广东省汕尾市2019-2020学年物理高一下期末考试模拟试题含解析

广东省汕尾市2019-2020学年物理高一下期末考试模拟试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1． (本题9分)如图所示，在两个相互垂直的水平力F 1=4N 、F 2＝3N 作用下，物体沿光滑水平面通过一段位移x ，该过程中F 1、F 2对物体做功分别8J 、6J.已知tan 370.75︒=，则
A ．x 大小为2m
B ．合力对物体做功10J
C ．合力大小为7N
D ．合力与x 间的夹角为8°
2． (本题9分)“套圈圈”是老少皆宜的游戏。

如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度12v v 、抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标，且铁丝圈在空中运动时间分别为12t t 、，不计空气阻力，则（ ）
A ．12v v =
B ．12v v ＞
C ．12t t ＞
D ．12t t =
3． (本题9分)如图所示，曲线AB 为一质点的运动轨迹，某人在曲线上P 点做出质点在经过该处时其受力的8个可能方向，正确的是
A ．8个方向都可能
B ．只有方向1、2、3、4、5可能
C ．只有方向1、3可能
D ．只有方向2、3、4可能
4．2018年11月央视报道了一则“超级高铁”新闻，最高时速可达4000公里/小时，观众惊呼是“黑科技”其实就是利用真空管技术和磁悬浮技术，让列车在没有摩擦阻力的"胶囊管道”中实现超高速运动．工程人员在3.2公里的直线测试轨道进行试验，启动后仅用时3秒就可以通过，则（ ）
A．新闻中4000公里/小时是平均速度B．用时3秒是时刻
C．列车在真空管道中只受重力作用D．测试轨道为3.2公里是位移的大小
5．(本题9分)关于地球的同步卫星，下列说法正确的是
A．同步卫星的轨道可以和宜昌所在纬度圈共面
B．所有同步卫星的质量一定相同
C．所有同步卫星距离地面的高度不一定相同
D．同步卫星的轨道必须和地球赤道共面
6．(本题9分)如图所示，在同一平台上的O点水平抛出的三个物体，分别落到a、b、c三点，则三个物体运动的初速度v a、v b、v c的关系和二个物体运动的时间t a、t b、t c的关系分别是（）
A．v a>v b>v c，t a>t b>t c
B．v a<v b<v c，t a=t b=t c
C．v a>v b>v c，t a<t b<t c
D．v a<v b<v c，t a>t b>t c
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，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
7．如图所示，轻质弹簧竖直固定在地面上，在其正上方某高度由静止释放一小球，设下落过程中小球的加速度为a、位移为x、机械能为E，不计空气阻力，竖直向下为正方向。

则下落至最低点的过程中a、E 随x的变化图线可能正确的是
A．B．C．
D．
8．(本题9分)一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。

若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，功能变化情况为（）
A．重力做正功，重力势能增加
B．电场力大于重力，电场力做的功大于重力做的功，动能增加
C．动能、重力势能和电势能之和变大
D．重力势能和动能之和增大
9．(本题9分)光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法正确的是( )
A．A、B系统总动量仍然为mv
B．A的动量变为零
C．B的动量达到最大值
D．A、B的速度相等
10．如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平。

A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方，如果从D点无初速度释放一个小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落在平台MN上。

下列说法正确的是（）
A．只要D点的高度合适，小球可以落在MN上任意一点
B．在由D运动到M和由C运动到P的过程中重力功率都越来越大
D．如果小球能从C点飞出，则小球过C点时与轨道的压力不可能为零
11．(本题9分)如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分．小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q,h=2R重力加速度为g，静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A．小球a一定带正电B．小球c的加速度大小为
2 3kq
C．小球b的周期为2R R
q k
ππ
D．外力F竖直向上，大小等于
2
26kq
mg+
12．(本题9分)下列说法正确的是（）
A．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
B．若某电池中通过2C的电荷，电池提供4J的电能，该电池的电动势为2V
C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
D．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点．
（1）在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_______
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球在空中运动的时间每次都相等
C．保证小球飞出时，初速度沿水平方向
D．保证小球运动的轨道是一条抛物线
一光电门，调节导轨水平．在不给导轨充气的情况下，让滑块获得一个初速度，使其自右向左匀减速通过光电门，光电门记录下挡光片（宽度为d）的挡光时间△t，滑块通过光电门后继续滑行的距离为x，重力加速度为g．
（1）已知挡光片的宽度d＝3cm，某次实验时挡光时间△t＝0.015s，用d
t
计算得2m/s，该结果是指____
（填“平均”或“瞬时”）速度，它___（填“大于”、“等于”或“小于”）挡光片的中心线（图中虚线）经过细光束时的速度；
（2）在挡光片较窄的条件下，给滑块不同的初速度，测得多组△t和x，作出（△t）2－1
x
图象如图所示，
图线的斜率为k，则滑块与导轨间的动摩擦因素μ＝_______（用d、g、k表示）．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)为了研究过山车的原理，某同学设计了如下模型：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.5 m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2 m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。

其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。

一个质量m=2 kg小物块，当从A点以初速度v0=6 m/s沿倾斜轨道滑下，到达C点时速度v C=4 m/s。

取g=10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。

（1）小物块到达C点时，求圆轨道对小物块支持力的大小；
（2）求小物块从A到B运动过程中，摩擦力对小物块所做的功；
（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，求沿倾斜轨道滑下时在A点的最小初速度v A。

16．(本题9分)自动驾驶是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。

有一质量为m=1000kg的自动驾驶汽车，在平直公路以v1=90km/h的速度匀速行驶，发动机的输出功率为P1=50kW。

当探测到前方有80km/h 的限速标志时，发动机功率自动降低到P2并保持不变，当轿车速度减到v2=72km/h时又开始匀速。

假设汽车在上述运动过程中所受阻力保持不变。

求：
（1）汽车行驶时所受阻力的大小；
（2）当汽车开始减速时，其加速度的大小。

17．(本题9分)如图所示，半径为R=0.7m的光滑圆弧槽固定在小车上，圆弧的对称轴为经过圆心的直线，
度向右匀速运动。

当小车遇到障碍物突然停止后，计算小球在上升过程中离圆弧最低点的最大竖直高度。

（已知最后小球会离开圆弧槽，小球运动过程中不会碰到障碍物）
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．D
【解析】
【详解】
A.由题意可知，两力做功分别为8J 和6J ，由W=FL 可知，两力方向上的位移均为2m ；故合位移222222m x =+=；故A 错误；
B.合力做功W=8+6=14J ；故B 错误；
C.两力的合力22221234N 5N F F F =+=+=；故C 错误；
D.根据几何关系可知，合力与F 1的夹角的正切值tanα=0.75，故α=37°；位移与水平方向夹角为45°，故合力与x 间的夹角为8°，故D 正确。

2．C
【解析】
【详解】
AB.水平分运动是匀速运动，则
0x v t =
水平分位移x 相同，得12v v ＜，故AB 错误；
212h gt =
有
t =得
12t t ＞
故C 正确D 错误。

故选C 。

3．D
【解析】
当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向．根据该特点知，只有方向2、3、4可能．故选D ．
点睛：本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，以及曲线运动轨迹的特点，本题基本上就可以解决了．
4．D
【解析】
【详解】
A.新闻中4000公里/小时是最大速度，不是平均速度，故A 错误；
B.用时3秒是时间，不是时刻，故B 错误；
C.列车在真空管道中受到重力作用和支持力和水平方向的安培力的作用，故C 错误；
D.由于是直线运动，所以测试轨道为3.2公里是位移的大小，故D 正确．
5．D
【解析】
【详解】
AD ．同步卫星的绕行方向和地球自转方向一致且卫星的轨道圆心必在地心，则同步卫星的轨道必须和地球赤道共面，不可以和宜昌所在纬度圈共面．故A 错误，D 正确．
BC ．同步卫星周期一定，据
2
224Mm G m r r T
π= 可得，同步卫星的轨道半径一定，则同步卫星距离地面的高度定相同；同步卫星的质量不一定相同．故BC 错误．
球赤道共面．
6．D
【解析】
【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，落地的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
【详解】
三个物体都做平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，由212
h gt =，得t =最大的物体的运动时间最长，所以运动时间的关系为a b c t t t >>，以c 点所在的平面为水平面，画一条水平线，三个球的竖直位移相同，所以它们的运动时间t 相同，由0s v t =可以知道，水平位移大的物体的初速度大，所以初速度的关系为c b a v v v >>．故本题正确答案选D ．
【点睛】
解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，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
7．AC
【解析】
【详解】
AB.小球开始下落时，做自由落体运动，加速度不变，当小球和弹簧接触时，根据牛顿第二定律得：mg-kx=ma ，所以：kx a g m
=-，当压缩到最低点时，加速度大于g ，故A 正确，B 错误； CD.下降过程，自由落体阶段，小求机械能守恒，当与弹簧接触后，由能量守恒得：小球减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能，即：E 0-E=
12kx 2，则，E=E 0-12
kx 2，故C 正确，D 错误。

8．BD
【解析】
【详解】
A 、粒子由a 到b ，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，故粒子带负电，故A 错误；
B 、粒子由a 到b ，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，且电场力大于重力，电场力与重力的合力做正功，故动能增加，故B 正确；
C 、总能量是守恒的，故C 错误；
D 、由于油滴在运动中，电势能减小，根据能量守恒定律，则有重力势能和动能之和增加，故D 正确；
本题注意利用曲线运动的条件,来得出合力竖直向上,且电场力大于重力.
9．AD
【解析】
A 、
B 组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，总动量为mv ，则弹簧压缩最短时，A 、B 系统总动量仍然为mv ，故A 正确．弹簧压缩到最短时，A 、B 速度相等，则A 的动量不为零．故B 错误，D 正确．A 在压缩弹簧的过程中，B 做加速运动，A 做减速运动，弹簧压缩量最大时，速度相等，然后B 继续加速，A 继续减速．所以弹簧压缩最短时，B 的动量未达到最大值．故
C 错误．故选A
D ．
点睛：解决本题的关键知道动量守恒定律的条件，通过分析两个物体运动的物理过程，分析两物体的距离变化，知道速度相等时，弹簧压缩量最大．
10．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AD ．小球恰好通过C 点时，小球对轨道的压力为零，则有
2C mv mg R
= 得小球通过C 点的最小速度为
C v 小球离开C 点后做平抛运动，则有
212
R gt = 解得
t =小球离开C 点做平抛运动的水平距离最小值为
C x v t ==
所以小球只有落在平台MN 上距M 点距离为1)R 的右侧位置上，故AD 错误；
B ．在由D 运动到M 的过程中，速度增大，由P mgv =知重力功率增大；由
C 运动到P 的过程中，y v 增大，由y P mgv =知重力功率增大，故B 正确；
C ．小球由
D 经A 、B 、C 到P 的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C 正确。

【解析】
【分析】
【详解】
a 、
b 、
c 三小球所带电荷量相同，要使三个做匀速圆周运动，
d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷，由于a 球的电性未知，所以d 球不一定带正电，故A 错误．设db 连线与水平方向的夹角为α，则
3cos α=
=3sin α==b 球，根据牛顿第二定律和向心力得：
22
224230(230)q k cos m R ma Rcos T πα-︒==︒，解得：T =2
23a mR =，
即b 的周期为T =c 的加速度为a =B 正确，C 错误；abc 三个小球对d 的吸
引力向下，大小为()222263sin kq q F a R h R ⋅==+，因此拉力F 的大小为mg +，D 正确 【点睛】
a 、
b 、
c 三个带电小球在水平面内做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，分析其受力情况，运用牛顿第二定律研究即可．
12．AB
【解析】
A. 电源的作用就是将其他形式的能转化为电能，故A 正确；
B. 电路中通过q=2C 的电荷量，电池提供的电能W=4J ，根据电动势的定义式E=W/q 得，电动势E=2V ，故B 正确；
C. 电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变，故C 错误；
D. 电动势由电源本身决定，与提供的电能多少无关，故D 错误．
故选AB.
点睛：电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压变化时，其电源电动势不变．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．C
【解析】
【详解】
（1）研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，
所以斜槽末端的切线必须是水平的，是为了保证小球飞出时，初速度沿水平方向，故ABD 错误，C 正确．
（2）平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动，由图可知a 、b 、c 、d 之间的水平距离相等，因此它们的运动时间间隔相等；
在竖直方向上：△y=gT 2，由题可知△h=L ，带入解得：T=
在水平方向上：x=2L=v 0T ，解得：v 0；
14．（1）平均 小于 （2）2
2d kg
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，所以d v t
=∆是平均速度，挡光片的中心线（图中虚线）经过细光束时的速度是中间位置的速度，由于物体做匀变速直线运动，则有中间位置的速度大于
中间时刻置的速度，所以极短时间内的平均速度小于挡光片的中心线（图中虚线）经过细光束时的速度；
（2）[3]．根据牛顿第二定律可知
mg
a g m μμ==
根据运动学公式可知
2()2d ax t
=∆ 解得
22
1()2d t g x μ∆=⋅ 滑块与导轨间的动摩擦因数
2
2d kg
μ=； 【点睛】
极短时间内的平均速度等于瞬时速度，挡光片的中心线（图中虚线）经过细光束时的速度是中间位置的速度，根据牛顿第二定律和运动学公式、图像求出滑块与导轨间的动摩擦因素．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1) N=180 N (2) W f =−50 J (3) A v m/s
【解析】
【详解】
（1）在C 点时，设圆轨道对小物块支持力的大小为N ，则：
2c mv N mg R
-=
解得
N=180 N
（2）设A→B 过程中摩擦力对小物块所做的功为W f ，小物块A→B→C 的过程，有
22011sin 3722f c mgL W mv mv ︒+=
- 解得
W f =−50 J 。

（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，设在最高点的速度最小为v m ，则：
2m mv mg R
= 小物块从A 到竖直圆弧轨道最高点的过程中，有22m A 11sin 37222
f mgL W mgR mv mv ︒+-=
- 解得 A 30v = m/s
16．（1）2000N ； （2）20.4m/s
【解析】
【详解】
（1）在减速前匀速时，根据平衡有：1F f =牵
此时功率：111P v F =牵
代入数据，联立解得f=2000N
（2）在减速后匀速时，有1F f F ==牵2牵
此时功率：22P F v =牵2
代入数据，联立解得240000P W =
则刚开始减速时有21'P F v =
根据牛顿第二定律：'F f ma -=
代入数据解得20.4m/s a =-，所以加速度大小为20.4m/s 。

17．
【解析】
【详解】
小球和车有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，小球由于惯性会继续运动，
设小球离开圆弧槽时速度为v1，根据机械能守恒：
解得v1=3m/s
小球到达最高点的水平速度为v x=v1cos60°=1.5m/s
根据机械能守恒定律
代入数据得：h=0.6875m
【点睛】
小球和车有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，小球由于惯性会继续运动，小球离开圆槽后水平速度不变，在运动的过程中小球的机械能守恒，根据速度分解求出小球的水平速度，根据机械能守恒可以分析小球能达到的最大高度．。