北京市西城區(qū)第十五中學(xué)2024屆高一物理第二學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題含解析

北京市西城區(qū)第十五中學(xué)2024屆高一物理第二學(xué)期期末統(tǒng)考模擬試題請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)在平直的公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)速度達(dá)到后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)而滑行直到停止圖線如圖所示，汽車的牽引力大小為，摩擦力大小為全過程中，牽引力做的功為，克服摩擦阻力做功為以下是、及、間關(guān)系的說法，其中正確的是：：1

：：1

：：1

：：1．A． B． C． D．2、(本題9分)在蹦床比賽中，從運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床面到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程中（忽略空氣阻力的影響），以下說法正確的是A．運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的改變與零勢(shì)能參考面的選取有關(guān)B．蹦床的彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C．運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能始終減小D．運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒3、有一質(zhì)量為m的小球沿如下圖所示的光滑軌道下滑，已知軌道圓形部分的半徑為R，試求離地面多高處釋放小球，才能保證小球剛好通過圓軌道()A．0.5R B．1.0R C．2.5R D．3.5R4、如圖所示，當(dāng)汽車以12m/s通過拱形橋頂時(shí)，對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?。如果要使汽車在橋面行駛至橋?xiàng)時(shí)，對(duì)橋面的壓力恰好為零，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葹锳．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s5、(本題9分)如圖所示，體育課上某同學(xué)在高h(yuǎn)處斜拋出一個(gè)質(zhì)量為m的鉛球，不計(jì)空氣阻力，鉛球落地時(shí)速度大小為v，該同學(xué)對(duì)鉛球所做的功為A．mgh B． C． D．6、(本題9分)如圖所示，是一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由到，間的距離等于間的距離，用和分別表示三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，用分別表示和兩點(diǎn)的電勢(shì)差，可以判定（）A． B．C． D．7、(本題9分)水平光滑直軌道ab與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道bc相切，一小球以初速度v0沿直線軌道向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，小球進(jìn)入圓形軌道后剛好能通過c點(diǎn)，然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在直軌道上的d點(diǎn)，重力加速度為gA．小球到達(dá)c點(diǎn)的速度為2gRB．小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為5mgC．小球在直軌道上的落點(diǎn)d與b點(diǎn)距離為2RD．小球從c點(diǎn)落到d點(diǎn)所需時(shí)間為28、如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒固定在豎直面內(nèi)。有兩個(gè)質(zhì)量不同的小球甲和乙貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則A．甲乙兩球都是由重力和支持力的合力提供向心力B．筒壁對(duì)甲球的支持力等于筒壁對(duì)乙球的支持力C．甲球的運(yùn)動(dòng)周期大于乙球的運(yùn)動(dòng)周期D．甲球的角速度大于乙球的角速度9、(本題9分)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為40KW，質(zhì)量為2000kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)受到阻力為車重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽車從靜止開始保持1m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛，則（）A．汽車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為20m/sB．汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為10sC．當(dāng)汽車速度達(dá)到16m/s時(shí)，汽車的加速度為0.5m/s2D．汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間為57.5s10、(本題9分)從A點(diǎn)將一個(gè)小球以三種不同方式拋出，(1)以v0速率豎直下拋；(2)以v0速率豎直上拋；(3)以v0速率平拋.到達(dá)地面時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率分別是P1、P2、P3，重力做功的平均功率分別為、、，則下述說法中正確的是()A．P1＞P2＞P3 B．P1=P2＞P3C．＞＞ D．=＞11、如圖所示，由長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿構(gòu)成的等邊三角形支架位于豎直平面內(nèi)，其中兩個(gè)端點(diǎn)分別固定質(zhì)量均為m的小球A、B，系統(tǒng)可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，初始位置OA水平．由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力．則（）A．系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B．B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能最小C．A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過程中，動(dòng)能一直在增大D．?dāng)[動(dòng)過程中，小球B的最大動(dòng)能為mgL12、(本題9分)如圖所示，在上端開口的飲料瓶的側(cè)面戳一個(gè)小孔，瓶中灌水，手持飲料瓶靜止時(shí)，小孔有水噴出。若飲料瓶在下列運(yùn)動(dòng)中，沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)且忽略空氣阻力，小孔不再向外噴水的是()A．自由下落B．飲料瓶被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中C．飲料瓶被豎直向上拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中D．手持飲料瓶向上加速運(yùn)動(dòng)的過程中二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)已準(zhǔn)備的器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需要的器材是_____（填字母代號(hào)）；A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．交流電源、天平及砝碼D．交流電源、毫米刻度尺(2)安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示，圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，且速度為零，選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為、、，已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T，為了驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過程中機(jī)械能是否守恒，需要計(jì)算出從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中，重鍾更力勢(shì)能的減少量Ep=____，動(dòng)能的增加量Ek=___（用題中所給字母表示）；(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動(dòng)能略小于重錘減少的重力勢(shì)能，于是深入研究阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響，若重錘所受阻力為f，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，他測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2—h圖線，如圖3所示，圖像是一條直線，此直線斜率k=___（用題中字母表示）。14、（10分）(本題9分)在用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中（1）圖中釋放紙帶的操作正確的是（____）（2）甲同學(xué)按照正確的步驟操作，利用紙帶算出重物重力勢(shì)能的減少量△Ep往往略大于動(dòng)能的增加量△Ek，這是因?yàn)開________________________________________________；（3）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：通過電磁鐵控制一小鐵球從A點(diǎn)自由下落，鐵球下落過程中經(jīng)過光電門B時(shí)，計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄擋光時(shí)間t，用刻度尺測(cè)出AB之間的距離h，已知小鐵球的直徑為d，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，當(dāng)題中所給的d、t、h、g滿足關(guān)系式_____________________________，即可驗(yàn)證小鐵球下落過程中機(jī)械能守恒。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s，安全帶長(zhǎng)5m，（安全帶伸長(zhǎng)量遠(yuǎn)小于其原長(zhǎng)）不計(jì)空氣阻力影響，g取10m/s2。求：人向下減速過程中，安全帶對(duì)人的平均作用力的大小及方向。16、（12分）(本題9分)如圖所示,在水平圓盤圓心處通過一個(gè)光滑小孔把質(zhì)量均為m的兩物塊用輕繩連接，物塊A到轉(zhuǎn)軸的距離為R，與圓盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。要使物塊A隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則：(1)水平圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度少為多少時(shí)，可使物體A與水平圓盤間摩擦力為零？(2)水平圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的大小在什么范圍內(nèi)物塊A會(huì)相對(duì)于圓盤靜止？17、（12分）如圖所示，一質(zhì)量為m的物體在合外力F的作用下沿直線運(yùn)動(dòng)了距離l，物體的速度由v1變?yōu)関2.應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式證明：此過程中合外力的功等于物體動(dòng)能的增量.

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、A【解題分析】

由動(dòng)能定理可得出汽車牽引力的功與克服摩擦力做功的關(guān)系，由功的公式可求得牽引力和摩擦力的大小關(guān)系；【題目詳解】對(duì)全過程由動(dòng)能定理可知，故，故③正確，④錯(cuò)誤；，，由圖可知：，所以，故②正確，①錯(cuò)誤，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤；故選A．【題目點(diǎn)撥】關(guān)鍵是要注意在機(jī)車起動(dòng)中靈活利用功率公式及動(dòng)能定理公式，同時(shí)要注意圖象在題目中的應(yīng)用．2、B【解題分析】

A.重力勢(shì)能的改變?nèi)Q于位置的變化，和零勢(shì)能面的選取無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.蹦床的彈力向上，對(duì)人做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；C.運(yùn)動(dòng)員在剛接觸蹦床時(shí)，重力大于彈力，運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)加速；因彈力增加，故加速度減小，但運(yùn)動(dòng)員的速度增加，直到彈力等于重力為止，此后做減速運(yùn)動(dòng)，故動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；D.運(yùn)動(dòng)員和蹦床系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但是運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3、C【解題分析】

小球剛好通過圓軌道，則有，從開始到圓環(huán)頂端的過程，由機(jī)械能守恒定律有，解得，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4、D【解題分析】

根據(jù)牛頓第二定律得：mg-N=m，其中N=mg，解得：R=57.6m。當(dāng)車對(duì)橋頂無壓力時(shí)，有：mg=m，代入數(shù)據(jù)解得：v'=24m/s。A.3m/s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.10m/s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.12m/s，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.24m/s，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；5、C【解題分析】

人對(duì)鉛球做的功等于鉛球獲得的初動(dòng)能，球拋出后只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理即可求得鉛球拋出時(shí)的初動(dòng)能。【題目詳解】人對(duì)鉛球做的功等于鉛球獲得的初動(dòng)能，根據(jù)對(duì)拋出到落地的過程運(yùn)用動(dòng)能定理得：，解得：，即人對(duì)小球做的功等于，所以C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C?！绢}目點(diǎn)撥】本題考查了動(dòng)能定理的直接應(yīng)用，在不涉及到運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)過程以及變力做功時(shí)運(yùn)用動(dòng)能定理解題較為簡(jiǎn)潔、方便。6、C【解題分析】只有一條電場(chǎng)線，不能確定電場(chǎng)線的分布情況，無法比較場(chǎng)強(qiáng)的大小，故A錯(cuò)誤．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可以比較電勢(shì)高低，根據(jù)電場(chǎng)線方向可知φa＞φb＞φc，選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ed，由于電場(chǎng)線的疏密情況無法確定，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的公式U=Ed也不能適用，不能判斷電勢(shì)差的關(guān)系，故D錯(cuò)誤；故選C．點(diǎn)睛：本題考查了電場(chǎng)線和電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度以及電勢(shì)差之間的關(guān)系，尤其注意公式U=Ed的適用條件以及公式中各個(gè)物理量的含義.7、CD【解題分析】

A.小球進(jìn)入圓形軌道后剛好能通過c點(diǎn)，只有重力提供向心力mg=解得：v=故A錯(cuò)誤；B.由機(jī)械能守恒定律得：1由向心力公式有：F-mg=解得軌道對(duì)小球的支持力F=6mg，根據(jù)牛頓第三定律得：小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為6mg，故B錯(cuò)誤；C.由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，水平位移x=vt=故C正確；D.小球離開軌道后，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球從c點(diǎn)落到d點(diǎn)所需時(shí)間為t=故D正確。8、AC【解題分析】

對(duì)兩球受力分析即可得向心力的來源；支持力與重力的合力提供小球所需要的向心力，根據(jù)平衡條件即可得支持力大小關(guān)系；利用牛頓第二定律列式，結(jié)合兩球的軌道半徑關(guān)系即可分析出兩球的周期與角速度關(guān)系．【題目詳解】A、對(duì)兩球受力分析，都受重力、支持力兩個(gè)力的作用，由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即合外力提供向心力，故可知甲、乙兩球都是由重力與支持力的合力提供向心力，A正確；

BCD、設(shè)圓錐筒的頂角為，則有：在豎直方向有：，軌道平面內(nèi)有：，聯(lián)立可得支持力為：，角速度為：，由于兩球的質(zhì)量不同，則可知兩球所受支持力大小不相等，由圖可知甲球的軌道半徑大于乙球的軌道半徑，故甲球的角速度小于乙的角速度，根據(jù)可知，甲球的周期大于乙球的周期，BD錯(cuò)誤C正確．9、ABD【解題分析】由題意知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P額=40kW=4×104W，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A、當(dāng)汽車有最大速度時(shí)，此時(shí)牽引力與阻力二力平衡，由P額=F牽vm=fvm得，汽車的最大速度：，故A正確；B、若汽車從靜止作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)P=P額時(shí)，勻加速結(jié)束，則有：①根據(jù)牛頓第二定律有：②，聯(lián)立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=10s，故B正確；C、當(dāng)速度v=16m/s時(shí)，由P=Fv得，此時(shí)汽車的牽引力：，則汽車的加速度：，故C錯(cuò)誤；D、設(shè)勻加速后的800m過程所用的時(shí)間為t′，從靜止開始一直運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：，解得：t′=47.5s，汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間：t總=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正確．故選ABD．【題目點(diǎn)撥】解決本題的關(guān)鍵知道功率與牽引力、速度的關(guān)系，知道牽引力等于阻力時(shí)速度最大，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束．10、BC【解題分析】

根據(jù)動(dòng)能定理可得，小球落地時(shí)的動(dòng)能為，由于（1）（2）兩種情況在豎直方向上的初速度大小相等，而（3）情況中小球在豎直方向上的初速度為零，所以，故落地時(shí)，根據(jù)可得，A錯(cuò)誤，B正確；三種情況下，重力做功相等，根據(jù)題意可知，故根據(jù)可得，C正確D錯(cuò)誤。故選BC。11、AD【解題分析】系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，只有重力做功，所以系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，故A正確；A、B兩球組成的系統(tǒng)的重心在AB兩球連線的中點(diǎn)，所以當(dāng)AB桿水平時(shí)，重心最低，此時(shí)重力勢(shì)能最小，故B錯(cuò)誤；由系統(tǒng)能量守恒可知A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過程中，動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)A、B水平時(shí)B的動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理可得：，解得：，故D正確．所以AD正確，BC錯(cuò)誤．12、ABC【解題分析】

若要水不往外噴，則不受豎直方向的壓力，就要求水在運(yùn)動(dòng)過程中完全失重，即只受重力，加速度為g的情況就符合題意.A．描述與分析相符，故A正確.B．描述與分析相符，故B正確.C．描述與分析相符，故C正確.D．描述與分析不符，故D錯(cuò)誤.二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、D【解題分析】

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交流電源，在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度。紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不需要秒表。重錘的質(zhì)量可以不測(cè)。故選D。

(2)從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過程中，重錘重力熱能的減少量△EP=mgh2.F點(diǎn)的瞬時(shí)速度：，則動(dòng)能的增加量為：△Ek=。

重錘重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh2，

(3)若考慮阻力f，則由能量關(guān)系：mgh=mv2+fh得：v2=(）h，可知v2-h圖線的斜率等于k=。

點(diǎn)睛：明確各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是解決實(shí)