2024届北京市第171中学物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2024届北京市第171中学物理高一第二学期期末综合测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)将一只“220V，100W”的小电动机，一台“220V，100W”的电视机，一把“220V，100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过它们产生的热量最多的是()A．电动机 B．电烙铁 C．电视机 D．一样多2、如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为（）A． B． C． D．3、(本题9分)-个质点做曲线运动时一定变化的物理量是A．速度 B．加速度 C．速率 D．动能4、如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r1．若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为（）A． B． C． D．5、在地球两极和赤道的重力加速度大小分别为g1、g2，地球自转周期为T，万有引力常量为G，若把地球看作为一个质量均匀分布的圆球体，则地球的密度为A． B．C． D．6、(本题9分)消防车利用云梯进行高层灭火，消防水炮出水口离地的高度为，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，水平射出水的初速度在之间可以调节．着火点在离地高为的楼层，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度，则（）A．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最大为B．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则水平射出水的初速度最小为D．若该着火点离地高为，该消防车此时仍能有效灭火7、(本题9分)如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了14C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和D．软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和8、(本题9分)一质量为2kg的物体静止于光滑水平面上。从t=0时开始，第1秒内受到3N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列说法正确的是()A．第1秒末物体的速度为1.5m/sB．第2秒末物体的动能为6JC．第2秒内外力冲量为2N·sD．2秒内物体动量的增量为4kg·m/s9、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得A．在时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态B．从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C．两物体的质量之比为=1∶2D．在时刻A与B的动能之比为10、(本题9分)如图所示，物块A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，下面说法正确的是()A．物块A受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力B．物块A受重力、支持力、向心力和指向圆心的静摩擦力C．物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着A所在圆周的切线方向D．物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向11、(本题9分)一质点在0～15s内竖直向上运动，其加速度一时间图像如图所示，若取竖直向下为正，g取10，则下列说法正确的是()A．质点的机械能不断增加B．在0～5s内质点的动能增加C．在10～15s内质点的机械能一直增加D．在t="15"s时质点的机械能大于t="5"s时质点的机械能12、(本题9分)如图所示，两个倾角都为30°、足够长的光滑斜面对接在一起并固定在地面上，顶端安装一光滑的定滑轮，质量分别为2m和m的A、B两物体分别放在左右斜面上，不可伸长的轻绳跨过滑轮将A、B两物体连接，B与右边斜面的底端挡板C之间连有橡皮筋．现用手握住A，使橡皮筋刚好无形变，系统处于静止状态．松手后，从A、B开始运动到它们速度再次都为零的过程中（绳和橡皮筋都与斜面平行且橡皮筋伸长在弹性限度内）A．A、B与地球的机械能之和守恒B．A、B、橡皮筋与地球的机械能之和守恒C．A的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功D．重力对A做功的平均功率小于橡皮筋弹力对B做功的平均功率二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在研究平抛运动这个实验中,我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹,然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点,现在假定已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动的轨迹,如图所示,点是平抛的初位置,我们在轴上作出等距离的几个点,…,把线段的长度记为,那么，,…,由,…,向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为,…,如果轨迹的确是一条抛物线,,…各点的坐标和坐标间的关系应该具有的形式(是一个待定的常量).假定某位同学实验得到的平抛运动的轨迹就是图示的曲线.用刻度尺测量某点的两个坐标,例如的坐标为,,代入中求出常量__________(要求用国际单位制单位,结果保留两位有效数字).点的坐标测量值应在__________(结果保留两位有效数字)左右,才能判断这条曲线真的是一条抛物线.物体做平抛运动的初速度为___________(结果用根式表示,取)14、（10分）(本题9分)通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式（式中k为弹簧的劲度系数，l为弹簧长度的变化量）．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d．②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H．③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将这根弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为l，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L．（1）A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是确定什么物理量？请用m、d、g表示所求的物理量____________________．（2）如果Ep＝kl2成立，A同学测出的物理量l与d、H的关系式是：l＝____________；B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是：l＝__________．（3）试分别分析两位同学实验误差的主要来源____________________________________________________________________________________________________________．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）如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定质量为m的小球A套在圆环上；长为的刚性(既不伸长也不缩短)轻杆一端通过铵链与A连接，另一端通过铰链与滑块B连接；质量为m的滑块B套在固定的光滑水平长杆上，水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上，给B施加一水平向左的力，使小球A静止于轻杆与圆环相切的位置现撒去水平力F，滑块B由静止开始运动，不计一切摩擦AB均视为质点重力加速度为g，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)小球A静止时滑块B受到水平力F的大小；(2)小球A滑到与圆心O同高度时的速度大小；(3)小球A由静止下滑至杆与圆环再次相切的过程中，杆对滑块B做的功。16、（12分）从离地足够高处无初速度释放一小球，小球质量为0.2kg，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考平面.求：（1）第2s末小球的重力势能；（2）3s内重力所做的功及重力势能的变化；（3）3s内重力对小球做功的平均功率.17、（12分）(本题9分)月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。将地球和月球均视为质量分布均匀的球体(球的体积公式为V=，其中r为球的半径)，已知地球的质量为M，月球的半径为R，地球与月球的半径之比为a，地球表面和月球表面的重力加速度大小之比为b，求月球的密度ρ。

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】因为电源电压U=220V，则三种用电器的实际功率P=P额=100W，由W=Pt可知，在相等时间t内，三种用电器消耗的电能相同；电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电视机将主要将电能转化为光能和声能，电烙铁将电能全部转化为内能，则产生热量最多的是电烙铁．点睛：分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器．2、D【解题分析】

小球靠重力和支持力的合力提供向心力，则mgtanθ=mω2Rsinθ解得，所以h=R-Rcosθ=R-。A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确；3、A【解题分析】质点做曲线运动过程中，速度方向时刻变化，故速度一定变化，A正确；平抛运动过程中，只受重力作用，加速度恒定，B错误；匀速圆周运动过程中速率恒定，动能恒定，CD错误．4、B【解题分析】

由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r1，则：ω1r1＝ω2r2＝ω1r1，故ω1=.A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；5、B【解题分析】试题分析：质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力．根据万有引力定律和牛顿第二定律，在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力联立求解地球两极①，在地球赤道上②，联立①②得，由①得，地球密度，B正确．6、B【解题分析】

AB．水在空中做平抛运动，在竖直方向上自由落体运动，当下落高度为20m时，运动时间为：水平方向上做匀速运动：而水平射出的速度在，则运动过的水平位移为所以如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为10m，最大距离是30m；故A错误，B正确．C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则：解得：故C错．D．由于出水口与着火点不能靠得太近，所以当该着火点离地高为40m时，该消防车此时不能有效灭火；故D错．7、BD【解题分析】A、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小，故A错误；

B、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h1=12lsin30°=点睛：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏。8、AD【解题分析】A、根据牛顿第二定律a=Fm，知第1秒内的加速度为a1由速度公式知第1秒末物体的速度为v=aB、根据速度公式知第2秒末物体的速度为v=a1t+C、根据冲量的定义可知第2秒内外力冲量为I=Ft=1×1=1N⋅s，故C错；D、根据动量公式P=mv=2×2=4kgm/s，故D对；故选AD点睛：本题考查了动量、动能、冲量等公式以及对公式的熟练运用情况。9、BD【解题分析】试题分析：图线与坐标轴围成的面积表示位移，在时刻B的位移大于A的位移，此时弹簧处于拉伸状态，在时刻B做加速运动，即受到向右的弹力，所以此时弹簧处于压缩状态，当B的加速度为零时，弹簧弹力为零，所以时刻B受到的弹力为零，即弹簧恢复原长，故从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长，在A错误B正确；由于过程中两者和弹簧组成的系统动量守恒，故从0~过程中有，解得，故，C错误；在时刻A的速度为，B的速度为，根据，解得，故D正确．考点：考查了牛顿第二定律，动量守恒定律，【名师点睛】对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程，注意过程中的功能转化关系；解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析，同时根据图象，分析清楚物体的运动情况10、AD【解题分析】试题分析：隔离物体分析，该物体做匀速圆周运动；对物体受力分析，如图，受重力G，向上的支持力N，重力与支持力二力平衡，然后既然匀速转动，就要有向心力（由摩擦力提供），指向圆心的静摩擦力；故A正确，B错误；若没有摩擦力，则物体将想离开圆心的方向运动，所以物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向，故C错误，D正确。考点：向心力【名师点睛】本题要注意物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，而不能把匀速圆周运动当成平衡状态！向心力是效果力，由合力提供，不是重复受力。11、BD【解题分析】试题分析：从图中可知0~5s过程中加速度a=g，则此时只有重力做功，机械能不变，动能减小，5~10s内，a<g，有外力做正功，机械能增大，10~15s过程中a>g，外力做负功，机械能减小，AC错误B正确；根据牛顿第二定律，5-10s内，，得：，方向向上，做正功，物体机械能增加；10-15s内，，得，方向向下，物体机械能减少；物体一直向上做减速运动，而5-10s内的速度大于10-15s内的速度，则5-10s内的位移大于10-15s内的位移，故5-10s内物体机械能增加的多，10-15s内减小的少，故质点在t=15s时的机械能大于t=5s时的机械能，D正确考点：考查机械能守恒守恒定律的应用【名师点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力做功或只受重力，即物体的加速度等于g，则机械能不变，若向上减速的加速度小于g，说明物体受到了向上的外力作用，机械能增加，反之向上减速的加速度大于g则机械能减小．12、BC【解题分析】

两物体运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，AB两个物体和弹簧系统机械能守恒，根据能量守恒可判断C选项．平均功率等于功除以时间．【题目详解】两物体运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，AB两个物体和弹簧系统机械能守恒，但AB的机械能之和不守恒，故A错误，B正确；根据能量守恒可知，A的重力势能减少量等于B的重力势能的增加量和弹簧弹性势能的增加量，所以A的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功，故C正确；重力对A做功大于橡皮筋弹力对B做功，而时间相等，重力对A做功的平均功率大于橡皮筋弹力对B做功的平均功率，故D错误．故选BC．【题目点拨】本题主要考查了机械能守恒的条件和能量守恒定律的直接应用，根据机械能守恒条件分析判断即可．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、;3.4;;【解题分析】根据y=ax2解得；点M4的横坐标，则y坐标测量值应在才能判断这条曲线真的是一条抛物线；根据x=v0t，y=gt2，则，则，解得物体做平抛运动的初速度为；14、见解析【解题分析】（1）A、B两位同学进行图甲所示的实验都进行形变量的测量，目的是为了确定弹簧的劲度系数；根据胡克定律k＝，则有：；

（2）A同学实验中，根据弹簧的弹性势能转化为重力势能，则有：kx2＝mgH

，

由上解得：x＝

B同学，弹簧的弹性势能转化为动能，而动能则借助于平抛运动来测得初速度．

则由水平位移与竖直高度可得水平初速度：v0＝，

所以：解得：x＝L（3）A同学实验时，不易精确确定小铁