2024屆北京市清華附中物理高一第二學期期末統(tǒng)考試題含解析

2024屆北京市清華附中物理高一第二學期期末統(tǒng)考試題注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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)有研究表明300年后人類產(chǎn)生的垃圾將會覆蓋地球1米厚．有人提出了“將人類產(chǎn)生的垃圾分批轉(zhuǎn)移到無人居住的月球上”的設想，假如不考慮其他星體的影響，且月球仍沿著原來的軌道繞地球作勻速圓周運動，運用您所學物理知識，分析垃圾轉(zhuǎn)移前后，下列說法中正確的是A．地球與月球間的萬有引力會逐漸減小B．月球繞地球運行的線速度將會逐漸變小C．月球繞地球運行的加速度將會逐漸變大D．月球繞地球運行的周期將變小2、如圖所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為L，傳送帶開始時處于靜止狀態(tài)．把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1．隨后讓傳送帶以v2的速度逆時針勻速運動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2．下列關系中正確的是A．W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2C．W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2 D．W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q23、甲、乙兩小球都在水平面上做勻速圓周運動，它們的線速度大小之比為1∶2，角速度大小之比為3∶2，則兩球的向心加速度大小之比為（）A．1:2 B．2:1 C．3:4 D．3:24、(本題9分)一質(zhì)量為200kg的小船靜止在平靜的水面上，小船長度為2m。質(zhì)量為50kg的小孩從船頭走到船尾。若不考慮船運動過程中水對船的阻力，則人從船頭走到船尾的過程中A．人與船可以向相同方向運動B．船的速率始終是人的速率的4倍C．人對地發(fā)生的位移大小為1.6mD．船對地發(fā)生的位移大小為1.6m5、下列說法正確的是A．愛因斯坦建立了相對論B．開普勒發(fā)現(xiàn)萬有引力定律C．牛頓測出了萬有引力常量D．卡文迪許發(fā)現(xiàn)行星運動三大定律6、關于做功和物體動能變化的關系，不正確的是（）．A．只有動力對物體做功時，物體的動能增加B．只有物體克服阻力做功時，它的動能減少C．外力對物體做功的代數(shù)和等于物體的末動能和初動能之差D．動力和阻力都對物體做功，物體的動能一定變化7、如圖所示，實線表示某電場中一簇關于x軸對稱的等勢面，在軸上有等間距的A、B、C三點，則A．B點的場強小于C點的場強B．A點的電場方向指向x軸正方向C．AB兩點電勢差小于BC兩點電勢差D．AB兩點電勢差等于BC兩點電勢差8、(本題9分)“嫦娥四號”月球探測器到達月球附近時，先在100km高的圓軌道環(huán)月運行，之后經(jīng)歷了環(huán)月變軌后開始實施動力下降，速度逐步降低。在距月面100m處開始懸停，自主避障后緩速下降并著陸在月球背面。若已知引力常量G，月球的半徑R及下列數(shù)據(jù)，可求得月球質(zhì)量的是（）A．“嫦娥四號”在100km高的環(huán)月圓軌道運行時的速度B．“嫦娥四號”在100km高的環(huán)月圓軌道運行時的周期C．“嫦娥四號”實施動力下降時的加速度D．“嫦娥四號”在100m高處懸停時受到的重力9、(本題9分)如圖是一汽車在平直路面上啟動的速度-時間圖像，t1時刻起汽車的功率保持不變．由圖像可知（）A．0~t1時間內(nèi)，汽車的牽引力增大，加速度增大，功率不變B．0~t1時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大C．t1~t2時間內(nèi)，汽車的牽引力減小，加速度減小D．t1~t2時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變10、如圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c（可視為點電荷），三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是（）A．a(chǎn)對b的靜電力一定是引力B．a(chǎn)對b的靜電力可能是斥力C．a(chǎn)的電量可能比b少D．a(chǎn)的電量一定比b多11、(本題9分)下列說法錯誤的是（）A．一定質(zhì)量氣體，在體積不變的情況下，它的壓強與溫度t成正比B．氣體在趨近絕對零度時，其體積趨于零C．一定質(zhì)量氣體，在體積不變的情況下，溫度升高1度，其壓強增加D．絕對零度是低溫的極限，將來隨著技術的發(fā)展，也不可能達到12、(本題9分)某電場的電場線分布如圖所示，則()A．電荷P帶正電B．電荷P帶負電C．a(chǎn)點的電場強度大于b點的電場強度D．正試探電荷在c點受到的電場力大于在d點受到的電場力二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)利用圖示的實驗裝置探究合力做功與動能變化的關系．（1）為了消除打點計時器和木板對小車阻力的影響，需要平衡阻力．關于該操作環(huán)節(jié)，下列四種裝置圖中正確的是_______（2）甲小組同學正確平衡了阻力，選取的砝碼和盤的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M，取砝碼的總重力值作為繩子的拉力值，按正確操作得到圖示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)計時點A、B、C，測得它們到靜止釋放的起始點O的距離分別為sA、sB、sC，打點計時器的工作頻率為f，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，從O到B的運動過程中，拉力對小車做功W=_______，小車動能變化量ΔEk=__________．（3）乙小組同學也正確平衡了阻力，但并未保證選取的砝碼和盤的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M．在處理數(shù)據(jù)時，他們也取砝碼和盤的總重力值作為繩子的拉力值，并采用圖像法進行數(shù)據(jù)分析：在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量靜止釋放的起始點O到每個計數(shù)點的距離，并計算出每個計數(shù)點對應的小車速度v以及從O點到該計數(shù)點對應的過程中繩子拉力所做的功W．他們作出的圖線為__________．14、（10分）(本題9分)用圖示裝置測量彈簧的彈力做功，將彈簧放置在水平氣墊導軌上，左端固定，右端在O點，此時彈簧處于原長，在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器（圖中未畫出）與兩個光電門相連，用天平測出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量為m，用刻度尺分別測得A、O之間的距離為x1，B、C兩點間距離x2，再用滑塊壓縮彈簧到位置A（滑塊與彈簧沒有栓接），靜止釋放，利用計時器測出遮光片從B到c所用的時間為t．（1）根據(jù)所測量的物理量，可計算出滑塊離開彈簧時速度大小，其表達式為v=______，從A運動到O過程中彈簧對滑塊做的功W=_______．（用所給的物理量符號表示）（2）某同學未調(diào)節(jié)氣墊導軌水平就開始做實驗，導致氣墊導軌左端比右端略高，則彈簧對滑塊做功的測量值與真實值比較將__________（填字母序號）．A．偏大B．偏小C．相等三、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，一長度LAB＝4m、傾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平臺BC平滑連接，水平臺長度LBC＝2m，離地面高度H＝1.6m，下方有一半球體與水平臺相切，半球體半徑r＝1m，OD與水平面夾角為α＝53°，整個軌道處于豎直平面內(nèi)。一物塊b（可視為質(zhì)點）靜止于C處，在斜面頂端A處由靜止釋放另一物塊a（可視為質(zhì)點），物塊a下滑到C處與物塊b發(fā)生彈性碰撞，物塊a與物塊b碰撞后，物塊b恰好落在D點。已知物塊a與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，忽略空氣阻力，g取10m/s2（sin53°＝，cos53°＝）。求（1）物塊a與物塊b碰撞前的速度大??；（2）碰撞后物體b速度大?。唬?）求物塊a最終停在何處。16、（12分）(本題9分)從某一高度平拋一物體，當拋出2s后它的速度方向與水平方向成45°角，落地時速度方向與水平成60°角，g取10m/s2。求：（1）拋出時的初速度；（2）落地時的速度；（3）拋出點距地面的高度；（4）水平射程。17、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v0，長為L.現(xiàn)將滑塊緩慢向左移動壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達某處時突然釋放，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同．滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ.(1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況；(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑塊時彈簧具有的彈性勢能；(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量．

參考答案一、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【解題分析】試題分析：月球繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解出線速度、周期和萬有引力的表達式進行分析．設地球質(zhì)量為M，月球質(zhì)量為m，地球與月球間的萬有引力F=GMmr2，由于M>m，M減小、m增加、M+m固定，故Mm會增加，故地球與月球間的萬有引力會逐漸增加，直到兩者質(zhì)量相等為止，A錯誤；萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有G2、B【解題分析】

拉力對小物體做的功由物體對地位移決定，即W＝FL，故W1=W2；拉力的功率為P=Wt，第二次運動過程中小物體的對地速度比第一次大，所以所用時間較短，功率較大，即P1<P2；物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量由二者相對位移決定，即Q＝fs相對，第一次二者相對位移為L，第二次相對位移為L-v2t<L，故Q1＞Q3、C【解題分析】

根據(jù)a=vω，則兩球的向心加速度大小之比為3：4，故ABD錯誤，C正確.4、C【解題分析】

A.船和人組成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒，以人速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m人得：v人負號表示人與船的速度方向總是相反，故A項與題意不相符；B.將m人=50kg，m船=200kg代入v解得：v人則人的速率始終是船的速率的4倍，故B項與題意不相符；CD.人從船頭走到船尾，設人和船對地發(fā)生的位移大小分別為s1和s2，以人速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m人又s1解得：s1故C項與題意相符，D項與題意不相符。5、A【解題分析】

A.愛因斯坦建立了相對論，故A正確。B.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，故B錯誤。C.卡文迪許測出了萬有引力常量，故C錯誤。D.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動三大定律，故D錯誤。6、D【解題分析】

A.根據(jù)動能定理得W總=?Ek，合力做功量度動能的變化。動力對物體做正功，只有動力對物體做功時，W總>0，物體的動能增加，故選項A不合題意；B.物體克服阻力做功，阻力做負功，只有物體克服阻力做功時，W總<0，物體的動能減少，故選項B不合題意；C.根據(jù)動能定理內(nèi)容知道，外力對物體做功的代數(shù)和等于物體的末動能與初動能之差，故選項C不合題意；

D.動力和阻力都對物體做功，物體受各個力做功的代數(shù)和可能為零，所以物體的動能可能不變，故選項D符合題意。7、ABC【解題分析】

A項：等差等勢面的疏密程度表示電場強度的大小，由于0.4V與0.2V兩個等勢面間電勢差等于0.6V與0.4V兩個等勢面間電勢差，C處的等勢面密，所以C點電場強度較大，故A正確；B項：電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故A點場強方向指向x軸正方向，故B正確；C、D項：等差等勢面的疏密程度表示電場強度的大小，所以AB兩點間的平均場強小于BC兩點間的平均場強，由公式，可知，AB兩點電勢差小于BC兩點電勢差，故C正確，D錯誤。8、AB【解題分析】

AB.根據(jù)萬有引力提供向心力知，，所以月球的質(zhì)量為，所以當已知“嫦娥四號”在環(huán)月軌道運行的周期和線速度時，可求得月球質(zhì)量，故AB正確；C．已知“嫦娥四號”實施動力下降的加速度時，嫦娥四號做的是減速運動，加速度與動力下降階段處的重力加速度不相等，由于條件不足，不能求出月球的質(zhì)量，故C錯誤；D．已知懸停時的重力，重力等于萬有引力，但不知道嫦娥四號的質(zhì)量，所以不能求出月球質(zhì)量，故D錯誤；9、BC【解題分析】考點：功率、平均功率和瞬時功率．分析：由圖可知，汽車從靜止開始做勻加速直線運動，隨著速度的增加，汽車的功率也要變大，當功率達到最大值之后，功率不能在增大，汽車的牽引力就要開始減小，以后就不是勻加速運動了，當實際功率達到額定功率時，功率不能增加了，要想增加速度，就必須減小牽引力，當牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達到最大值．解答：解：A、0～t1時間內(nèi)，汽車的速度是均勻增加的，是勻加速運動，所以汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大，所以A錯誤．B、由A的分析可知，B正確．C、t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率已經(jīng)達到最大值，功率不能再增加，所以汽車的牽引力在減小，加速度也要減小，所以C正確．D、由C的分析可知，D錯誤．故選BC．點評：這題考的知識點是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，當實際功率達到額定功率時，功率不能增加了，要想增加速度，就必須減小牽引力，當牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達到最大值．10、AD【解題分析】

AB．根據(jù)電場力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，因此a對b的靜電力一定是引力，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小，并由平衡條件來確定各自電量的大小，因此在大小上一定為“兩大夾一小”，因此a的電量一定比b多。故C錯誤，D正確；11、ABC【解題分析】

A.一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，根據(jù)：可知壓強p與熱力學溫度T成正比，而：T=t+273故壓強與溫度t不是成正比，故A錯誤,符合題意；B.氣體趨近于絕對零度時，已液化，氣體實驗定律已經(jīng)不適用了，體積也不會趨近于零。故B錯誤,符合題意。C.一定質(zhì)量氣體發(fā)生等容變化，由理定律定律得：則有：氣體溫度每升高1℃，壓強就增加T溫度時壓強的倍，當0℃=273K，故氣體溫度每升高1℃，增加的壓強等于它在0℃時壓強的，故C錯誤,符合題意；D.根據(jù)熱力學第三定律可知，熱力學溫標的零K達不到，故D正確,不符合題意。12、AD【解題分析】

由圖可知電場線從正電荷出發(fā)，所以電荷P帶正電，故A正確，B錯誤；從電場線的分布情況可知，b的電場線比a的密，所以b點的電場強度大于a點的電場強度，故C錯誤；根據(jù)電場線越密的地方電場強度越大，所以c點的場強大于d點場強，所以正試探電荷在c點受到的電場力大于在d點受到的電場力，故D正確。所以AD正確，BC錯誤。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、BmgsBB【解題分析】

(1)[1]平衡摩擦時應不掛鉤碼，原理是讓重力沿斜面向下的分力等于滑動摩擦力，故B正確；(2)[2]拉力做功等于重力勢能的減少量，即，[3]小車動能變化量；(3)[4]由于已經(jīng)平衡摩擦，所以拉力做功等于動能的增量，即圖線應該為一條過原點的直線，故B正確．14、A【解題分析】

(1)滑塊離開彈簧后的運動可視為勻速運動，故可以用BC段的平均速度表示離開時的速度；則有；A到O彈簧對滑塊做的功轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，由動能定理有：.(2)若氣墊導軌左端比右端略高，重力對滑塊要做正功，導致通過兩光電門的時間將減小，那么測得速度偏大，因此彈性勢能的測量值也偏大，故A正確，BC錯誤。

故選A.【題目點撥】本題利用機械能守恒來探究彈簧的彈性勢能的大小，要注意明確實驗原理，知道如何測量滑塊的速度，并掌握物體運動過程以及光電門的使用方法．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）6m/s；（2）4m/s；（3）物塊a最終停在B處?！窘忸}分析】

（1）設物塊a與物塊b碰撞前的速度大小為va。物塊a從A到C的過程，根據(jù)動能定理得：解得：va=6m/s（2）設物塊a與b發(fā)生碰撞后的速度為va′，b飛出的速度為vb．碰撞后物體b做平拋運動，由幾何關系，可知物塊b在CD間的水平位移x=r+rcosα豎直位移h=H-rsinα又根據(jù)平拋運動的規(guī)律有x=vbt聯(lián)立解得vb=4m/s（3）a、b發(fā)生彈性碰撞，取水平向右為正方向，由動量守恒定律和動能守恒分別得mava=mava′+mbvb。

解得va′=-2m/s設物塊a在BC上運動的總路程為S。對物塊a，根據(jù)動能定理得解得S=2m因為LBC=2m，所以最終物塊a停止在B點。16、（1）20m/s（2）40m/s（3）60m（4）【解題分析】hhL根據(jù)題意畫出物體做平拋運動的曲線圖如上圖所示，設地面高度為