北京师大附中2024年物理高一下期末学业水平测试试题含解析

北京师大附中2024年物理高一下期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)甲、乙两个质量相同的物体，同时以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上滑动，甲物体先停下来，乙物体后停下来，在此过程中，下列说法正确的是A．两个物体受到的冲量大小相等B．两个物体的动量变化大小不等C．甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量D．乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量2、(本题9分)如图所示，物体A的质量为m，A的上端连接一个轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，整个系统置于水平地面上，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A．提弹簧的力对系统做功为mgLB．物体A的重力势能增加mgLC．物体A的重力势能增加mg(L－L0)D．物体A的重力势能增加3、(本题9分)一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，设所受阻力不变。在汽车加速过程中：A．牵引力减小，加速度增大 B．牵引力增大，加速度减小C．牵引力增大，加速度增大 D．牵引力减小，加速度减小4、秋千的吊绳有些磨损．在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千A．在下摆过程中 B．在上摆过程中C．摆到最高点时 D．摆到最低点时5、(本题9分)下列物体运动过程中，机械能守恒的是()A．沿斜坡匀速行驶的汽车 B．真空中自由下落的羽毛C．蹦床运动中越跳越高的运动员 D．在竖直平面内作匀速圆周运动的小球6、(本题9分)一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是()A．沿＋x方向 B．沿－x方向 C．沿＋y方向 D．沿－y方向7、“和谐”号动车组列车高速运行时可以让乘客体验追风的感觉．我们把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（）A．增大弯道半径B．减小弯道半径C．增加内外轨的高度差D．减小内外轨的高度差8、(本题9分)下列关于电场强度的两个表达式E＝F/q和E＝kQ/r2的叙述,正确的是（）A．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是放入电场中的检验电荷的电荷量C．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kq1q2r2，式kq2r2是点电荷q9、(本题9分)在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步．以下说法正确的是（）A．牛顿利用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论B．开普勒利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律C．卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量．这使用了微小形变放大方法D．伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验，推理出自由落体运动是匀加速直线运动．这采用了实验和逻辑推理相结合的方法10、(本题9分)如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d。m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中()A．m1的最小速度可能是0B．m1的最小速度可能是m1-C．m2的最大速度可能是v1D．m2的最大速度可能是m1m11、(本题9分)如图所示，一个小球从高处自由下落到达轻质弹簧顶端A处起，弹簧开始被压缩。在小球与弹簧接触，到弹簧被压缩到最短的过程中，关于小球的动能、重力势能，弹簧的弹性势能的说法中正确的是()A．小球的动能先增大后减小B．小球的动能一直在减小C．小球的重力势能逐渐减小，弹簧的弹性势能逐渐增加D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加12、(本题9分)把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（）A．导体内部场强为零B．A端的电势比B端的电势高C．A端的电势与B端的电势相等D．导体内部电场线从A端指向B端二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用图示装置“探究功与动能变化的关系”，图中气垫导轨已调至水平．（1）测得两光电门中心间的距离为L，测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为d，记录挡光条通过光电门1和2的时间分别为t1和t2，则滑块通过光电门1和2时的速度大小分别为v1=______和v2=________．（2）在（1）中，从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为F，滑块、挡光条和力传感器的总质量为M，若动能定理成立，则必有FL=_________．（用对应物理量的符号表示）（3）该实验__________（填“需要”或“不需要”）满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和力传感器的总质量．14、（10分）(本题9分)王同学做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）实验中需要一个合适的“重物”，如图重物中最合适的为________（选填“A”、“B”或“C”）（2）图中纸带为王同学做本实验所得纸带的一部分，重物的质量m=0.20kg，查得当地的重力加速度值，则打下点“5”时重物的速度大小为________m/s；从打下“2”点到打下“5”点过程中，重物重力势能的减少量为_________J。（结果均保留两位有效数字）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)如图，一质量为M=1.5kg的物块静止在光滑桌面边缘，桌面离水平面的高度为h=1.15m．一质量为m=0.5kg的木块以水平速度v0=4m/s与物块相碰并粘在一起，碰撞时间极短，重力加速度为g=10m/s1．不及空气阻力，求：（1）碰撞过程中系统损失的机械能；（1）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．16、（12分）(本题9分)如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动．当小球经过最高点时，速度大小为．求：（1）小球到达最高时杆对球的作用力；（2）当小球经过最低点时，杆对球的作用力的大小，求小球线速度的大小．17、（12分）(本题9分)如图所示，可视为质点的小木块A、B的质量均为m=1kg，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药（炸药的质量可以忽略不计）．让A、B以10m/s的初速度一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进．己知O、P两点间的距离为s=8m，木块与水平地面的动摩擦因数μ=0.4，炸药爆炸时释放的化学能均全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，g取10m/s2求：（l）小木块A、B到达P点的速度大小；（2）炸药爆炸后瞬间A的速度大小；（3）炸药爆炸时释放的化学能．

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【解析】甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量，由动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于动量的变化量，由题中可知，甲、乙两物体初、末状态的动量都相同，动量变化量相同，，所以所受的冲量均相同，A正确．2、D【解析】

将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，拉力做的功等于系统重力势能和弹性势能的增加量之和，根据能量守恒定律分析即可．【详解】将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，由于开始时有支持力，故拉力先小于mg，物体离地后等于mg；拉力的位移为L，故提弹簧的力对系统做功小于mgL，A错误；提弹簧的力对系统做功小于mgL，弹簧的弹性势能也要增加，故物体的重力势能的增加量小于mgL，B错误；B点上移距离为L，弹簧伸长量为，则A上升的高度为，则A的重力势能增加，C错误D正确．【点睛】本题关键明确缓慢提起物体的过程中，拉力做的功等于系统重力势能和弹性势能的增加量之和，基础题．3、D【解析】

根据P=Fv判断牵引力的变化，根据牛顿第二定律判断加速度的变化，也可由直接分析．【详解】根据P=Fv知，发动机的功率恒定，速度增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律得，加速度减小;故D正确.故选D.【点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力的关系P=Fv和牛顿第二定律.4、D【解析】试题分析：单摆在摆动的过程中，靠径向的合力提供向心力，通过牛顿第二定律分析哪个位置拉力最大．因为单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为θ，则有：T﹣mgcosθ=m，因为最低点时，速度最大，θ最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂．故D正确，A、B、C错误．故选D．5、B【解析】

A．沿斜坡匀速行驶的汽车,动能不变，重力势能变化，则机械能不断变化，选项A错误；B.真空中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，选项B正确；C.蹦床运动中越跳越高的运动员，因到达最高点时的重力势能不断增加，则机械能不断增加，选项C错误；D.在竖直平面内作匀速圆周运动的小球，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项D错误；故选B.6、D【解析】由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该斜向右下方，可能沿-y方向，故D正确．7、AC【解析】

AB．设弯道半径为R，路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得θ一定，v增大时，可增大半径R，故A正确，B错误；CD．根据由于θ较小，则h为内外轨道的高度差，L为路面的宽度。则L、R一定，v增大，h增大，故C正确，D错误。8、CD【解析】

E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是试探电荷的电荷量，它适用于任何电场，选项A错误，C正确；E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是形成电场的电荷的电荷量，选项B错误；从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kq1q2r2，式kq2r2是点电荷q9、CD【解析】伽利略用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论，故A错误．牛顿通过月地检验，得出了万有引力定律，故B错误．卡文迪许发明了扭秤，测出了万有引力常量．这使用了微小形变放大方法，故C正确．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，得出了力不是维持物体运动原因的结论，并运用数学方法得出了落体运动的规律，故D正确．故选CD．【点睛】本题属于物理学史和常识性，根据相关科学家的物理学成就和研究方法进行解答．10、ABC【解析】

从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：m1v1=m1v1′+m2v212m1v12=12m1v1′2+12m2v解得：v1′=m1-m2m1+m2故m2的最大速度为2m1m1+m2v1，此时由于m1＜m2，可知当m2的速度最大时，m1的速度小于1，即m1的速度方向为向左，所以m1的最小速度等于1．A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意；B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。11、AC【解析】

AB.小球刚接触弹簧时，弹簧形变量较小，弹力小于重力，对小球而言受重力和弹力作用，合力方向向下，故小球先向下做加速运动；当弹力大于重力时，合力向上，则小球做减速运动，则小球的动能先增加后减小，故A正确；B错误；

C.由于将弹簧压缩至最低的过程中，小球一直在向下运动，相对地面的高度是越来越小，故重力势能一直减小，而小球接触弹簧至弹簧压缩最低点的过程中弹簧的形变量越来越大，弹性势能也越来越大，故C正确；D.因为整个过程中忽略阻力，只有重力和弹力做功，满足系统机械能守恒，即小球的动能与重力势能及弹簧的弹性势能之和不变，而在小球压缩弹簧的过程中，小球的动能先增大后减少，所以小球的重力势能和弹簧的之和先减小后增大。故D错误。12、AC【解析】

枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，导体是等势体，表面是等势面。A.导体内部场强为零，与结论相符，选项A符合题意；B.A端的电势比B端的电势高，与结论不相符，选项B不符合题意；C.A端的电势与B端的电势相等，与结论相符，选项C符合题意；D.导体内部场强为零，则无电场线可言，选项D不符合题意；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、不需要【解析】

（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1和2的瞬时速度．（2）根据拉力做功等于动能变化量得出动能定理成立的表达式．（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．【详解】（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，滑块通过光电门1的瞬时速度为：，通过光电门2的瞬时速度为：，（2）拉力做功等于动能的变化量，则有：，（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．【点睛】本题中拉力等于滑块所受的合力，探究拉力做功与动能变化量的关系，拉力通过传感器得出，不需要用砝码盘和砝码的重力表示，则不需要满足砝码盘和砝码的质量远小于滑块的质量．14、(1)C(2)2.4~2.6m/s0.25~0.27J【解析】

第一空.实验中应选择质量尽量大，体积尽量小的重物挂在纸袋下方，故选C；第二空.根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出5点的瞬时速度大小为：，解得：v5=2.5