北京市牛山一中2024届物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

北京市牛山一中2024届物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题注意事项：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（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)如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况不正确的是（）A．摩擦力的方向始终指向圆心OB．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用C．重力和支持力是一对平衡力D．摩擦力提供物体做匀速圆周运动所需要的向心力2、(本题9分)如图所示，通过定滑轮悬挂两个质量为m1、m2的物体(m1>m2)，不计细绳与滑轮的质量、不计细绳与滑轮间的摩擦，在m1向下运动一段距离的过程中，下列说法中正确的是A．m1重力势能的减少量等于m2动能的增加量B．m1重力势能的减少量等于m2重力势能的增加量C．m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量D．m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量3、(本题9分)如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=60°，则下列说法定确的是A．小球重力与电场力的关系是qE=3mgB．小球在B点时，对圆弧的压力为2mgC．小球在A点和B点的加速度大小不同D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，也能沿AB圆弧而运动4、(本题9分)汽车通过如图所示的一段路面，其中AB、CD分别为水平路面，BC为一段斜坡，全程路面的材质相同，各路段之间平滑连接．若汽车在从A到D的过程中发动机的功率始终保持不变，在三段路面上达到匀速行驶状态时速率分别为v1、v2、v1．则以下关于汽车的速度随时间变化的图像中可能正确的是A．B．C．D．5、如图abc是竖直平面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点，一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，则（）A．小球恰好能运动到轨道最高点cB．小球从a点开始运动到c点的过程中动能增量为2mgRC．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为2mgRD．小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中机械能的增量为3mgR6、(本题9分)某行星质量为地球质量的1/4，半径为地球半径的4倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）A．16倍B．1/4倍C．4倍D．1/16倍7、做曲线运动的物体，下列说法中正确的是A．曲线运动一定是变速运动B．速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化C．物体加速度可以不变D．它们受合外力一定是变力8、(本题9分)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的Ft图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是()A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下9、(本题9分)如图，轻质弹簧一端固定在斜面（固定）底端的O点，弹簧处于原长状态时，对应的斜面OP部分光滑，斜面顶端Q至P的斜面部分粗糙。一滑块从斜面顶端Q处释放，接触弹簧并压缩，弹簧始终处于弹性限度内，滑块与弹簧作用时不损失能量，从滑块开始运动至压缩弹簧最短的过程中，下列说法正确的是：A．滑块减少的重力势能大于弹簧最大弹性势能B．滑块、弹簧、地球构成的系统，机械能守恒C．滑块先做匀加速后做匀减速直线运动D．滑块接触弹簧以后减少的机械能全部转化为弹簧的弹性势能10、如图所示，物体A、B由轻弹簧相连接，放在光滑的水平面上，物体A的质量等于物体B的质量。物体B左侧与竖直光滑的墙壁相接触，弹簧被压缩，弹性势能为E，释放后物体A向右运动，并带动物体B离开左侧墙壁。下列说法正确的是（）A．物体B离开墙之前，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒B．物体B离开墙之后，物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒C．物体B离开墙之后，物体B动能的最大值为ED．物体B离开墙之后，弹簧的最大弹性势能为E11、(本题9分)如图为某运动员低空跳伞表演，假设质量为m的运动员在下落高度h的一段过程中受恒定阻力作用，匀加速下落的加速度为g(g为重力加速度)。在该运动过程中，下列说法正确的是（）A．运动员的重力势能减少了mghB．运动员的动能增加了mghC．运动员克服阻力所做的功为mghD．运动员的机械能减少了mgh12、(本题9分)我国于2017年11月发射嫦娥五号探月卫星，执行月面取样返回任务．“嫦娥五号”从月球返回地球的过程中可以简单分为四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道I，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入与月球转移轨道II，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道III，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（）A．将嫦娥五号发射至轨道I时所需的发射速度为7.9km/sB．嫦娥五号从环月轨道I进入月地转移轨道II需要加速C．嫦娥五号从A沿月地转移轨道II到达B点的过程中其动能一直减少D．嫦娥五号在第四步变轨时需要减速二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)18世纪，数学家莫佩尔蒂，哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球；假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，(已知此人的质量m＝50kg；地球表面处重力加速度g取10m/s2；地球半径R＝6.4×106m；假设地球可视为质量分布均匀的球体．均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比C．人从北极开始下落，到刚好经过地心的过程，万有引力对人做功W＝3.2×109JD．当人下落经过距地心R瞬间，人的瞬时速度大小为×103m/s14、(本题9分)如图所示，两根细直硬杆a、b分别沿与各自垂直的方向以v1、v2的速率运动，并保持两杆始终垂直.此时两杆交点O的运动速度大小v=_______________.15、(本题9分)图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．图2是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为_____m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为_____m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，光滑曲面轨道AB下端与水平粗糙轨道BC平滑连接，水平轨道离地面高度h，有一质量为m的小滑块自曲面轨道离B高H处静止开始滑下，经过水平轨道末端C后水平抛出，落地点离抛出点的水平位移为x，不计空气阻力重力加速度为g试求:(1)滑块到达B点时的速度大小；(2)滑块离开C点时的速度大小v；(3)滑块在水平轨道上滑行时克服摩擦力所做的功.17、（10分）(本题9分)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少。

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【解题分析】2、C【解题分析】两个物体系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒；m1重力势能减小，动能增加，m2重力势能和动能都增加，故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和；故选C．点睛：本题关键是两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变．3、A【解题分析】

A．小球从A运动到B的过程，根据动能定理得：mgR解得：qE=故A符合题意。B.小球在B点时，速度为零，向心力为零，则有：F故B不符合题意。C.在A点，小球所受的合力等于重力，加速度为重力加速度，在B点，小球的合为：F=Eq加速度为：a所以A、B两点的加速度大小相等，故C不符合题意。D．如果小球带负电，将沿重力和电场力合力方向做匀加速直线运动，故D不符合题意。4、A【解题分析】试题分析：由于AB、CD面水平，故汽车在这两个表面行驶的牵引力相等，BC是倾斜的，故汽车在BC上的牵引力较大，由P=Fv可知，汽车在BC段稳定的速度小于汽车在AB、CD表面的速度，且汽车在AB、CD两个表面的速度是相等的，故选项CD错误；汽车由AB到BC时，阻力增大，而汽车的牵引力没变化，故汽车的加速度为负值，做减速运动，当速度减小，由P=Fv可知，牵引力F增大，故汽车的合外力减小，加速度还是负值，但大小在减小，故速度减小变慢，当牵引力与BC面上的阻力相等时，加速度为0，所以这是一个加速度大小逐渐减小的减速运动；同理，当汽车由BC到CD时，阻力减小，而汽车的牵引力没变化，故汽车的加速度为正值，做加速运动，当速度增大，由P=Fv可知，牵引力F减小，故汽车的合外力减小，加速度大小在减小，故速度增加变慢，当牵引力与CD面上的阻力相等时，加速度为0，所以这是一个加速度大小逐渐减小的加速运动；故选项A正确，B错误．考点：功率，汽车的启动问题．5、B【解题分析】

A．设小球到达c点的速度为v，则从a到c由动能定理：，解得，则小球不是恰好能运动到轨道最高点c（恰好达到c点的速度为零），A错误；B．小球从a到c的过程中，动能增量为，B正确；C．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为，故C错误；D．小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有，此段时间水平位移为，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为，水平外力做功为，则机械能的增量为，故D错误．6、B【解题分析】设地球质量M，某星球质量，地球半径r，某星球半径4r，由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：，解得卫星在圆轨道上运行时的速度公式，分别代入地球和某星球的各物理量得此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的，故B正确，A、C、D错误；故选B．【题目点拨】物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式解得．7、AC【解题分析】

曲线运动的速度方向一定变化，则一定是变速运动，选项A正确；速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，选项B错误；物体加速度可以不变，例如平抛运动，选项C正确；它们受合外力不一定是变力，例如平抛运动，选项D错误.8、BD【解题分析】

A．由图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度方向竖直向上，且逐渐增大，电梯加速度方向竖直向上，且在变化，故A错误；B．由图线L可知，支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律得，解得方向竖直向上，故B正确；C．由图线M可知，支持力等于重力，知电梯可能处于静止，可能处于匀速直线运动状态，故C错误；D．由图线N可知，支持力的大小先大于再小于，根据牛顿第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正确．故选BD.9、AD【解题分析】

A.滑块开始运动至压缩弹簧最短的过程中，根据能量守恒定律可知，减少的重力势能转化为增加的弹性势能和QP段摩擦生的热能，故滑块减少的重力势能大于弹簧最大弹性势能；A正确.B.滑块、弹簧、地球构成的系统在全程运动中，有除重力做功和弹簧的弹力做功外，其它的摩擦力做负功，根据功能关系知系统的机械能减少；B错误.C.滑块在QP段受恒力做匀加速，接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，则合力先向下减小后向上增大，先做加速度向下减小的变减速直线运动，后做加速度向上增大的变减速直线运动；故C错误.D.滑块接触弹簧时有不为零的速度，则此后的过程减少的重力势能和减少的动能一起转化为增加的弹性势能，即滑块减少的机械能全部变成弹簧增加的弹性势能；故D正确.10、BD【解题分析】

A.物体B离开墙之前，由于墙壁对B有向右的作用力，物体A、B系统的合外力不为零，系统的动量不守恒；故A项不合题意.B.物体B离开墙壁后，系统的合外力为零，系统的动量守恒，故B项符合题意.C.弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程，B一直加速，弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.设此时A、B的速度分别为vA、vB.根据动量守恒和机械能守恒得：mv=m1解得：vB=v，vA=0物体B的最大动能为：EkB=故C项不合题意.D.根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可得物体B离开墙时物体A的动能等于E.设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v，则E=1物体B离开墙壁后，系统的动量守恒，当弹簧伸长最大时和压缩最大时，两物体的速度相等，则mv=(m+m)v′，则知两种状态下AB共同速度相同，动能相同，则根据机械能守恒知，弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能,有：1联立解得：E'11、BD【解题分析】

A、运动员在下落高度h的一段过程中，重力做功mgh，运动员的重力势能减少了mgh，故A错误。B、运动员在下落高度h的一段过程中，合外力的功W合=mah=mgh，根据动能定理W合=Ek，运动员的动能增加了mgh，故B正确。CD、根据牛顿第二定律mg-Ff=ma，运动员受到的阻力Ff=mg，在下落高度h的过程中，运动员克服阻力所做的功Wf=mgh，根据能量守恒，运动员的机械能减少了mgh，故C错误，D正确。12、BD【解题分析】

月球的第一宇宙速度比地球的要小，将嫦娥五号发射至轨道I时所需的发射速度小于7.9km/s，故A错误；“嫦娥五号”从轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ是离心运动，所以需要加速，故B正确；刚开始的时候月球对“嫦娥五号”的引力大于地球对“嫦娥五号”的引力，所以动能要减小，之后当地球的引力大于月球的引力时，卫星的动能就开始增加，故C错误；“嫦娥五号”降落至地面的运动为向心运动，需要减速，故D正确．故选BD．【题目点拨】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．二．填空题(每小题6分，共18分)13、BD【解题分析】

人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故A错误；设人到地心的距离为r，地球密度为，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力，故万有引力与到地心的距离成正比，故B正确；由万有引力可得：人下落到地心的过程重力做功，故C错误；由万有引力可得：人下落到距地心的过程重力做功，设地球质量为M，则有：，又有地球表面物体重力等于万有引力，则有：，故，则重力做功为，由动能定理可得：，所以，当人下落经过距地心瞬间，人的瞬时速度，故D正确；故选BD．【题目点拨】根据万有引力定律及球体体积公式求得不同半径处的万有引力表达式，进而得到万有引力做的功，再由动能定理求得人的速度；最后根据能量守恒，由能量转换求得机械能变化．14、v1【解题分析】

由题意可知，O点参与了水平向右和竖直向下的运动，根据平行四边形定则，合速度v=v1故答案为：v1【题目点拨】