2023-2024學年北京市西城區(qū)第三十一中學物理高一第二學期期末質(zhì)量檢測試題含解析

2023-2024學年北京市西城區(qū)第三十一中學物理高一第二學期期末質(zhì)量檢測試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、如圖所示，某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時間與水速的關(guān)系是()A．水速大時，路程長，時間長B．水速大時，路程長，時間短C．水速大時，路程長，時間不變D．路程、時間與水速無關(guān)2、(本題9分)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．3.5R3、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)．將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當彈簧位于豎直位置時，小球速度恰好為零，此時小球下降的豎直高度為h.若整個過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，則下列說法正確的是()A．彈簧與桿垂直時，小球速度最大B．彈簧與桿垂直時，小球的動能與重力勢能之和最大C．小球從靜止位置下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量小于mghD．小球從靜止位置下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量大于mgh4、(本題9分)質(zhì)量為m的均勻木塊靜止在光滑水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位持有完全相同步槍和子彈的射擊手．首先左側(cè)射手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d1，然后右側(cè)射手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖所示，設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩顆子彈與木塊之間的作用大小均相同．當兩顆子彈均相對于木塊靜止時，下列判斷正確的是（）A．木塊靜止，d1＜d2B．木塊靜止，d1＞d2C．木塊向右運動，d1＜d2D．木塊向左運動，d1=d25、(本題9分)以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為F.則從拋出到落回到拋出點的過程中，空氣阻力對小球做的功為A．0 B．-Fh C．Fh D．-2Fh6、如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大圓環(huán)上的質(zhì)量為m的小環(huán)（可視為質(zhì)點），從大圓環(huán)的最高處由靜止滑下，重力加速度為g．當小圓環(huán)滑到大圓環(huán)的最低點時，大圓環(huán)對輕桿拉力的大小為（）A．Mg-5mg B．Mg+mg C．Mg+5mg D．Mg+10mg7、(本題9分)如圖所示，光滑圓管固定在豎直平面內(nèi)，有一小球在管內(nèi)做圓周運動．忽略空氣阻力，小球在運動過程中（）A．動能不斷變化B．機械能不守恒C．重力勢能不斷變化D．只有重力對小球做功8、(本題9分)在力學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻，關(guān)于科學家和他們的貢獻下列說法正確的是（）A．開普勒通過對第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行研究得出了萬有引力定律B．牛頓通過扭秤實驗成功測出了引力常量G的數(shù)值，稱自己的實驗是“稱量地球的重量”C．法拉第提出了電場的概念，并提出處在電場中的其他電荷受到的作用力就是電場給予的D．美國物理學家密立根最早測得的了元電荷e的數(shù)值．9、如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長的輕繩系于O點，B球用輕彈簧系于O′點，O與O′點在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球達到各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面上，則()A．兩球到達各自懸點的正下方時，兩球動能相等B．兩球到達各自懸點的正下方時，A球動能較大C．兩球到達各自懸點的正下方時，B球動能較大D．兩球到達各自懸點的正下方時，A球受到向上的拉力較大10、如圖所示，一光滑球體靜止于夾角為θ的支架ABC內(nèi)，AB、BC與水平面的夾角都為α，現(xiàn)以B為旋轉(zhuǎn)中心，在平行于紙面的平面內(nèi)，讓BC緩慢沿順時針旋轉(zhuǎn)，直至水平（AB不動），設(shè)BC對球體的作用力大小為F1，AB對球體的作用力大小為FA．F1可能一直增大 B．FC．F1可能先減小后增大 D．F11、(本題9分)平靜水面上停著一只小船，船頭站立著一個人，船的質(zhì)量是人的質(zhì)量的8倍．從某時刻起，人向船尾走去，走到船中部時他突然停止走動．不計水對船的阻力，下列說法正確的是（）A．人在船上走動過程中，人的動能是船的動能的8倍B．人在船上走動過程中，人的位移是船的位移的9倍C．人走動時，它相對水面的速度大于小船相對水面的速度D．人突然停止走動后，船由于慣性還會繼續(xù)運動一小段時間12、(本題9分)金星和木星是除太陽和月球以外最明亮的天體．金星為昏星（即長庚星），肉眼清晰可見；而以色彩斑斕的條紋和平行于赤道的大紅斑而聞名的木星，日落后比金星要暗一些．金星到太陽的距離小于木星到太陽的距離，下列關(guān)于金星和木星的說法正確的是（）A．金星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等B．木星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等C．金星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期比木星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期小D．金星繞太陽運動的線速度一定比木星繞太陽運動的線速度小二．填空題(每小題6分，共18分)13、(本題9分)用如圖所示的裝置“研究平拋物體的運動”。其主要實驗步驟如下：（a）將弧形斜槽固定在桌面上，讓其末端伸出桌面邊緣處。（b）用圖釘將白紙釘在薄木板上，用支架將木板豎直固定。（c）將小球從斜槽上釋放，在豎直白紙上記錄小球所經(jīng)過的多個位置，用平滑的曲線連接起來，即為小球平拋運動的軌跡（1）在“研究平拋物體的運動”實驗時，已備有下列器材：白紙、圖釘、薄木板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺，還需要下列器材中的____________。A．秒表B．天平C．重錘線D．測力計(2)在該實驗中，為減少空氣阻力對小球的影響，所以選擇小球時，應選擇_____A．實心小鐵球B．空心小鐵球C．實心小木球D．塑料小球(3)在該實驗中，應采取下列哪些措施減小實驗誤差________?A．斜槽軌道末端切線必須水平B．斜槽軌道必須光滑C．每次要平衡摩擦力D．小球每次應從斜槽同一高度靜止釋放(4)在該實驗中，在取下白紙前，應確定坐標軸原點O，并用重錘線過O作豎直線，標系的y軸。圖1為甲、乙兩位同學關(guān)于坐標原點及x軸、y軸的確定，其中做法正確的__________(選填“甲”或“乙”)（5）在該實驗中，某同學正確地確定了坐標原點及坐標軸后，描繪出小球在同時刻所通過的三個位置A、B、C，相鄰的兩個位置間的水平距離均為x，測得x=10.00cm，A、B間的豎直距離y1=4.78cm，A、C間的豎直距離y2=19.36cm。如圖2所示。（重力加速度g取9.80m/s2）根據(jù)以上直接測量的物理量導出小球做平拋運動的初速度的公式為v0=________(用題中所給字母表示。代入數(shù)據(jù)得到小球的初速度值為________m/s。14、(本題9分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，備有下列器材：A．電火花計時器；B．天平；C．秒表；D．交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細繩、砝碼、滑塊(可騎在氣墊導軌上)；H.氣墊導軌(一端帶定滑輪)；I.毫米刻度尺；J.小型氣泵．(1)實驗中應選用的器材有________________；實驗的研究對象是________________．(2)本實驗分兩大步驟進行：①________________；②________________.15、(本題9分)利用氣墊導軌和光電門進行“探究碰撞中的不變量”這一實驗，氣墊導軌的左側(cè)與一傾斜軌道平滑連接，滑塊在水平氣墊導軌上運動時可忽略阻力．讓滑塊A在左側(cè)傾斜軌道的P點由靜止釋放，然后與靜止在光電門C和光電門D之間的滑塊B發(fā)生碰撞，如圖所示．（1）實驗中滑塊B備有甲乙兩種：其中甲種滑塊左端裝有彈性圈，乙種滑塊左端裝有橡皮泥，與滑塊A碰撞后會粘在一起．若要求碰撞時動能損失最大，則應選用______種滑塊（填“甲”或“乙”），若要求碰撞時動能損失最小，則應選用______種滑塊（填“甲”或“乙”）；（2）某同學選取左端裝有橡皮泥的滑塊B進行實驗，兩滑塊的質(zhì)量分別為mA和mB，滑塊A從P點釋放后，通過光電門C的時間為t1，與滑塊B粘在一起后通過光電門D的時間為t2，則在誤差允許的范圍內(nèi)，只需驗證等式______成立即說明碰撞過程中mA和mB系統(tǒng)動量守恒；（3）在上一問的某次實驗中，滑塊通過光電門C和光電門D的時間分別為t1=0.05s和t2=0.15s，那么滑塊A和滑塊B的質(zhì)量之比為mA：mB=______．三．計算題(22分)16、（12分）如圖所示，水平地面與一半徑為R的豎直光滑圓弧軌道相接于B點，軌道上的C點位置處于圓心O的正下方．距地面高度為R的水平平臺邊緣上的A點，質(zhì)量為m的小球以的速度水平飛出，小球在空中運動至B點時，恰好沿圓弧軌道在該點的切線方向滑入軌道．小球運動過程中空氣阻力不計，重力加速度為g，試求：（1）B點與拋出點A正下方的水平距離x．（2）圓弧BC段所對的圓心角θ．（3）小球能否沿圓軌道上升到最高點D，若能到達，求出到達D點的速度；若不能到達，請說明理由．17、（10分）(本題9分)如圖所示,兩個小球A和B質(zhì)量分別是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A靜止在光滑水平面上的M點,球B在水平面上從遠處沿兩球的中心連線向著球A運動,假設(shè)兩球相距L≤18m時存在著恒定的斥力F,L＞18m時無相互作用力.當兩球相距最近時,它們間的距離為d＝2m,此時球B的速度是4m/s.求:(1)球B的初速度大小;(2)兩球之間的斥力大小;(3)兩球從開始相互作用到相距最近時所經(jīng)歷的時間.

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、C【解析】

本題考查的是合運動和分運動之間的關(guān)系：合運動與分運動之間存在如下的特點：(1)獨立性原理：各個分運動之間相互獨立，互不影響．(2)等時性原理，合運動與分運動總是同時開始，同時結(jié)束人在游泳過河時，渡河方向的速度不受水流速度的影響，因此渡河時間不變，水速越大，水平方向的位移越大，則合位移越大，即路程越大，因此C正確ABD錯誤2、C【解析】

小球剛好通過圓軌道，則有，從開始到圓環(huán)頂端的過程，由機械能守恒定律有，解得，故選項C正確，A、B、D錯誤。3、B【解析】

A項：彈簧與桿垂直時，彈力方向與桿垂直，合外力方向即重力的分力方向沿桿向下，小球?qū)⒗^續(xù)加速，速度沒有達到最大值，故A錯誤；B項：小球運動過程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，此時彈簧伸長量最短，彈性勢能最小，故動能與重力勢能之和最大，故B正確；C項：小球下滑至最低點的過程中，系統(tǒng)機械能守恒，初末位置動能都為零，所以彈簧的彈性勢能增加量等于重力勢能的減小量，即為mgh，故CD錯誤．4、A【解析】

對兩顆子彈和木塊組成的系統(tǒng)而言，合外力為零，總動量守恒，可求出當兩顆子彈均相對于木塊靜止時木塊的速度．先以左側(cè)的子彈和木塊組成的系統(tǒng)研究，由動量守恒和能量守恒得到d1與子彈速度、質(zhì)量和木塊的關(guān)系，再對兩顆子彈和木塊系統(tǒng)為研究，用同樣的方法研究d1，再比較它們的大?。驹斀狻吭O(shè)子彈射入木塊前的速度大小為v0，子彈的質(zhì)量為M，子彈受到的阻力大小為f。當兩顆子彈均相對于木塊靜止時，由動量守恒得:M0v-Mv0=（2M+m）v'，得v'【點睛】本題運用動量守恒和能量守恒相結(jié)合分析子彈與木塊相對位移大小的關(guān)系，是常用的基本思路．5、D【解析】上升過程空氣阻力對小球做的功為－Fh，下落過程空氣阻力對小球做的功為－Fh，從拋出到落回到拋出點的過程中，空氣阻力對小球做的功為－2Fh，選項D正確。6、C【解析】試題分析：小圓環(huán)到達大圓環(huán)低端時滿足：，對小圓環(huán)在最低點，有牛頓定律可得：；對大圓環(huán)，由平衡可知：，解得，選項C正確．考點：牛頓定律及物體的平衡．7、ACD【解析】

圓管光滑，小球運動過程不受摩擦力作用，小球運動過程只有重力做功，小球的機械能守恒，小球在運動過程中，通過重力做功，小球的動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，小球的動能與重力勢能不斷變化，但機械能不變，故ACD正確，B錯誤；故選ACD．【點睛】本題考查了判斷小球動能、重力勢能與機械能是否變化，知道機械能守恒的條件、應用機械能守恒定律可以解題．8、CD【解析】開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，A錯誤；卡文迪許通過扭秤測得了引力常量G的數(shù)值，B錯誤；法拉第提出了電場的概念，并提出處在電場中的其他電荷受到的作用力就是電場給予的，C正確；美國物理學家密立根最早測得的了元電荷e的數(shù)值，D正確．9、BD【解析】

兩個球都是從同一個水平面下降的，到達最低點時還在同一個水平面上，根據(jù)重力做功的特點可知在整個過程中，A.B兩球重力做的功相同，但是，A球下擺過程中，只有重力做功，B球在下落的過程中彈簧要對球做負功，根據(jù)動能定理得，A球到達最低點時動能要比B球的動能大，故AC錯誤，B正確；由，可知A球受到的拉力比B球大．故D正確10、AC【解析】

以小球為研究對象進行受力分析如圖所示，通過重力的末端向F2【詳解】以小球為研究對象進行受力分析如圖所示，通過重力的末端向F2的反向延長線上做矢量三角形，根據(jù)圖中各力的變化情況可知：F1可能一直增大、也先減小后增大（初狀態(tài)α角大小未知，所以是可能）、A.F1B.F2C.F1D.F2【點睛】本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答，本題是采用圖象法進行解答的。11、AC【解析】

AC．不計水的阻力，人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，以人的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv-Mv船=0v=8v船人與船的動能之比：故AC正確；B．人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，以人的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv-Mv船=0，v=8v船vt=8v船ts人=8s船故B錯誤；D．人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，人突然停止走動后，人的動量為零，則小船的動量也為零，速度為零，即人停止走動后，船立即停止運動，故D錯誤；故選AC．點睛：本題考查了動量守恒定律的應用，知道動量守恒的條件、應用動量守恒定律、動能計算公式即可正確解題；對人船模型要知道：“人走船走”，“人停船停”的道理．12、AC【解析】

AB、對任意一個行星來說，根據(jù)開普勒第二定律可知金星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，故A正確，B錯誤；C、根據(jù)萬有引力提供向心力，則有，解得，因為金星軌道半徑比木星小，所以金星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期比木星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期小，故C正確；D、根據(jù)萬有引力提供向心力，則有，解得，軌道半徑越小，線速度越大，因為金星軌道半徑比木星小，金星繞太陽運動的線速度比木星繞太陽運動的線速度大，故D錯誤。故選AC．【點睛】開普勒第二定律，對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，根據(jù)萬有引力提供向心力，求出公轉(zhuǎn)周期和線速度關(guān)系．二．填空題(每小題6分，共18分)13、CAAD乙1.0m/s【解析】

（1）[1]在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要重錘線，確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運動，故應選C。（2）[2]為了減小空氣阻力對小球的影響，要選擇體積較小質(zhì)量較大的小球，故選實心小鐵球，故A正確，BCD錯誤；故選A。（3）[3]實驗中所用斜槽末端的切線必須調(diào)到水平，以保證做平拋運動，故A正確；每次實驗小球必須從斜槽的同一位置由靜止釋放，所用斜槽不必光滑，也不需要平衡摩擦力，只要到達底端的速度相同即可，故BC錯誤；每次實驗中小球必須由靜止釋放，初始位置必須相同，故D正確。故應選AD。（4）[4]坐標系的原點應該放在小球的球心，所以乙同學做法正確（5）[5][6]豎直方向，根據(jù)勻變速直線運動的推論：△y=（y2-y1）-y1-=gT2①水平方向：x=v0T②由①②式解得：代入數(shù)據(jù)可得：v0=1.0m/s；14、A、B、D、F、G、H、I、J騎在氣墊導軌上的滑塊研究a與F的關(guān)系(m一定)研究a與m的關(guān)系(F一定)【解析】（1）因?qū)嶒炛写螯c計時器本身可以記錄時間，故不用秒表；電源應采用交流電流，故電池組不需要；需要測量小車的質(zhì)量，故需要天平，實驗需要測量物體運動的位移，因此缺少刻度尺．研究小車在氣墊導軌上受細線的拉力運動，所以需要氣墊導軌(一端帶定滑輪)和小型氣泵，細繩、砝碼、滑塊(可騎在氣墊導軌上)，故需要的器材是ABDFGHIJ。（2）實驗分為兩大步驟，一是研究加速度與合力的關(guān)系，二是控制外力一定，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系15、乙（2）甲（mA+mB）t1=mA/t1或（mA+mB）/t21：2【解析】(1)若要求碰撞時動能損失最大，則應選用左端裝有橡皮泥的乙種滑塊．若要求碰撞時動能損失最小，則應選用左端裝有彈性圈的甲種滑塊．(2)設(shè)遮光條寬度為d，滑塊A從P點釋放后，通過光電門C的時間為t1，則滑塊A通過光電門C的速度；與滑塊B粘在一起后通