北京市第三十九中学2024届高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

北京市第三十九中学2024届高一物理第二学期期末学业水平测
试模拟试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、下列物体中，具有弹性势能的是 A ．被举高的重物 B ．弯曲的撑杆 C ．飞行的子弹
D ．滚动的足球
2、 (本题9分)一个做平抛运动的物体，初速度为9.8/m s ，经过一段时间，它的末速度与初速度的夹角为45，重力加速度g 取29.8/m s ，则它下落的时间为( ) A ．0.5s B ．1.0s C ．2.0s D ．4.0s
3、如图所示，在光滑水平面上，质量为m 的小球在细线的拉力作用下，以速度v 做半径为r 的匀速圆周运动．小球所受向心力的大小为( )
A ．m 2
v r
B ．m
v r
C ．mυ2r
D ．mυr
4、 (本题9分)某人造地球卫星发射时，先进入椭圆轨道Ⅰ，在远地点A 加速变轨进入圆轨道Ⅱ。

已知轨道Ⅰ的近地点B 到地心的距离近似等于地球半径R ，远地点A 到地心的距离为3R ，则下列说法正确的是（ ）
A ．卫星在
B 点的加速度是在A 点加速度的3倍
B ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能
C ．卫星在轨道Ⅰ上A 点的机械能大于B 点的机械能
D ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能大于在轨道Ⅰ上B 点的动能
5、 (本题9分)人们在探究平抛运动规律时，将平抛运动分解为沿水平方向的运动和沿竖直方向的运动。

从抛出开始计时，图a （水平方向）和图b （竖直方向）分别为某一平抛运动两个分运动的速度与时间关系图像，由图像可知这个平抛运动在竖直方向的位移0y 与在水平方向的位移0x 的大小关系为
A ．00y x =
B ．002y x =
C ．0
02x y = D ．004
x
y =
6、 (本题9分)如图，光滑绝缘圆轨道固定在竖直面内，整个圆周被4条直径均分为8等份，表示图中8个位置，其中A 点是最低点。

该竖直面内分布有水平向右的匀强电场，一个带正电的小球在轨道内做完整的圆周运动。

已知小球的重力和所受电场力大小相等。

则下列关于小球运动过程中的说法正确的是（ ）
A ．小球在F 点时的动能最小
B ．小球在B 点时对轨道的压力最大
C ．小球在G 点时的机械能最小
D ．小球在A 点时的动能最大
7、 (本题9分)如图所示，物块A 与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，下面说法正确的是( )
A ．物块A 受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力
B ．物块A 受重力、支持力、向心力和指向圆心的静摩擦力
C ．物块A 相对圆盘的运动趋势方向是沿着A 所在圆周的切线方向
D ．物块A 相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向
8、 (本题9分)如图甲所示，质量为m =1 kg 的小物块放在水平地面上，用水平力F 拉着小物块沿水平面运动，小物块运动的v -t 图像如图乙所示，小物块与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2，则0-2 s 内
A ．小物块动能增加4 J
B ．小物块动量变化2 kg·m/s
C ．拉力F 对小物块做的功为6 J
D ．拉力F 对小物块的冲量大小为2 N·s
9、 (本题9分)2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区．它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，嫦娥四号离月球中心的距离为r ，绕月周期为T ．根据以上信息可求出（ ）
A ．月球的平均密度为323
3r GT R π
B ．嫦娥四号绕月运行的速度为2r g
R
C ．月球的平均密度
2
3GT π
D．嫦娥四号绕月运行的速度为2r T
10、(本题9分)2010年7月31日，美国“奋进”号航天飞机平安返航．在其发射至返回的过程中，飞机和地球组成的系统机械能守恒的阶段是（）
A．航天飞机发射升空阶段
B．航天飞机在大气层外无动力飞行阶段
C．航天飞机在椭圆轨道上绕地球运行阶段
D．航天飞机落地后打开降落伞减速滑行的过程
二、实验题
11、（4分）(本题9分)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，重物带动纸带从静止开始下落，某实验小组利用此装置验证机械能守恒定律．
（1）关于这一实验，下列说法中正确的是________.
A．必须测量重物质量
B．打点计时器可以用4节干电池串联组成电源
C．可以用手托住重物，待纸带自由下垂稳定后再释放重物
D．先接通电源，再释放纸带
（1）小明得到如图所示的纸带，纸带上各点O、A、B、C…是打点计时器打出的点，其中O点为纸带上打出的第一个点，相邻点的时间间隔为0.01s．重物下落高度可从纸带上各点间的距离直接测出．已知当地的重力加速度g，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_________．
A．OA、AD和EG的长度
B．OC、BC和CD的长度
C．OE、CE和EG的长度
D．AC、BD和EG的长度
（3）小明同学用刻度尺测得OA＝9.61 cm，OC＝15.89 cm，OE＝13.64 cm．重物的质量为1.00 kg，取g＝9.80 m/s1．在OC段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔE p＝______ J；重物的动能增加量ΔE k＝_______ J(结果均保留三位有效数字)．
（4）小华同学利用该实验装置测定当地的重力加速度g．打出了一条纸带后，在纸带
上测量出了各点到第一个点的距离h，并算出了各点对应的速度v，以h为横轴，以1 2 v1
为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是__________．
A．重物下落过程受到空气阻力
B．先释放重物，再接通打点计时器的电源
C．所用电源的频率偏大
小华测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g____k(选填“>”、“=”或“<”)．
12、（10分）(本题9分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。

绕过轻质定滑轮的细线两端连接质量均为M的物块A和B，B上方放有一质量为m的铁环C(铁环C与物块B不粘连)。

(1)开始时A、B、C由图示位置静止释放。

物块B在穿过圆环D时，铁环C被圆环D 挡住，而物块B穿过圆环D后继续下落。

光电计时器E、F记录物块B从E到F的时间为t，测得EF间距为d，则物块B运动到圆环D处时的速度大小v＝___；测得铁环C到圆环D的高度差为h，当地重力加速度为g，本实验若在误差允许的范围内满足表达式________，则验证了机械能守恒定律(结果均用题中所给字母表示)。

(2)该同学为了能更加精确地验证机械能守恒定律，进行了多次实验。

实验中M＝0.2kg，m＝0.05kg，d＝0.2m，当地重力加速度g取9.79m/s2。

具体操作如下:
①改变物块B的释放位置，调整h值
②测出相对应的时间t
③在坐标纸中以
21
t 为纵轴，以h 为横轴建立坐标系，画出
2
1h t -图象，如图乙所示;
④根据图中数据可求得g ＝_____m/s 2，若在误差允许的范围内与当地重力加速度相等，则验证了机械能守恒定律(结果保留三位有效数字)。

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、B 【解题分析】
一切运动的物体都具有动能，被举高的物体都具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能；因此， 被举高的重物，具有重力势能；弯曲的撑杆，发生了弹性形变具有弹性势能；空中飞行的子弹；由于运动而具有动能，又因为它在空中有一定高度，而具有重力势能；滚动的足球具有动能，故选项B 正确，A 、C 、D 错误。

2、B 【解题分析】
物体做平抛运动，根据平抛运动的特点可知: 00
tan 45gt
v =
，解得t =1.0s ，故B 正确，ACD 错误． 3、A 【解题分析】
根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有：2
F r
v m =，故A 正确，
B 、
C 、
D 错误； 故选A ． 【题目点拨】
小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求解． 4、B 【解题分析】
A ．根据牛顿第二定律得
2
GMm
ma r
= 解得
2
GM
a r =
B 点与地心的距离为A 点与地心距离的
1
3
，则卫星在B 点的加速度是A 点加速度的9倍，故A 错误；
BC ．在轨道Ⅰ上，卫星运行时，只有万有引力做功，所以机械能守恒，即卫星在轨道Ⅰ上A 点的机械能等于在轨道Ⅰ上B 点的机械能；从椭圆轨道Ⅰ到圆轨道Ⅱ，卫星在A 点做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，所以卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上A 点的机械能，即有卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能，故B 正确，C 错误； D ．根据万有引力提供向心力可得
2
2GMm mv r r
=
解得动能为
2122k GMm
E mv r
=
= 所以卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能小于在轨道Ⅰ上B 点的动能，故D 错误； 故选B 。

5、C 【解题分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，在t 0时间内水平位移
x =v 0t 0 竖直位移 y ＝12
v 0t 0 则 y 0＝
1
2
x 0； A. 00y x =，与结论不相符，选项A 错误； B. 002y x =，与结论不相符，选项B 错误；
C. 0
02x y =，与结论相符，选项C 正确； D. 004
x
y =，与结论不相符，选项D 错误。

6、ABC 【解题分析】
ABD ．带正电的小球所受电场力水平向右，小球的重力和所受电场力大小相等，则重力和电场力的合力方向与竖直方向成45°斜向右下，即等效重力场的方向与竖直方向成45°斜向右下，所以小球在B 点时的动能最大，小球在B 点时对轨道的压力最大，小球在F 点时的动能最小。

故AB 两项正确，D 项错误。

C ．带正电的小球所受电场力水平向右，小球在G 点时的电势能最大，则小球在G 点时的机械能最小。

故C 项正确。

7、A
D 【解题分析】
试题分析：隔离物体分析，该物体做匀速圆周运动；对物体受力分析，如图，受重力G ，向上的支持力N ，重力与支持力二力平衡，然后既然匀速转动，就要有向心力（由摩擦力提供），指向圆心的静摩擦力；故A 正确，B 错误；
若没有摩擦力，则物体将想离开圆心的方向运动，所以物块A 相对圆盘的运动趋势方
向是沿着半径且背离圆心的方向，故C 错误，D 正确。

考点：向心力
【名师点睛】本题要注意物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，而不能把匀速圆周运动当成平衡状态！向心力是效果力，由合力提供，不是重复受力。

8、BC
【解题分析】A ：由图可得，0-2 s 内，物体速度从0变为2m/s ，则0-2 s 内，小球动能的变化，即0-2 s 内，小物块动能增加2 J 。

故A 项
错误。

B ：由图可得，0-2 s 内，物体速度从0变为2m/s ，则0-2 s 内，小球动量的变化。

故B 项正确。

C ：由图得，0-2 s 内，物体位移
，据动能定理可得
，解得：0-2 s 内，拉力F 对小物块做的功。

故C 项正确。

D ：0-2 s 内，物体速度从0变为2m/s ，据动量定理可得：，解得：0-2
s 内，拉力F 对小物块的冲量大小为6 N·s 。

故D 项错误。

9、AD 【解题分析】
A 、C 项：“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，有22
24GMm r
m r T
π=，解得：232
4r M GT
π=月球的平均密度为：23
323234343
r M r GT R V GT R ππρπ===，故A 正确，C 错误；
B 项：月球表面任意一物体重力等于万有引力2Mm mg G
R
=，则有：2
GM gR =“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力2
2Mm v G m r r
=，得：Gm v r =2
gR v r
=
B 错误； D 项：由公式2r v T π=，所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为2r
v T
π=，故D 正确． 10、BC
【解题分析】A 、航天飞机在升空的阶段，推力做正功，其机械能增加，故A 错误；B 、航天飞机在大气层外无动力飞行阶段，只有重力做功，机械能总量守恒，故B 正确；
C 、
航天飞机在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，机械能守恒，故C 正确；D 、航天飞机降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能减小，故D 错误；故选BC ．
【题目点拨】本题关健抓住机械能守恒的条件，看是否只有重力对飞船做功，也可以看是否只有动能和重力势能相互转化．
二、实验题
11、（1）D （1）BC （3）1.56 1.54 （4）B ＞ 【解题分析】
（1）此实验要验证的关系是mgh =
12
mv 1
，两边的质量m 可以消掉，则没必要测量重物质量，选项A 错误；打点计时器必须要接低压交流电源，选项B 错误；实验前用手拉住纸带保持竖直，然后由静止释放，选项C 错误；实验时要先接通电源，再释放纸带，选项D 正确；
（1）根据要验证的关系mgh =
12
mv 1
，若已知BC 和CD 的长度可求解C 点的速度，再已知OC 可验证机械能守恒定律，选项B 正确；若已知CE 和EG 的长度可求解E 点的速度，再已知OE 可验证机械能守恒定律，选项C 正确；根据AD 的数据不能验证机械能守恒定律；故选BC.
（3）在OC 段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔE p ＝mgh OC =1×9.8×0.1589J=1.56 J ；打C 点时重物的速度：0.23640.0962
m/s 1.75m/s 440.02
OE OA C x x v T --===⨯；重物的动能
增加量ΔE k ＝
2211
1 1.75J 1.54J 22
C mv =⨯⨯=． （4）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源。

故选B. 若阻力不能忽略，则有：mgh -fh =12mv 1，则12
v 1=（g-f
m ）h ，斜率k ＜g ，即当地的重
力加速度g >k 。

12、d t ()2
122d mgh M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
9.76
【解题分析】
第一空.铁环C 运动到圆环D 处时的速度大小即为铁环被挡住后，A 、B 匀速运动的速度d v t
=
； 第二空.根据机械能守恒定律得()2
122d mgh M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
；
第三空.由()2122d mgh M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭化简得()22221mg h t M m d +＝ 图象斜率为()222mg M m d
+ =54.2，代入数据可得g =9.76m/s 2。