2025届北京市中央美术学院附属实验学校高一物理第二学期期末统考试题含解析

2025届北京市中央美术学院附属实验学校高一物理第二学期期末统考试题请考生注意：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、(本题9分)质量为m的小球从桌面高度以速度竖直向上抛出，桌面离地高度为h，小球能达到的最大离地高度为H．若以桌面作为参考平面，不计空气阻力，则（）A．小球抛出时的机械能为B．小球落地前瞬间的机械能为C．小球在最高点的机械能为mghD．小球在最高点的机械能为mgH2、(本题9分)在水平面上一轻质弹簧竖直放置，在它正上方一物体自由落下，如图所示，在物体压缩弹簧速度减为零的过程中（）A．物体的动能不断减小B．物体所受的合力减小为零C．弹簧的弹性势能不断增大D．物体的机械能守恒3、(本题9分)如图所示为跳伞运动员在空中的一张照片，已知运动员受到的空气阻力与速度、与空气接触的面积正相关，下列说法正确的是（）A．研究运动员受力时可把运动员看作质点B．每一个跳伞运动员只受到重力和空气阻力C．每个运动员展开四肢的目的是为了增大与空气接触的面积，从而增大空气阻力D．跳伞运动员在跳伞的整个过程中通常是做匀加速直线运动4、(本题9分)下列说法错误的是A．哥白尼认为地球是宇宙的中心B．卡文迪许最早较准确地测出了万有引力常量C．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础D．牛顿通过月-地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律5、(本题9分)消防车利用云梯进行高层灭火，消防水炮出水口离地的高度为，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，水平射出水的初速度在之间可以调节．着火点在离地高为的楼层，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度，则（）A．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最大为B．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则水平射出水的初速度最小为D．若该着火点离地高为，该消防车此时仍能有效灭火6、(本题9分)在高速公路的拐弯处，路面都是筑成外高内低的，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面的夹角为，设拐弯路段半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向即垂直于前进方向摩擦力等于零，则A．B．C．D．7、某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以5g4A．上升过程中水瓶的动能改变量为54B．上升过程中水瓶的机械能减少了54C．水瓶落回地面时动能大小为14D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率8、如图所示，在动摩擦因数为0.2的水平面上有一质量为3kg的物体被一个劲度系数为120N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3m才停下来，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep＝7.8JB．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05mC．物体的离开弹簧时动能为7.8JD．当弹簧恢复原长时物体的速度最大9、(本题9分)如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车A端固定一根轻弹簧，弹簧的另一端连接一个放置在小车上且质量为m的物体C，已知小车底部光滑，弹簧处于压缩状态．弹簧被释放后，物体C被弹出向B端运动，最后与B端粘在一起．下列说法中正确的是()A．物体C离开弹簧时，小车在向左运动B．物体C与B端粘在一起之前，小车的运动速率与物体C的运动速率的比值为C．物体C与B端粘在一起后，与小车一同向右运动D．整个过程中，小车、物体C及弹簧组成的系统的机械能守恒10、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为M=3kg装有弧形槽的小车。现有一质量为m=1kg的小球以v0=4m/s的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去(不计一切摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则（）A．小球在小车上到达最高点时竖直方向速度大小为1m/sB．小球离车后，对地将向右做平抛运动C．小球离车后，对地将做自由落体运动D．此过程中小球对车做的功为6J11、下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s是人造卫星的最小发射速度．B．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚．C．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度．D．不同行星的第一宇宙速度是不同的12、(本题9分)如图所示，质量为M长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f．经过一段时间，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端．以下判断正确的是（）A．此时物块的动能为F（x+l）B．此时小车的动能为fxC．这一过程中，物块和小车组成的系统产生的内能为fxD．这一过程中，物块和小车组成的系统增加的机械能为F(l+x)-fl二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某同学做验证机械能守恒实验，实验装置如图所示：(1)现有的器材为：带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、毫米刻度尺、导线及开关。为完成此实验，还需要下列__________器材（填入正确选项前的字母）；A．秒表B．交流电源C．天平(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中纸带上任意两点间的_______；A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量＝___________，动能变化量＝___________；(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。A．利用公式计算重物速度B．利用公式计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验算平均值的方法14、一同学测量某干电池的电动势和内阻．（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；____________．（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像___________．由图像可计算出该干电池的电动势为_________V；内阻为__________Ω．R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A–16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_______V；内阻应为_____Ω．15、某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示。图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器打在纸带上的点进行计算。根据多次测量数据画出W-v图象，探究功与速度变化的关系。(1)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_____A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(2)在正确操作情况下，某同学打了一条纸带如图所示，打点的时间间隔为0.02s，则小车离开橡皮筋后的速度为______m/s.三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)两轮平衡车(如图所示)广受年轻人的喜爱.它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为P0.小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动时，受到的阻力恒为f，已知小明和平衡车的总质量为（1）求平衡车能达到的最大行驶速度vm（2）假设启动过程是由静止开始的加速度为a的匀加速运动，平衡车达到最大功率所用的时间t为多少？（3）小明想研究此平衡车在一定条件下的续航里程.他设想以某一恒定速度行驶直至能量耗尽，若忽略启动和停止过程平衡车的能量消耗及位移，则可由平衡车行驶的速度和时间，利用公式x=vt估算出平衡车单次行驶的最大距离x.除此之外，请你再提供一种估算的方法，说明还需要哪些物理量，并给出最大距离的表达式.(注意：需要用到题目中没有给出的物理量，请在解答过程中做必要的说明)17、（10分）(本题9分)如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝m，已知电场线平行于△ABC所在平面，一个带电量为2×10－6C的负电荷由A移到B，电势能增加1.2×10－5J；由B移到C，电场力做功6×10－6J，求（1）AB，BC间的电势差UAB，UBC（2）若设C点为零电势能点，电荷在B点的电势能EPB（3）该电场的电场强度大小及方向

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】

A．小球运动过程中，只受重力，机械能守恒，若以桌面作为重力势能的零参考平面，有小球抛出时的机械能

E=mv2；选项A错误；BCD．由于小球的机械能守恒，即机械能保持不变，所以在最高点和落地时的机械能都是mv2，或者为mg(H-h)，选项B正确CD错误；故选B．【点睛】本题关键根据机械能守恒定律，小球的机械能总量不变，小球任意位置的机械能都等于初位置和最高点的机械能．2、C【解析】

在物体压缩弹簧速度减为零的过程中，弹力先小于重力后大于重力，则物体的速度先增大后减小，因此动能先增大后减小，故A错误；当重力等于弹力时，合力为零，加速度等于零，此时速度最大，当速度减为零时，弹力大于重力，合外力不为零，且方向向上，故B错误；在物体压缩弹簧速度减为零的过程中，弹簧的压缩量不断增大，因此弹性势能不断增加，故C正确；对于物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，但物体由于弹簧的弹力对物体做负功，则物体的机械能不守恒，选项D错误；故选C.【点睛】解决本题的关键就是物体的运动过程的分析，分析清楚物体在每个过程的运动情况即可解决问题．要注意本题中系统的机械能是守恒，但物体的机械能不守恒．3、C【解析】

A．研究运动员的受力情况时，运动员的大小和形状不能忽略，不能看作质点，故A错误；B．每一个跳伞运动员除了受到重力和空气阻力以外，运动员相互之间还有相互作用，故B错误；C．由于运动员受到的空气阻力与速度、与空气接触的面积正相关，所以每个运动员展开四肢的目的是为了增大与空气接触的面积，从而增大空气阻力，故C正确；D．跳伞运动员在跳伞的整个过程中，由于空气阻力与速度正相关，所以空气阻力是变力，即重力和阻力的合力不是恒力，加速度不断变化，因此，跳伞运动员在跳伞的整个过程中不总是匀加速直线运动，故D错误。故选C。4、A【解析】

A项：哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，故A错误；B项：牛顿发现了万有引力定律，但没有测量引力常量，是卡文迪许测出了引力常量，故B正确；C项：开普勒发现了行星运动的三大定律，正确描绘了行星运动的规律，为牛顿万有引力定律的发现奠定了基础，故C正确；D项：万有引力定律建立后，经历过“月-地检验”，表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，故D正确。5、B【解析】

AB．水在空中做平抛运动，在竖直方向上自由落体运动，当下落高度为20m时，运动时间为：水平方向上做匀速运动：而水平射出的速度在，则运动过的水平位移为所以如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为10m，最大距离是30m；故A错误，B正确．C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则：解得：故C错．D．由于出水口与着火点不能靠得太近，所以当该着火点离地高为40m时，该消防车此时不能有效灭火；故D错．6、B【解析】车匀速转弯，重力与支持力的合力提供向心力如图所示：

根据牛顿第二定律：，可得：，故B正确，ACD错误．7、AD【解析】

考查功能关系、功率计算，根据相关规律计算可得。【详解】根据牛顿第二定律可得F=ma=由动能定理可得，W=FS=上升过程中水瓶的动能改变量为54故A符合题意。由f+mg=5可得f=14阻力做负功，机械能减少，W上升过程中水瓶的机械能减少了14C．从最高点到时最低点，由动能定理可得mgH-水瓶落回地面时动能大小为34D．上升过程中加速大于下降过程中加速度，上升过程用时较少，上升、下降过程中重力做功大小相等，由P=W可得水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率故D符合题意。【点睛】理解功能关系，动能变化只取决于合外力做功，合外力做正功（负功），动能增大（减小），机械能变化取决于除重力和系统内弹力以外的力做功，该力做正功（负功），机械能增加（减小）。8、BC【解析】

AC.根据能量的转化与守恒，物体离开弹簧后在水平面上滑行了x1=1.3m，知物体离开弹簧时的动能为Ek=μmgx1=0.2×3×10×1.3J=7.8J设弹簧开始的压缩量为x0，则开始运动时弹簧的弹性势能Ep=μmg(x0＋x1)＝7.8J＋μmgx0＞7.8J故选项A不合题意，选项C符合题意；B.当物体速度最大时，物体受的合外力为零，弹簧弹力与摩擦力平衡，即：kx=μmg解得物体速度最大时弹簧的压缩量x=μmgk=0.2×3×10故选项B符合题意；D.物体在弹簧恢复原长之前，压缩量为x=0.05m时速度最大，故选项D不合题意。9、AB【解析】

整个系统在水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则系统动量一直守恒，系统初动量为零，物体离开弹簧时向右运动，根据系统的动量守恒定律得小车向左运动，故A正确；取物体C的速度方向为正方向，根据系统的动量守恒定律得：0=mv-Mv′，得物体与B端粘在一起之前，小车的运动速率与物体C的运动速率之比，故B正确；当物体C与B端粘在一起时，整个系统最终的速度相同，根据系统的动量守恒定律得：0=（M+m）v″，v″=0，系统又处于静止状态，故C错误；物块C与B碰后要粘在一起，则损失机械能，则整个过程中，小车、物体C及弹簧组成的系统的机械能不守恒，选项D错误。10、BD【解析】

A.小球在小车上到达最高点时，小球与小车速度相等，方向水平，所以此时小球在小车上到达最高点时竖直方向速度大小为0，故A错误；BC.以小球与小车为系统，水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：；不计一切摩擦，机械能守恒，由机械能守恒定律得：。解得小球离车的速度，小球离车时车的速度，负号表示方向向右，故小球离车后，对地将向右做平抛运动，故B正确，C错误；D.由动能定理得：此过程中小球对车做的功为，故D正确。11、ABD【解析】

A、第一宇宙速度v1=7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，也是人造卫星的最小发射速度，故A正确；B、第二宇宙速度为11.2km/s，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，故B正确；C、发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第二宇宙速度，因它绕火星旋转，仍在太阳的束缚下，故C错误；D、在地球表面万有引力提供向心力，则有：，解得：，不同行星的质量、半径不同，所以不同行星的第一宇宙速度是不同的；故D正确.故选ABD.12、BD【解析】

A．对物块，由动能定理可知，物块的动能：Ek=（F-f）（x+l）A错误；B．对小车，由动能定理可得，小车的动能为：Ek=fxB正确；C．系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，这一过程中，小物块和小车产生的内能为fl，C错误；D．由能量守恒定律可知，物块和小车增加的机械能为F（x+l）-flD正确。故选BD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、BAmghBC【解析】

(1)[1]本实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平；本实验不需要测量时间，故不需要秒表，故选B。(2)[2]为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，故选A。(3)[3]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为B点的速度为[4]则动能的增加量为(4)[5]由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确，ABD错误。故选C。14、（1）①开关未断开②电阻箱阻值为零（2）图像如图所示：1.4（1.30~1.44都算对）1.2（1.0~1.4都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致）1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力．（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源．（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线．根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.37V，截距绝对值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I(R+RA+r)，得，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的