；

B、小车受到的拉力可以由弹簧测力计测出，砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量，故B错误；

C、滑轮的摩擦和绳子的质量会影响示数，所以要求滑轮摩擦足够小，绳的质量足够轻，减小实验误差，故C正确；

D、应先接通打点计时器的电源，再释放小车，故D错误。

（1）探究加速度与合外力的关系实验要控制小车质量M不变，由牛顿第二定律得：a=1MF（3）每两点间还有四个计时点未画出，计数点间的时间间隔：T=0.02×5s=0.1s，

由匀变速直线运动的推论Δx=aT2可知，加速度：点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。14、（1）频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率（2）9.72;2.27（3）存在空气阻力【答案解析】

（1）频闪