2024-2025学年北京市西城区北京师范大学第二附属中学物理高一第二学期期末联考试题含解析.doc

2024-2025学年北京市西城区北京师范大学第二附属中学物理高一第二学期期末联考试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图所示，长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端与光滑水平转轴O相连，现给小球一个初速度，使它在竖直面内做圆周运动，已知小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是

A．小球在最高点的速度v最小为
B．小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上
C．小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mg
D．小球在最高点的速度v越大，轻杆对小球的作用力越大
2、 (本题9分)C919大型客机是我国具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，假设地球是一个质量均匀分布的球体，客机在赤道上空绕地心做匀速圆周运动，空气阻力大小不变，不考虑油料消耗导致的客机质量变化，关于客机，下列说法正确的是

A．发动机的功率不变
B．客机作匀变速运动
C．客机处于平衡状态
D．客机所受地球引力等于向心力
3、 (本题9分)如图所示，C为两极板水平放置的空气平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带点尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是：

A．把R1的滑片向左移动 B．把R2的滑片向右移动
C．把R2的滑片向左移动 D．把开关S断开
4、 (本题9分)地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所需的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所需的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；地球同步卫星所需的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为．设三者质量相等，则( )
A．=> B．=> C．=> D．>=
5、下列物理量中属于标量的是( )
A．线速度 B．角速度 C．周期 D．向心加速度
6、 (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
7、 (本题9分)如图所示，一轻绳通过小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在竖直杆上的小物块A连接，杆固定且足够长。开始时用手握住B使A静止在P点，细线伸直。现释放B，A向上运动，过Q点时细线与竖直杆成60°角，R点位置与O等高。(不计一切摩擦，B球未落地)则

A．物块A过Q点时，A、B两物体的速度关系为vA=2vB
B．物块A由P上升至R的过程中，物块A的机械能增加量等于小球B的机械能减少量
C．物块A由P上升至R的过程中，细线对小球B的拉力总小于小球B的重力
D．物块A由P上升至R的过程中，小球B所受重力的瞬时功率先增大后减小
8、如图所示，卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用ω、T、v、a分别表示卫星运动的角速度、周期、运行速率、向心加速度．下列关系正确的有

A．TA>TB B．vA>vB
C．aA送带之间的动摩擦因数=0.2，不计物块滑过曲面与传送带交接处时的机械能损失，重力加速度g=10m/s2，则物块从第一次滑上传送带到第一次离开传送带的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．物块在传送带上向左运动的最远距离为2m
B．物块运动的时间为3.125s
C．物块与传送带间因摩擦产生的热能为12.5J
D．传送带对物块做的功为2.5J
二、实验题
11、（4分） (本题9分)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是______
A．调节斜槽使其末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学通过正确操作实验后在白纸上记录了抛物线轨迹，x轴沿水平方向，如图所示。则可判断坐标系中原点O点______（填“是”或“不是”）抛出点，由图中数据可求出平抛物体的初速度大小为______m/s。（g=10m/s2，结果保留一位小数）
12、（10分）在利用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。

(1)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某小组的同学利用实验得到了所需纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是_________；
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v；
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=，计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v，并通过h=计算出高度h；
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v。
(2)打出的纸带如图乙所示。设物体质量为m、交流电周期为T，则打点4时物体的动能可以表示为________；

(3)为了求从起点0到点4物体的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是____________（填字母即可）；
A．取当地的实际g值 B．根据打出的纸带，用△x=gT2求出
C．近似取10m/s2即可 D．以上说法均错误
(4)而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减少量，出现这样结果的主要原因是___________。
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）如图甲所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝1900 Ω，R2＝ Ω．则：

（1）当S1和S2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？
（2）当S1和S2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？
（3）利用改装后的电压表对图乙的电路进行故障分析．接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，请写出存在故障的可能情况．
14、（14分） (本题9分)某天文爱好者在地面观测卫星和卫星绕地球做圆周运动的情况，测得时间内卫星运动的弧长为，卫星与地心的连线转过的角度为．已知万有引力常量为，求：

（1）地球的质量；
（2）若已知卫星绕地球运动的轨道半径为卫星轨道半径的两倍，求卫星运行的周期．
15、（13分） (本题9分)如图所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m＝2.0 kg的小物块从斜面底端以速度9 m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)该星球表面上的重力加速度g的大小.
(2)该星球的第一宇宙速度.
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】
A. 细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，所以v的最小值为1．故A项不符合题意；
BCD. 根据向心力公式知，v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大，当时，由重力提供小球的向心力，杆对小球的弹力为零；当，杆对小球的作用力表现为支持力，由牛顿第二定律得

可知，v增大，F减小，当，杆对小球的作用力表现为拉力，由牛顿第二定律得

此时杆对小球的作用力大小可能等于mg，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的作用力大小可能等于mg，v增大，F增大。因此v由零逐渐增大，杆对小球的弹力先减小后增大，故BD不符合题意，C符合题意。
2、A
【解析】
A项：由于客机做匀速圆周运动，速率不变，所以牵引力与空阻力大小相等，由公式可知，发动机的功率不变，故A正确；
B项：由于客机做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向时刻变化，所以客机作变加速运动，故B错误；
C项：由于客机做匀速圆周运动，合力不为零，所以客机处于非平衡状态，故C错误；
D项：客机所受地球引力与重力和向心力是合力与分力的关系，，，故D错误
3、C
【解析】
要使尘埃P向下加速运动，电容C两端电压就得下降
A．在含容电路中相当于一根导线，滑动的滑片，电容两端的电压不会发生变化，故A错误；
BC．和电源组成分压电路，把R2的滑片向左移动，电容两端电压就会下降，尘埃P向下加速运动；R2的滑片向右移动，电容两端电压就会上升，尘埃P向上加速运动；
故B错误，C正确；
D．把开关S断开，电容C两端电压等于电源电动势，电压升高，尘埃P向上加速运动，故D错误。
故选C。
【点评】
稍难．电容器稳定后可认为断路，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．与电容器串联的电阻可作为导线处理。
4、D
【解析】
题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3；物体1与人造卫星2转动半径相同，物体1与同步卫星3转动周期相同，人造卫星2与同步卫星3同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．
【详解】
根据题意三者质量相等，轨道半径，物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故，故A错误；由选项A的分析知道向心力，故由牛顿第二定律，可知，故B错误；由A选项的分析知道向心力，根据向心力公式，由于m、R一定，故，故C错误；同步卫星与地球自转同步，故，根据周期公式，可知卫星轨道半径越大，周期越大，故，再根据，有，故D正确；故选D．
本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．
5、C
【解析】
A. 线速度是矢量，故A错误；
B. 角速度是矢量，故B错误；
C. 周期是标量，故C正确；
D. 向心加速度是矢量，故D错误。
6、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．
7、ABD
【解析】
A.物块A过Q点时，将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，沿绳子方向的分速度等于B的速度，即vB=vAcos60°，得vA=2vB；故A正确.
B.物块A由P上升至R的过程中，对于A、B组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，则物块A的机械能增加量等于小球B的机械能减少量；故B正确.
C.物块A由P上升至R的过程中，小球B的速度先增大后减小，物块上升至R时B球的速度为零，则小球B的加速度先向上后向下，先处于超重状态后处于失重状态，则细线对小球B的拉力先大于小球B的重力，后小于小球B的重力；故C错误.
D.物块A由P上升至R的过程中，小球B的速度先增大后减小，由P=mgv知小球B所受重力的瞬时功率先增大后减小；故D正确.
8、ACD
【解析】
万有引力提供卫星A、B绕地球做匀速圆周运动的向心力，则，解得；；； ，则由于rA>rB，则TA>TB，vA滑，机械能守恒：mgR=  mv02，得：v0=3m./s，物体在传送带上相对运动时的加速度大小为：a =g =2m/s2，物体滑上传送带向左运动的最远距离：s1 ==2.25m，故A错误。
B、物体向左运动的时间：t1==1.5s，物体向右加速到v 的时间：t2==1s，向右加速的位移：s2==1m，然后物体以速度v匀速运动的时间：t3== 0.625s，物体第一次从滑上到离开传送带所经历的时间：t= t1+ t2+ t3=3.125s，故B正确。
C、物块与传送带间因摩擦产生的热能 Q=mg(s1+vt1+vt2-s2)=12.5J，故C正确。
D、根据动能定理，传送带对物块做的功Wmv2-mv02=-2.5J，故D错误。

二、实验题
11、AC； 不是； 4.0
【解析】
根据“研究平抛运动”可知，考查了平抛运动的实验原理、实验步骤及数据处理。根据平抛运动实验的原理以及注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
【详解】
（1）A、调节斜槽末端切线水平是为了保证小球做平抛运动，故A正确。
B.C、研究平抛运动的实验中，小球每次必须从同一位置由静止释放，从而保证小球平抛时的初速度相同，故B错误，C正确。
D、平抛的轨迹应是抛物线，故D错误。
（2）如果坐标原点是抛出点的话，由于OA、AB、BC的水平位移相等，故时间间隔相等，根据匀变速直线运动的推论：初速度为零的匀变速直线运动，在相邻相等时间间隔内的位移之比为1：3：5，题中yOA：yAB：yBC=5：7：9，故坐标原点O不是抛出点。设A到B的时间间隔为T，则B到C的时间间隔也为T，在竖直方向上，根据，得：，则初速度。
12、D A 阻力做负功
【解析】
(1)[1]该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒。如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证，其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误，D正确
故选D。
(2)[2]利用匀变速直线运动的规律得，打点4的速度

所以动能为

(3)[3]在“验证机械能守恒定律”实验中要求起点0到点4重锤的重力势能变化量，不能用机械能守恒来计算g值，应取当地的实际g值，故BCD错误，A正确。
故选A。
(4)[4]由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量。

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、（1）改装为电压表，其量程为（2）改装为电流表，其量程为（3）段断路或段短路或两种情况均存在。
【解析】
（1）当S1、S2均断开时， Rg与R1串联，改装为电压表，其量程为

解得：

（2）当S1、S2均闭合时， Rg与R2并联，改装为电流表。其量程为：

解得：

（3）接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；说明故障在AC之间；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，说明故障的原因可能是BC段断路或AB段短路或两种情况均存在。
14、 (1)；(2)
【解析】
（1）由题可知，卫星1做圆周运动的半径为

卫星1做圆周运动的线速度为

由万有引力提供向心力

求得地球的质量为

（2）卫星1做圆周运动的周期为

因为

根据开普勒第三定律有

解得

15、（1）g=7.5m/s2 （2）3×103m/s
【解析】
（1）小物块沿斜面向上运动过程
解得：
又有：
解得：
（2）设星球的第一宇宙速度为v，根据万有引力等于重力，重力提供向心力，则有：