2024届北京市清华附中物理高一第二学期期末统考试题含解析

2024届北京市清华附中物理高一第二学期期末统考试题注意事项：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、(本题9分)有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚．有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动，运用您所学物理知识，分析垃圾转移前后，下列说法中正确的是A．地球与月球间的万有引力会逐渐减小B．月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小C．月球绕地球运行的加速度将会逐渐变大D．月球绕地球运行的周期将变小2、如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态．把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1．随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2．下列关系中正确的是A．W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2C．W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2 D．W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q23、甲、乙两小球都在水平面上做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为1∶2，角速度大小之比为3∶2，则两球的向心加速度大小之比为（）A．1:2 B．2:1 C．3:4 D．3:24、(本题9分)一质量为200kg的小船静止在平静的水面上，小船长度为2m。质量为50kg的小孩从船头走到船尾。若不考虑船运动过程中水对船的阻力，则人从船头走到船尾的过程中A．人与船可以向相同方向运动B．船的速率始终是人的速率的4倍C．人对地发生的位移大小为1.6mD．船对地发生的位移大小为1.6m5、下列说法正确的是A．爱因斯坦建立了相对论B．开普勒发现万有引力定律C．牛顿测出了万有引力常量D．卡文迪许发现行星运动三大定律6、关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（）．A．只有动力对物体做功时，物体的动能增加B．只有物体克服阻力做功时，它的动能减少C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化7、如图所示，实线表示某电场中一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有等间距的A、B、C三点，则A．B点的场强小于C点的场强B．A点的电场方向指向x轴正方向C．AB两点电势差小于BC两点电势差D．AB两点电势差等于BC两点电势差8、(本题9分)“嫦娥四号”月球探测器到达月球附近时，先在100km高的圆轨道环月运行，之后经历了环月变轨后开始实施动力下降，速度逐步降低。在距月面100m处开始悬停，自主避障后缓速下降并着陆在月球背面。若已知引力常量G，月球的半径R及下列数据，可求得月球质量的是（）A．“嫦娥四号”在100km高的环月圆轨道运行时的速度B．“嫦娥四号”在100km高的环月圆轨道运行时的周期C．“嫦娥四号”实施动力下降时的加速度D．“嫦娥四号”在100m高处悬停时受到的重力9、(本题9分)如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图像，t1时刻起汽车的功率保持不变．由图像可知（）A．0~t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B．0~t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C．t1~t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D．t1~t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变10、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（）A．a对b的静电力一定是引力B．a对b的静电力可能是斥力C．a的电量可能比b少D．a的电量一定比b多11、(本题9分)下列说法错误的是（）A．一定质量气体，在体积不变的情况下，它的压强与温度t成正比B．气体在趋近绝对零度时，其体积趋于零C．一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高1度，其压强增加D．绝对零度是低温的极限，将来随着技术的发展，也不可能达到12、(本题9分)某电场的电场线分布如图所示，则()A．电荷P带正电B．电荷P带负电C．a点的电场强度大于b点的电场强度D．正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系．（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，需要平衡阻力．关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是_______（2）甲小组同学正确平衡了阻力，选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M，取砝码的总重力值作为绳子的拉力值，按正确操作得到图示的一条纸带．在纸带上选取三个连续计时点A、B、C，测得它们到静止释放的起始点O的距离分别为sA、sB、sC，打点计时器的工作频率为f，已知当地重力加速度为g，从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=_______，小车动能变化量ΔEk=__________．（3）乙小组同学也正确平衡了阻力，但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M．在处理数据时，他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值，并采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量静止释放的起始点O到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W．他们作出的图线为__________．14、（10分）(本题9分)用图示装置测量弹簧的弹力做功，将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点，此时弹簧处于原长，在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连，用天平测出滑块（含遮光片）的质量为m，用刻度尺分别测得A、O之间的距离为x1，B、C两点间距离x2，再用滑块压缩弹簧到位置A（滑块与弹簧没有栓接），静止释放，利用计时器测出遮光片从B到c所用的时间为t．（1）根据所测量的物理量，可计算出滑块离开弹簧时速度大小，其表达式为v=______，从A运动到O过程中弹簧对滑块做的功W=_______．（用所给的物理量符号表示）（2）某同学未调节气垫导轨水平就开始做实验，导致气垫导轨左端比右端略高，则弹簧对滑块做功的测量值与真实值比较将__________（填字母序号）．A．偏大B．偏小C．相等三、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，一长度LAB＝4m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC＝2m，离地面高度H＝1.6m，下方有一半球体与水平台相切，半球体半径r＝1m，OD与水平面夹角为α＝53°，整个轨道处于竖直平面内。一物块b（可视为质点）静止于C处，在斜面顶端A处由静止释放另一物块a（可视为质点），物块a下滑到C处与物块b发生弹性碰撞，物块a与物块b碰撞后，物块b恰好落在D点。已知物块a与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，g取10m/s2（sin53°＝，cos53°＝）。求（1）物块a与物块b碰撞前的速度大小；（2）碰撞后物体b速度大小；（3）求物块a最终停在何处。16、（12分）(本题9分)从某一高度平抛一物体，当抛出2s后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平成60°角，g取10m/s2。求：（1）抛出时的初速度；（2）落地时的速度；（3）抛出点距地面的高度；（4）水平射程。17、（12分）(本题9分)如图所示，质量为m的滑块放在光滑的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0，长为L.现将滑块缓慢向左移动压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时突然释放，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数为μ.(1)试分析滑块在传送带上的运动情况；(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求释放滑块时弹簧具有的弹性势能；(3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．

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、B【解题分析】试题分析：月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出线速度、周期和万有引力的表达式进行分析．设地球质量为M，月球质量为m，地球与月球间的万有引力F=GMmr2，由于M>m，M减小、m增加、M+m固定，故Mm会增加，故地球与月球间的万有引力会逐渐增加，直到两者质量相等为止，A错误；万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有G2、B【解题分析】

拉力对小物体做的功由物体对地位移决定，即W＝FL，故W1=W2；拉力的功率为P=Wt，第二次运动过程中小物体的对地速度比第一次大，所以所用时间较短，功率较大，即P1<P2；物体和传送带之间因摩擦而产生的热量由二者相对位移决定，即Q＝fs相对，第一次二者相对位移为L，第二次相对位移为L-v2t<L，故Q1＞Q3、C【解题分析】

根据a=vω，则两球的向心加速度大小之比为3：4，故ABD错误，C正确.4、C【解题分析】

A.船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，以人速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m人得：v人负号表示人与船的速度方向总是相反，故A项与题意不相符；B.将m人=50kg，m船=200kg代入v解得：v人则人的速率始终是船的速率的4倍，故B项与题意不相符；CD.人从船头走到船尾，设人和船对地发生的位移大小分别为s1和s2，以人速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m人又s1解得：s1故C项与题意相符，D项与题意不相符。5、A【解题分析】

A.爱因斯坦建立了相对论，故A正确。B.牛顿发现万有引力定律，故B错误。C.卡文迪许测出了万有引力常量，故C错误。D.开普勒发现行星运动三大定律，故D错误。6、D【解题分析】

A.根据动能定理得W总=∆Ek，合力做功量度动能的变化。动力对物体做正功，只有动力对物体做功时，W总>0，物体的动能增加，故选项A不合题意；B.物体克服阻力做功，阻力做负功，只有物体克服阻力做功时，W总<0，物体的动能减少，故选项B不合题意；C.根据动能定理内容知道，外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差，故选项C不合题意；

D.动力和阻力都对物体做功，物体受各个力做功的代数和可能为零，所以物体的动能可能不变，故选项D符合题意。7、ABC【解题分析】

A项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，由于0.4V与0.2V两个等势面间电势差等于0.6V与0.4V两个等势面间电势差，C处的等势面密，所以C点电场强度较大，故A正确；B项：电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B正确；C、D项：等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，所以AB两点间的平均场强小于BC两点间的平均场强，由公式，可知，AB两点电势差小于BC两点电势差，故C正确，D错误。8、AB【解题分析】

AB.根据万有引力提供向心力知，，所以月球的质量为，所以当已知“嫦娥四号”在环月轨道运行的周期和线速度时，可求得月球质量，故AB正确；C．已知“嫦娥四号”实施动力下降的加速度时，嫦娥四号做的是减速运动，加速度与动力下降阶段处的重力加速度不相等，由于条件不足，不能求出月球的质量，故C错误；D．已知悬停时的重力，重力等于万有引力，但不知道嫦娥四号的质量，所以不能求出月球质量，故D错误；9、BC【解题分析】考点：功率、平均功率和瞬时功率．分析：由图可知，汽车从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的增加，汽车的功率也要变大，当功率达到最大值之后，功率不能在增大，汽车的牵引力就要开始减小，以后就不是匀加速运动了，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，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．解答：解：A、0～t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以A错误．B、由A的分析可知，B正确．C、t1～t2时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以C正确．D、由C的分析可知，D错误．故选BC．点评：这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动．本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，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．10、AD【解题分析】

AB．根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，故A正确，B错误；CD．根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此a的电量一定比b多。故C错误，D正确；11、ABC【解题分析】

A.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，根据：可知压强p与热力学温度T成正比，而：T=t+273故压强与温度t不是成正比，故A错误,符合题意；B.气体趋近于绝对零度时，已液化，气体实验定律已经不适用了，体积也不会趋近于零。故B错误,符合题意。C.一定质量气体发生等容变化，由理定律定律得：则有：气体温度每升高1℃，压强就增加T温度时压强的倍，当0℃=273K，故气体温度每升高1℃，增加的压强等于它在0℃时压强的，故C错误,符合题意；D.根据热力学第三定律可知，热力学温标的零K达不到，故D正确,不符合题意。12、AD【解题分析】

由图可知电场线从正电荷出发，所以电荷P带正电，故A正确，B错误；从电场线的分布情况可知，b的电场线比a的密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，故C错误；根据电场线越密的地方电场强度越大，所以c点的场强大于d点场强，所以正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力，故D正确。所以AD正确，BC错误。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BmgsBB【解题分析】

(1)[1]平衡摩擦时应不挂钩码，原理是让重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力，故B正确；(2)[2]拉力做功等于重力势能的减少量，即，[3]小车动能变化量；(3)[4]由于已经平衡摩擦，所以拉力做功等于动能的增量，即图线应该为一条过原点的直线，故B正确．14、A【解题分析】

(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度；则有；A到O弹簧对滑块做的功转化为滑块的动能，由动能定理有：.(2)若气垫导轨左端比右端略高，重力对滑块要做正功，导致通过两光电门的时间将减小，那么测得速度偏大，因此弹性势能的测量值也偏大，故A正确，BC错误。

故选A.【题目点拨】本题利用机械能守恒来探究弹簧的弹性势能的大小，要注意明确实验原理，知道如何测量滑块的速度，并掌握物体运动过程以及光电门的使用方法．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）6m/s；（2）4m/s；（3）物块a最终停在B处。【解题分析】

（1）设物块a与物块b碰撞前的速度大小为va。物块a从A到C的过程，根据动能定理得：解得：va=6m/s（2）设物块a与b发生碰撞后的速度为va′，b飞出的速度为vb．碰撞后物体b做平抛运动，由几何关系，可知物块b在CD间的水平位移x=r+rcosα竖直位移h=H-rsinα又根据平抛运动的规律有x=vbt联立解得vb=4m/s（3）a、b发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒分别得mava=mava′+mbvb。

解得va′=-2m/s设物块a在BC上运动的总路程为S。对物块a，根据动能定理得解得S=2m因为LBC=2m，所以最终物块a停止在B点。16、（1）20m/s（2）40m/s（3）60m（4）【解题分析】hhL根据题意画出物体做平抛运动的曲线图如上图所示，设地面高度为