北京市西城区第十五中学2024届高一物理第二学期期末统考模拟试题含解析

北京市西城区第十五中学2024届高一物理第二学期期末统考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：（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)在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动当速度达到后，立即关闭发动机而滑行直到停止图线如图所示，汽车的牵引力大小为，摩擦力大小为全过程中，牵引力做的功为，克服摩擦阻力做功为以下是、及、间关系的说法，其中正确的是：：1

：：1

：：1

：：1．A． B． C． D．2、(本题9分)在蹦床比赛中，从运动员接触蹦床面到运动至最低点的过程中（忽略空气阻力的影响），以下说法正确的是A．运动员重力势能的改变与零势能参考面的选取有关B．蹦床的弹力做负功，弹性势能增加C．运动员的动能始终减小D．运动员机械能守恒3、有一质量为m的小球沿如下图所示的光滑轨道下滑，已知轨道圆形部分的半径为R，试求离地面多高处释放小球，才能保证小球刚好通过圆轨道()A．0.5R B．1.0R C．2.5R D．3.5R4、如图所示，当汽车以12m/s通过拱形桥顶时，对桥顶的压力为车重的。如果要使汽车在桥面行驶至桥项时，对桥面的压力恰好为零，则汽车通过桥顶的速度为A．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s5、(本题9分)如图所示，体育课上某同学在高h处斜抛出一个质量为m的铅球，不计空气阻力，铅球落地时速度大小为v，该同学对铅球所做的功为A．mgh B． C． D．6、(本题9分)如图所示，是一条电场线上的三点，电场线的方向由到，间的距离等于间的距离，用和分别表示三点的电势和电场强度，用分别表示和两点的电势差，可以判定（）A． B．C． D．7、(本题9分)水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直线轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，重力加速度为gA．小球到达c点的速度为2gRB．小球到达b点时对轨道的压力为5mgC．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点所需时间为28、如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒固定在竖直面内。有两个质量不同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。则A．甲乙两球都是由重力和支持力的合力提供向心力B．筒壁对甲球的支持力等于筒壁对乙球的支持力C．甲球的运动周期大于乙球的运动周期D．甲球的角速度大于乙球的角速度9、(本题9分)汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB．汽车匀加速的运动时间为10sC．当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s10、(本题9分)从A点将一个小球以三种不同方式抛出，(1)以v0速率竖直下抛；(2)以v0速率竖直上抛；(3)以v0速率平抛.到达地面时重力做功的瞬时功率分别是P1、P2、P3，重力做功的平均功率分别为、、，则下述说法中正确的是()A．P1＞P2＞P3 B．P1=P2＞P3C．＞＞ D．=＞11、如图所示，由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B，系统可绕O点在竖直面内转动，初始位置OA水平．由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力．则（）A．系统在运动过程中机械能守恒B．B球运动至最低点时，系统重力势能最小C．A球运动至最低点过程中，动能一直在增大D．摆动过程中，小球B的最大动能为mgL12、(本题9分)如图所示，在上端开口的饮料瓶的侧面戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶静止时，小孔有水喷出。若饮料瓶在下列运动中，没有发生转动且忽略空气阻力，小孔不再向外喷水的是()A．自由下落B．饮料瓶被水平抛出后的运动过程中C．饮料瓶被竖直向上抛出后的运动过程中D．手持饮料瓶向上加速运动的过程中二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。(1)已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是_____（填字母代号）；A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示，图中O点为打点起始点，且速度为零，选取纸带上打出的连续点A、B、C作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为、、，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锺更力势能的减少量Ep=____，动能的增加量Ek=___（用题中所给字母表示）；(3)某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响，若重锤所受阻力为f，重锤质量为m，重力加速度为g，他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2—h图线，如图3所示，图像是一条直线，此直线斜率k=___（用题中字母表示）。14、（10分）(本题9分)在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。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)质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来；已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，（安全带伸长量远小于其原长）不计空气阻力影响，g取10m/s2。求：人向下减速过程中，安全带对人的平均作用力的大小及方向。16、（12分）(本题9分)如图所示,在水平圆盘圆心处通过一个光滑小孔把质量均为m的两物块用轻绳连接，物块A到转轴的距离为R，与圆盘的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。要使物块A随圆盘一起转动，则：(1)水平圆盘转动的角速度少为多少时，可使物体A与水平圆盘间摩擦力为零？(2)水平圆盘转动的角速度的大小在什么范围内物块A会相对于圆盘静止？17、（12分）如图所示，一质量为m的物体在合外力F的作用下沿直线运动了距离l，物体的速度由v1变为v2.应用牛顿第二定律和运动学公式证明：此过程中合外力的功等于物体动能的增量.

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、A【解题分析】

由动能定理可得出汽车牵引力的功与克服摩擦力做功的关系，由功的公式可求得牵引力和摩擦力的大小关系；【题目详解】对全过程由动能定理可知，故，故③正确，④错误；，，由图可知：，所以，故②正确，①错误，故A正确，B、C、D错误；故选A．【题目点拨】关键是要注意在机车起动中灵活利用功率公式及动能定理公式，同时要注意图象在题目中的应用．2、B【解题分析】

A.重力势能的改变取决于位置的变化，和零势能面的选取无关，故A错误；B.蹦床的弹力向上，对人做负功，弹性势能增加，选项B正确；C.运动员在刚接触蹦床时，重力大于弹力，运动员继续加速；因弹力增加，故加速度减小，但运动员的速度增加，直到弹力等于重力为止，此后做减速运动，故动能先增大后减小，故C错误；D.运动员和蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，选项D错误。3、C【解题分析】

小球刚好通过圆轨道，则有，从开始到圆环顶端的过程，由机械能守恒定律有，解得，故选项C正确，A、B、D错误。4、D【解题分析】

根据牛顿第二定律得：mg-N=m，其中N=mg，解得：R=57.6m。当车对桥顶无压力时，有：mg=m，代入数据解得：v'=24m/s。A.3m/s，与结论不相符，选项A错误；B.10m/s，与结论不相符，选项B错误；C.12m/s，与结论不相符，选项C错误；D.24m/s，与结论相符，选项D正确；5、C【解题分析】

人对铅球做的功等于铅球获得的初动能，球抛出后只有重力做功，根据动能定理即可求得铅球抛出时的初动能。【题目详解】人对铅球做的功等于铅球获得的初动能，根据对抛出到落地的过程运用动能定理得：，解得：，即人对小球做的功等于，所以C正确，ABD错误。故选C。【题目点拨】本题考查了动能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便。6、C【解题分析】只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较场强的大小，故A错误．沿电场线方向电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知φa＞φb＞φc，选项C正确，B错误；对于匀强电场，两点间的电势差U=Ed，由于电场线的疏密情况无法确定，两点间的电势差的公式U=Ed也不能适用，不能判断电势差的关系，故D错误；故选C．点睛：本题考查了电场线和电势、电场强度以及电势差之间的关系，尤其注意公式U=Ed的适用条件以及公式中各个物理量的含义.7、CD【解题分析】

A.小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，只有重力提供向心力mg=解得：v=故A错误；B.由机械能守恒定律得：1由向心力公式有：F-mg=解得轨道对小球的支持力F=6mg，根据牛顿第三定律得：小球到达b点时对轨道的压力为6mg，故B错误；C.由平抛运动规律得，水平位移x=vt=故C正确；D.小球离开轨道后，在竖直方向做自由落体运动，小球从c点落到d点所需时间为t=故D正确。8、AC【解题分析】

对两球受力分析即可得向心力的来源；支持力与重力的合力提供小球所需要的向心力，根据平衡条件即可得支持力大小关系；利用牛顿第二定律列式，结合两球的轨道半径关系即可分析出两球的周期与角速度关系．【题目详解】A、对两球受力分析，都受重力、支持力两个力的作用，由于做匀速圆周运动，即合外力提供向心力，故可知甲、乙两球都是由重力与支持力的合力提供向心力，A正确；

BCD、设圆锥筒的顶角为，则有：在竖直方向有：，轨道平面内有：，联立可得支持力为：，角速度为：，由于两球的质量不同，则可知两球所受支持力大小不相等，由图可知甲球的轨道半径大于乙球的轨道半径，故甲球的角速度小于乙的角速度，根据可知，甲球的周期大于乙球的周期，BD错误C正确．9、ABD【解题分析】由题意知，汽车发动机的额定功率P额=40kW=4×104W，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A、当汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：，故A正确；B、若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有：①根据牛顿第二定律有：②，联立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间t=10s，故B正确；C、当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：，则汽车的加速度：，故C错误；D、设匀加速后的800m过程所用的时间为t′，从静止开始一直运动到最大速度的过程中，根据动能定理得：，解得：t′=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正确．故选ABD．【题目点拨】解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时速度最大，当功率达到额定功率时，匀加速运动结束．10、BC【解题分析】

根据动能定理可得，小球落地时的动能为，由于（1）（2）两种情况在竖直方向上的初速度大小相等，而（3）情况中小球在竖直方向上的初速度为零，所以，故落地时，根据可得，A错误，B正确；三种情况下，重力做功相等，根据题意可知，故根据可得，C正确D错误。故选BC。11、AD【解题分析】系统在整个运动的过程中，只有重力做功，所以系统在运动过程中机械能守恒，故A正确；A、B两球组成的系统的重心在AB两球连线的中点，所以当AB杆水平时，重心最低，此时重力势能最小，故B错误；由系统能量守恒可知A球运动至最低点过程中，动能先增大后减小，故C错误；当A、B水平时B的动能最大，根据动能定理可得：，解得：，故D正确．所以AD正确，BC错误．12、ABC【解题分析】

若要水不往外喷，则不受竖直方向的压力，就要求水在运动过程中完全失重，即只受重力，加速度为g的情况就符合题意.A．描述与分析相符，故A正确.B．描述与分析相符，故B正确.C．描述与分析相符，故C正确.D．描述与分析不符，故D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D【解题分析】

(1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可以不测。故选D。

(2)从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力热能的减少量△EP=mgh2.F点的瞬时速度：，则动能的增加量为：△Ek=。

重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2，

(3)若考虑阻力f，则由能量关系：mgh=mv2+fh得：v2=(）h，可知v²-h图线的斜率等于k=。

点睛：明确各种实验仪器的使用方法和实验的实验原理是解决实