2019-2020学年河南省洛阳市第一高级中学高一下学期期末适应性考试物理试题 解析版

河南省洛阳市第一高级中学2019-2020学年高一下学期期末适应性考试物理试题解析版
第I卷（选择题）
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。

其中1--9题为单选题，10--14题为多
选题，全部选对得3分，选不全得2分，错选、不选得0分）
1. 《龟兔赛跑》是一则耐人寻味的寓言故事，假设兔子和乌龟均沿直线运动，故事情节中兔
子和乌龟的运动可用如图所示位移－时间图像加以描述，其中x3处为终点。

下列说法正确的
是（）
A. 兔子和乌龟是在同一地点同时出发的
B. 兔子先做加速运动，之后匀速运动，再加速运动
C. 兔子和乌龟在比赛途中相遇两次
D. 兔子和乌龟同时到达终点
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，乌龟是t=0时刻从坐标原点出发，兔子是t=t1时刻从坐标原点出发，
故兔子和乌龟是在同一地点不同时出发的。

故A错误；
B．位移－时间图像的斜率表示速度，故兔子先做匀速运动，之后静止，再匀速运动。

故B错
误；
C．位移－时间图像的交点表示相遇，有两个交点说明兔子和乌龟在比赛途中相遇两次，故C
正确；
D．x3处为终点，由图可知兔子和乌龟不同时到达终点。

故D错误。

故选C。

2. 据分析，著名足球明星C罗曾在某次头球破门时重心上升了71cm，估算此次头球破门时C
罗离地的时间应为（）
A. 0.75s
B. 0.38s
C. 0.27s
D. 0.54s
【答案】A
【解析】 【详解】根据
212
h gt =
可得
220.71s 0.377s 10
h t g ⨯=
=≈ 故全过程用时
'20.75s t t =≈
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3. 如图所示，在固定于天花板的轻弹簧下端挂一个小球，小球的重力为G 。

现使小球靠在倾
角为α的光滑斜面上，但仍然使轻弹簧保持竖直方向，则该斜面对小球弹力的大小为（
）
A. cos G α
B. tan G α
C. G
D. 0
【答案】D 【解析】
【详解】对小球受力分析可知因为斜面光滑，所以小球不受摩擦力，受到向下重力、弹簧
的弹力作用，假设小球还受到斜面的支持力则小球受到的合力不能为零，所以斜面对小球无弹力，即斜面对小球弹力的大小为0，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

4. 如图，物体A 、B 放在光滑水平面上，A 的质量是B 的2倍，用水平恒力推A ，使A 和B 一起向右运动，则A 、B 间的作用力大小为（ ）
A.
13
F B.
12
F C.
23
F D. F
【答案】A 【解析】
【详解】设B 的质量为m ，则A 的质量为2m ，AB 间的作用力为N ，以物体A 、B 组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得
3F ma =
再以B 为研究对象，由牛顿第二定律得
N ma =
联立解得3
F
N =，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

5. 一颗卫星在离地面高h 时所受重力正好是其在地球表面处所受重力的1
4
，地球半径为R ，忽略地球自转带来的影响，则h 为（ ）
A. 2R
C. R
D. 1)R
【答案】C 【解析】
【详解】根据万有引力定律，在地球表面上时
2
GMm
mg R = 在高h 时处时
21
()4
GMm mg R h =+
联立得h R =，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

6. 质量为50kg 的铁锤从5m 高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s 。

重力加速度g 取10m/s 2。

撞击时，铁锤对桩的平均冲击力为（ ） A. 35.5010⨯N B. 310N C. 39.5010⨯N D. 41.0510⨯N
【答案】D
【解析】
【详解】铁锤从5m 高处落下，根据动能定理有
212
mgH mv =
代入数据解得：v =10m/s ，方向竖直向下；打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s ，根据动量定理有
()F mg t mv -=
代入数据解得
4N 1.0510F =⨯
故选D 。

7. 一轻杆一端固定质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是
A. gR
B. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大
D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小 【答案】B 【解析】
【详解】A.由于杆可以表现为拉力，也可能表现支持力，所以小球过最高点的最小速度为0，故A 错误；
B.当小球在最高点的速度v gR =B 正确；
CD. 杆子在最高点可以表现
拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度增大作
用力越小，当表现为拉力时，速度增大作用力越大，故CD 错误．
8. 汽车从静止开始作匀加速运动的最长时间为t ，此后汽车的运动情况是（ ） A. 加速度为零，速度恒定
B. 加速度逐渐减小直到为零，速度逐渐增大直到最大值后保持匀速
C. 加速度渐减小直到为零，速度也逐渐减小直至为零
D. 加速度逐渐增大到某一值后不变，速度逐渐增大，直到最后匀速 【答案】B 【解析】
【详解】当汽车做匀加速运动刚达到额定功率时，仍有加速度，由F -f =ma 和P =Fv ，此后F 逐渐减小，加速度a 也逐渐减小，速度继续增大，直到加速度零时，速度才达到最大，汽车
做匀速运动，故选B 。

9. 不带电的导体P 置于场强方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P 表面处的电场线与导体表面垂直，a 、b 为电场中的两点（ ）
A. a 点电场强度小于b 点电场强度
B. a 点电势低于b 点的电势
C. 负检验电荷在a 点的电势能比在b 点的小
D. 正检验电荷从a 点移到b 点的过程中，电场力做负功 【答案】C 【解析】
【详解】A ．由电场线越密的地方，电场强度越大，则知a b E E ，A 错误；
B ．沿着电场线，电势逐渐降低，a 点处于电场线的靠前的位置，即a 点的电势比P 高，P 的电势比b 高，故a 点电势高于b 点的电势，B 错误；
C ．负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故负检验电荷在a 点的电势能比在b 点的小，C 正确；
D ．正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，故正检验电荷从a 点移到b 点的过程中，电势能减小，则电场力做正功，D 错误。

故选C 。

10. 火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r ，火星绕太阳一周的时间为T ，万有引力常量为G 则可以知道（ ）
A. 火星的质量为23
2
4πr m GT =火 B. 火星的向心加速度22
4πr
a T
=火 C. 太阳的质量为23
2
4πr m GT
=太 D. 太阳的平均密度2
3π
GT ρ=
太 【答案】BC 【解析】
【详解】A ．根据万有引力提供向心力，只能求出中心天体的质量，无法求出环绕天体的质量，所以无法求出火星的质量，故A 错误； B ．根据向心加速度公式得，火星的向心加速度
2
22
22π4πr a r r T T ω⎛⎫=== ⎪⎝⎭
火
故B 正确；
CD ．火星绕太阳运转，万有引力提供向心力，则
2
224πm m G
m r r T
=太火
火
解得
23
2
4πr m GT =
太 因为太阳的半径未知，则无法求出太阳的密度，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

11. 静置于地面上的物体质量为0.3kg ，某时刻物体在竖直拉力作用下开始向上运动，若取地面为零势能面，物体的机械能E 和物体上升的高度h 之间的关系如图所示，不计空气阻力，取g =10m/s 2，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在OA 段重力势能增加6J
B. 物体在AB 段动能保持不变
C. 物体在h =2m 时的动能为9J
D. 物体经过OA 段和AB 段拉力之比为5∶4 【答案】ABC 【解析】
【详解】A ．物体在OA 段重力势能增加为
p110.3102J 6J E mgh ∆==⨯⨯=
A 正确；
B ．物体在AB 段重力势能增加为
p220.3104J 12J E mgh ∆==⨯⨯=
机械能增加为
()22715J 12J E ∆=-=
则动能增加量为0，即保持不变，B 正确； C ．物体在h =2m 时的动能为
E kA =E A -mgh 1=15J-6J=9J
C 正确；
D ．根据功能原理知
F W Fh E ==∆
可知E -h 图象的斜率等于拉力大小，则物体经过OA 段和AB 段拉力之比为
OA AB
150
5
202715262
F F --==-- D 错误。

故选ABC 。

12. 如图所示，质量分别为m 和2m 的两个小球A 和B ，中间用轻质杆相连，在杆的中点O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B 球顺时针摆动到最低位置的过程中（不计一切摩擦）（ ）
A. B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒
B. A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒
C. A球、B球和地球组成的系统机械能守恒
D. A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒
【答案】BC
【解析】
试题分析：由于B球的质量较大，所以B球要向下摆动，重力势能减少，动能增加，但B球和地球组成的系统机械能不守恒，故A错误．A球向上摆动，重力势能和动能都增加，它们的和即机械能要增加，所以A球和地球组成的系统机械能不守恒，故B正确．A球和B球组成的系统，只有重力做功，总机械能守恒，故C正确，D错误．故选BC．
考点：机械能守恒定律
【名师点睛】本题的关键是明确A、B球机械能均不守恒，但A与B系统机械能守恒，根据机械能守恒定律进行分析．
13. 如图所示，质量为M的长木板静置于光滑水平面上，一质量为m的小铅块（可视为质点）以水平初速v o由木板左端滑上木板，铅块滑至木板的右端时恰好与木板相对静止，此时，它们共同的速度为v t，已知铅块与长木块间的动摩擦因数为μ，木板长为l，在此过程中，木板前进的距离为s，则在这个过程中产生的热量等于（）
A. μmgs
B. μmg(s+l)
C. μmg l
D. 1
2
mv2
﹣
1
2
（m+M）v2t
【答案】CD 【解析】
【详解】ABC ．铅块所受的摩擦力大小为f =μN =μmg ，在这个过程中，铅块相对于地的位移大小为x =s +l ，则铅块克服摩擦力所做的功
W f1=fx =μmg （s +l ）
摩擦力对木板做功
W f2=fs =μmgs
产生的热量为
12f f Q W W mgl μ=-=
故AB 错误，C 正确。

D ．由能量关系可知，产生的热量
22011
()22
t Q mv m M v =
-+ 故D 正确。

故选CD 。

14. 如图，C 为中间插有电介质的电容器， b 极板与静电计金属球连接，a 极板与静电计金属外壳都接地．开始时静电计指针张角为零，在b 板带电后，静电计指针张开了一定角度．以下操作能使静电计指针张角变大的是（ ）
A. 将b 板也接地
B. b 板不动、将a 板向右平移
C. 将a 板向上移动一小段距离
D. 取出a 、b 两极板间的电介质 【答案】CD 【解析】 【分析】
静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由4S
C kd
επ=，分析电容的变化，根据C=Q/U 分析电压U 的变化．
【详解】将b 板也接地，电容器带电量不变，两板间的电势差不变，则静电计指针张角不变，
选项A 错误；b 板不动、将a 板向右平移，根据4S
C kd
επ=
可知d 变小时，C 变大，Q 不变时，根据C=Q/U ，可知U 减小，即静电计指针张角变小，选项B 错误；将a 板向上移动一小段距离，
根据4S
C kd
επ=
可知S 变小时，C 变小，Q 不变时，根据C=Q/U ，可知U 变大，即静电计指针张角变大，选项C 正确；取出a 、b 两极板间的电介质，根据4S
C kd
επ=可知C 变小，Q 不变
时，根据C=Q/U ，可知U 变大，即静电计指针张角变大，选项D 正确；故选CD.
【点睛】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式4S
C kd
επ=
和C=Q/U ． 第II 卷（非选择题）
二、实验题（本题共2题，共14分）
15. 某物理小组的同学设计了一个小钢球通过凹形桥最低点时的速度的实验。

所用器材有：小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为0.25m R =）。

请完成下列填空： （1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a ）所示，托盘秤的示数为0.70kg ； （2）将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b ）所示，该示数为________kg ；
（3）将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小钢球，记录各次的m 值如下表所示： 序号
1 2 3 4 5 (kg)m
2.3
2.2
2.3
2.1
2.0
（4）根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N ；小钢球通
过最低点时的速度大小为________m/s （重力加速度大小取210m/s ，速度计算结果保留2位有效数字）。

【答案】 (1). 1.20 (2). 15.2 (3). 2.3
【解析】
【详解】(2)[1] 最小分度为0.1kg ，注意估读到最小分度的下一位，为1.20kg 。

(4)[2][3] 根据表格知最低点小球和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：
2.3 2.2 2.3 2.1 2.21075
F m g N N ++++=
⨯=+=+桥 解得： N =15．2N
根据牛顿运动定律知：
2
0v N m g m R
-= 代入数据解得：
v =2．3m/s
16. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg ，选择好的纸带如图10所示，O 、A 之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s ，长度单位是 cm ，g 取9.8 m/s 2.则打点计时器打下点B 时，重物的速度v B ＝________m /s ；从起点O 到打下点B 的过程中，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能的增加量ΔE k ＝________J ．(结果保留三位有效数字)
【答案】 (1). 0.973 (2). 0.238 (3). 0.237
【解析】
【详解】[1][2][3]
v B ＝2
(7.02 3.13)1020.02
--⨯⨯m /s ≈0.973 m/s
动能的增量
ΔE k ＝
12mv B 2＝12×0.5×0.9732≈0.237 J
重力势能的减少量
ΔE p ＝mgh B ＝0.5×9.8×4.86×10－2J ≈0.238 J
三、解答题（本题共4小题，共44分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）
17. 如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成，圆弧半径Oa 水平，b 点为抛物线顶点。

已知1m h =，2m S =。

取重力加速度210m/s g =。

一小环套在轨道上从a 点由静止滑下，当其在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径。

【答案】0.5m R =
【解析】 【详解】小环套在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b 点时的速度使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc 重合，故有
b S v t =①
212
h gt =
② 从ab 滑落过程中，根据动能定理可得 2b 12
mgR mv =③ 联立三式可得
0.5m R =④
18. 已知某星球表面重力加速度大小为0g ，半径大小为R 自转周期为T ，万有引力常量为.G 求：
()1该星球质量；
()2该星球同步卫星运行轨道距离星球表面的高度；
()3该星球同步卫星运行速度的大小．
【答案】（1）20g R M G =；（2）220324g R T h R π
=-；（3）2032g R v T π=； 【解析】
()1由02GMm
mg R
= 解得星球质量为：2
0g R M G
= ()2由()222()()GMm m R h R h T
π=++ 且20GM g R =
解得：22
0324g R T h R π
=- ()3由()2v R h T
π=+ 解得：22
2
00332224g R T g R v T T
πππ== 点睛：本题首先明确在星球表面万有引力等于重力，其次要会用万有引力提供向心力的各种
表达式22
2224Mm r v G m m m r ma r T r
πω＝＝＝＝，基础题． 19. 如图所示，一轻质弹簧左端固定在轻杆的A 点，右端与一质量1m kg ＝
套在轻杆的小物块相连但不栓接，轻杆AC 部分粗糙糙，与小物块间动摩擦因数02μ=．
，CD 部分为一段光滑的竖直半圆轨道．小物块在外力作用下压缩弹簧至B 点由静止释放，小物块恰好运动到半圆轨道
最高点D ，5BC m ＝
，小物块刚经过C 点速度4v m s ＝／，g 取210/m s ，不计空气阻力，求：
（1）半圆轨道的半径R ；
（2）小物块刚经过C 点时对轨道的压力；
（3）小物块在外力作用下压缩弹簧在B 点时，弹簧的弹性势能p E ．
【答案】⑴0.4m⑵50N 方向垂直向下(3)18J
【解析】
【详解】(1)物块由C 点运动到D 点，根据机械能守恒定律
2122
mgR mv =
R=0.4m ⑵小物块刚过C 点时
F N －mg = m 2
v R
所以2
50N v F mg m N R
=+= 根据牛顿第三定律知小物块刚经过C 点时对轨道的压力：
50N F F N ==
方向垂直向下
(3)小物块由B 点运动到C 点过程中，根据动能定理
212
BC W mgL mv μ-=弹 带入数据解得：=18W J 弹 所以18p E J =．
20. 如图所示，两组平行带电金属板，一组竖直放置，两板间所加电压为U 0，另一组水平放置，板长为L ，两板间的距离为d 。

有一个质量为m ，带电荷量为+q 的微粒，从紧靠竖直板上的A 点由静止释放后，经B 点进入水平金属板并从两板间射出。

B 点位于两水平金属板的正中间，微粒所受重力忽略不计，求：
(1)该微粒通过B 点时的速度大小；
(2)该微粒通过水平金属板的时间；
(3)为使该微粒从两极板射出时的动能最大，加在水平金属板间的电压U 应为多大？
【答案】02U q
m ；(2) 02m L U q (3)
2
022d U L
【解析】
【详解】(1)由A 到B 的过程中，根据动能定理
2
0012U q mv =
解得
002U q
v m =(2)通过水平金属板时水平方向做匀速直线运动，根据
0L v t =
解得
002L
m
t L v U q
==
(3)粒子恰好从板的边缘处射出时速度最大，此时在竖直方向上
2
1122d at =
又
Uq
ma d =
整理得
2
022=d U U L。