2023學年北京工大附中物理高一第二學期期末檢測試題（含答案解析）

2023學年高一下物理期末模擬試卷考生請注意：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。考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細線懸掛起來的兩個相同的帶電小球A、B，左邊放一個帶正電的固定球+Q時，兩懸線都保持豎直方向，小球A與固定球+Q的距離等于小球A與小球B的距離．下列說法中正確的是（）A．A球帶正電，B球帶負電，并且A球帶電荷量較大B．A球帶負電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較小C．A球帶負電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較大D．A球帶正電，B球帶負電，并且A球帶電荷量較小2、(本題9分)質(zhì)量為的小球用長為的懸線固定在點，在點正下方處有一光滑圓釘，如圖所示，今把小球拉到懸線呈水平后無初速度釋放，當懸線碰到圓釘前后瞬間，下列說法錯誤的是（）A．小球的線速度之比為B．小球的角速度之比為C．小球的向心加速度之比為D．懸線對小球的拉力之比為3、(本題9分)飛機以150m/s的水平速度勻速飛行，某時刻讓A球落下，相隔1s又讓B球落下，不計空氣阻力，在以后的運動中，關于A球和B球的相對位置關系，正確的是（）A．A球在B球的前下方B．A球在B球的后下方C．A球在B球的正下方5m處D．A球在B球的正下方，距離隨時間的增加而增加4、(本題9分)人類對行星運動規(guī)律的認識漫長而曲折．牛頓在前人研究的基礎上，得出了科學史上最偉大的定律之一﹣﹣萬有引力定律．對萬有引力的認識，下列說法正確的是（）A．行星觀測記錄表明，行星繞太陽運動的軌道是圓，而不是橢圓B．太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C．地球使樹上蘋果下落的力，與太陽、地球之間的吸引力不是同一種力D．卡文迪許在實驗室里較為準確地得出了引力常量G的數(shù)值5、(本題9分)蹦極是一項既驚險又刺激的運動深受年輕人的喜愛．如圖所示蹦極者從P點靜止跳下，到達A處時彈性繩剛好伸直，繼續(xù)下降到最低點B處，離水面還有數(shù)米距離．若不計空氣阻力，則蹦極者從A到B的過程中，下列說法正確的是（）A．蹦極者的機械能守恒B．蹦極者的重力勢能和動能之和一直減小C．蹦極者的動能是先變小后變大D．蹦極者在B點的速度為零，處于平衡狀態(tài)6、(本題9分)汽車以恒定功率P由靜止開始在水平路面上啟動，其所受阻力大小恒為f，經(jīng)過時間t，汽車的運動速度v1剛好滿足P=fv1，在此過程中，（）A．汽車做勻加速直線運動B．汽車牽引力做功為C．汽車牽引力做功為PtD．汽車最終做勻速運動時的速度大于v17、(本題9分)輕桿一端固定在光滑水平軸O上，桿長為l．桿另一端固定一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的小球，如圖所示．給小球一初速度，使其在豎直平面內(nèi)做圓周運動，且剛好能通過最高點P，下列說法正確的是（）A．小球在最高點時對桿的作用力為零，只有重力提供小球的向心力B．小球恰好通過最高點的臨界速度是C．若增大小球的初速度，則在最高點時球?qū)U的力可能減小D．若增大小球的初速度，則在最高點時球?qū)U的力可能增大8、(本題9分)一條河岸平直的小河寬度為40m，河水流速為3m/s。小船在靜水中的速度為5m/s，現(xiàn)在始終保持船頭垂直對岸渡河。下列分析正確的是A．小船過河的時間等于10sB．小船過河的時間等于8sC．小船過河的位移大于40mD．小船過河的位移等于40m9、一新型賽車在水平專用測試道上進行測試，該車總質(zhì)量為m＝1×103kg，由靜止開始沿水平測試道運動，用傳感設備記錄其運動的v-t圖象如圖所示。該車運動中受到的摩擦阻力（含空氣阻力）恒定，且摩擦阻力跟車的重力的比值為μ＝0.1．賽車在0～5s的v-t圖象為直線，5s末該車發(fā)動機達到額定功率并保持該功率行駛，在5～10s之間，賽車的v-t圖象先是一段曲線，后為直線。取g＝10m/s1，則（）A．該車的額定功率為4×104WB．該車的額定功率為1.1×105WC．該車勻加速階段的加速度a＝4m/s1D．該車出發(fā)后10s內(nèi)的總位移為150m10、任何有質(zhì)量的物體周圍都存在引力場，萬有引力是通過引力場發(fā)生作用的。引入“引力場強度”A來表示引力場的強弱和方向，質(zhì)量為m的物體在距離地心r處（r大于地球半徑）受到的萬有引力為F，則地球在該處產(chǎn)生的引力場強度A=，以下說法正確的是（）A．A的單位與加速度的單位相同B．A的方向與該處物體所受萬有引力的方向一致C．r越大，A越大D．m越大，A越小11、如圖所示，圓弧形光滑軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，OC豎直，水平。A點緊靠一足夠長的平臺MN，D點位于A點正上方，如果從D點無初速度釋放一個小球，從A點進入圓弧軌道，有可能從C點飛出，做平拋運動，落在平臺MN上。下列說法正確的是（）A．只要D點的高度合適，小球可以落在MN上任意一點B．在由D運動到M和由C運動到P的過程中重力功率都越來越大C．小球運動的整個過程中機械能守恒D．如果小球能從C點飛出，則小球過C點時與軌道的壓力不可能為零12、(本題9分)1019年4月10日11點，天文學家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片?？茖W家曾在一個河外星系中，發(fā)現(xiàn)了一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，將黑洞視為質(zhì)點，且兩黑洞與圓心始終在一條直線上。若其中一黑洞的質(zhì)量為M1，軌道半徑為r1，角速度為ω1，加速度為a1，周期為T1，另一黑洞的質(zhì)量為M1，軌道半徑為r1，角速度為ω1，加速度為a1，周期為T1．根據(jù)所學知識，下列選項正確的是（）A．雙黑洞的角速度之比ω1：ω1＝M1：M1B．雙黑洞的軌道半徑之比r1：r1＝M1：M1C．雙黑洞的向心加速度之比a1：a1＝M1：M1D．兩黑洞的周期之比為T1：T1＝l：1二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某研究性學習小組分別用如圖甲所示的裝置進行以下實驗：“探究加速度與合外力的關系”裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點計時器和紙帶測出．現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進行多次實驗，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數(shù)）．(1)為了減小實驗誤差，下列做法正確的是_______A．需平衡小車的摩擦力B．砂桶和砂的總質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量C．滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕D．先釋放小車，后接通打點計時器的電源(1)某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了圖1所示的一條過坐標原點的斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應為_____；A．1MB．1(3)圖3為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB=1.0cm、AC=8.0cm、AE=31.0cm，打點計時器的頻率為50Hz，則小車的加速度______m/s1．14、（10分）(本題9分)在暗室中用圖示裝置做“測定重力加速度”的實驗實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀．具體實驗步驟如下：①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴的落下.②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴.③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應的刻度.④采集數(shù)據(jù)進行處理.（1）實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：．（2）實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓铀俣萭=m/s2；第8個水滴此時的速度v8=m/s（結果都保留三位有效數(shù)字）.（3）該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有（答出一條即可）：．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示為某小區(qū)兒童娛樂的滑梯示意圖，其中AB為光滑斜面滑道，與水平方向夾角為37°，BC為水平粗糙滑道，與半徑為0.2m的1/4圓弧CD相切，ED為地面．已知通常兒童在粗糙滑道上滑動時的動摩擦因數(shù)是0.5，A點離地面的豎直高度AE為2m，試求：(g取10m/s2)(1)兒童由A處靜止起滑到B處時的速度大?。?2)為了使兒童在娛樂時不會從C處脫離圓弧水平飛出，水平粗糙滑道BC長至少為多少？(B處的能量損失不計)16、（12分）(本題9分)質(zhì)量是2000kg、額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為20m/s．若汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小為2m/s2，運動中的阻力不變．求：①汽車所受阻力的大小．②3s末汽車的瞬時功率．③汽車做勻加速運動的時間．④汽車在勻加速運動中牽引力所做的功．17、（12分）(本題9分)2003年10月15日，我國神舟五號載人飛船成功發(fā)射．標志著我國的航天事業(yè)發(fā)展到了一個很高的水平．飛船在繞地球飛行的第5圈進行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔的圓形軌道．已知地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，引力常量為G，求：(1)地球的質(zhì)量；(2)飛船在上述圓形軌道上運行的周期T．

2023學年模擬測試卷參考答案（含詳細解析）一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、B【答案解析】

根據(jù)電荷間的相互作用可知，A應該帶負電，B帶正電，A才能受到+Q的向左的吸引力和B球向右的吸引力而平衡，B球受到+Q向右的排斥力和A球向左的吸引力而平衡；所以選項AD均錯誤；對于A球來說，兩邊帶電球的間距相等，故帶電量也相等，即B球帶電量與+Q球的電量相等；對于B球來說，因為A離B較近，故要想與+Q球產(chǎn)生相等的力，A球的電量比+Q球的電量較少就可以了，所以A球所帶的電荷量較小，選項B正確，C錯誤．【點晴】對于小球所帶電的性質(zhì)，我們可以采用假設的方法，若使它們都平衡，則AB這二個球必須受到平衡力的作用；對于電量的大小，我們可以先針對球A分析，再針對球B分析，找其關系，最后再綜合對比．2、D【答案解析】

當懸線碰到圓釘C前后瞬間，小球水平方向不受力，故小球的線速度不變，故A正確；小球通過最低點時，線速度不變，做圓周運動的半徑減半，根據(jù)ω=v/r知，則角速度之比1：2，故B正確；小球的向心加速度a=v2/r，半徑減半，故小球的向心加速度之比為1:2，故C正確；根據(jù)牛頓第二定律：F?mg＝ma，故繩子的拉力F＝mg+ma，因向心加速度之比為1:2，故懸線對小球的拉力之比不等于1:2，故D錯誤；此題選擇錯誤的選項，故選D．【答案點睛】本題關鍵要抓住細繩碰到釘子前后線速度不變，轉(zhuǎn)動半徑變化，再由圓周運動的規(guī)律，比如向心力公式進行分析．3、D【答案解析】

小球離開飛機做平拋運動,平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,所以A球在B球的正下方．在豎直方向上做自由落體運動,所以位移隨時間逐漸增大．故ABC錯誤，D正確．故選D.點睛：飛機勻速飛行，飛機上自由釋放的小球做平拋運動，初速度等于飛機的速度，而平拋運動水平方向的分運動是勻速直線運動，則兩個小球水平方向速度與飛機的速度相同，總在飛機的正下方．4、D【答案解析】試題分析：根據(jù)開普勒第一定律，行星繞太陽運動的軌道是橢圓，故A錯誤；萬有引力適用于任何兩個物體之間，故選項B錯誤；重力為萬有引力分力，故選項C錯誤；卡文迪許在實驗室里通過卡文迪許扭秤較準確的測出了萬有引力常量G，故D正確?？键c：萬有引力定律物理學史5、B【答案解析】

AB.蹦極者從A到B的過程中，彈性繩對蹦極者做了負功，蹦極者的機械能減少，蹦極者的重力勢能和動能之和一直減小，故A錯誤，B正確；C.蹦極者從A到B的過程中，剛開始重力大于彈性繩的彈力，蹦極者向下做加速運動，當重力等于彈性繩的彈力時，速度最大，之后彈性繩彈力繼續(xù)增大，重力小于彈性繩的拉力，蹦極者向下做加速運動，直到速度為0，所以蹦極者的速度是先變大后變小，蹦極者的動能是先變大后變小，故C錯誤；D.由C分析可知，盡管蹦極者在B點的速度為零，但此時彈性繩的彈力大于重力，處于非平衡狀態(tài)，故D錯誤。6、C【答案解析】試題分析:A、由于功率不變，根據(jù)P=Fv可知隨著汽車速度的增加，汽車的牽引力減小，此過程汽車做加速度減小的加速運動，故A錯誤；根據(jù)動能定理得：，阻力做負功，所以汽車牽引力做功大于，故B錯誤；由于汽車功率不變，所以汽車牽引力做功W=Pt，故C正確；當牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達到最大值，，此后以速度v1做勻速運動，故D正確．考點：機車起動問題7、CD【答案解析】桿模型中，小球剛好能通過最高點P的速度為0，設小球在最高點時對桿的作用力為F，根據(jù)牛頓第二定律：F-mg=0，得：F=mg，故AB錯誤；在最高點，當速度大于，桿子表現(xiàn)為拉力，當速度小于，桿子表現(xiàn)為支持力．根據(jù)牛頓第二定律知，在最高點當速度大于，速度增大，則桿子的作用力增大，當速度小于，速度增大，則桿子的作用力減?。蔆D正確；故選CD.點睛：解決本題的關鍵知道“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別，知道向心力的來源，運用牛頓第二定律進行分析．8、BC【答案解析】

AB．小船渡河過程中始終保持船頭指向與河岸垂直，渡河時間最短，最短渡河的時間為t=dA錯誤B正確；CD．小船的實際航線是垂直河岸方向上與水流方向上的合位移，與水流方向成銳角，則小船過河的位移大于40m，C正確D錯誤．9、BCD【答案解析】

ABC、0s~5s賽車作勻加速運動，由圖象可知：a=ΔvΔt=205=4m/s2，5秒末時達到額定功率為D．前5秒內(nèi)位移為：s1=12at2=12×4×25=50m；賽車勻速運動時有：Pv10、AB【答案解析】

AB、F為質(zhì)量為m的物體在距離地心r處（r大于地球半徑）受到的萬有引力，則A=表示的就是物體的加速度，根據(jù)牛頓第二定律定律，A的方向與該處物體所受萬有引力的方向一致，故AB正確。CD、由萬有引力定律F=G知，r越大，引力F越小，則A越小；由A=知，A與m無關，故CD錯誤。11、BC【答案解析】

AD．小球恰好通過點時，小球?qū)壍赖膲毫榱?，則有得小球通過點的最小速度為小球離開點后做平拋運動，則有解得小球離開點做平拋運動的水平距離最小值為所以小球只有落在平臺上距點距離為的右側(cè)位置上，故AD錯誤；B．在由運動到的過程中，速度增大，由知重力功率增大；由運動到的過程中，增大，由知重力功率增大，故B正確；C．小球由經(jīng)、、到的過程中，軌道對小球不做功，只有重力做功，機械能守恒，故C正確。故選BC。12、BCD【答案解析】

AD.一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量不等的雙黑洞系統(tǒng)，在相互之間的萬有引力的作用下，繞其連線上的O點做勻速圓周運動，繞它們連線上某點做勻速圓周運動，具有相同的角速度和周期，ω1：ω1＝T1：T1＝1：1，故A項不合題意，D項符合題意；B.根據(jù)萬有引力提供向心力，有M1ω1r1＝M11ω1r1，其中r1+r1＝L，得到r1：r1＝M1：M1，故B項符合題意.C.根據(jù)a＝ω1r，因為a1：a1＝r1：r1＝M1：M1，故C項符合題意.二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AC；D；4【答案解析】（1）A、實驗前需要平衡摩擦力，使小車受到的合力等于繩子的拉力，故A正確；

B、小車受到的拉力可以由彈簧測力計測出，砂桶和砂的總質(zhì)量不需要遠小于小車的質(zhì)量，故B錯誤；

C、滑輪的摩擦和繩子的質(zhì)量會影響示數(shù)，所以要求滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕，減小實驗誤差，故C正確；

D、應先接通打點計時器的電源，再釋放小車，故D錯誤。

（1）探究加速度與合外力的關系實驗要控制小車質(zhì)量M不變，由牛頓第二定律得：a=1MF（3）每兩點間還有四個計時點未畫出，計數(shù)點間的時間間隔：T=0.02×5s=0.1s，

由勻變速直線運動的推論Δx=aT2可知，加速度：點睛：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，能利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力。14、（1）頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率（2）9.72;2.27（3）存在空氣阻力【答案解析】

（1）頻閃