2024年北京市西城区物理高一第二学期期末联考试题含解析

2024年北京市西城区物理高一第二学期期末联考试题请考生注意：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，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和粗糙斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一个定滑轮。质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A．轻绳对m做的功等于m机械能的增加B．重力对M做的功小于M减少的重力势能C．轻绳对m做的功等于m增加的动能与m克服摩擦力所做的功之和D．两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和2、《流浪地球》影片中，在地球上建造大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，从而逃离太阳系，其过程简化为如图所示，地球在椭圆轨道I上运动到远日点B变轨，进入圆形轨道II；在圆形轨道II上运动到B点时再次加速变轨，从而最终逃离太阳系。关于地球下列说法正确的是A．沿轨道I运动时，在A点的速度比B点的大B．沿轨道I运动时，在A点的速度比B点的小C．沿轨道I运动时，在A点的加速度比B点的小D．沿轨道I运动经过B点时的加速度比沿轨道Ⅱ经过B点时的大3、(本题9分)物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（）A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过逻辑推理和实验验证，认为重物比轻物下落的快C．开普勒发现了行星运动的三大定律，为万有引力定律奠定了基础D．牛顿总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律并率先较为准确地测出了万有引力常量G，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学4、(本题9分)物理量“力”的单位是N，用国际单位制中基本单位可表示为A．kgm/s B．kgm/s2 C．kgm/s3 D．kgm2s5、如图所示，物体在大小为10N、方向与水平地面成角的拉力F作用下，水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功是A．20J B．30J C．J D．60J6、如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是：A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mghB．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mghC．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mghD．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少7、(本题9分)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A．Q受到桌面的支持力变大B．Q受到桌面的静摩擦力变大C．小球P运动的角速度变大D．小球P运动的周期变大8、(本题9分)如图所示，小球原来紧压在竖直放置的轻弹簧的上端，撤去外力后弹簧将小球竖直弹离弹簧，在这个弹离的过程中，不计空气阻力（）A．小球的动能和重力势能发生了变化，但机械能保持不变B．小球增加的动能和重力势能，等于弹簧减少的弹性势能C．小球克服重力所做的功有可能小于弹簧弹力所做的功D．小球的最大动能等于弹簧的最大弹性势能9、如图所示，+Q和-Q为真空中的两个电荷，abcd是以点电荷+Q为中心的正方形，c位于两电荷的连线上。则a、b、c、d四点中A．c点场强最大 B．b、d两点的场强相同C．a、c两点的电势相等 D．b、d两点的电势相等10、(本题9分)如图所示，电场中各等势面为竖直面，它们之间的距离为d=1cm，一个带电小球的质量为m=10g,初速度为v0=1m/s,方向与水平线成A．小球带负电B．小球在vo的正方向上走的最远距离2C．小球所带电荷量为10D．匀强电场场强为E=11、我国为建设北斗导航系统，发射了多颗地球同步卫星，关于地球同步卫星，下列说法正确的是：A．它们的质量一定相同B．它们一定都在赤道正上方运行C．它们距离地面的高度一定相同D．它们的运行周期一定相同12、如图所示，一对水平放置的平行金属板AB中央有一个静止的电子e（不计重力），两板间距离足够大．0～4s内在两板间加上如图所示的交变电压后，则下列反映电子加速度a、速度v、位移x和动能四个物理量随时间t的变化规律中正确的是（所涉及的矢量均取向上方向为正）A．B．C．D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图所示，水平面上A、B两点相距＝0.1m，甲球从B点向右做匀速运动的同时，乙球从A点由静止向右做匀加速运动，到达B点后以B点的速度匀速运动．乙球从开始运动，到追上甲球所用的时间t＝1s，运动的位移x＝0.9m，求：（1）甲球的速度；（2）乙球加速过程所用的时间和加速度a．14、(本题9分)如图所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是_____。A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_____。（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40cm，则平抛小球的初速度v0为_____m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为_____m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。15、(本题9分)某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，细线下吊着一个质量为M的沙袋（可看作质点），构成一个单摆，摆长为l。一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，已知重力加速度为g，求：（1）子弹射入沙袋后沙袋的速度大小v；（2）子弹射入沙袋过程中生热是多少Q；（3）子弹和沙袋一起上升的最大高度h.17、（10分）(本题9分)如图所示，一个人用一根长1m，最大承受拉力为74N的绳子，拴着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度为h＝6m．转动中小球在最低点时绳子恰好断裂(g取10m/s2),求：(1)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？(2)绳断后到小球落地这一过程，小球重力的平均功率是多少？(3)小球落地瞬间，小球重力的瞬时功率是多少？

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、D【解析】

AC、根据动能定理可知，轻绳对m做的功等于m增加的机械能与m克服摩擦力所做的功之和，轻绳对m做的功大于m机械能的增加，故A、C错误。B、根据重力做功与重力势能变化的关系可知，重力对M做的功等于M重力势能的变化，故B错误。D、根据能量守恒定律，两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和，故D正确。2、A【解析】

AB.在轨道I上由A点运行到B点的过程，引力做负功，速度逐渐减小，在A点的速度比B点的大，故A正确，B错误；C.A点距离太阳近，其受的引力大，则加速度大，故C错误；D.沿轨道Ⅰ运动经过B点和沿轨道Ⅱ经过B点时离太阳的距离相等，万有引力相等，所以加速度大小相等，故D错误；3、C【解析】

A.亚里土多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；B.伽利略通过逻辑推理和实验验证，认为重物与轻物下落一样快，故B错误；C.开普勒关于行星运动的三大定律是牛顿总结万有引力定律的基础，所以说开普勒发现了行星运动的三大定律，为万有引力定律奠定了基础，故C正确；D.卡文迪许率先较为准确地测出了万有引力常量G，牛顿只总结出万有引力定律，但没有测出万有引力常数，故D错误。4、B【解析】

根据物理公式可推导出对应的单位，但要注意所表示的单位是不是基本单位，从而得出正确答案。【详解】根据得加速度的单位是m/s2，根据牛顿第二定律F=ma知，1N=kg•m/s2，故B正确，ACD错误。【点睛】本题关键要掌握国际单位制中的七个基本单位有哪些，同时注意各物理公式的掌握，知道物理公式同样对应着单位的换算关系。5、B【解析】

根据做功公式有：J故选B。6、B【解析】

A.足球由1运动到2的过程中，物体高度上升，重力做负功，所以重力做的功为-mgh，A错误。B.足球由2运动到3的过程中，重力做正功，重力势能减少了mgh，B正确。C.足球由1运动到3的过程中，高度没有变化，所以重力做功为零，C错误。D.重力势能变化量与参考平面无关，重力势能大小与参考平面有关，D错误。7、BC【解析】

试题分析：对小球分析，设绳子拉力为F，绳子与竖直方向夹角为θ，绳子长度为l，则有Fcosθ=mg，Fsinθ=m（2π/T）2r,r=lsinθ，解得T2=4π2lcosθ/g,当小球位置升高时，周期减小，角速度增大，C正确，D错误．Q物块处于平衡状态，有N=Mg+Fcosθ=（M+m）g，支持力不变，A错误；f=Fsinθ=mgtanθ，物块位置升高，θ增大，f增大，B正确．考点：本题考查圆周运动向心力分析和物体平衡．8、BC【解析】

在上升的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球的机械能增加，所以A错误．对于小球和弹簧组成的系统来说，整个系统只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，弹簧减少的弹性势能都转化成了小球的动能和重力势能，所以B正确．当到达最高点，速度为零时，弹簧的弹性势能全部转化为重力势能，此时小球克服重力所做的功等于弹簧弹力所做的功，若速度不为零时，则小球克服重力所做的功小于弹簧弹力所做的功，所以C正确．小球刚松手时弹性势能最大，设为A，小球的弹力和重力相等时动能最大，设为B，从A到B由功能原理可知，因此小球的最大动能小于最大弹性势能，D错误．9、AD【解析】

根据电场线分布的对称性和叠加性原理可知，bd两点场强大小相等，方向不同，但电势相同；a点的场强最小，c点的场强最大；a、b、c、d四点中a点电势最高，c点电势最低，a点的电势高于c点的电势，故AD正确，BC错误。10、BC【解析】

根据电场线与等势面垂直，且指向电势低的等势面，可知电场线水平向左，画出匀强电场的电场线，如图所示．由U=Ed得：E=U由题意可知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上，所以小球带正电．故A错误；由受力图可知，Eq=mg，q=mgE由动能定理，得-F合•11、BCD【解析】

BD.同步卫星与地球保持相对静止，可知同步卫星必须位于赤道的上方，同步卫星的周期一定，与地球的自转周期相等为24h；故B，D均正确.AC.根据万有引力提供向心力，得，则轨道半径一定，则卫星的高度一定；而对于同步卫星的质量不一定相同；故A错误，C正确.12、AB【解析】

0-1s内，电压不变，则板间的电场强度不变，电子在板间受到不变的电场力，根据牛顿第二定律可知，加速度恒定不变，所以0-1s电子做匀加速直线运动，1-2s，电场力反向，加速度方向反向，电子做匀减速直线运动，直至速度为零，2-3s，电场力正向不变，电子有开始做初速度为0的匀加速直线运动，3-4s，电场力反向不变，电子做匀减速直线运动，到4s末速度为零；A.0-1s，加速度恒定不变，为正，1-2s加速度为负，且恒定不变，2-3s加速度恒为正，且不变，3-4s加速度为负，且不变，故A项符合题意；BC.0-1s，2-3s物体做正向的匀加速的直线运动，v-t图象为倾斜的直线，x-t图象为抛物线，1-2s，3-4s物体做正向的匀减速的直线运动，v-t图象为倾斜的直线，x-t图象为抛物线，故B项符合题意，C项不符合题意；D.因为可知，v-t图象为直线，则Ek-t图象为曲线，故D项不符合题意．二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）（2），【解析】试题分析：（1）甲球做匀速运动①②（2）对乙球，设加速度时间为t，加速度为a，由公式③④代入数据得⑤⑥评分标准：③④每式2分其余各1分考点：匀变速直线运动基本规律14、ACC2.04.0【解析】

第一空.“研究平抛物体运动”的实验过程中：A.末端水平是必须的，否则就不是平抛，故选项A正确；BC.在描点时，要保证是同一条抛物线，则每次释放小球应从静止开始从同一位置释放，故选项B错误，选项C正确；D.连线是用平滑的曲线连起来，选项D错误。第二空.实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，根据平抛规律：，所以y﹣x2图象是一条过原点的直线，故选项C符合要求；第三空.图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40cm。零小球从A点到O点得时间为，根据平抛规律有：，而，联立可求得：v0＝2.0m/s，t1＝0.3s。第四空.小球水平方向匀速直线运动，因此C点得水平方向速度为，竖直方向自由落体，因此有。15、大于相同v2-【解析】试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态