2023-2024學(xué)年北京市一零一中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

2023-2024學(xué)年北京市一零一中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、愛因斯坦在評價伽利略所取得的成就時認(rèn)為“……是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端．”這主要是基于伽利略()A．通過自制望遠(yuǎn)鏡觀測天空支持了“日心說”B．通過邏輯推理揭露了“重物比輕物下落得快”蘊(yùn)含的矛盾C．通過理想斜面實(shí)驗(yàn)顛覆了“力是維持物體運(yùn)動的原因”的觀點(diǎn)D．把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，發(fā)展了科學(xué)思維方式和研究方法2、(本題9分)如圖所示，在某場足球比賽中，曲線1、2、3分別是由同一點(diǎn)踢出的足球的飛行路徑，忽略空氣的影響，下列說法正確的是()A．沿路徑1飛行的足球的落地速率最大B．沿路徑2飛行的足球的初速度的水平分量最大C．沿路徑3飛行的足球的運(yùn)動時間最長D．沿這三條路徑飛行的足球在相同的時間內(nèi)的速度變化量相同3、(本題9分)從飛機(jī)起飛后，攀升過程中，假設(shè)豎直方向向上先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動，該過程飛行員()A．一直處于失重狀態(tài)B．一直處于超重狀態(tài)C．先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D．先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)4、下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定；B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大；C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能增加了；D．在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零；5、如圖所示，平行板電容器兩板間的距離為d，電勢差為U．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子，在電場力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運(yùn)動．粒子的重力忽略不計．下列說法錯誤的是A．平行板電容器兩板間的電場是勻強(qiáng)電場B．粒子在電場中做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動C．粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度大小為D．運(yùn)動過程中，粒子的電勢能不斷增大6、質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好彈性安全帶的保護(hù)使他懸掛起來．已知彈性安全帶的緩沖時間是1.5s，安全帶自然長度為5m，g取10m/s2，則安全帶所受的平均沖力的大小為A．500N B．1000N C．600N D．1100N7、某廂式電梯在0～8s內(nèi)的圖像如圖所示，質(zhì)量為50kg的某同學(xué)站在電梯內(nèi)，規(guī)定豎直向上為正方向，重力加速度取10m/s2，下列說法中正確的是A．0~2s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)B．6~8s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)C．0~8s內(nèi)電梯上升的總高度為12mD．t=ls末，該同學(xué)對電梯的壓力大小為600N8、自行車運(yùn)動是治療帕金森病有效、廉價的方法，對提高患者總體健康狀況、改善平衡能力和協(xié)調(diào)能力，緩解焦慮和抑郁等都有重要作用．圖示是某自行車的部分傳動裝置，其大齒輪、小齒輪、后輪的半徑分別為分別是三個輪子邊緣上的點(diǎn)．當(dāng)三個輪子在大齒輪的帶動下一起轉(zhuǎn)動時，下列說法中正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)的角速度大小之比為1：1B．A、C兩點(diǎn)的周期之比為C．B、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為D．A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為9、(本題9分)如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無電荷．在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是()A．導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的場強(qiáng)B．導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢C．導(dǎo)體外表面的電荷量D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量10、(本題9分)如圖給出A、B兩個質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象，由圖可知()A．t1時刻A、B兩個質(zhì)點(diǎn)的速度大小相等方向相反B．t1時刻A、B兩個質(zhì)點(diǎn)的加速度大小相等方向相反C．t2時刻質(zhì)點(diǎn)A的速度大于B的速度，兩者方向相同D．t2時刻質(zhì)點(diǎn)A的加速度小于B的加速度，兩者方向相反11、(本題9分)如圖所示，一小球自A點(diǎn)由靜止自由下落到B點(diǎn)時與豎直彈簧接觸，到C點(diǎn)時彈簧被壓縮到最短，不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由C→B→A反彈的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）A．小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球重力勢能的增加量等于彈簧彈性勢能的減少量C．小球在B點(diǎn)時動能最大D．在C點(diǎn)，彈性勢能最大12、如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，質(zhì)量為m的小球放在彈簧上端（與彈簧不連接）。彈簧處于壓縮狀態(tài)，用一條拉緊的細(xì)線系住，此時細(xì)線上的拉力F=3mg。已知彈簧的彈性勢能與彈簧形變量的平方成正比，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g?，F(xiàn)剪斷細(xì)線，彈簧將小球向上彈起，經(jīng)△t時間，小球上升到最高點(diǎn)，上升的最大高度為h。在此過程中，下列判斷正確的是（）A．小球速度最大時上升的高度小于B．地面對彈簧沖量的大小為mg△tC．剪斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能為mghD．小球最大速度的大小為二．填空題(每小題6分，共18分)13、某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“合力做功與動能變化的關(guān)系”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置。(已知圖中力傳感器能顯示該處所受拉力大小)。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法近確的是____________A該實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力B．準(zhǔn)備器材時，可不滿足砂和小砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)使細(xì)線與長木板平行(2)讓小砂桶帶動滑塊做加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和打這兩點(diǎn)時滑塊的速度大小v1與v2(v1<v2)。細(xì)線的拉力F由安裝在滑塊上的力傳感器測出，為了驗(yàn)證合力做功與動能變化的關(guān)系，還需測量的物理量為_________；則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_________________(用題中所給的字母和需測量的物理量的字母表示)。14、(本題9分)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時，將打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶由靜止開始自由下落。下列操作步驟中正確的是______A.將打點(diǎn)計時器接到學(xué)生電源的“直流輸出”上B.釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態(tài)C.先釋放紙帶，后接通電源D.選取紙帶時，應(yīng)使第1、2兩點(diǎn)間距接近2mm且點(diǎn)跡清晰實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為。設(shè)重物的質(zhì)量為，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量______J，動能的變化量______J.計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字通過分析多組數(shù)據(jù)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)總是大于，原因是______。15、(本題9分)某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個小鋼球通過凹形橋最低點(diǎn)時的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：小鋼球、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為）。請完成下列填空：（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為；（2）將小鋼球靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為________kg；（3）將小鋼球從凹形橋模擬器某一位置釋放，小鋼球經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小鋼球，記錄各次的m值如下表所示：序號123452.32.22.32.12.0（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小鋼球經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為________N；小鋼球通過最低點(diǎn)時的速度大小為________（重力加速度大小取，速度計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。三．計算題(22分)16、（12分）蹦床比賽分成預(yù)備運(yùn)動和比賽動作．最初，運(yùn)動員靜止站在蹦床上在預(yù)備運(yùn)動階段，他經(jīng)過若干次蹦跳，逐漸增加上升高度，最終達(dá)到完成比賽動作所需的高度；此后，進(jìn)入比賽動作階段．把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力大小F="kx"(x為床面下沉的距離，k為常量)．質(zhì)量m=50kg的運(yùn)動員靜止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在預(yù)備運(yùn)動中，假設(shè)運(yùn)動員所做的總功W全部用于其機(jī)械能；在比賽動作中，把該運(yùn)動員視作質(zhì)點(diǎn)，其每次離開床面做豎直上拋運(yùn)動的騰空時間均為△t=2.0s，設(shè)運(yùn)動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xl．取重力加速度g=10m/s2，忽略空氣阻力的影響．（1）求常量k，并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖；（2）求在比賽動作中，運(yùn)動員離開床面后上升的最大高度hm；（3）借助F-x圖像可以確定彈性做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，求x1和W的值17、（10分）如圖1所示，升降機(jī)在電動機(jī)的拉力作用下，從靜止開始沿豎直方向向上運(yùn)動，升降機(jī)先做勻加速運(yùn)動，5s末到達(dá)額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動。其運(yùn)動情況如v-t圖象2所示，已知電動機(jī)的牽引力的額定功率為36kW，重力加速度g取10m/s(1)升降機(jī)的總質(zhì)量大??；(2)5s末時瞬時速度v的大??；(3)升降機(jī)在0～7s內(nèi)上升的高度。

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、D【解析】

愛因斯坦認(rèn)為，“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端．”A.通過自制望遠(yuǎn)鏡觀測天空支持了“日心說”，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.通過邏輯推理揭露了“重物比輕物下落得快”蘊(yùn)含的矛盾，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.通過理想斜面實(shí)驗(yàn)顛覆了“力是維持物體運(yùn)動的原因”的觀點(diǎn)，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，發(fā)展了科學(xué)思維方式和研宄方法，與結(jié)論相符，選項D正確；2、D【解析】C、采用逆向思維，足球做平拋運(yùn)動，由于高度相同，根據(jù)知，運(yùn)動的時間相同，故C錯誤．B、路徑3足球的水平位移最大，根據(jù)知，沿路徑3運(yùn)動的足球在最高點(diǎn)的速度最大，即初速度在水平方向上分量最大；故B錯誤．D、因?yàn)闀r間相等，根據(jù)vy＝gt知，沿各路徑飛行的足球初速度的豎直分量相同，故D正確．A、根據(jù)平行四邊形定則知，沿路徑3的水平分速度最大，豎直分速度相等，則沿路徑3飛行的足球踢出時的速率最大，故A錯誤．故選D．【點(diǎn)睛】足球做斜拋運(yùn)動，運(yùn)用運(yùn)動的分解法，將其運(yùn)動分解為豎直和水平兩個方向研究，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列式，再進(jìn)行分析．3、D【解析】解：飛機(jī)攀升過程中，假設(shè)豎直方向向上先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動，飛機(jī)向上加速的過程中加速度的方向向上，處于超重狀態(tài)；飛機(jī)向上減速的過程中加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)．故選D【點(diǎn)評】失重狀態(tài)：當(dāng)物體對接觸面的壓力小于物體的真實(shí)重力時，就說物體處于失重狀態(tài)，此時有向下的加速度；超重狀態(tài)：當(dāng)物體對接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力時，就說物體處于超重狀態(tài)，此時有向上的加速度．無論超重還是失重，物體本身的質(zhì)量并沒有變化．4、C【解析】物體的位置確定，但是零重力勢能點(diǎn)不確定，它的重力勢能的大小也不能確定，選項A錯誤；物體在零勢能點(diǎn)上方，且與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大，選項B錯誤；一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能增加了，選項C正確；只有當(dāng)?shù)孛鏋榱銊菽茳c(diǎn)時，在地面上的物體具有的重力勢能才等于零，選項D錯誤；故選C.5、D【解析】

A．平行板電容器內(nèi)產(chǎn)生的是場強(qiáng)方向向右的勻強(qiáng)電場，故A正確；B．平行板電容器內(nèi)產(chǎn)生的是場強(qiáng)方向向右的勻強(qiáng)電場，粒子受向右的電場力作用，從而做勻加速直線運(yùn)動，故B正確；C．根據(jù)動能定理有所以粒子達(dá)到右極板的速度為故C正確；D．運(yùn)動過程中電場力做正功，所以粒子的電勢能減小，故D錯誤。6、B【解析】

根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律，該工人自由下落5m的時間為1s，則根據(jù)沖量定理則：帶入數(shù)據(jù)則：A.500N與計算結(jié)果F=1000N不相符，故A錯誤；B.1000N與計算結(jié)果F=1000N相符，故B正確；C.600N與計算結(jié)果F=1000N不相符，故C錯誤；D.1100N與計算結(jié)果F=1000N不相符，故D錯誤。7、AC【解析】

A.0~2s內(nèi)該同學(xué)向上加速，因加速度向上，則處于超重狀態(tài)，選項A正確；B.6~8s內(nèi)該同學(xué)向上減速，加速度向下，則處于失重狀態(tài)，選項B錯誤；C.因v-t圖像的面積表示位移，則0~8s內(nèi)電梯上升的總高度為，選項C正確；D.t=ls末，電梯的加速度為，由牛頓第二定律：F-mg=ma解得F=mg+ma=550N，即該同學(xué)對電梯的壓力大小為550N，選項D錯誤.8、BD【解析】大齒輪邊緣的A點(diǎn)和小齒輪邊緣上的B點(diǎn)線速度的大小相等，根據(jù)v=Rω可知：R2ω2=R2ω2，所以：．故A錯誤；小齒輪邊緣的B點(diǎn)和后輪邊緣的C點(diǎn)共軸，所以轉(zhuǎn)動的角速度相等即ω2=ω2，根據(jù)．所以B與C的周期相等，即T2=T2；

根據(jù)，則A與B的周期之比：，所以A、C兩點(diǎn)的周期之比為．故B正確；小齒輪邊緣的B點(diǎn)和后輪邊緣的C點(diǎn)共軸，所以轉(zhuǎn)動的角速度相等，根據(jù)a=ω2r，可知B、C兩點(diǎn)的向心速度大小之比為a2：a2=R2：R2．故C錯誤；大齒輪邊緣的A點(diǎn)和小齒輪邊緣上的B點(diǎn)線速度的大小相等，根據(jù)，所以：a2：a2=R2：R2．所以：．故D正確．故選BD.點(diǎn)睛：本題考查靈活選擇物理規(guī)律的能力．對于圓周運(yùn)動，公式較多，要根據(jù)不同的條件靈活選擇公式．解決本題的關(guān)鍵知道靠鏈條傳動，線速度相等，共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等．9、ABD【解析】

因?yàn)榻拥乜涨粚?dǎo)體里面無電荷，帶電體Q感應(yīng)遠(yuǎn)端為正電荷，近端為負(fù)電荷，導(dǎo)體接地，說明遠(yuǎn)端為地球，近端為導(dǎo)體，故導(dǎo)體外表面帶負(fù)電荷，外表面的電荷量不為零，C錯誤；而空腔內(nèi)由于靜電屏蔽的作用，其內(nèi)部的場強(qiáng)為零，故A正確；但因?yàn)闊o窮遠(yuǎn)處的電勢為零，而地球相當(dāng)于很遠(yuǎn)的地方，故地球上電勢為零，而導(dǎo)體與地球相連，是一個等勢體，故導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢也為零，B正確；導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量為零，即內(nèi)表面沒有電荷，D正確．【點(diǎn)晴】如果導(dǎo)體空腔不與大地相連，則空腔內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零，電勢不為零，在空腔的右側(cè)感應(yīng)負(fù)電荷，在空腔的左側(cè)感應(yīng)正電荷；如果空腔接地，則說明空腔與地球連成了一個整體，它們是一個等勢體，其內(nèi)部的場強(qiáng)為零，電勢也為零．10、CD【解析】試題分析：速度時間圖像中速度的正負(fù)表示運(yùn)動方向，AB兩物體在時刻速度都為正值，所以都朝著正方向運(yùn)動，大小相等，A錯誤；圖像的斜率表示加速度，A做勻加速直線運(yùn)動，B做勻減速直線運(yùn)動，兩者的速度方向相同，所以加速度方向相反，A圖像的斜率小于B圖像的斜率，所以A的加速度小于物體B的加速度，B錯誤D正確；在時刻A的速度大于B的速度，都為正值，即方向相同，C正確；考點(diǎn)：考查了速度時間圖像11、AD【解析】以小球和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，在小球運(yùn)動過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，符合機(jī)械能守恒的條件，因此，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故A正確；根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，小球重力勢能的增加量與動能增加量之和等于彈簧彈性勢能的減少量，故B錯誤；當(dāng)小球的重力等于彈力時，加速度為零，速度最大，即動能最大，該位置處于B與C之間，故C錯誤；在C處彈簧的壓縮量最大，彈性勢能最大，故D正確．故選AD．【點(diǎn)睛】在小球由C→B→A反彈的運(yùn)動過程中，彈力逐漸減小，開始小于重力，到BC間某位置等于重力，后大于重力，因此，小球從C到B過程中先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動，因此明確了整個過程中小球的運(yùn)動情況，再根據(jù)功能關(guān)系可正確解答本題．12、ABC【解析】

A.設(shè)初始時彈簧的壓縮量為，由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知：初始由平衡條件可得：速度最大時，彈簧的壓縮量為：當(dāng)速度最大時，小球上升的高度為：由以上方程解得：，，故A正確。B.以球和彈簧為研究對象，向上的方向?yàn)檎较颍蓜恿慷ɡ砜傻茫航獾玫孛鎸椈傻臎_量為，故B正確。C.在整個過程中，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能，即彈簧的彈性勢能為，故C正確。D.由初始狀態(tài)到小球的速度最大的過程，彈簧釋放的彈性勢能為：由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可得：以上方程解得：，故D錯誤。二．填空題(每小題6分，共18分)13、BC滑塊和力傳感器的總質(zhì)量m【解析】

（1）[1]實(shí)驗(yàn)時需使得繩子的拉力等于滑塊的合外力，則實(shí)驗(yàn)中需平衡摩擦力且細(xì)線和長木板平行，由于力傳感器可直接讀出繩子上的拉力，不需要保證砂和小砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故BC正確，A錯誤；（2）[2][3]根據(jù)動能定理可知為驗(yàn)證合力做功與動能變化的關(guān)系還需測量出滑塊和力傳感器的總質(zhì)量m，則表達(dá)式為：14、BD存在阻力【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項確定正確的操作步驟。(2)根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點(diǎn)的瞬時速度，從而得出動能的增加量。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和能量守恒分析重力勢能減小量略大于動能增加量的原因?！驹斀狻浚?）打點(diǎn)計時器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故A錯誤。為了減小阻力的影響，釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態(tài)，故B正確。實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故C錯誤。根據(jù)知，選紙帶時，應(yīng)使第1、2兩點(diǎn)間距接近2mm且點(diǎn)跡清晰，故D正確。故選BD。（2）從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量為：