2024-2025学年北京市清华附中物理高一下期末经典试题含解析.doc

2024-2025学年北京市清华附中物理高一下期末经典试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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)关于运动的合成和分解，下列说法正确的是（ ）
A．合运动的时间等于两个分运动的时间之和
B．匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线
C．曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上
D．分运动是直线运动，则合运动必是直线运动
2、 (本题9分)在地面上方某高度处，以速度v0水平抛出一小物体，物体落地时的速度与竖直方向的夹角为30°。不计空气阻力，则物体抛出时的高度为
A． B． C． D．
3、 (本题9分)如图所示，甲、乙两种粗糙面不同但高度相同的传送带，倾斜于水平地面放置．以同样恒定速率v向上运动．现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v．已知B处离地面高度为H，则在物体从A到B的运动过程中( )

A．两种传送带对小物体做功相等
B．将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等
C．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲的大
D．将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等
4、下列关于物理学史说法正确的是
A．牛顿最早测出万有引力常量G的数值
B．伽利略认为力是维持物体运动的原因
C．法拉第最早提出电荷周围存在着由它产生的电场
D．库仑最早测得元电荷的数值
5、如图所示，在水平桌面的边缘，一铁块压着一纸条放上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为(　　)

A．仍在P点
B．在P点左边
C．在P点右边不远处
D．在P点右边原水平位移的两倍处
6、 (本题9分)由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ）
A．轨道平面可以不同
B．轨道半径可以不同
C．质量可以不同
D．速率可以不同
7、 (本题9分)“神舟七号”宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它比地球同步卫星轨道低很多，则“神舟七号”宇宙飞船与同步卫星相比
A．线速度小 B．周期小 C．角速度大 D．向心加速度小
8、 (本题9分)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图象如图所示，己知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取，则（ ）

A．汽车在前内的牵引力为
B．汽车在前内的牵引力做功为
C．汽车的最大速度为
D．汽车的额定功率为
9、 (本题9分)如图所示,光滑水平面上质量相同的木块A、B，用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起．一颗子弹水平射入木块A并留在其中,在子弹打击木块A及后续各物体相互作用的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统(   )

A．动量守恒,机械能守恒
B．动量守恒,机械能不守恒
C．当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时B的动能也最大
D．当弹簧再次恢复到原长时，B的动能最大，A的动能最小
10、 (本题9分)中俄两国海军于2016年9月12日至19日在广东湛江以东海空域举行代号为“海上联合-2016”的联合军事演习.演习期间，一名中国空降兵从悬停在高空的直升飞机上竖直下落，他从离开飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是

A．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末
B．0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力
C．0~10s内空降兵的速度和加速度都在增大
D．在10s~15s时间里空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小
11、 (本题9分)根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如下图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（ ）

A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻
C．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低
D．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低
12、 (本题9分)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．物体在传送带上的划痕长
B．传送带克服摩擦力做的功为
C．电动机多做的功为
D．电动机增加的功率为
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、 (本题9分)某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00 cm，点A、C间的距离为s1=8.36 cm，点C、E间的距离为s2=9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m=1 kg。

(1)下列做法正确的有________．
A．图中两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J，打下C点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)

(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、以s为横坐标画出的图象应是下面的________．

(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是________．(写出一条即可)
14、某次实验利用打点计时器打出一条如图所示的纸带，C、D、E、F、G是按打点顺序依次选取的计数点，计数点的距离如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0. 1s.

（1）刻度尺D点的读数为________cm;
（2）小车的加速度大小为________m/s2（结果保留2位有效数字）.
15、 (本题9分)某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落。

（1）实验装置中有一处明显的错误是：___________________

（2）上图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，O点与第2点的距离约为2mm，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离hA、hB、hC….
①两点间的时间间隔为T，重力加速度为g，|ΔEp|表示O点至C点过程重物重力势能减少量，ΔEk表示O点至C点过程重物动能的增加量，实验中计算C点的速度，甲同学用来计算，可以推断|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)；乙同学用来计算，可以推断|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)。其中_______同学的计算方法更符合实验要求。
②本次实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g＝9.80 m/s2，测得所用的重物质量为1kg，则从O点到C点的过程重力势能的减小量|ΔEp|=___________J，重物动能增加量ΔEk=_____________J(结果均保留三位有效数字)。
三．计算题(22分)
16、（12分）如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务.某时刻甲、乙都以大小为v0=2 m/s的速度相向运动,甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点.甲和他的装备总质量为M1=90 kg,乙和他的装备（不包括A的质量）总质量为M2=90 kg,为了避免直接相撞,乙把手中质量为m=45 kg的物体A推向甲,甲迅速接住A后即不再松开,此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,且安全“飘”向空间站.
求：

(1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出?
(2)设甲与物体A作用时间为t=0.5 s,求甲与A的相互作用力F的大小？
17、（10分） (本题9分)航天专家叶建培透露，中国将在2020年发射火星探测器，次年登陆火星．中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成．环绕器环绕火星的运动可看作匀速圆周运动，它距火星表面的高度为h，火星半径为R，引力常量为G．
（1）着陆巡视器的主要功能为实现在火星表面开展巡视和科学探索．着陆巡视器第一次落到火星时以v0的速度竖直弹起后经过t0时间再次落回火星表面．求火星的密度．
（2）“环绕器”绕火星运动的周期T．
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】
根据运动的等时性，A错误；只要加速度保持不变的运动，均为匀变速运动，可以是直线，也可以是曲线，B正确；曲线运动的加速度方向一定与速度方向不在同一直线上，C错误；尽管分运动是直线运动，但加速度方向与速度方向不在一条直线上时，做曲线运动，D错误．
2、D
【解析】
设物体落地时，竖直方向的分速度为vy，落地时由几何关系有tan30°＝，可得vy＝v0，物体在竖直方向做自由落体运动，设物体抛出时的高度为H，则有vy2＝2gH，可解得，故D正确，ABC错误。
3、A
【解析】
试题分析：小物体的加速度为，根据，可知甲中动摩擦因数较小，加速度较小，选项A错误．两种情况下，传送带对小物体做功又可分为两段，第一段是滑动摩擦力做正功，第二段是静摩擦力做正功，根据功能原理，整个过程中摩擦力所做的总功等于物块机械能的增量，动能和势能的增量相等，因此选项C正确．也表明第一段滑动摩擦力做功，甲的大，一对滑动摩擦力做功，甲的也大，选项D错误．两种传送带消耗的电能甲的也大，选项B错误．
考点：本题考查传送带问题，涉及机械能和能量的转化问题．
4、C
【解析】
A. 卡文迪许最早通过实验测出了万有引力常量G的数值，故A项错误；
B. 伽利略通过理想斜面实验得出了物体不受力时保持运动状态不变的结论，故B项错误；
C. 库仑研究了电荷之间的作用力，法拉第最早提出电荷周围存在着由它产生的电场，故C项正确；
D. 密立根最早测得元电荷的数值，故D项错误。
5、B
【解析】
本题考查动量定律的概念，无论用多大速度抽出纸条，铁块受力不变，但速度越大，摩擦力做用时间越短，冲量越小，铁块获得的速度越小，B对；
6、C
【解析】
A. 它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上，故A错误；
B. 因为同步卫星要和地球自转同步，即这些卫星ω相同，根据万有引力提供向心力得：

因为ω一定，所以r必须固定，故B错误；
C. 许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的质量可以不同，故C正确；
D. 根据万有引力提供向心力得运转速度为，由于同步卫星轨道半径是一定的，所以速率也不变．故D错误．
7、BC
【解析】根据：解得：a=，v=，ω=，T=，知宇宙飞船的轨道半径小的多，则向心加速度大的多，线速度大的多，角速度大的多，周期小的多。故BC正确，AD错误。故选BC。
点睛：解决本题的关键知道飞船和同步卫星绕地球做圆周运动靠万有引力提供向心力，掌握线速度、角速度、周期、向心加速度和轨道半径的关系．
8、AC
【解析】
汽车受到的阻力
；
A．前5s内，由图，由牛顿第二定律：

求得：

故A正确；
B．汽车在前5s内的位移为

汽车在前5s内的牵引力做功为

故B错误；
D．t=5s末功率达到额定功率，

故D错误；
C．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度

故C正确；
故选AC．
v-t图象可以看出：汽车经历三个运动过程：匀加速直线运动，加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动．由图线斜率可求出前5s内汽车的加速度，由牛顿第二定律即可求出此过程的牵引力，5s末汽车的功率就达到额定功率，由P=Fv能求出额定功率．汽车速度最大时，牵引力等于阻力，由，能求出最大速度．
9、BD
【解析】
AB．在子弹打击木块A及后续各物体相互作用的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的外力之和为零，则系统的动量守恒．在此过程中，除弹簧的弹力做功外还有阻力对系统做功，所以系统的机械能不守恒．故A错误，B正确．
C．子弹射入木块后弹簧被压缩，B在弹力作用下向右加速，A向右减速，当两者的速度相等时，弹簧被压缩最短，弹簧的弹性势能最大，之后，B在弹簧弹力作用下继续向右加速，所以此时B的动能不是最大．故C错误．
D．从弹簧被压缩到弹簧再次恢复到原长的过程，B一直在加速，A一直在减速，所以当弹簧再次恢复到原长时，B的动能最大，A的动能最小，故D正确．
10、BD
【解析】
打开降落伞后空降兵将做减速运动，故第10s末空降兵打开降落伞，根据v-t图象的斜率表示加速度，可知10s～15s空降兵做加速度不断减小的减速运动至15s末，10s～15s过程中速度向下，做减速运动，故加速度向上，A错误D正确；0～10s内空降兵空降兵向下做加速度不断减小的加速运动，受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律，知合力向下，重力大于空气阻力，B正确C错误．
11、BD
【解析】
试题分析：“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，A错误；如果弯道是水平的，则静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时对应一最大速度，超过这个速度，将发生离心运动而侧翻，B正确；如果弯道倾斜，则要使重力的分力提供向心力，所以应标出外（西）高内（东）低，C错误：D正确：故选BD．
考点：生活中的圆周运动．
【名师点睛】根据汽车转弯运动的实际情况，为防止侧滑，要使公路内侧低于外侧，形成斜面，使重力的分力提供向心力．
12、AD
【解析】
A．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间

在这段时间内物块的位移

传送带的位移

则物体相对位移

故A正确；
BC．电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是，由于滑动摩擦力做功，相对位移等于

产生的热量

传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功为，故BC错误；
D．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为

故D正确。
故选AD。

二．填空题(每小题6分，共18分)
13、AB； 1.25J； 2.28； C； 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力
【解析】
第一空.A.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，A正确；
B.为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，B正确；
C.实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误；
D.为了减小测量数据h的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，D错误。
第二空.重物减少的重力势能为：△Ep=mgh=mg（s0+s1）=0.1kg×9.8m/s2×（19.00+8.36）×10-2m≈1.25J
第三空.打下C点时的速度：；
第四空.由机械能守恒定律得：，整理得：，与成正比，故C正确，ABD错误；
第五空.由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。
14、1.00 0.20（0.18～0.22）
【解析】
第一空.毫米刻度尺的精确度为1mm，估读到0.1mm，则D点读数为1.00cm.
第二空.根据匀变速直线运动的判别式，
四组位移选择逐差法得：.
15、学生电源应接交流（或学生电源接在了直流） = > 乙 1.22J 1.20J或1.21J
【解析】
（1）[1]．打点计时器应接交流电源，不能接直流电源．
（2）①[2]．甲同学用来计算，运用了hC及加速度g，直接认为重物做自由落体运动故机械能守恒，可以推断|△Ep|等于△Ek；
[3][4]．丙同学用来计算，运用匀变速直线运动规律：中间时刻的瞬时速度等于平均速度，求出的vC是真实的，但在下落过程中，不可避免地存在阻力，故|△Ep|大于|△Ek|；其中乙同学的计算方法更符合实验要求。
（3）[5]．本次实验中，从O点到C点的过程重力势能的减小量
|ΔEp|=mghC=1×9.8×0.1240=1.22J
[6]．打C点时的速度：

重物动能增加量
ΔEk=。

三．计算题(22分)
16、 (1) 5.2m/s(2)432N
【解析】
(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,可求得甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动的速度；进而可求得乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出。
(2)对甲根据动量定理可求得甲与A的相互作用力。
【详解】
(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙的方向为正方向,则有：(M2+m)v0-M1v0=(M1+M2+m)v1
以乙和A组成的系统为研究对象,由动量守恒得：
(M2+m)v0=M2v1+mv
代入数据联立解得：
v1=0.4m/s,v=5.2m/s
(2)以甲为研究对象,由动量定理得：
Ft=M1v1-(-M1v0)
代入数据解得F=432N
答案:(1)5.2m/s；(2)432N
17、（1）（2）
【解析】
（1）根据竖直上抛运动的基本规律可知，火星表面重力加速度；
根据火星表面万有引力等于重力得②，
火星密度③，由①②③解得；
（2）根据万有引力提供向心力公式得：
解得：．