北京市人大学附属中学2024年高一物理第二学期期末检测试题含解析

北京市人大学附属中学2024年高一物理第二学期期末检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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)2018年12月8日，我国发射的嫦娥四号探测器成功升空，实现了人类首次探访月球背面．在嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中A．地球对嫦娥四号的引力增大 B．地球对嫦娥四号的引力不变C．月球对嫦娥四号的引力增大 D．月球对嫦娥四号的引力减小2、2018年12月8日2时23分，“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射．2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯．卡门撞击坑的预选着陆区，“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面开始巡视探测．如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月．关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（）A．沿轨道I运动时，机械能变大．B．沿轨道Ⅱ运行的周期等于沿轨道I运行的周期C．沿轨道Ⅱ正常运行时，在P点的速度小于在Q点的速度D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能减小3、从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（）A．B．C．D．4、质量为m的小球，以速度v斜向上抛离高为H的桌面。如图，那么经过A点时所具有的机械能是（以桌面为零势面）A．12mC．12m5、(本题9分)如图所示，从高h=1.8m的A点将弹力球水平向右抛出，弹力球与水平地面碰撞两次后与竖直墙壁碰撞，之后恰能返回A点。已知弹力球与接触面发生弹性碰撞，碰撞过程中，平行于接触面方向的速度不变，垂直于接触面方向的速度反向但大小不变，A点与竖直墙壁间的距离为4.8m，重力加速度g=10m/s2，则弹力球的初速度大小为（）A．1.5m/s B．2m/s C．3.5m/s D．4m/s6、(本题9分)在下列情况下机械能守恒的有：A．在空气中匀速下落的降落伞B．在竖直面做匀速圆周运动的物体C．做自由落体运动的物体D．沿斜面匀速下滑的物体7、(本题9分)质量为0.2kg的苹果，从离地面1.8m高处的苹果树树枝上落至地面。忽略空气阻力，g取l0m/s2。则苹果A．下落过程中动能增加了3.6JB．下落过程中机械能增加了3.6JC．着地前瞬间重力的功率为12WD．下落过程中重力的平均功率为12W8、如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大9、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体；B．匀速下落的降落伞；C．光滑曲面上自由运动的物体；D．被吊车匀速吊起的集装箱；10、(本题9分)用绳子系一小球，使它在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（）A．重力对球不做功，绳的拉力对球做功B．重力和绳的拉力对球都不做功C．绳的拉力等于球做圆周运动的向心力D．小球所受的合力提供做圆周运动的向心力11、(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/s12、(本题9分)如图所示，t=0时刻，b物体在a物体前方500m处，a、b的图像如图所示，下列选项正确的是A．a、b加速时，物体a的加速度大于b的加速度B．20s时，两物体相距最远C．a、b相遇两次D．第二次相遇在60s二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学用图甲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，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零点与O点对齐．(1)入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA________mB(选填“>”“<”或“=”)．(2)碰撞后B球的水平射程约为________cm.(3)下列选项中，属于本次实验不必测量的一个物理量是________(填选项前的字母)．A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离C．测量A球和B球的质量D．测量G点相对于水平槽面的高度(4)若碰撞前后动量守恒，则需验证的关系式为___________________________________．14、（10分）(本题9分)如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：a.将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门A和B，砂桶通过滑轮与小车相连.b.调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为m.c.某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动.d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1，通过光电门B的时间为Δt2，挡光片宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L.e.依据以上数据探究动能定理.(1)根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是________.A．实验时，先接通光电门，后剪断细绳B．实验时，小车加速运动的合外力为F＝MgC．实验过程不需要测出斜面的倾角D．实验时应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M(2)小车经过光电门A、B的瞬时速度为vA＝_______、vB＝_______.如果关系式_______在误差允许范围内成立，就验证了动能定理.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，竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切．质量为M=1.0kg的小物块B静止在水平面上．质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h＝0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动．取重力加速度g=10m/s1．求：（1）A经过Q点时速度的大小v0；（1）A与B碰后速度的大小v；（3）碰撞过程中系统（A、B）损失的机械能ΔE．16、（12分）(本题9分)一条长为0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.00m开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度求：（1）当小球运动到B点时的速度大小；（2）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求小球落到C点时的瞬时速度的大小；（3）若OP=0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．17、（12分）(本题9分)某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10s内下降高度为1800m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动．(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？(2)试估算质量为65kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅．

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、C【解析】

根据万有引力公式即可判断地球和月球对嫦娥四号的引力变化。【详解】根据万有引力公式，可知在嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中，离地球越来越远，所以地球对嫦娥四号的引力逐渐减小，离月球越来越近，所以月球对嫦娥四号的引力逐渐增大，故C正确，ABD错误。【点睛】本题主要考查了万有引力公式的简单应用，属于基础题。2、C【解析】

A．在轨道I上运动，做匀速圆周运动，机械能不变，故选项A错误；B．轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于轨道I上的周期，故选项B错误；C．根据开普勒第二定律可知，知在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，速度逐渐增大，在P点的速度小于在Q点的速度，故选项C正确；D．在轨道Ⅱ上运动时，卫星只受万有引力作用，由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能不变，故选项D错误．3、A【解析】本题考查动能的概念和Ek-t图象，意在考查考生的推理能力和分析能力。小球做竖直上抛运动时，速度v=v0-gt，根据动能得，故图象A正确。点睛：本题以竖直上抛运动为背景考查动能的概念和Ek-t图象，解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式，在根据动能的概念写出函数方程，最后根据函数方程选择图象。4、A【解析】

小球在运动过程中，机械能守恒，所以任何位置的机械能都是相等的，刚抛出时的机械能为E=1故选A【点睛】本题比较简单，主要考察了机械能的计算，注意理解机械能的大小和零势能点的选取有关．5、B【解析】

由题意可知，小球在竖直方向做自由落体运动，则由对称性可知，小球第一次落地时的水平位移为则初速度故选B。6、C【解析】降落伞从空中匀速下落，动能不变，重力势能减少，则其机械能减少，A错误；在竖直面做匀速圆周运动的物体，动能恒定，但重力势能在变化，其机械能变化，B错误；做自由落体运动，只受重力，机械能守恒，C正确；沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，D错误．【点睛】判断机械能是否守恒常用三种方法：1、条件法，从功的角度，看是不是只有重力或弹力做功；2、总量法，如动能和势能的总量变化，机械能一定不守恒．3、从能量的角度，没有发生机械能与其他能之间的转化，机械能守恒，否则，机械能不守恒．7、AC【解析】

AB.下落过程只有重力做功，，所以重力势能减小了3.6J，下落过程中机械能守恒，所以动能增加了3.6J，故A正确B错误。CD.据运动学公式，解得：，所以着地前瞬间重力的功率为；下落过程中重物的平均速度为，所以下落过程中重力的平均功率为，C正确D错误。8、BD【解析】

AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间．故A错误,B正确；C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度．故D正确．【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.9、AC【解析】

（1）物体做平抛运动的过程中，只有重力做功，故机械能守恒，A正确；（2）匀速下落的降落伞动能不变，重力势能逐渐减小，故机械能减小，B错误；（3）在光滑曲面上自由运动的物体，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，C正确；（4）被吊车匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能逐渐增大，机械能增加，D错误。故本题选AC。10、BD【解析】

AB.重力和拉力都与小球的运动方向垂直，所以重力和绳的拉力对球都不做功，故A错误，B正确．CD.重力和拉力的合力提供做圆周运动的向心力，故C错误，D正确．11、AD【解析】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。12、CD【解析】

A.a、b加速时，a图线的斜率小于b图线的斜率，物体a的加速度小于物体b的加速度，故A错误；B.0-20s时，a车运动，b车静止，则此过程中两车间距一直靠近，0-20s内，a的位移为：，则在20s时两物体相遇，选项B错误；C.速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则0-40s内a比b多运动的位移为：，在t=0时刻，b车在a车前方500m处，则在第40s末，a、b两车相距S=x-500m=400m，因20s时刻，ab已经相遇一次，40s末a在b的前面，40s后b的速度大于a的速度，则b一定能追上a，所以在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次，故C正确；D.因20s时刻两物体已经相遇一次；由速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则20-60s内，ab通过的位移相等，则60s末ab再次相遇，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、>63.3(63.0-64.0）DmA·OP=mA·OM＋mB·ON【解析】

第一空.为保证入射球碰后不反弹，则入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA>mB．第二空.取B球的平均落地点，则碰撞后B球的水平射程约为63.3cm.第三空.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞前A球的速度，故A正确；A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞后A球的速度，故B正确；测量A球和B球的质量（或两球质量之比），用来表示出球的质量，故C正确；不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故D错误．此题选择不必测量的一个物理量，故选D．第四空.根据实验原理可得mAv0=mAv1+mBv2，由已测量的物理量mA、mB、OP、OM、ON．又因下落时间相同，即可求得：mA·OP=mA·OM＋mB·ON14、(1)AC(2)【解析】

（1）A.实验时为了减小误差，需要先接通光电门，后剪断细绳让小车运动，A正确B.实验中步骤b平衡了小车运动的摩擦力，所以下车受的合外力为重力