北京市首都师范大学附属中学2024届高一物理第二学期期末达标检测试题含解析

北京市首都师范大学附属中学2024届高一物理第二学期期末达
标检测试题
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、质量为m 的汽车，其发动机额定功率为P ．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k 倍，则车的最大速度为（ ）
A ．sin P mg θ
B ．cos (sin )
P mg k θθ+ C ．cos P mg
θ D ．sin )
P mg k θ+（ 2、 (本题9分)第一宇宙速度是指
A ．月球绕行地球的速度
B ．飞行器克服地球引力脱离地球的速度
C ．飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度
D ．飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度
3、 (本题9分)以6m/s 的速度在水平面上运动的小车，如果获得2m/s 2的与运动方向同向的加速度，几秒后它的速度将增加到10m/s （ ）
A ．5s
B ．2s
C ．3s
D ．8s
4、下列关于开普勒行星运动规律的认识正确的是（ ）
A ．所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．所有行星绕太阳做匀速圆周运动
C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都不同
D．所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比
5、(本题9分)如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

这就是动量守恒定律。

若一个系统动量守恒时，则
A．此系统内每个物体所受的合力一定都为零
B．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加
C．此系统的机械能一定守恒
D．此系统的机械能可能增加
6、如图所示，完全相同的三个金属小球a、b、c位于距离地面同一高度处现以等大的初速度使三个小球同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。

以下说法正确的是（）
A．落地之前，三个小球均做匀变速运动
B．三个小球在落地时的动能不相等
C．三个小球在落地时动量相同
D．落地之前，三个小球在任意相等时间内动量的增量相同
7、(本题9分)一个质点正在做匀加速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s，分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.4m；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8m，由上述条件可知
A．质点运动的加速度是0.2 m/s²B．质点运动的加速度是0.4 m/s²
C．第1次闪光时质点的速度是0.2m/s D．第1次闪光时质点的速度是0.3 m/s 8、(本题9分)发射高轨道卫星时，一般是先将卫星发射至近地圆形轨道1上运行，然后在某点Q变速，使其沿椭圆轨道2运行，最后在远地点P再次变速，将卫星送入预定圆形高轨道3运行，已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点．设卫星的质量保持不变，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，只受地球引力作用，则下列说法正确的是
A．卫星在1轨道上正常运行时的速度小于在3轨道上正常运行时的速度
B．卫星在1轨道上正常运行时的机械能小于在3轨道上正常运行时的机械能
C．卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，处于失重状态，但不是完全失重状态D．卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，加速度逐渐增大
9、(本题9分)我国于2011年发射了“天宫一号”目标飞行器，之后发射的“神舟八号”、“神舟九号”飞船相继与之成功对接，今年即将发射的“神舟十”也会与“天宫一号”目标飞行器对接。

如图所示，在对接前“天宫一号”的轨道半径为“神舟十号”的轨道半径大，它们都做匀速圆周运动。

则在对接前
A．它们的线速度相等
B．它们的角速度相等
C．它们的线速度都小于7.9km/s
D．“神舟十号”的线速度一定大于“天宫一号”的线速度
10、关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：
A．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度
B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
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)某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。

PQ 为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q 处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画，记录小车通过时的遮光时间t ）。

实验时将一小车（其上固定有宽度为d 的遮光条）从高度h 处由静止释放，重力加速度为g 。

（1）用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d 如乙图所示，则d =__________mm ；若某次数字计时器记录的遮光时间为t =0. 005s ，则小车的速度v =__________m/s 。

（2）该小组验证机械能守恒定律的原理表达式为__________（用题干所给的字母符号表示）。

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、D
【解题分析】
当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F ＝f +mg sin θ＝kmg +mg sin θ＝mg （k +sin θ），由功率P ＝Fv ，所以上坡时的速度：
(sin )
P P v F mg k θ==+，故A 、B 、C 错误，D 正确. 2、D
【解题分析】第一宇宙速度是人造地球卫星紧贴地球表面做圆周运动的速度．根据
；
得v=，故轨道半径越大，运行速度越小．故第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度．第一宇宙速度，又叫环绕速度其值大小是7.9km/s；第二宇宙速度，又叫脱离速度其值大小是11.2km/s；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．又叫逃逸速度其值大小是16.7km/s，故D正确，ABC错误；故选D．
点睛：本题是万有引力与航天方面的难题，是高考的重点，要真正理解．同时考查对宇宙速度的理解能力．对于第一宇宙速度不仅要理解，还要会计算．第一宇宙速度就近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度，要强调卫星做匀速圆周运动．
3、B
【解题分析】
根据匀变速直线运动的速度时间关系v=v0+at
可得汽车加速的时间为：
106
s2s
2
v
t
a
∆-
===；故选B.
【题目点拨】
本题考查匀变速直线运动的速度时间关系，掌握关系式是解决问题的关键．
4、A
【解题分析】
A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故选项A正确；
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆而不是圆，故选项B错误；
C．根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故选项C错误；
D．与开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等矛盾，故选项D错误．
5、D
【解题分析】
试题分析：若一个系统动量守恒时，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零，选项A错误；此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的，选项B错误；因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，故选D.
考点：动量守恒定律；机械能守恒定律
【名师点睛】此题是对动量守恒定律和机械能守恒定律的条件的考查；要知道动量守恒和机械能守恒是从不同的角度对系统进行研究的，故两者之间无直接的关系，即动量守恒时机械能不一定守恒，机械能守恒时动量不一定守恒.
6、AD
【解题分析】
A 、三个球初始高度相同，三个小球都是只受到重力的作用，加速度都等于重力加速度，所以都做匀变速运动，A 正确；
B 、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：2201122mgh mv mv +=，由于三个小球的质量m 、初位置的高度h 和初速度v 0大小都相等，则落地时动能大小相等，B 错误。

C 、三个球初始高度相同，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，落地时速度的方向不同，所以动量不相等，C 错误；
D 、三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量△P ＝mgt ．也是相等的，D 正确；
7、AD
【解题分析】
AB. 根据x 3−x 1=2aT 2得，加速度a= 31220.80.4221
x x T --=⨯=0.2m/s 2，故A 正确，B 错误； C. 第2次、第3次闪光时间间隔内的位移x 2=x 1+aT 2=0.4+0.2×1m=0.6m ，则第2次闪光的瞬时速度v 2= 120.40.6221
x x T ++=⨯=0.5m/s ， 则第1次闪光时质点的速度v 1=v 2−aT=0.5−0.2×1=0.3m/s.故C 错误，D 正确． 故选AD.
点睛：根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出质点的加速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出第2次闪光的速度，从而结合速度时间公式求出第1次闪光时的速度．
8、BD
【解题分析】
A.根据2
2=r mM v G m r 可知v =，则卫星在1轨道上正常运行时的速度大于在3轨道上正常运行时的速度，选项A 错误；
B. 卫星从轨道1要在Q 点加速进入轨道2，然后在轨道2上的P 点再加速进入轨道3，
则卫星在1轨道上正常运行时的机械能小于在3轨道上正常运行时的机械能，选项B 正确；
C. 卫星在轨道2上从P 点运动到Q 点过程中，只受万有引力作用，处于完全失重状态，选项C 错误；
D. 根据2GM a r =可知，卫星在轨道2上从P 点运动到Q 点过程中，加速度逐渐增大，选项D 正确；
9、CD
【解题分析】
据万有引力提供向心力得
； AD 、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的线速度比“神舟十号”的线速度小，故A 错误，D 正确；
B 、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的角速度比“神舟十号”的角速度小，故B 错误；
C 、第一宇宙速度是近地环绕速度，也是最大环绕速度，所以它们的线速度都小于
7.9km /s ，故C 正确；
故选CD 。

【题目点拨】
根据万有引力提供向心力，分析运行速度、角速度与轨道半径的关系，从而比较出大小。

10、AB 【解题分析】
ABC. 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是地球上发射卫星的最小速度，根据
2
2Mm v G m r r
= 可得：GM v r =，近地卫星轨道半径最小，环绕速度最大，AB 正确C 错误．
D. 在近地轨道进入椭圆轨道，需要点火加速离心，所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度，D 错误．
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：0.23640.0962m/s 1.75m/s 440.02OE OA C x x v T --=
==⨯；重物的动能增加量ΔE k ＝22111 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、2. 25 0.45 2
22d gh t
= 【解题分析】
第一空．遮光条宽度d 如乙图所示，则12mm 5mm 2.25mm 20
d =+⨯=． 第二空．遮光条过光电门时，小车的速度3
2.2510m/s 0.45m/s 0.005
d v t -⨯===． 第三空．小车从静止释放到过光电门，重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为2211()22d mv m t =，若机械能守恒，则：21()2d mgh m t =，整理得：222d gh t
=，即验证机械能守恒定律的原理表达式为2
22d gh t
=．。