2020年天津市名校物理高一(下)期末统考模拟试题含解析

2020年天津市名校物理高一(下)期末统考模拟试题
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
1．一带正电的粒子在电场中做直线运动的v ﹣t 图象如图所示，t 1、t 2时刻分别经过M 、N 两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是（ ）
A ．该电场可能是由某正点电荷形成的
B ．M 点的电势高于N 点的电势
C ．从M 点到N 点的过程中，电势能逐渐增大
D ．带电粒子在M 点所受电场力大于在N 点所受电场力
2． (本题9分)一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m 的重物，当重物的速度为1υ时，起重机达到额定功率P ．以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度2υ为止，则整个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g) A ．钢绳的最大拉力为mg B ．钢绳的最大拉力为
1
P
υ
C ．重物的平均速度大小为
12
2υυ+
D ．重物匀加速运动的加速度为
1
P
g υ-
3． (本题9分)“天宫二号”目标飞行器与“神舟十一号”飞船自动交会对接前的示意图如图所示，圆形轨道Ⅰ为“天宫二号”运行轨道，圆形轨道Ⅱ为“神舟十一号”运行轨道．此后“神舟十一号”要进行多次变轨，才能实现与“天宫二号”的交会对接，则
A ．“天宫二号”的运行速率大于“神舟十一号”在轨道Ⅱ上的运行速率
B ．“神舟十一号"变轨后比变轨前高度增加，机械能减少
C ．“天宫二号”和“神舟十一号”对接瞬间的向心加速度大小相等
D ．“神舟十一号”可以通过减速而使轨道半径变大
4． (本题9分)如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M 点和N 点的电势分别为φM 、φN ，粒子在M 和N 时加速度大小分别为a M 、a N ，速度大小分别为v M 、v N ，电势能分别为E pM 、E pN ．下列判断正确的是（ ）
A ．a M ＜a N
B ．v M ＜v N
C ．φM ＜φN
D ．
E PN ＜E PM
5． (本题9分)如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，落到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v 0，不计空气阻力，该运动员可看成质点，重力加速度为g ，则
A ．运动员在空中经历的时间是0tan v g
θ
B ．运动员在空中经历的时间是
02tan v g
θ
C ．运动员落到雪坡时的速度大小是
cos v θ D ．运动员落到雪坡时的速度大小是0sin v
θ
6．甲、乙、丙、丁四个电阻的伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．甲的阻值最大
B ．乙的阻值最大
C ．丙的阻值最大
D ．丁的阻值最大
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． (本题9分)已知地球的半径为R ，宇宙飞船正在离地高度为2R 的轨道上绕地球做匀速四周运动，飞船内有一弹簧秤下悬挂一个质量为m 的物体，物体相对宇宙飞船静止，已知地球表面重力加速度为g
（）
A．物体受力平衡
B．物体受到重力为1
4 mg
C．物体受到重力1
9 mg
D．弹簧秤的示数为0
8．(本题9分)为了进一步研究月球，我国计划于2019年年底发射“嫦娥五号”，实现采样返回任务．若“嫦
娥五号”在近月轨道绕月球飞行时周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式为V=4
3
πr3(r
为球的半径)．则下列判断正确的是
A．月球的质量为
23
2 4R GT π
B．月球的密度为3R GT π
C．月球的第一宇宙速度大小为2R T π
D．“嫦娥五号”在近月轨道飞行时的向心加速度大小为
2
2 4R T π
9．(本题9分)如图，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A．汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，下列说法正确的是
A．物体A也做匀速直线运动B．物体A的速度逐渐增大
C．物体A的速度小于汽车的速度D．绳子拉力始终等于物体A所受的重力
10．(本题9分)如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度（木箱对路面的压力不为0），木箱获得的动能一定（）
A．小于拉力所做的功
B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功
D．等于合力所做的功
11．用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，则下列说法正确的是（）A．小球过最高点时，绳子张力可以为零
B．小球过最高点时的速度是0
C．小球做圆周运动过最高点时的最小速度是√gR
D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反
12．(本题9分)如图甲所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C在同一直线上。

t=0时,给小球一个垂直于细绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。

在0≤t≤10 s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是)
(
B．t=10.5 s时细绳拉力的大小为6 N
C．t=14 s时细绳拉力的大小为10 N
D．细绳第三次碰铁钉到第四次碰钉的时间间隔为3 s
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为，完成下面问题．
(1)根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是
A．时间间隔B．加速度
C．瞬时速度D．平均速度
（2）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算
并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中；（要求保留3位有效数字）
瞬时速度v1v2v3v4v5
数值(m/s)
0.165 0.214 0.263 0.363
（3）在图所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
（4）由图像求出小车的加速度
14．(本题9分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图4所示.实验过
程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0….
(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是________(填写字母代号).
A．为了释放小车后小车能做匀加速运动
B．为了增大橡皮筋对小车的弹力
C．为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．为了使小车获得较大的动能
(2)图是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v m＝________m/s(保留3位有效数字).
(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度v m的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是________.
A．
B．
C．
D．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)如图所示，水平传送带AB长1m，以v=1m/s的速度匀速运动．质量均为4kg的小物体P、Q与绕过定滑轮的轻绳相连，t=0时刻P在传送带A端以初速度v0=4m/s向右运动，已知P与传送带间动摩擦因数为0.5，P在传送带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平．不计定滑轮质量和摩擦，绳不可伸长且有足够长度，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力，取g=10m/s1．求：
（1）t=0时刻小物体P的加速度大小和方向；
（1）小物体P滑离传送带时的速度．
16．如图所示，长为L不可伸长的轻绳，一端拴着质量为m的小球，另一端系在竖直细杆的上端．手握细杆轻轻摇动一段时间后，小球在水平面内做匀速圆周运动，此时轻绳与竖直细杆夹角为θ．重力加速度为g，不计一切阻力．求：小球做匀速圆周运动时
(1) 所受轻绳拉力大小T；
(2) 加速度的大小a；
(3) 线速度的大小v．
17．如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形轨道相切于B点，半圆轨道的最高点为C，半径为R。

轻质弹簧左端固定在A点，沿AB方向放置，质量为m的小球与被压缩的弹簧紧挨着、不拴接。

现释放小球，离开弹簧后到达B点，滑向圆轨道，恰好能通过最高点C后水平飞出，落在水平轨道上的D点(图中未标出)，不计球与轨道间的摩擦、空气阻力，重力加速度为g，求:
(1)小球经C 点时的速度大小 (2)B 、D 两点间距离
(3)小球释放前弹簧的弹性势能
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．C 【解析】 【详解】
AD 、由速度时间图象可知：粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，是匀强电场，所以不可能是由某正点电荷形成的，故A 、D 错误；
BC 、从M 到N 的运动过程中速度减小，根据动能定理可知电场力做负功，电势能增加，又由于是正电荷，所以电势也增加，故M 点的电势低于N 点的电势，故B 错误，C 正确． 故选C ． 2．B 【解析】
试题分析：加速过程物体处于超重状态，钢索拉力较大，拉力值将大于mg ，因为当重物的速度为1υ时，起重机达到额定功率P ，根据P=Fv 可得：
，选项A 错误，B 正确；起重机保持该功率不变时做加
速度减小的变加速运动，故重物的平均速度大小不等于
12
2
υυ+，选项C 错误；重物匀速运动阶段，由牛
顿第二定律可知：F-mg=ma ，解得，故选项D 错误，故选B ．
考点：牛顿第二定律；功率. 3．C
A 、由万有引力提供向心力有2
2Mm v G m r r
=
，得v =，因“天宫二号”的半径大则其速率小，故A
错误．B 、“神舟十一号”变轨要加速做离心运动，向后喷气补充了能量其机械能增加，则B 错误．C 、对接时在同一位置，根据牛顿第二定律知万有引力产生加速度相同，则C 正确．D 、“神舟十一号”可以减速做向心运动，万有引力大于向心力，轨道半径会变小，则D 错误．故选C ．
【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，解决本题的关键掌握变轨的原理，以及掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用． 4．A 【解析】 【详解】
A.根据电场线疏密可知，E M ＜E N ，根据F=Eq 和牛顿第二定律可知，a M ＜a N ；故A 正确；
B.根据带负电粒子受力情况可知，电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线方向斜向左上方，若粒子从M 到N 过程，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故带电粒子通过M 点时的速度比通过N 点时的速度大，即v M ＞v N ，故B 错误；
C.又沿着电场线方向，电势逐渐降低，故φM ＞φN ；故C 错误；
D. 若粒子从M 到N 过程，电场力做负功，电势能增加，则在M 点具有的电势能比在N 点具有的电势能小，即E PM ＜E PN ；故D 错误； 5．B 【解析】 【详解】
AB ．设运动员在空中飞行时间为t ，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动
员竖直位移与水平位移之比：2
00
12tan 2gt y gt x v t v θ===，则有飞行的时间02tan v t g θ=，故B 正确,A 错误；
CD.竖直方向的速度大小为：v y =gt=2v 0tanθ
，运动员落回雪坡时的速度大小为：
v v ==CD 错误；所以选择B. 【点睛】
运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，从而求出运动的时间；因此可求出竖直方向的运动速度，求解运动员落点时的速度大小 6．A
【详解】
由欧姆定律可知U
R I
=
，则U-I 图像的斜率等于电阻的大小，由图像可知，甲的阻值最大，丁电阻最小；
A. 甲的阻值最大，与结论相符，选项A 正确；
B. 乙的阻值最大，与结论不相符，选项B 错误；
C. 丙的阻值最大，与结论不相符，选项C 错误；
D. 丁的阻值最大，与结论不相符，选项D 错误；
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．CD 【解析】 【分析】 【详解】
A.由于物体相对飞船静止，也即物体做圆周运动，所以合力提供了向心力，故受力不平衡，故A 错； BC ．由于飞船绕地球做圆周运动，所以
2
GMm
mg r
'=解得 ()
222
11
993GMm GMm GMm mg mg r R R =
===' 故B 错，C 正确；
D ．物体受到的重力提供了做圆周运动的向心力，所以处于完全失重状态，所以弹簧的弹力等于零，故D 正确。

故选CD 。

8．ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．近月卫星让月球做匀速圆周运动是由万有引力提供向心力，有2
224Mm G m R R T
π=，解得月球的质量为
23
2
4R M GT
π=；故A 正确. B ．月球的体积为34
3V R π=
，根据密度公式可得2
3=M V GT πρ=；故B 错误. C ．月球的第一宇宙速度即为近月卫星的线速度，由匀速圆周运动的线速度和周期的关系可得2R
v T
π=；故C 正确.
D ．由匀速圆周运动的向心加速度与周期的关系式2
22a R R T πω==（），可知2
24a R T
π=；故D 正确. 9．BC 【解析】 【分析】 【详解】
设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A 的速度，根据平行四边形定则得，v A =vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A 的速度增大，A 做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，故AD 错误，BC 正确， 故选BC ． 【点睛】
解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度． 10．AD 【解析】
由动能定理得，木箱获得的动能等于合外力的功，即W F -W f =E k ，所以木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，而木箱获得的动能与克服摩擦力所做的功无法比较，故AD 正确，BC 错误．故选AD ． 11．AC 【解析】
A 、小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力，此时拉力为零，故A 正确；
B 、
C 、小球刚好能过最高点时满足的条件是小球受的重力提供向心力，即：
，即
，故B 错误，C 正确．D 、因轻
绳只能被拉长提供拉力，故在最高点绳的拉力只能是和重力方向相同，D 错误．故选AC ．
【点睛】圆周运动问题重在分析向心力的来源，利用牛顿第二定律列方程，记住刚好能过最高点的临界情况． 12．ABD 【解析】 【详解】
A.0∼6s 内绳子的拉力不变，可得
2
1v F m l
=，
6∼10s 内拉力大小不变，知
2
2v F m l ='
， 因为2165
F F =，则 65
l l '=， 两钉子之间的间距
5166
x l l l ∆=-=， 故A 正确；
B.第一个半圈经历的时间为6s ，则
6s l
v π=，
则第二个半圈的时间
55s 6
l t t v π''===， 则t=10.5s 时，小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为6N ，故B 正确；
C.小球转第三个半圈的时间
24s 3
l t t v π''''===， 则t=14s 时，小球转动的半径
23
r l =， 根据
2
F r
v m =， 则拉力变为原来的
32
倍，大小为7.5N ，故C 错误； D.细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少11s 6t =，则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔 =6-31s=3s t ∆⨯
故D 正确；
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）A
（2）0.314
（3）图略
（4）0.495m/s 2
【解析】
（1）能直接从纸带得到的是点间距和对应的时间间隔，故选A ；
（2）4点瞬时速度等于第3与第5点间的平均速度，故354(11.95 5.68)0.010.314/220.10x m v m s T s
-⨯⨯＝＝＝
（3）如图所示；
（4）图线的斜率表示加速度，故：20.3630.1650.495/0.4v a m s t -=V V ＝
＝ 14．C 1.22 D
【解析】
【详解】 （1）实验中通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是为了使橡皮筋对小车所做功即为合外力对小车所做的功，C 正确；
（2）由所打的点可知，DG 之间小车做匀速直线运动，速度最大，小车获得的最大速度为：
0.0244 1.22/0.02
m DE v m s T ===； （3）橡皮筋对小车做的功W 与小车的动能关系知212m W mv =
，则22m v W m =，2m v 与W 成正比，D 正确． 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）2．5m/s 1 ，方向向左（1）6m/s
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：（1）由于v 0>v ， 所以P 向右减速运动，
对P ： T+μmg=ma 1①
对Q ： mg- T=ma 1②
a 1=2．5m/s 1 ③
方向向左
（1）设经过时间t 1速度与传送带速度相同，则
④
位移
⑤ 由于最大静摩擦力，所以此后P 将继续向右减速
加速度:22() 2.5mg mg m m a a μ-=+⇒=m/s 1⑥
当其速度减为0时，位移⑦
可知P 在速度未减为0时没有到达B 端，此后P 将反向向左加速从A 端离开传送带 由：
⑧ 得:6A v =m/s ⑨
16．（1）cos mg T θ=
（2）a=gtanθ（3）tan sin v gL θθ=【解析】
【详解】
（1）根据对小球受力分析得：cos
mg T = （2）根据牛顿第二定律：mgtanθ=ma
解得：a=gtanθ
（3）合外力提供向心力：2
tan sin v mg m L θθ
= 得：tan sin v gL θθ17．（1gR （2）2R （3）2.5mgR
【解析】
【详解】
（1）小球在C 点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得：2
v mg m R
= 可得：v C gR （2）小球离开C 点后做平抛运动，则：
竖直方向有：2R=12
gt 2 水平方向有：x=v C t
联立解得：x=2R ，
即小球第一次落地点与B 点的距离是2R 。

（3）从开始释放弹簧到小球到达C 点的过程，由机械能守恒定律得：
释放小球瞬间弹簧的弹性势能：E p =2mgR+
12
mv C 2 解得：E p =2.5mgR。