2024届北京市东城区第五十五中学高一物理第二学期期末检测试题含解析

2024届北京市东城区第五十五中学高一物理第二学期期末检测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)一学生用100N的力将质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则学生对球做的功为（）A．2000J B．16J C．1000J D．无法确定2、如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）A．a、b的电荷同号，B．a、b的电荷异号，C．a、b的电荷同号，D．a、b的电荷异号，3、如图，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为EK1和EK2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()A．EK1>EK2，W1<W2B．EK1＝EK2，W1>W2C．EK1<EK2，W1>W2D．EK1>EK2，W1=W24、(本题9分)一个物体从距地面的高度为H处的自由下落，当它的动能与其重力势能相等时，需要下落的时间为（）A．2HgB．C．H2gD．5、(本题9分)两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg、mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是()A．v′A＝4m/s，v′B＝4m/s B．v′A＝4m/s，v′B＝5m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s D．v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s6、(本题9分)对于做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是()A．速度和加速度均不变B．速度不变，加速度为零C．速度和加速度均改变D．速度改变，加速度不变7、(本题9分)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是A．M可能为电子，N可能为质子B．N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功C．N在d点的电势能等于它在c点的电势能D．M在b点的动能大于它在a点的动能8、用DIS实验研究机械能守恒定律的实验中，用光电门测定摆锤在某--位置的瞬时速度。实验测得D点的速度偏小，造成这个误差的原因可能是A．摆锤释放的位置高于A点 B．摆锤释放的位置在AB之间C．摆锤在A点没有静止释放 D．光电门没有放在D点9、(本题9分)2012年6月18日，由林州籍刘洋等三人乘坐的神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是A．如果不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低B．如果不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用D．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间10、(本题9分)如图所示，小物块甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平．小物块乙从高为R\A．两物块到达底端时速度相同B．两物块到达底端时动能相同C．两物块运动到底端的过程中重力做功相同D．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率11、(本题9分)如图为两个高度相同、倾角不同的光滑斜面．让质量相同的两个物体分别沿两个斜面由静止从顶端运动到底端．在此过程中，两个物体的（）A．重力的冲量相同B．重力的平均功率相同C．合力所做的功相同D．合力的冲量大小相同12、(本题9分)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为1V、2V、5V，则下列说法中正确的是A．D、E、F

三点的电势分别为

7

V、6

V、3

VB．电荷量为

C

的正点电荷在

E

点的电势能为

JC．将电荷量为

C

的正点电荷从

E

点移到

F

点，电场力做的功为

JD．将电荷量为

C

的负点电荷从

B

点移到

A

点，电荷的电势能增加了

J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)某同学为了验证“滑动摩擦力一定时，因摩擦产生的内能与物体间的相对路程成正比”，设计了如图甲所示的实验装置，实验步骤如下：①在水平木板的两侧对称、竖直地钉上钉子P1、P2，并准备若干个规格相同的橡皮筋。②在P1、P2上套上第1个橡皮筋，橡皮筋处于张紧状态。③缓慢地向左推动上面带有竖直杆的物块，使物块拉着橡皮筋从位置1移到位置2。④再将物块从位置2由静止释放，物块运动至位置1时与橡皮筋分离，最后物块停在位置3。⑤测出位置1、3之间的距离x1。⑥再分别改用2个、3个、4个……橡皮筋套在P1、P2上，重复③、④、⑤步骤，分别得到位置1、3之间的距离x2、x3、x4……⑦设在上述实验过程中一个橡皮筋释放的弹性势能为E0。现根据每次的实验时橡皮筋释放弹性势能E和位置1、3之间的距离x得到如下表格请完成以下问题：（1）在图乙上将⑦中表格的数据进行描点、连线，画出E-x图象____________（2）如果用某种方法测出了E0的大小，又用刻度尺测出位置1、2之间的距离x0，再根据E－x图象求出图象的斜率为k，则物块在木板上运动时受到的滑动摩擦力大小为___________，E－x图象的纵截距为___________（两空都只能用E0、x0、k中的量来表示）14、（10分）某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。PQ为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画，记录小车通过时的遮光时间t）。实验时将一小车（其上固定有宽度为d的遮光条）从高度h处由静止释放，重力加速度为g。（1）用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d=__________mm；若某次数字计时器记录的遮光时间为t=0.005s，则小车的速度v=__________m/s。（2）该小组验证机械能守恒定律的原理表达式为__________（用题干所给的字母符号表示）。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)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比，如图1．带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间．改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间，（不计离子重力）（1）忽略离子源中离子的初速度，①用计算荷质比；②用计算荷质比．（2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为的离子在A端的速度分别为和（），在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差，可通过调节电场E使2．求此时E的大小．16、（12分）如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为R，一个小球（大小可忽略），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：（1）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，h应在什么取值范围？（2）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时h是多大？17、（12分）(本题9分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示，P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h.(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．

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】

对于踢球过程，根据动能定理得，该学生对足球做的功：，故B正确。2、D【解题分析】

根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有根据库仑定律有，综上所得故D正确，ABC错误。故选D。3、D【解题分析】

设斜面的倾角为θ，滑动摩擦力大小为μmgcosθ，则物体克服摩擦力所做的功为μmgscosθ．而scosθ相同，所以克服摩擦力做功相等，即W1=W1．根据动能定理得，，在AC斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在AC面上滑到底端的动能大于在BC面上滑到底端的动能，即．A.EK1>EK1，W1<W1，与分析不符，故A错误；B.EK1＝EK1，W1>W1与分析不符，故B错误；C.EK1<EK1，W1>W1与分析不符，故C错误；D.EK1>EK1，W1=W1与分析相符，故D正确；4、B【解题分析】

设地面为零重力势能面，则mgH=EP+Ek，当EP=Ek时，则h=0.5H，则物体下落的高度为0.5H，根据0.5H=12gt2可得t=5、A【解题分析】

两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量：mAvA+mBvB=12kg∙m/s；碰前总动能：mAvA2+mBvB2=27J；A.如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v

代入数据解得：v=4m/s；选项A正确；

B.若v′A＝4m/s，v′B＝5m/s，此时碰后总动量为mAv′A+mBv′B=14kg∙m/s；系统的动量不守恒，选项B错误；C.若v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s，则碰后总动能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；则不可能发生，选项C错误；D.若v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s，则v′A>v′B，则不可能发生二次碰撞，选项D错误；6、C【解题分析】

匀速圆周运动的线速度和加速度的大小不变，方向时刻改变．所以速度和加速度均改变．故C正确，ABD错误。7、AB【解题分析】

A．据做曲线运动物体所受合外力指向轨迹内侧知，带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，则带电粒子M带负电；带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，则带电粒子N带正电；所以M可能为电子，N可能为质子．故A项符合题意；BC．带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，N在从c点运动到d点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子N做正功，带电粒子N在d点的电势能小于它在c点的电势能．故B项符合题意，C项不符合题意；D．带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，M在从a点运动到b点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子M做负功，带电粒子M动能减小，则带电粒子M在b点的动能小于它在a点的动能．故D项不符合题意．8、BD【解题分析】

若实验测得D点的机械能明显偏小，说明重锤低于A点才开始静止释放的，或未到D点就开始测速度，因此不是重力势能少些，就是动能小些．A．摆锤释放的位置高于A点，与结论不相符，选项A错误；B．摆锤释放的位置在AB之间，与结论相符，选项B正确；C．摆锤在A点没有静止释放，与结论不相符，选项C错误；D．光电门没有放在D点，与结论相符，选项D正确。9、AB【解题分析】试题分析：万有引力提供圆周运动的向心力，所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，卫星由于摩擦阻力作用，轨道高度将降低，运行速度增大，失重不是失去重力而是对悬绳的拉力或支持物的压力减小的现象．根据相应知识点展开分析即可．解：A、卫星本来满足万有引力提供向心力即知，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，万有引力将大于卫星所需要的向心力，故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，故A正确；B、根据万有引力提供向心力有：得：v=，得轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大，故B正确；C、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0，但仍受到地球对他的万有引力，万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故C错误；D、第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度，故D错误．故选：AB．【点评】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系．10、BCD【解题分析】

AB、根据动能定理得：mgR=12mv2C、两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由于质量相等，则重力做功相同，故C正确；D、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率，故D正确；故选BCD。【题目点拨】关键是动能是标量，只有大小没有方向，但是要注意速度是矢量，比较速度不仅要比较速度大小，还要看速度的方向；以及知道瞬时功率的表达式P=mgcosθ，注意θ为力与速度方向的夹角。11、CD【解题分析】

对于任意一个倾角为θ的斜面，设物体运动的时间为t，则：得：由图知h相同，而θ不同，则物体运动的时间不同.A.重力的冲量为I=mgt，由于时间t不同，所以重力的冲量不同；故A项不合题意.B.两斜面重力做功都为WG=mgh，由平均功率公式知，因时间不同可知重力的平均功率不同；故B项不合题意.C.物体下滑过程中，只有重力做功，而重力做功相同，所以合力所做的功相同；故C项符合题意.D.两物体下滑由动能定理：可得物块到底端的速度，速度大小相等；根据动量定理得知合力的冲量等于物体动量的变化量，而初动量为零，则合力的冲量等于物体滑到斜面底端时的动量，即；由图知，斜面的倾角不同，物体滑到斜面底端时速度方向不同，动量方向则不同，所以动量变化量不同，故合力的冲量大小相同，而合力的冲量方向不同；故D项符合题意.12、AD【解题分析】连接AD,由正六边形的性质可得：AD平行于BC,且AD=2BC,因为，所以,故A错误；由可得B正确；由可得C错误．，,所以D错误．选B．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）图像见解析；（2）k；kx0【解题分析】

第一空.图像如图；第二空第三空.由能量关系可知：，由图像可知f=k；E－x图象的纵截距为.1