2023-2024學(xué)年北京市海淀區(qū)交大附中高一物理第二學(xué)期期末檢測模擬試題含解析

2023-2024學(xué)年北京市海淀區(qū)交大附中高一物理第二學(xué)期期末檢測模擬試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面對水平面傾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于，則（）A．內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C．這時鐵軌對火車的支持力等于D．這時鐵軌對火車的支持力大于2、取水平地面為重力勢能零點。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能恰好是重力勢能的3倍。不計空氣阻力，該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為（）A． B． C． D．3、(本題9分)如圖是汽車在平直路面上啟動的圖象，其中時間內(nèi)圖像是直線，時刻起汽車的功率保持不變．整個啟動過程中汽車受到的阻力大小恒為，由圖像可知（）A．時間內(nèi)，汽車的牽引力增大，功率增大B．時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，功率不變C．時間內(nèi)，汽車的牽引力減小，功率為D．時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，功率為4、物體做下列幾種運動，其中物體的機(jī)械能守恒的是（）A．平拋運動B．豎直方向上做勻速直線運動C．水平方向上做勻變速直線運動D．豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動5、(本題9分)下列關(guān)于同步衛(wèi)星的說法中，正確的是（）A．它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，但高度和速度可以選擇B．它的周期、高度和速度大小都是一定的C．我國發(fā)射的同步通信衛(wèi)星定點在北京上空D．不同的同步衛(wèi)星所受的向心力相同6、機(jī)車以恒定加速度啟動，在達(dá)到額定功率之前的過程中，下列速度—時間、機(jī)車功率—時間圖像中正確的是：A．B．C．D．7、如圖所示，A為多匝線圈，與電鍵、滑動變阻器相連后接入M、N間的交流電源，B為一接有小燈珠的閉合多匝線圈，下列關(guān)于小燈珠發(fā)光說法正確的是（）A．閉合電鍵后小燈珠可能發(fā)光B．若閉合電鍵后小燈珠發(fā)光，則再將B線圈靠近A，則小燈珠更亮C．閉合電鍵瞬間，小燈珠才能發(fā)光D．若閉合電鍵后小燈珠不發(fā)光，將滑動變阻器滑臂左移后，小燈珠可能會發(fā)光8、如圖，光滑絕緣圓軌道固定在豎直面內(nèi)，整個圓周被4條直徑均分為8等份，表示圖中8個位置，其中A點是最低點。該豎直面內(nèi)分布有水平向右的勻強(qiáng)電場，一個帶正電的小球在軌道內(nèi)做完整的圓周運動。已知小球的重力和所受電場力大小相等。則下列關(guān)于小球運動過程中的說法正確的是（）A．小球在F點時的動能最小 B．小球在B點時對軌道的壓力最大C．小球在G點時的機(jī)械能最小 D．小球在A點時的動能最大9、(本題9分)在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速直線運動，當(dāng)速度達(dá)到后，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)直至靜止，ν–t圖象如圖所示，設(shè)汽車的牽引力為F，受到的摩擦力為，全程中牽引力做功為，克服摩擦力做功為，則（）A． B． C． D．10、如圖所示，用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M，長桿的一端放在地面上通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點處，在桿的中點C處拴一細(xì)繩，通過兩個滑輪后掛上重物M，C點與O點距離為L，現(xiàn)在桿的另一端用力使其逆時針勻速轉(zhuǎn)動，由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平（轉(zhuǎn)過了90°角）。下列有關(guān)此過程的說法中正確的是A．重物M做勻速直線運動B．重物M的速度先減小后增大C．重物M的最大速度是ωLD．重物M的速度先增大后減小二、實驗題11、（4分）某同學(xué)在實驗室用如圖所示的裝置來研究牛頓第二定律和有關(guān)做功的問題。（1）實驗中，為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用頻率為50Hz的(填“電磁”或“電火花”)________打點計時器，同時需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下，小車拖動紙帶能夠做______運動。（2）在______條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制_______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系。（3）在此實驗中，此同學(xué)先接通計時器的電源，再放開紙帶，如圖是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)hA、hB、hC如圖所示，則小車的加速度為a=________m/s2，打B點時小車的速度為VB=________m/s。（保留2位有效數(shù)字）（4）在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)滿足_______關(guān)系式（用上題的符號表示，不要求計數(shù)結(jié)果）。12、（10分）(本題9分)圖甲是一個研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS力傳感器實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質(zhì)量為m,放置在圓盤上(未畫出),圓周軌道的半徑為r,力傳感器測定的是向心力F的大小，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度v的大小，圖乙為實驗測得的數(shù)據(jù)及根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的F-v,F-v2,F-v3三個圖象:(1)用實驗探究向心力F和圓柱體線速度v的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑r=0.2m,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)及三個圖象，可得出向心力F和圓柱體速度v的定量關(guān)系式_____(2)為了研究F和r成反比的關(guān)系，實驗時除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持____不變(3)根據(jù)向心力公式以及上面的圖線可以推算出圓柱體質(zhì)量為_____kg.(保留兩位小數(shù))三、計算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（9分）(本題9分)地面上有一個半徑為R的圓形跑道，高為h的平臺邊緣上的P點在地面上P′點的正上方，P′與跑道圓心O的距離為L（L＞R），如圖所示，跑道上停有一輛小車，現(xiàn)從P點水平拋出小沙袋，使其落入小車中（沙袋所受空氣阻力不計）．問：（1）當(dāng)小車分別位于A點和B點時（∠AOB=90°），沙袋被拋出時的初速度各為多大？（2）要使沙袋落在跑道上，則沙袋被拋出時的初速度在什么范圍內(nèi)？（3）若小車沿跑道順時針運動，當(dāng)小車恰好經(jīng)過A點時，將沙袋拋出，為使沙袋能在B處落入小車中，小車的速率v應(yīng)滿足什么條件？14、（14分）(本題9分)動能定理和動量定理不僅適用于質(zhì)點在恒力作用下的運動，也適用于質(zhì)點在變力作用下的運動，這時兩個定理表達(dá)式中的力均指平均力，但兩個定理中的平均力的含義不同，在動量定理中的平均力F1是指合力對時間的平均值，動能定理中的平均力F2是合力指對位移的平均值．(1)質(zhì)量為1.0kg的物塊，受變力作用下由靜止開始沿直線運動，在2.0s的時間內(nèi)運動了2.5m的位移，速度達(dá)到了2.0m/s．分別應(yīng)用動量定理和動能定理求出平均力F1和F2的值．(2)如圖1所示，質(zhì)量為m的物塊，在外力作用下沿直線運動，速度由v0變化到v時，經(jīng)歷的時間為t，發(fā)生的位移為x．分析說明物體的平均速度與v0、v滿足什么條件時，F(xiàn)1和F2是相等的．(3)質(zhì)量為m的物塊，在如圖2所示的合力作用下，以某一初速度沿x軸運動，當(dāng)由位置x=0運動至x=A處時，速度恰好為0，此過程中經(jīng)歷的時間為，求此過程中物塊所受合力對時間t的平均值．15、（13分）特種兵過山谷的一種方法可簡化為如圖所示的模型:將一根長為2d、不可伸長的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處，細(xì)繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細(xì)繩滑到對面，開始時，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)AP豎直.(不計滑輪與繩的質(zhì)量，不計滑輪的大小及摩擦，重力加速度為g若甲將滑輪由靜止釋放求乙在滑動中速度的最大值(結(jié)果可帶根式)

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1、A【解析】

AB．當(dāng)火車的重力和軌道對火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時，有可得火車的速度為，當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎的速度小于時，火車所需要的向心力減小，而重力與支持力的合力不變，所以合力大于所需要的向心力，內(nèi)軌就要對火車產(chǎn)生一個向外的側(cè)壓力來抵消多余的力，所以此時內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓，故A正確，B錯誤；CD．當(dāng)內(nèi)外軌沒有擠壓力時，受重力和支持力，則有由于內(nèi)軌對火車的作用力沿著軌道平面，可以把這個力分解為水平和豎直向上兩個分力，由于豎直向上的分力的作用，使支持力變小，故CD錯誤。故選A。2、A【解析】

根據(jù)機(jī)械能守恒定律以及已知條件：拋出時動能恰好是重力勢能的3倍，分別列式即可求出落地時速度與水平速度的關(guān)系，從而求出物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角；【詳解】設(shè)拋出時物體的初速度為，高度為h，物塊落地時的速度大小為v，方向與水平方向的夾角為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：據(jù)題有：聯(lián)立解得：則，可得：，故選項A正確，BCD錯誤。【點睛】解決本題的關(guān)鍵會熟練運用機(jī)械能守恒定律處理平拋運動，并要掌握平拋運動的研究方法：運動的分解。3、C【解析】

0～t1時間內(nèi)，汽車的速度是均勻增加的，是勻加速運動，加速度不變，所以汽車的牽引力不變，功率P=Fv增大，故AB錯誤．t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率已經(jīng)達(dá)到最大值，功率不能再增加，所以汽車的牽引力隨速度的增大而減小，t2時刻速度最大，此時F=f，則功率P=fv2，故C正確，D錯誤．故選C．【點睛】本題考查汽車的兩種啟動方式，恒定加速度啟動和恒定功率啟動．本題屬于恒定加速度啟動方式，由于牽引力不變，根據(jù)p=Fv可知隨著汽車速度的增加，汽車的實際功率在增加，此過程汽車做勻加速運動，當(dāng)實際功率達(dá)到額定功率時，功率不能增加了，要想增加速度，就必須減小牽引力，當(dāng)牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達(dá)到最大值．4、A【解析】

A.平拋運動的物體只受到重力的作用，所以機(jī)械能守恒，故A正確；B.物體在豎直方向做勻速直線運動，說明物體受力平衡，除了重力之外還有其他的外力的作用，并且其他的外力對物體做功，所以機(jī)械能不守恒，故B錯誤；C.水平方向上做勻變速直線運動，動能變化，重力勢能不變，所以機(jī)械能也變化，故C錯誤；D.豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，速度的大小不變，動能不變，但是物體的高度變化，即重力勢能發(fā)生變化，所以物體的機(jī)械能不守恒，故D錯誤。5、B【解析】

所有的地球同步衛(wèi)星的必要條件之一：是它們的軌道都必須位于地球的赤道平面內(nèi)，且軌道高度和速度是確定的，同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，由萬有引力等于向心力，由向心力公式知質(zhì)量不同的衛(wèi)星受的向心力是不同的，故選項B正確，ACD錯誤．6、AC【解析】

AB.機(jī)車保持加速度不變啟動，則速度為，在達(dá)到額定功率前均做勻加速直線運動，圖像為過原點的傾斜直線；故A正確，B錯誤.CD.機(jī)車的功率，勻加速直線運動，聯(lián)立有，可知機(jī)車的功率隨時間均勻增大；C正確，D錯誤.7、AB【解析】試題分析：因回路接的是交流電，所以當(dāng)開關(guān)閉合后，線圈A中通變化的電流，產(chǎn)生變化的磁場，所以線圈B的磁通量變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律線圈B產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，若回路閉合，回路由感應(yīng)電流，小燈珠發(fā)光，所以A正確；若閉合電鍵后小燈珠發(fā)光，則再將B線圈靠近A，因越靠近A，磁場越強(qiáng)，磁場變化的越快，A中產(chǎn)生的電動勢越大，所以小燈珠會更亮，故B正確；因回路接的是交流電，閉合電鍵后，仍能產(chǎn)生電動勢，所以C錯誤；若閉合電鍵后小燈珠不發(fā)光，說明線圈B與電珠構(gòu)成的回路不閉合，故再怎么移動滑片，小燈珠也不會發(fā)光，所以D錯誤．考點：本題考查電磁感應(yīng)定律8、ABC【解析】

ABD．帶正電的小球所受電場力水平向右，小球的重力和所受電場力大小相等，則重力和電場力的合力方向與豎直方向成45°斜向右下，即等效重力場的方向與豎直方向成45°斜向右下，所以小球在B點時的動能最大，小球在B點時對軌道的壓力最大，小球在F點時的動能最小。故AB兩項正確，D項錯誤。C．帶正電的小球所受電場力水平向右，小球在G點時的電勢能最大，則小球在G點時的機(jī)械能最小。故C項正確。9、BC【解析】

對汽車運動的全過程，由動能定理得用所以由圖象與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移可知由動能定理得=0所以故BC正確，AD錯誤。故選BC。10、CD【解析】

ABD.設(shè)C點線速度方向與繩子沿線的夾角為θ（銳角），由題知C點的線速度為，該線速度在繩子方向上的分速度就為．θ的變化規(guī)律是開始最大（90°）然后逐漸變小，所以，逐漸變大，直至繩子和桿垂直，θ變?yōu)榱愣?，繩子的速度變?yōu)樽畲螅瑸棣豅；然后，θ又逐漸增大，v繩=ωLcosθ逐漸變小，繩子的速度變慢。所以知重物的速度先增大后減?。瓵B錯誤D正確。C.繩子和桿垂直，θ變?yōu)榱愣?，繩子的速度變?yōu)樽畲?，為ωL，故C正確。二、實驗題11、電火花勻速（直線）運動M遠(yuǎn)大于m小車的質(zhì)量M0.951.0【解析】

（1）[1][2]．兩種計時器比較，打點計時器的限位孔對紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計時器；要平衡摩擦力，需要將長木板的右端墊高，在沒有沙桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動即可；（2）[3][4]．根據(jù)實驗誤差的來源，在M＞＞m條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，在控制小車的質(zhì)量M不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．（3）[5][6]．由題意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計數(shù)點之間時間間隔為T=0.1s．根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得小車加速度為根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：（4）[7]．在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)滿足關(guān)系式.12、F=1.5v2；線速度；0.3kg【解析】

(1)研究數(shù)據(jù)表和圖乙中B圖不難得出Fv2，進(jìn)一步研究知圖乙斜率，故F與v的關(guān)系式為：F=1.5v2；(2)為了研究F與r成反比的關(guān)系，實驗時除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持線速度不變；(3)由，，。三、計算題：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13、（1）（2）（3）【解析】

（1）沙袋從P點被拋出后做平拋運動，設(shè)它的落地時間為t，則h=gt2解得（1）當(dāng)小車位于A點時，有xA=vAt=L-R（2）解（1）（2）得