2023-2024学年北京市徐悲鸿中学物理高一第二学期期末考试试题含解析

2023-2024学年北京市徐悲鸿中学物理高一第二学期期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)站在水平地面上的运动员把质量为500g的足球踢出后，某人观测足球在空中的飞行情况，估测出上升最大高度为10m，在最高点速度为20m/s，g=10m/s²，则运动员踢球时对足球做功约为A．100J B．50J C．150J D．无法计算2、(本题9分)如图，甲乙两颗质量相等的卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为r甲、r乙，且r甲<r乙，它们的线速度大小分别为v甲、v乙，地球对它们的引力大小分别为F甲、F乙．下列关系正确的是（）A．B．v甲=v乙C．F甲<F乙D．F甲=F乙3、(本题9分)第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（）A．卡文迪许 B．伽利略 C．胡克 D．牛顿4、(本题9分)下列说法正确的是()A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中B．20世纪的20年代建立了量子力学理论，它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动C．开普勒第三定律=k,k为常数，与中心天体质量无关D．地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的时间变慢了；而火箭里的人观测地面时，发现地面的时间变快了5、(本题9分)下列器材中，属于电容器的是（）A． B． C． D．6、(本题9分)对于质量不变的物体，下列关于动量的说法正确的是（）A．若物体的速度不变，动量一定不变B．若物体的速率不变，动量一定不变C．若物体动能变化，动量一定变化D．若物体动量变化，动能一定变化7、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，A．三个等势面中，c的电势最低B．带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C．带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的大D．带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b8、(本题9分)如图在（0，y0）和（0，-y0）两位置分别固定一个电荷量为+Q的点电荷．另一个带电量为+q的点电荷从（-x0，0）位置以初速度v0沿x轴正方向运动．点电荷+q从（-x0，0）到（x0，0）的过程中只受电场力作用，下列描述其加速度a或速度v与位置x的关系可能正确的是（）A． B．C． D．9、(本题9分)如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角均为θ=45°，重力加速度为g，静电力常量为k．则A．带电小球A在B处产生的电场强度大小B．带电小球A在B处产生的电场强度大小C．细绳的长度D．细绳的长度10、(本题9分)如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B的质量分别为和。现让A以的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为，碰后的速度大小变为，当A与B碰撞后立即粘在一起运动，g取，则（）A．A与墙壁碰撞的过程中，墙壁对A的平均作用力的大小B．A与墙壁碰撞的过程中没有能量损失C．A、B碰撞后的速度D．A、B滑上圆弧轨道的最大高度二、实验题11、（4分）(本题9分)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_____A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物，释放重物后，再接通电源（2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_____。A．OA、AD和EG的长度B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度D．AC、BD和EC的长度（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_____A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过消除空气阻力和摩擦阻力的影响来消除该误差（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2﹣h图象去研究机械能是否守恒，若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2﹣h图象是图中的哪一个_____。12、（10分）图甲是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS力传感器实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在圆盘上(未画出),圆周轨道的半径为r,力传感器测定的是向心力F的大小，光电传感器测定的是圆柱体的线速度v的大小，图乙为实验测得的数据及根据实验数据作出的F-v,F-v2,F-v3三个图象:(1)用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系，保持圆柱体质量不变，半径r=0.2m,根据测得的数据及三个图象，可得出向心力F和圆柱体速度v的定量关系式_____(2)为了研究F和r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持____不变(3)根据向心力公式以及上面的图线可以推算出圆柱体质量为_____kg.(保留两位小数)三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)主席在讲话中提到：科技创新、重大工程建设捷报频传，“慧眼”卫星邀游太空。已知“慧眼”卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星距地面的高度为h，运动周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求∶(1)地球的质量M；(2)地球的平均密度ρ。14、（14分）(本题9分)在水平地面的右端B处有一面墙，一小物块放在水平地面上的A点，质量m＝0.5kg，AB间距离s＝5m，如图所示．小物块以初速度v0＝8m/s从A向B运动，刚要与墙壁碰撞时的速度v1＝7m/s，碰撞后以速度v2＝6m/s反向弹回．重力加速度g取10m/s2.求：(1)小物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间t＝0.05s，碰撞过程中墙面对小物块平均作用力F的大小．15、（13分）(本题9分)如图，长L=0.2m的轻绳一端与质量m=2kg的小球相连，另一端连接一个质量M=1kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为。现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当绳子与杆的夹角=60时，滑块恰好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球转动的角速度的大小；（2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】运动员对球做功转化为球的初始机械能，从球飞出到最高点，由机械能守恒可得：W=E初=mgh+mv2=0.5×10×10+×0.5×202=150J，运动员对足球做功为150J．故选C2、A【解析】

AB．根据得，线速度因为r甲＜r乙则v甲＞v乙，故A正确，B错误．CD．地球对卫星的万有引力因为卫星的质量相等，r甲＜r乙，则F甲＞F乙，故CD错误．故选A．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律公式，知道卫星做圆周运动向心力的来源，得出线速度的表达式是关键．3、A【解析】

牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，BCD错误，A正确．4、B【解析】

A、牛顿发现万有引力定律,于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中,卡文迪许对引力常量G进行了准确测定,故A错；B、20世纪的20年代建立了量子力学理论,它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动,故B正确；C、由公式可知，所以和中心天体的质量有关，故C错误；D、根据爱因斯坦相对论可知地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的时间变慢了；而火箭里的人观测地面时，发现地面的时间也变慢了,故D错；综上所述本题答案是：B【点睛】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.5、C【解析】

A．这是两个干电池，故A错误；B．这是一个电池，故B错误；C．这是一个电容器，故C正确；D．这是一个电阻箱，故D错误。故选C。6、AC【解析】

A.因为速度是矢量，速度不变，即大小和方向都不变，由可知，动量是不变的，故A正确。B.因为速度是矢量，速率不变，即速度的大小不变，但是方向可能变化，因为动量是时矢量，速度的方向变化，动量也变化，故B错误。C.因为动能是标量，动能变化了，说明速度的大小变化，所以动量也一定变化，故C正确。D.因为动量是矢量，动量变化，可能是速度的方向变化，而大小不变，因为动能是标量，速度的方向变化而大小不变，动能不变，故D错误。7、BD【解析】

A.负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，故c点电势最高；故A错误.B.利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大；故B正确.C.只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和；故C错误.D.带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直；故D正确.8、ABC【解析】等量同种正电荷连线中点的场强为零，从中点沿连线中垂线往外场强先增大后减小（不是均匀变化），且方向从中点沿中垂线往外．则粒子运动后从(－x0，0)到原点的过程中电场力（加速度）可能一直减小到0（不均匀变化），也可能先增大后减小到0；从原点到(x0,0)的过程中电场力（加速度）可能一直增大（不均匀变化），也可能先增大后减小．且力（加速度）的方向与上一段力（加速度）的方向相反，均是从中点沿中垂线向外．A：A图中加速度随位置均匀变化，故A项不可能．B：B图中加速度方向不变，故B项不可能．C：速度时间图象的切线斜率表示加速度，C图中加速度不变，故C项不可能．D：D图中加速度先减小到0再反向增大，故D项可能．本题选不可能的，答案是ABC．9、AC【解析】

AB．设右侧小球所受电场力为F，对右侧小球受力分析，由平衡条件可得：、，解得：；据可得，带电小球A在B处产生的电场强度大小．故A项正确，B项错误．CD．设绳长为L，据库仑定律可得：，解得：．故C项正确，D项错误．10、AC【解析】试题分析：设水平向右为正方向，A与墙壁碰撞时根据动量定理有，解得，故A正确。若A与墙壁碰撞时无能量损失，A将以速度水平向右运动，由题已知碰后的速度大小变为4m/s，故B错误。设碰撞后A、B的共同速度为，根据动量守恒定律有，解得，故C正确。A、B在光滑圆弧轨道上滑动时，机械能守恒，由机械能守恒定律得，解得，故D错误。考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了求作用力、高度问题，分析清楚物体运动过程，应用动量定理、动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题。二、实验题11、ABBBB【解析】

第一空.A、重物选用质量和密度较大的金属锤，这样能减少空气阻力的影响，从而减小实验误差，A正确；B、为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，图甲中两限位孔必须在同一竖直线，两限位孔在同一竖直面内上下对正，从而减小实验误差，B正确；C、因为在实验中比较的是mgh、12D、因为纸带运动过程很短暂，释放重物前，应先接通电源，否则打出的点迹过少，影响实验数据的采集，D错误。第二空.要能验证机械能守恒定律，需求解出一个计时点的速度，和从O点到该点的距离，而在计算计时点的速度时，是利用匀变速直线运动过程中某一段的中间时刻的速度等于该段的平均速度来求解的。A、当知道OA、AD和EG的长度时，无法算出任何一点的速度，A错误；B、当知道OC、BC和CD的长度时，能求出C点的速度，从求出O到C点的动能变化量，知道OC的长度，可以求出O到C重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，B正确；C、当知道BD、CF和EG的长度，无法算出任何一点的速度，故C错误；D、当知道AC、BD和EC的长度，无法算出任何一点的速度，故D错误；第三空.实验结果往往是重力势能的减少量