北京海淀区中国人民大学附属中学2024-2025学年物理高一第二学期期末考试试题含解析.doc

北京海淀区中国人民大学附属中学2024-2025学年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、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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)关于电阻率的说法正确的是：
A．电阻率与导体的材料有关
B．电阻率与导体的形状有关
C．电阻率与导体的长度有关
D．电阻率与导体的横截面积有关
2、如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）

A．物块Q的机械能一直增加
B．初末两状态，物块Q的机械能相等
C．物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能
D．Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量
3、下面各个实例中，机械能守恒的是（ ）
A．物体沿斜面匀速下滑 B．物体从高处以0.9g的加速度竖直下落
C．物体沿光滑曲面滑下 D．拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升
4、 (本题9分)某段水平公路转弯处弯道所在圆半径为40m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.25，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2，汽车转弯时不发生侧滑的最大速率为（ ）

A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s
5、 (本题9分)如图所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程，下列说法错误的是（　　）

A．摩擦力对物块做的功为0.5mv2
B．物块对传送带做功为0.5mv2
C．系统摩擦生热为0.5mv2
D．电动机多做的功为mv2
6、 (本题9分)从国家海洋局获悉，2018年我国将发射3颗海洋卫星，它们将在地球上方约500 km高度的轨道上运行，由于轨道经过地球两极上空，所以该卫星又称为极地轨道卫星．下列说法中正确的是 （ ）
A．海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直
B．海洋卫星绕地球运动的周期可能为24 h
C．海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能
D．海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径的三次方与周期二次方的比
7、 (本题9分)一质量为m的物体，以g的加速度减速上升h高度，g为重力加速度，不计空气阻力，则(　　)
A．物体的机械能守恒
B．物体的动能减小mgh
C．物体的机械能减少mgh
D．物体的重力势能减少mgh
8、 (本题9分)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体相对桶壁静止，若增大圆筒转动的角速度，稳定转动后，下列说法正确的是（ ）

A．物体相对筒壁下滑 B．物体所受向心力增大
C．物体所受的弹力不变 D．物体所受的摩擦力不变
9、 (本题9分)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是( )

A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能大于它在N点的动能
10、 (本题9分)如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连．现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动经过B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹簧弹力大小相等．在小球由A到B的过程中

A．加速度等于重力加速度的位置有两处
B．弹簧弹力的功率为0的位置只有一处
C．弹簧弹力对小球做功等于零
D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离
11、 (本题9分)如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能不守恒的是( )

A．A
B．B
C．C
D．D
12、 (本题9分)如图所示，一个质量为M的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进．在时间为t的过程中，说法正确的是（ ）

A．拉力对物体的冲量为Ftcosθ
B．摩擦力对物体的冲量为Ftcosθ
C．重力对物体的冲量为零
D．合力对物体的冲量为零
二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、（6分）用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是_________

A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
14、（10分） (本题9分)某同学用图示装置探究功与物体动能变化的关系配套器材有长木板，橡皮筋(若干)小车、打点计时器纸带复写纸等。

(1)实验中，平衡摩擦力后，发现打点的纸带上相邻各点间的间隔先增大后均匀，则应选择该纸带上间隔___________（填“增大”或“均匀”)的部分来计算小车的速度。
(2)该同学采用图象法进行数据处理，为使得到的图线是直线，若用纵坐标表示功，则横坐标应表示___________(填“速度”或“速度的平方”)。
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） (本题9分)请用“牛顿第二定律”推导“动能定理”。（要说明推导过程中所出现的各物理量的含义）
16、（12分） (本题9分)如图所示，光滑的水平面有小物块a、b紧靠在一起放在A点，它们之间夹有少量的炸药，A点到左、右两侧竖直挡板的距离分别为1.5L、L．点燃炸药，物块a、b瞬间获得与各自质量成反比的速度分别向左、右方向运动，与挡板碰撞后，它们第一次相碰的位置到A点的距离为，求物块a、b质量之比的可能值．已知物块与挡板碰撞前后速率不变．

17、（12分）2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成。建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，空间站的质量为m0，轨道半径为r0，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。
（1）求空间站线速度v0的大小；
（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；
（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=-。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功。

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】
导体的电阻率与导体的材料有关，随着温度的变化而变化，与长度、横截面积、导体形状无关．
A.由上分析可知，A正确；
BCD.由上分析可知，BCD错误．
2、B
【解析】
轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．
AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．
C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．
D．初末两状态，物块Q的机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．
3、C
【解析】
A．匀速下滑，动能不变，重力势能减小，A错误；
B．物体从高处以0.9g的加速度下落，受到阻力，机械能不守恒，B错误；
C．物体沿光滑曲面滑下，除重力做功外，没有其它力做功，机械能守恒，C正确；
D．拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升，速度不变，重力势能增加，机械能增加，D错误．
4、B
【解析】
汽车转弯时不发生侧滑，静摩擦力充当向心力，有：mg=m，解得汽车转弯时不发生侧滑的最大速率v==m/s=10m/s，故B正确，ACD错误。
5、B
【解析】
A．物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得，摩擦力对物块做的功为：

A正确，不符合题意；
B．在物块与传送带相对静止之前，两者之间有相对位移，所以物块对传送带做功与传送带对物块做功并不相等．由于传送带相对于地的位移大于物块相对地的位移，所以物块对传送带做功大于0.5mv2，B错误，符合题意；
C．设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为
△x=vt-vt=0.5vt
此过程中物块的位移为
x物=0.5vt
则有△x=x物；系统摩擦生热为
Q=f•△x=fx物=0.5mv2
C正确，不符合题意；
D．电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以电动机多做的功为W机=mv2+Q=mv2，D正确，不符合题意；
故选B。
6、A
【解析】
海洋卫星经过地球两极上空，而地球的同步卫星轨道在地球赤道平面内，所以两轨道平面相互垂直，故A正确；海洋卫星的高度小于地球同步卫星的高度，由可知，半径越小，周期越小，所以海洋卫星的周期小于地球同步卫星的周期，即小于24h，故B错误；由，得v＝，所以卫星的轨道半径越大，速度越小，由于两卫星的质量关系未知，所以无法比较两者的动能，故C错误；行星的轨道半径的三次方与周期二次方的比值与中心天体有关，由于海洋卫星绕地球转动，而地球绕太阳转动，所以两者的比值不同，故D错误；故选A．
本题考查了万有引力提供向心力，第一宇宙速度，线速度、角速度与轨道半径的关系，同步卫星的特点．比较两物体的线速度，角速度、周期与半径的关系只要找准相同的物理量就能顺利解决此类题目.
7、BCD
【解析】
物体的加速度为g/3≠g，除重力做功外，还有其它力做功，物体机械能不守恒，故A错误；对物体受力分析，设物体受的拉力的大小为F，则由牛顿第二定律可得，mg-F=m×g，解得：F=mg，对全过程由动能定理可得，△EK=Fh-mgh=−mgh ，物体的动能减少了mgh，故B正确；除重力外其它力做的功等于物体机械能的变化量，则机械能的增量△E=Fh=mgh，故C正确；物体高度增加，重力势能增加，增加的重力势能为mgh，故D正确；故选BCD．
点睛：物体的加速度为g/3，这是本题的关键所在，由此可以说明物体还要受到向上的拉力的作用．同时要明确功能关系：重力做功等于重力势能的变化；合力功等于动能的变化；除重力以外的其它力的功等于机械能的变化.
8、BD
【解析】
物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图

其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，若增大圆筒转动的角速度，则根据a=ω2r可知，物体向心加速度增大，向心力增大，物体所受的弹力增大，故B正确，C错误；竖直方向重力G与静摩擦力f仍平衡，即物体仍静止，物体所受的摩擦力不变，选项A错误，D正确；故选BD.
9、AC
【解析】
试题分析：由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力方向沿着电场线切线的方向，所以粒子带正电，故A正确；电场线的密集程度表示电场的强弱，由图可以看出，N点的电场强度大于M点的，故粒子在M点受的电场力小，加速度小，所以C正确、B错误；由图可以看出，电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增大，所以D错误；
考点：电场线、电势、动能定理
10、AC
【解析】
A、在运动过程中A点为压缩状态，B点为伸长状态，则由A到B有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g。则两处加速度为g。故A正确；
B、A处速度为零，弹力功率为零；下滑过程当弹簧弹力与杆垂直时，弹力功率为零；当弹簧为原长时弹力为零，弹力功率为零，故弹力功率为0共有3处，故B错误；
C、由于A、B两点弹簧弹力大小相等，因此弹簧的变化量相等，即弹簧的弹性势能不变，弹力对小球不做功，所以弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹力所做的负功，即从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做总功为零，故C正确；
D、因做负功时弹力增大，而则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹力所做的负功，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D错误。
故选AC。
11、ABD
【解析】
A.由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A正确；
B.由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B正确；
C.C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C错误；
D.D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D正确。
12、BD
【解析】
运动时间为t，则拉力的冲量为I1=Ft；故A错误；由于做匀速运动，阻力大小与F的水平分力相等，摩擦力大小为f=Fcosθ，摩擦力对物体的冲量的大小为I2=ft=Ftcosθ．故B正确；重力对物体的冲量为mgt，选项C错误；物体匀速运动，合外力为零，由动量定理知合外力对物体的冲量为零．故D正确；故选BD．
此题中各力都恒力，恒力的冲量公式I=Ft与物体的运动状态无关．

二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）
13、ABC
【解析】
A.小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化。所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功；故A正确；
B.实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同；故B正确；
C.每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，…，即通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值；故C正确.
D.由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，故只需测出最大速度即可，不需要测量平均速度；故D错误.
故填ABC.
14、均匀 速度的平方
【解析】
第一空.橡皮筋的拉力即为小车所受合外力大小，在橡皮条伸长阶段小车加速，恢复原长后匀速，故小车先加速后匀速，点间距先增加后均匀；在处理数据时应选择纸带上间隔均匀的部分来计算速度；
第二空.根据动能定理可知，合外力的功与动能的变化量成正比，故为了得出直线，应以速度的平方为横坐标。

三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）
15、证明过程见解析；
【解析】
解：设某物体质量为，在与运动方向相同的恒力的作用下发生了一段位移，速度由增大到
这个过程中力做的功为
根据牛顿第二定律则有：；
由运动学公式可得：
将和分别代入，就得到：
16、1:1；3:7
【解析】
设物块a、b的质量分别为m1、m2，点燃炸药后获得的速度大小分别为v1、v2，有两种情况：
（1）相碰位置在A点左侧时，物块a、b通过的路程均为，全过程速率不变，则有v1＝v2
所以有
m1：m2＝1：1
（2）相碰位置在A点右侧时，物块a、b通过的路程分别为3.5L、1.5L，全过程速率不变，则有
v1：v2＝7：3
所以有
m1：m2＝3：7
17、 (1) ；(2)0；(3)
【解析】
解：(1)空间站在万有引力作用下做匀速圆周运动，则有：
解得：
(2)宇航员相对太空舱静止，即随太空舱一起绕地球做匀速圆周运动，轨道半径与速度和太空舱相同，此时宇航员受万有引力和太空舱的支持力，合力提供向心力
设宇航员质量为，所受支持力为，则有：
解得：
根据牛顿第三定律，宇航员对太空舱的压力大小等于太空舱对宇航员的支持力，故宇航员对太空舱的压力大小等于零
(3) 在空间站轨道由修正到的过程中，根据动能定理有：
而：

联立上述方程解得：