2024年北京市西城区北京教育学院附中高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2024年北京市西城区北京教育学院附中高一物理第二学期期末学业水平测试试题请考生注意：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（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、如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，下列说法中正确的是（）A．重力对人做正功B．摩擦力对人做负功C．支持力对人不做功D．合力对人做正功2、(本题9分)如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，小球不动，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将（）A．N大小不变 B．N逐渐增大C．F先增大后减小 D．F先减小后增大3、(本题9分)如图所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则前2s内重力的平均功率和2s末的瞬时功率分别为()A．48W24WB．24W48WC．24W12WD．12W24W4、(本题9分)子弹以初速度v0打入两块完全相同的木板，并恰好穿过这两块木板．假设子弹在木板中的运动是匀减速直线运动，则子弹穿越第一块木板后的速度为()A．B．C．D．5、(本题9分)如图所示，a、b、c、d、e五条实线为电场中的等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，且等势面b的电势为零．一个带电的粒子仅在静电力作用下从A点运动到B点，其在A点的动能为10J，到达B点时的动能为30J．在此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为A．-2.5J B．2.5J C．12.5J D．-12.5J6、(本题9分)如图所示，用长为L的轻质杆连着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是()A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时轻杆受到作用力不可能为零C．小球过最低点轻杆对小球的拉力一定大于小球的重力D．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为7、(本题9分)额定输出功率为P的起重机将质量为m的重物从地面由静止开始加速提起，起重机钢索对重物的拉力恒为重物重力的2倍，经历时间t重物上升到距地面的高度H，此时起重机的功率恰好达到额定输出功率，以下说法中正确的是（）A．在这一过程中，钢索对重物做的功为2mgHB．重物在高度为H的位置具有的速度大小为P/2mgC．重物在高度为H的位置具有的动能为PtD．在这一过程中，重物受到的合力为2mg8、(本题9分)下列说法中正确的是()A．做曲线运动的物体一定具有加速度B．做曲线运动物体的加速度一定是变化的C．物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动D．物体在变力的作用下，可能做直线运动，也可能做曲线运动9、(本题9分)甲、乙两辆汽车在同一条平直的公路上向东行驶，已知甲车运动得比乙车快，则下列说法正确的是()A．以甲车为参考系，乙车在向东行驶B．以甲车为参考系，乙车在向西行驶C．以乙车为参考系，甲车在向东行驶D．以乙车为参考系，甲车在向西行驶10、(本题9分)把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。把几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若节动车加节拖车编成的动车组的最大速度为；现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为，则此动车组可能（）A．由节动车加节拖车编成的B．由节动车加节拖车编成的C．由节动车加节拖车编成的D．由节动车加节拖车编成的11、(本题9分)中国月球探测工程首任首席科学家欧阳白远院十称:“嫦娥五号已经获批今年先发,嫦娥四号计划明年发。”嫦娥五号先于嫦娥四号发射.将首次“快递”月壤。若质量为m的嫦娥五号在距离月面为的高度以大小为的速度做匀速圆周运动,月面附近的重力加速度为g,则A．嫦娥五号的动能可表示为B．嫦娥五号的动能可表示为C．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化可表示为D．嫦娥五号绕月球运动一周,其动能的变化为零12、(本题9分)如图所示，一根不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b，a球质量为m静置于地面；b球质量为M，且M＞m；用手托住b球，此时轻绳刚好伸直．现从静止开始释放b球，在b球下落（未碰地之前）过程中，下列说法中正确的是：A．绳的拉力对b球做负功B．a球的机械能增加C．b球的机械能守恒D．a球和b球组成的系统机械能守恒二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．（1）实验中必须满足的条件是________．A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D．两球的质量必须相等（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．当所测物理量满足表达式_________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式_______________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞．（1）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图12所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点．实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′．测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h1．若所测物理量满足表达式_________________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒．14、(本题9分)某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。(1)关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是_______A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以(2)实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为重锤刚释放时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，电源率为f。用刻度尺测得OA＝s1，OB＝s2，OC＝s3，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为m，重力加速度为g。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了______；此时重物的动能比开始下落时增加了________。(用题目所给的符号表示)(3)乙同学又选取了多个计数点，并测出了各个计数点到第一个点O的距离h，算出各个计数点对应的速度v，以h为横坐标，以v2为纵坐标，画出的图线如图，若机械能守恒，则图线的斜率为_______。15、(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s（结果保留两位有效数字）；（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J；g取9.8m/s2（结果保留两位有效数字）（3）通过计算表明数值上△EP>△Ek，这可能是因为_________三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示，足够长的光滑水平地面上有一个质量为m的小球，其右侧有一质量为M的斜劈，斜劈内侧为光滑圆弧。小球左侧有一轻弹簧，弹簧左侧固定于竖直墙壁上，右端自由。某时刻，小球获得一水平向右的初速度v0，求：(1)若小球恰好不飞出斜劈，则斜劈内侧的圆弧半径R为多大；(2)若小球从斜劈滚下后，能够继续向左运动，则弹簧具有的最大弹性势能Ep为多少；(3)若整个过程中，弹簧仅被压缩一次，求满足此条件的的范围17、（10分）(本题9分)如图所示，在绝缘水平面上相距为L的A、B两点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC=CO=OD=DB=14（1）小滑块与水平面之间的动摩擦因数μ.（2）OD两点间的电势差UOD.（3）小滑块运动的总路程x.

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【解析】人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，加速度斜向下，则人受竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力作用；则重力做负功，支持力做正功，摩擦力对人做负功；物体的动能减小，则合外力做负功，故B正确，ACD错误，故选B.点睛：解决本题的关键知道做功的必要因素，以及知道力的方向与位移的夹角大于等于0°小于90°，该力做正功，大于90°小于等于180°，该力做负功．2、D【解析】

对物体受力分析，当拉力的方向转动时，通过力的三角形，可求出拉力与支持力变化情况。【详解】对小球受力分析如图绳子拉力F与支持力N的合力与重力mg等大反向，在右侧力的三角形中，竖直向上的边长保持不变，当细绳由水平方向向上偏移时，F先减小后增大，且当F与N垂直时，F最小；在这个过程中N一直减小，因此D正确，ABC错误。故选D。3、B【解析】

由得，木块的加速度：

前2s内木块的位移：

重力在前2s内做的功，平均功率

木块在第2s末的瞬时速度

第2s末重力的瞬时功率，故选B．【点睛】本题注意瞬时功率的一般表达式．4、C【解析】

由题可知子弹穿过两块木板的动能损失相同，设子弹在穿越第一块木板后的速度为v1、子弹的质量为m，则有，整理有，故C正确．5、D【解析】

由能量关系可知，粒子运动过程中只有电场力做功，则粒子的电势能与动能之和守恒，则粒子在b等势面时总能量为15J，则此过程中，粒子动能是27.5J时的电势能为15J-27.5J=-12.5J，故选D.6、C【解析】

AB．在最高点，若重力完全充当向心力，即球和轻质杆之间没有相互作用力，此时有解得此时小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动。若，则球对杆有拉力；若，则球对杆有压力；所以在最高点，充当向心力的不一定是重力，故AB错误；C．在最低点，杆的拉力和重力充当向心力，故有即故C正确；D．小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，在最高点的速度为零，故D错误。故选C。7、ABC【解析】

钢索做的功：W=FH=2mgH，故A正确；重物到达H处，功率为P，此时的钢索拉力仍为2mg，有：P=Fv得：v=PF=P2mg【点睛】此题关键是知道物体向上做匀加速直线运动；注意求力的功时，关键在于找准力和位移，关于功率和力及速度之间的关系，在于三者之间的对应关系．8、AD【解析】平抛运动的加速度不变，B错；同理C错；9、BC【解析】

甲、乙两辆汽车在同一条平直的公路上向东行驶，因甲车运动得比乙车快，则以甲车为参考系，乙车在向西行驶；以乙车为参考系，甲车在向东行驶；故选项BC正确，AD错误；故选BC.10、AD【解析】

设每节车的质量为m，所受阻力为kmg，每节动车的功率为P，1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为，可得：设最大速度为的动车组由x节动车加y节拖车编成的，则有：联立解得：对照各个选项，选项AD正确，BC错误。11、AD【解析】A、嫦娥五号的质量为m，速度大小为v，故动能可表示为，故A正确；

B、为嫦娥五号有月球表面的重力，不等于其动能，故B错误；

C、嫦娥五号以速度v做匀速圆周运动，绕月球一周，其动能的变化为零，故C错误，D正确。点睛：已知质量和速度，根据动能的定义求解动能；嫦娥五号以速度v做匀速圆周运动，动能不变，由此分析即可。12、ABD【解析】AC、在运动的过程中，b受重力和拉力，绳的拉力对b球做负功，则小球b的机械能减小，故A正确，C错误；B、在运动的过程中，a受重力和拉力，绳的拉力对a球做正功，则小球a的机械能增加，故B正确；D、小球a、b与地球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D正确；故选ABD．二．填空题(每小题6分，共18分)13、BCmA·OP=mA·OM+mB·ONOP+OM=ON【解析】

①A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；D、为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D错误；故选BC．②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球相碰前后的动量守恒，则mAv0=mAv1+mBv2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：mAOP=mAOM+mBON，若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAv02=mAv12+mBv22，将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2；③小球做平抛运动，在竖直方向上：h=gt2，平抛运动时间：t=，设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：vA=，vA′=，vB′=，如果碰撞过程动量守恒，则：mAvA=mAvA′+mBvB′，将速度代入动量守恒表达式解得：14、（1）A（2）mgs2（3）2g【解析】

第一空.接通电源和释放纸带的次序是：先接通电源，待稳定打点后再释放纸带，故A正确，BCD错误；第二空.当打点计时器打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：∆EP=mgOB=mgs2；第三空.打B点时，重物的速度为，则打O点时，重物的速度为零，则动能的增加量为；

第四空.若机械能守恒，则有动能的增加量与重力势能的减少量相等，即有：mgh＝mv2，可得v2=2gh，所以图线的斜率为2g。15、0.980.490.48存在摩擦阻力【解析】

重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．【详解