北京市丰台区北京第十二中学2023-2024学年物理高一第二学期期末联考试题含解析

北京市丰台区北京第十二中学2023-2024学年物理高一第二学期期末联考试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A．＋mg B．－mgC．＋mg D．－mg2、(本题9分)自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，下列说法正确的是A．小球的动能逐渐渐少 B．小球的重力势能逐渐渐少C．小球的动能逐渐增加 D．小球的机械能守恒3、(本题9分)一物体在水平面上做直线运动，其速度时间图像如图所示，根据该图像可知：（）A．物体在t＝1S时刻改变运动方向B．前2s内合力对物体做正功C．前2s内合力冲量为0D．第1s内和第2s内加速度相同4、(本题9分)若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常数为G，那么该行星的平均密度为（）A． B． C． D．5、(本题9分)“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一，其构造如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则()A．从D到C，弹丸的机械能守恒B．从D到C，弹丸的动能一直在增大C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减小D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能6、(本题9分)在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A．物体在空中做平抛运动B．跳伞运动员在空中匀减速下落C．人乘电梯匀加速上升D．物体沿斜面匀速下滑7、(本题9分)下列说法中正确的是()A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B．太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆C．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直8、(本题9分)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其v—t图象如图所示。已知汽车的质量为2×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。则A．汽车在前5s内的加速度为2m/s2 B．汽车在前5s内的牵引力为4×103NC．汽车的额定功率为60kW D．汽车的最大速度为20m/s9、(本题9分)一个质点做初速度不为零的匀加速直线运动，关于质点运动的位移、速度、速度平方、位移与时间的比值随、、变化的图像，其中正确的是（）A． B．C． D．10、(本题9分)若一个恒力对某做直线运动的物体做负功，则下列说法正确的是A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个物体的动能一定增大C．这个力可能与物体的运动方向相同D．这个力的方向与物体的位移方向的夹角一定大于90°11、如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面．下列图像中，能正确反映各物理量与h的关系的是()．A． B． C． D．12、(本题9分)下列说法正确的是（）A．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能B．若某电池中通过的电荷，电池提供的电能，该电池的电动势为C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，某同学选择一条如图所示的纸带，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C…的距离分别为h1、h2、h3…，所用交流电源的频率为f.(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作不可行的是________．A．下落的重物选用铁质重锤B．安装打点计时器时，应使两限位孔在同一竖直线上C．释放纸带前，手应提住纸带上端并使纸带保持竖直D．重锤下落中，手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2)打B点时，重锤的速度vB＝________．(3)该同学用实验测得数据画出的v2-h图象如图所示．图线不过坐标原点的原因是__________________．14、（10分）(本题9分)在“DIS研究机械能守恒定律”实验中，通过测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度。其实验装置如图所示；接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过某位置的瞬时速度自动记录在表格的对应处，如图。（1）请问该实验中所用传感器的名称是_____传感器。并将该传感器和_____相连。（2）请指出该同学实验中的错误之处：①传感器未放在标尺盘最低端的D点；②_____。（3）摆图中计算机记录的数据与真实值相比将_____（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）（4）在处理实验数据时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2/2—h图象应是_____，才能验证机械能守恒定律，v2/2－h图线的斜率等于_____的数值。（5）本实验应该得到的实验结论是：________________________的情况下，物体的_____________，但总机械能守恒。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，质量为mA=3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB=1kg的小球B（可看作质点），小球距离车面h=0.8m．某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为mC=1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s1．求：（1）小车系统的最终速度大小v共；（1）绳未断前小球与砂桶的水平距离L；（3）整个过程中系统损失的机械能△E机损．16、（12分）(本题9分)某天文爱好者在地面观测卫星和卫星绕地球做圆周运动的情况，测得时间内卫星运动的弧长为，卫星与地心的连线转过的角度为．已知万有引力常量为，求：（1）地球的质量；（2）若已知卫星绕地球运动的轨道半径为卫星轨道半径的两倍，求卫星运行的周期．17、（12分）(本题9分)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，已知电场强度大小为E。有一质量为m的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角为。重力加速度为g，不计空气阻力的作用。（1）求小球所带的电荷量并判断所带电荷的性质；（2）如果将细线轻轻剪断，细线剪断后，经过时间t，求这一段时间内小球电势能的变化量。

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】

在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有，即在产生拉力瞬间速度为，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有，联立解得【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向2、B【解析】

当弹力等于重力时速度最大，所以动能先增大后减小，A错；重力一直做正功，重力势能一直减小，B对；小球要克服弹力做功，机械能减小，CD错；3、C【解析】A、物体t=1s时刻运动方向没有改变，仍然为正方向，故A错误．B、前2s内物体的速度变化量为零，动能的变化量为零，由动能定理知，合力对物体做功为零，故B错误．C、前2s内物体的速度变化量为零，动量的变化量为零，由动量定理知，合力冲量为0，故C正确．D、根据速度时间图线的斜率表示加速度，知第1s内和第2s内加速度大小相等、方向相反，则加速度不同，故D错误．故选C．【点睛】速度的正负表示运动的方向．速度时间图线的斜率表示加速度，根据速度的变化，由动能定理分析合力做功的正负．由动量定理求合力的冲量．4、B【解析】

根据万有引力等于向心力，可以列式求解出行星的质量，进一步求出密度．【详解】飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：解得：根据，联立可得：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；故选B．【点睛】本题主要考查了环绕行星表面做圆周运动的卫星，其公转周期平方与行星平均密度的乘积是一个定值．5、D【解析】

A．从D到C，橡皮筋的弹力对弹丸做功，弹丸的机械能增大，故A错误；B．橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处橡皮筋的拉力为0，在CD连线中的某一处，弹丸受力平衡，所以从D到C，弹丸受的合力先向上后向下，速度先增大后减小，则弹丸的动能先增大后减小，故B错误；C．从D到C，橡皮筋对弹丸一直做正功，弹丸的机械能一直在增加，故C错误；D．从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段位移相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，机械能增加也多，故D正确．故选D。6、A【解析】

物体在空中做平抛运动时，由于只有重力做功，故机械能守恒；故A正确；运动员在空中匀减速下落时，动能和重力势能均减小，故机械能不守恒；故B错误；人乘电梯匀加速上升，重力势能和动能都增加，机械能增加，选项C错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，而重力势能减小，所以机械能一定减小；故D错误；故选A。【点睛】对于机械能是否守恒的判断，关键掌握机械能守恒的条件，也可以从能量转化的角度进行分析；两种方法要注意灵活应用．7、AC【解析】太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点，就是太阳，选项A正确；太阳系中的八大行星的轨道都是椭圆，选项B错误；行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确；所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向不一定与它和太阳的连线垂直，故D错误；故选AC．点睛：开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．8、AC【解析】

AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得：F-F阻=ma，F阻=0.1mg，解得F=6×103N．故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=60kW．当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻，最大速度vm==30m/s，故C正确，D错误；9、BD【解析】

A．根据匀变速直线运动位移时间关系可知，图象不为直线，故A错误；B．根据匀变速直线运动速度时间关系可得，图象是不过原点的斜线，故B项正确；C．根据匀变速直线运动速度位移关系可得：所以图象是不过原点的斜线，故C项错误；D．根据匀变速直线运动位移时间关系可得：所以图象是不过原点的斜线，故D正确。10、AD【解析】

A．某个力对物体做负功，则这个力一定阻碍物体的运动；故A正确.B．物体动能的变化由合外力做功衡量，而只知道一个力做负功不能确定合力做功情况，则不能确定动能是否增大；故B错误.CD．力对物体做负功，可知此力与物体的运动方向的夹角为钝角或180°角；故C错误，D正确.11、BC【解析】

A.根据t=则水平位移x=v由表达式可知，图线为曲线，开口向右，故A项与题意不相符；B.平抛运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则机械能随着高度的变化不变，故B项与题意相符；C.根据mg(H-h)=得：Ek知Ek与h成一次函数关系，故C项与题意相符；D.根据mg(H-h)=1解得：v=vv与h不成线性关系，故D项与题意不相符。12、AB【解析】A.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能，故A正确；B.电路中通过q=2C的电荷量，电池提供的电能W=4J，根据电动势的定义式E=W/q得，电动势E=2V，故B正确；C.电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变，故C错误；D.电动势由电源本身决定，与提供的电能多少无关，故D错误．故选AB.点睛：电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压变化时，其电源电动势不变．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、D(h3-【解析】（1）为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故A可行；为了减小阻力的影响，安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，故BC可行；重物下落过程中，不能用手提着纸带，故D不可行。所以D正确，ABC错误。（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出某点的速度，B点的瞬时速度为：vB（3）该同学用实验测得数据画出v2-h图象图线不过坐标原点，即h=0时，速度不为零，可知打下O点时重锤速度不为零。14、光电门数据采集器摆锤释放器未置于A点偏小一条倾斜直线重力加速度只有重力做功动能和势能相互转化【解析】

（1）[1][2]．该实验中所用传感器的名称是光电门传感器。并将该传感器和数据采集器相连。（2）[3]．该同学实验中的错误之处：①光电门传感器未放在标尺盘最底端的D点；②摆锤释放器未置于A点。（3）[4]．由于摆锤释放器未置于A点，所以得到的动能与真实值相比将偏小。（4）[5][6]．在处理实验数据时，由可得则如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2/2—h图象应是一条倾斜直线，才能验证机械能守恒定律，v2/2－h图线的斜率等于重力加速度g的数值。（5）[7][8]．本实验应该得到的实验结论是：只有重力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但总机械能守恒。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)3.1m/s（1）0