高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1石景山區(qū)2024-2025學(xué)年第二學(xué)期高一期末試卷物理本試卷共6頁(yè)，100分。考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。請(qǐng)閱讀下述文字，完成第1題、第2題、第3題、第4題。圖甲為某食品加工廠生產(chǎn)餃子的場(chǎng)景。餃子隨水平傳送帶一起運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)傳送帶后恰好能夠落入下方的槽內(nèi)，其示意圖如圖乙所示。重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力。1.以地面為參考系，餃子離開(kāi)傳送帶后，在空中做（）A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.自由落體運(yùn)動(dòng)C.平拋運(yùn)動(dòng) D.圓周運(yùn)動(dòng)2.餃子從離開(kāi)傳送帶到落入槽內(nèi)，下落的高度，所用的時(shí)間為（）A.0.2s B.0.3s C.0.5s D.0.6s3.從離開(kāi)傳送帶到落入下方槽內(nèi)的過(guò)程中，餃子的（）A.重力勢(shì)能變大 B.機(jī)械能逐漸變大C.重力勢(shì)能不變 D.機(jī)械能保持不變4.如圖乙所示，若餃子質(zhì)量為m，當(dāng)其落入下方槽內(nèi)時(shí)，動(dòng)能為（）A. B. C. D.【答案】1.C2.B3.D4.C【解析】【1題解析】以地面為參考系，餃子離開(kāi)傳送帶后，有水平方向初速度，只受重力，在空中做平拋運(yùn)動(dòng)。故選C。【2題解析】餃子從離開(kāi)傳送帶到落入槽內(nèi)，下落的高度，根據(jù)解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間故選B。【3題解析】從離開(kāi)傳送帶到落入下方槽內(nèi)的過(guò)程中，餃子的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能變小。由于在這運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒。故選D?！?題解析】以地面為零勢(shì)能面，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得故選C。請(qǐng)閱讀下述文字，完成第5題、第6題、第7題、第8題、第9題。質(zhì)點(diǎn)在以某點(diǎn)為圓心、半徑為r的圓周上運(yùn)動(dòng)，即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng)叫“圓周運(yùn)動(dòng)”。它是一種常見(jiàn)的曲線運(yùn)動(dòng)。例如旋轉(zhuǎn)飛椅、水流星、皮帶輪等都做圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一光滑圓形軌道，a為軌道最低點(diǎn)，c為軌道最高點(diǎn)，b點(diǎn)、d點(diǎn)為軌道上與圓心等高的兩點(diǎn)，e為ab段的中點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在軌道內(nèi)側(cè)以一初速度從a點(diǎn)開(kāi)始沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g。5.若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為，則在時(shí)，物塊的位置可能在（）A.ae段 B.eb段 C.b點(diǎn) D.bc段6.若圓形軌道的半徑為R，物塊在a點(diǎn)的速度為，則軌道對(duì)物塊的支持力大小為（）A. B. C. D.7.若圓形軌道的半徑為R，則物塊經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)c的速度大?。ǎ〢. B. C. D.8.若物塊從d點(diǎn)由靜止釋放沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，則物塊重力做功的功率（）A越來(lái)越大 B.先增大后減小C.越來(lái)越小 D.先減小后增大9.如果在太空穩(wěn)定運(yùn)行的我國(guó)天宮實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為，則在時(shí)，物塊的位置可能在（）A.ae段 B.eb段 C.b點(diǎn) D.bc段中點(diǎn)【答案】5.D6.D7.B8.B9.C【解析】【5題解析】物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)速度逐漸減小，可知ab段用時(shí)間小于0.5t0，bd段用時(shí)間大于0.5t0，可知在0.5t0時(shí)物塊的位置可能在bc段，故選D。【6題解析】物塊在a點(diǎn)時(shí)根據(jù)解得軌道對(duì)物塊的支持力大小為，故選D?！?題解析】物塊恰能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)c時(shí)，則滿足解得物塊經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)c的速度大小，故選B?！?題解析】若物塊從d點(diǎn)由靜止釋放沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，根據(jù)PG=mgvy，因豎直速度先增加后減小，可知物塊重力做功的功率先增大后減小，故選B?！?題解析】空間站完全失重，則物塊將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為，則在時(shí)，物塊的位置可能在b點(diǎn)。故選C。請(qǐng)閱讀下述文字，完成第10題、第11題、第12題、第13題、第14題。2022年11月12日，我國(guó)空間站基本建成。如圖所示，空間站繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r。已知空間站的總質(zhì)量為m，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，引力常量為G。10.空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的萬(wàn)有引力大小為（）A. B. C. D.11.空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為（）A. B. C. D.12.空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為（）A. B. C. D.13.空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其重力勢(shì)能可用引力勢(shì)能表示。若取無(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零，則空間站在圓形軌道上具有的引力勢(shì)能。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，如果空間站在較低的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則空間站的（）A.動(dòng)能增加，引力勢(shì)能增加B.動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增加C.動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小D.動(dòng)能增加，引力勢(shì)能減小14.空間站繞地球做軌道半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能為（）A. B. C. D.【答案】10.A11.A12.A13.D14.C【解析】【10題解析】空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的萬(wàn)有引力大小為故選A?！?1題解析】根據(jù)可得故選A。【12題解析】根據(jù)可得空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為故選A?！?3題解析】根據(jù)可得則由高軌道到低軌道，運(yùn)動(dòng)半徑減小，則速度增加，動(dòng)能增加；根據(jù)可知，引力勢(shì)能減小。故選D?！?4題解析】由上述分析可知，空間站繞地球做軌道半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能為故選C。第二部分本部分共6題，共58分。15.（1）某同學(xué)用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列做法中正確的是_______。A.選擇體積小、質(zhì)量小的小球B.借助重錘線確定豎直方向C.先打開(kāi)頻閃儀，再拋出小球（2）如圖所示，某同學(xué)用向心力演示器探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度ω和軌道半徑r的關(guān)系。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以初步得到的結(jié)果是_______。A.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比B.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度平方成正比（3）某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼，研究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出鉤碼的質(zhì)量m跟彈簧總長(zhǎng)度x關(guān)系的圖像，如圖所示，重力加速度取。由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車加速度a與受力F、質(zhì)量M的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是_______。A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車B.每次增加重物改變小車的質(zhì)量，都需要重新平衡摩擦力C.平衡小車受到的摩擦力和其他阻力時(shí)，應(yīng)不掛槽碼【答案】（1）BC（2）AC（3）29（4）AC【解析】【小問(wèn)1解析】A．為了減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇體積小、質(zhì)量大的小球，故A錯(cuò)誤；B．本實(shí)驗(yàn)需要借助重垂線確定豎直方向，B正確；C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)先打開(kāi)頻閃儀，再拋出小球，故C正確。故選BC?！拘?wèn)2解析】A．根據(jù)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以初步得到的結(jié)果是在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，故A正確；B．在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比，故B錯(cuò)誤；C．在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度平方成正比，故C正確。故選AC【小問(wèn)3解析】設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為，根據(jù)平衡條件和胡克定律可得可得可知圖像的斜率為可得彈簧的勁度系數(shù)為【小問(wèn)4解析】A．為了充分利用紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車，故A正確；BC．平衡小車受到的摩擦力和其他阻力時(shí)，應(yīng)不掛槽碼；平衡摩擦力時(shí)，有可得可知每次增加重物改變小車的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤，C正確。故選AC。16.某實(shí)驗(yàn)小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。（1）以下三種測(cè)量速度的方案中，合理的是。A.測(cè)量下落高度h，通過(guò)算出瞬時(shí)速度vB測(cè)量下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt算出瞬時(shí)速度vC.根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，得到該點(diǎn)瞬時(shí)速度v（2）按照正確的操作得到圖1所示的一條紙帶，在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC，已知重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)______，動(dòng)能的增加量為_(kāi)_________。（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)采用傳感器設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒，裝置如圖2所示。他將寬度均為d的擋光片依次固定在圓弧軌道上，并測(cè)出擋光片距離最低點(diǎn)的高度h，擺錘上內(nèi)置了光電傳感器，可測(cè)出擺錘經(jīng)過(guò)擋光片的時(shí)間Δt。某次實(shí)驗(yàn)中記錄數(shù)據(jù)并繪制圖像，以h為橫坐標(biāo)，若要得到線性圖像，應(yīng)以________為縱坐標(biāo)，并分析說(shuō)明如何通過(guò)該圖像驗(yàn)證機(jī)械能守恒?！敬鸢浮浚?）C（2）mghB（3）或【解析】【小問(wèn)1解析】AB．不可以用和計(jì)算出瞬時(shí)速度v，因?yàn)檫@樣就默認(rèn)重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，失去了驗(yàn)證的意義，故AB錯(cuò)誤；C．測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，故C正確。故選C【小問(wèn)2解析】從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量為；根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，打下B點(diǎn)時(shí)重物的速度大小為從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的動(dòng)能變化量為【小問(wèn)3解析】設(shè)擺錘釋放時(shí)高度為h0，若機(jī)械能守恒則有整理得圖線為不過(guò)原點(diǎn)的一條直線，斜率大小為（或），可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。17.如圖甲所示，質(zhì)量的物體靜止在光滑水平地面上，從時(shí)起，受到水平力F作用，力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，取向右為正方向，重力加速度。求：（1）物體在前2s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度大小；（2）物體在前2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小；（3）物體在第4s末的速度大小v。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問(wèn)1解析】由牛頓運(yùn)動(dòng)定律前2s內(nèi)解得【小問(wèn)2解析】由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解得【小問(wèn)3解析】2s后物體向前做勻減速運(yùn)動(dòng)，且則加速度由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知18.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個(gè)“豎直加速度測(cè)量?jī)x”測(cè)量豎直運(yùn)行電梯的加速度。測(cè)量?jī)x如圖所示，輕彈簧上端固定在測(cè)量?jī)x外殼上，彈簧下端懸掛一個(gè)小球，彈簧左側(cè)沿豎直方向固定一標(biāo)尺。當(dāng)小球靜止時(shí)，彈簧下端的指針?biāo)笜?biāo)尺位置標(biāo)為“0”刻度線。將測(cè)量?jī)x沿豎直方向固定在電梯轎廂側(cè)壁上。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，小球質(zhì)量為m，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。（1）當(dāng)電梯靜止時(shí)，求彈簧的伸長(zhǎng)量x0；（2）在標(biāo)尺的刻度值x處可標(biāo)注電梯加速度a的大小和方向，請(qǐng)說(shuō)明標(biāo)注依據(jù)。【答案】（1）；（2）當(dāng)x<0時(shí)，a>0，表示電梯加速度方向豎直向上；當(dāng)x>0時(shí)，a<0，表示電梯加速度方向豎直向下?！窘馕觥浚?）小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡解得（2）以“0”刻度線為坐標(biāo)原點(diǎn)，選取豎直向上為正方向，建立一維坐標(biāo)系。當(dāng)指針指在刻度值為x的刻度線時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律解得可知加速度a與刻度值x一一對(duì)應(yīng)，可以在刻度值x處，標(biāo)注加速度值為。當(dāng)x<0時(shí)，a>0，表示電梯加速度方向豎直向上；當(dāng)x>0時(shí)，a<0，表示電梯加速度方向豎直向下。19.如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在距離水平地面高為h的O點(diǎn)，另一端系有質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，將小球從與O等高的A點(diǎn)由靜止釋放，小球在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)，繩恰好被拉斷，小球水平飛出。不計(jì)空氣阻力及繩斷時(shí)的能量損失，重力加速度為g。求：（1）小球飛出時(shí)的速率v。（2）繩能承受拉力的最大值Fm。（3）小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離x?！敬鸢浮浚?）；（2）3mg；（3）【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理有解得小球飛出時(shí)的速率（2）設(shè)繩對(duì)小球的拉力為T，依據(jù)牛頓第二定律有解得T=3mg根據(jù)牛頓第三定律，繩受到的拉力大小Fm=T=3mg（3）設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則解得拋出的水平距離20.傳統(tǒng)車輛剎車時(shí)使用機(jī)械制動(dòng)方式，利用剎車裝置使車輛受到制動(dòng)力（即阻力）而減速，將減小的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。有些新能源電動(dòng)車剎車時(shí)會(huì)使用一種“再生制動(dòng)”方式，該方式在制動(dòng)時(shí)能將汽車減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能加以儲(chǔ)存利用，這些減少的動(dòng)能也被稱為可回收的動(dòng)能。一輛質(zhì)量為m的電動(dòng)汽車在平直路面上行駛，某一時(shí)刻同時(shí)開(kāi)啟機(jī)械制動(dòng)和再生制動(dòng)，汽車的速度從減為的過(guò)程，位移大小為；此后，只開(kāi)啟機(jī)械制動(dòng)，直至汽車停止，汽車又向前行駛的位移大小為。假設(shè)機(jī)械制動(dòng)使汽車受到的制動(dòng)力恒定，空氣阻力不計(jì)。（1）求只開(kāi)啟機(jī)械制動(dòng)的過(guò)程，汽車受到的制動(dòng)力大小；（2）求同時(shí)開(kāi)啟機(jī)械制動(dòng)和再生制動(dòng)的過(guò)程，汽車可回