2019-2020学年内蒙古呼和浩特市物理高一(下)期末质量跟踪监视模拟试题含解析

2019-2020学年内蒙古呼和浩特市物理高一(下)期末质量跟踪监视模拟试题
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)下列说法正确的是（ ）
A ．万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的物体不适用
B ．根据公式12
2m m F G
r
可知，当r 趋近于零时，万有引力将趋于无穷大 C ．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量G D ．两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力 【答案】C 【解析】
万有引力定律仅对大到天体，小到微观粒子都适用，选项A 错误；当r 趋近于零时，两物体不能看做质点，则万有引力定律不再适用，选项B 错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量G ，选项C 正确；两物体间相互吸引的一对万有引力是一对作用与反作用力，选项D 错误；故选C.
2．质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，0～t 1段为直线，从t 1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f.则
A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于
B ．t 1～t 2时间内，汽车所受的牵引力为恒力
C ．t 1～t 2时间内，汽车发动机的功率等于fv 1
D ．t 1～t 2时间内，汽车发动机做的功等于fv 1(t 2-t 1) 【答案】A 【解析】 【详解】
A.0～t 1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度
，根据牛顿第二定律得，
，解得牵引
力；故A 正确.
B.从t 1时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在t 1～t 2时间内的功率等于t 2以后的功率，根据F-f=ma ，P=Fv 可知，加速度逐渐减小，牵引力逐渐减小，故B 错误. CD.汽车的额定功率
，牵引力做功为
；
或利用汽车匀速时，可得汽车的额定功率为，牵引力做功为；故C ，D
错误.
3．在地球上不同的地方，重力加速度大小是不同的。

若把地球看成一个质量分布均匀的球体，已知地球半径为R ，地球自转的周期为T ，则地球两极处的重力加速度与赤道处的重力加速度之差为
A ．23R T
π
B ．22R T π
C ．42
16R T π D ．22
4R T
π 【答案】D 【解析】 【详解】
在两极：12mM G mg R ＝；在赤道上：2222-=()mM G mg m R R T π，则22122
24=()R
g g g R T T ππ∆=-=； A.
23R
T π，与结论不相符，选项A 错误； B. 2
2R T π，与结论不相符，选项B 错误；
C. 42
16R T
π，与结论不相符，选项C 错误； D. 22
4R T
π，与结论相符，选项D 正确； 4． (本题9分)原来静止在光滑水平桌面上的木块，被水平飞来的子弹击中，当子弹深入木块d 深度时，木块相对桌面移动了s ，然后子弹和木块以共同速度运动，设阻力大小恒为f ，对这一过程，下列说法正确的是( )
A ．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B ．系统损失的机械能等于f （d+s ）
C ．子弹动能的减少量等于fd
D ．系统机械能转变为内能的量等于fd 【答案】D 【解析】 【详解】
A.根据能量转化和守恒定律分析可知：子弹原有的动能转化为子弹和木块的内能与后来木块和子弹的动能
之和，机械能由损失，故A不符合题意。

BD.木块和子弹所组成的系统损失的机械能与产生的热能相等，为摩擦力与相对位移的乘积，即：Q=fd，故B不符合题意，D符合题意。

C.只有阻力对子弹做功，动能定理得知：子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功，大小f（d+s）。

故C 不符合题意。

5．(本题9分)行星绕太阳的运动近似地看做匀速圆周运动。

已知太阳的质量为M，行星的质量为m，行星到太阳的距离为r。

若测得行星绕太阳公转的周期为T，则行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力为（）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】根据向心力的公式有：，故选项B正确，ACD错误。

点睛：本题要掌握向心力的各种表达式，要能根据题意选择需要的向心力的表达式。

6．以v0=15m/s的初速从地面竖直向上抛出一物体，设空气阻力大小不变，则在抛出后的第2s内平均速度和平均速率分别为
A．0，0 B．0，2.5m/s C．2.5m/s，2.5m/s D．2.5m/s，0
【答案】B
【解析】
【详解】
物体做竖直上抛运动，物体上升的时间为：
，
所以抛出后第2s内有两个运动过程，1s~1.5s上升，1.5s~2s下降，两个过程互逆
AD．第2s内的两个过程，相当于两个做了0.5s自由落体运动的过程，故在第2s内的路程为：
故第2s内平均速率为：
，AD错误；
BC．根据对称性可知，第2s内物体的位移为0，则第2s内平均速度为0，B正确C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． (本题9分)已知地球半径为R ，地心与月球中心之间的距离为r ，地球中心和太阳中心之间的距离为s ．月球公转周期为T 1，地球自转周期为T 2，地球公转周期为T 3，近地卫星的运行周期为T 4，万有引力常量为G ，由以上条件可知正确 的选项是( )
A ．月球公转运动的加速度为22
14r T π
B ．地球的密度为
2
13GT π
C ．地球的密度为2
43GT π
D ．太阳的质量为 23
2
3
4s GT π 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A ．月球向心加速度为：
22
2211
24r
a r r T T ππω==⨯=（） ，
故A 正确；
BC ．对地球的近地卫星：
2
1224
4M m G mR R T π＝
以及 M 1＝
43
πR 3
ρ， 联立解得：
2
43GT π
ρ=
， 故C 正确，B 错误；
D ．研究地球绕太阳圆周运动，利用万有引力提供向心力得：
2
223
4Mm G ms s T π＝，
解得：
2323
4s M GT π=，
故D正确；
故选ACD。

8．(本题9分)如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。

图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。

不计空气阻力，则（）
A．a的飞行时间比b的长
B．a的水平速度比b的小
C．b和c的飞行时间相同
D．b的初速度比c的大
【答案】CD
【解析】
【详解】
b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=1
2
gt2，得
2h
t
g
，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小
于b的时间。

故A错误，C正确；因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度。

故B错误；b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度。

故D正确。

故选CD。

点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，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．
9．(本题9分)我国于2011年发射了“天宫一号”目标飞行器，之后发射的“神舟八号”、“神舟九号”飞船相继与之成功对接，今年即将发射的“神舟十”也会与“天宫一号”目标飞行器对接。

如图所示，在对接前“天宫一号”的轨道半径为“神舟十号”的轨道半径大，它们都做匀速圆周运动。

则在对接前
A．它们的线速度相等
B．它们的角速度相等
C．它们的线速度都小于7.9km/s
D．“神舟十号”的线速度一定大于“天宫一号”的线速度
【答案】CD
【解析】
【详解】
据万有引力提供向心力得；
AD、，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的线速度比“神舟十号”的线速度小，故A错误，D正确；
B、，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的角速度比“神舟十号”的角速度小，故B错误；
C、第一宇宙速度是近地环绕速度，也是最大环绕速度，所以它们的线速度都小于7.9km/s，故C正确；故选CD。

【点睛】
根据万有引力提供向心力，分析运行速度、角速度与轨道半径的关系，从而比较出大小。

10．(本题9分)一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽为50m、水流速度恒为5m/s的平直河流，下列说法正确的是（）
A．小船渡河的最短时间为5s
B．小船渡河的最短时间为10s
C．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程不变
D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB. 当小船船头指向河对岸时，小船渡河时间最短，小船渡河的最短时间为
50
s5s
10
d
t
v
===，故A正确，
B错误；
CD. 因为小船在静水中的速度为10m/s大于水流速度恒为5m/s，小船渡河的最短路程是河的宽度50m，所以若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程仍是河的宽度保持不变，故C正确，D错误。

11．(本题9分)宇宙中两颗靠得很近的天体组合为双星。

如图，某双屋由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。

到O的距离为r，已知万
有引力常量为以下说法中正确的是
A．它们做圆周运动的线速度大小相等
B．它们做圆周运动的动量大小相等
C．若已知做圆周运动的周期T，则可求的质量
D．若已知做圆周运动的周期T，则可求的质量
【答案】BC
【解析】
【分析】
这是一个双星的问题，和绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，和有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题。

【详解】
设星体和的质量分别为、，它们的轨道半径分别是r、；星体、做圆周运动的向心力由万有引力提供得：
可得：
可知二者的质量不同则轨道半径不同；由于双星的周期与角速度是相等的，由：可知二者的线速度大小不同，故A错误；将式两侧同时乘以角速度可得：，即：，可知二者的动量大小相等，故B正确；若已知做圆周运动的周期T，星体做圆周运动的向心力由万有引力提供得：，即；联立即可求出的质量，故C正确，D错误。

故选BC。

【点睛】
本题考查万有引力定律的应用，双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力。

12．如图所示，一质量为m的小球套在光滑且固定的倾斜杆上，一轻质弹簧的右端与小球连接，弹簧左端连接在O点，与杆在同一竖直平面内，弹簧可绕O点自由旋转。

初始时刻弹簧处于水平压缩状态，现将小球从静止释放，小球运动到O点正下方时速度恰好为零，则小球从释放到最低点的过程中，下列说法正确的是
A．小球的机械能守恒
B．小球在最低点的加速度为零
C．弹簧的弹性势能先增大后减小再增大
D．弹簧的弹性势能增加量等于小球的重力势能减少量
【答案】CD
【解析】
【详解】
A. 由于弹簧的弹力对小球做功，可知小球的机械能不守恒，选项A错误；
B.小球运动过程中速度最大时加速度为零，而到O点正下方时速度恰好为零，可知加速度不为零，选项B 错误；
C.开始位置弹簧处于压缩状态，小球向下运动到与杆垂直位置时弹簧压缩到最短；此过程中弹性势能增加；然后继续向下运动过程中，弹簧长度逐渐变长，弹性势能减小，一直到原长位置，弹性势能减为零；然后弹簧被拉长直到最低点位置，此过程中弹性势能逐渐变大，选项C正确；
D.由能量关系，开始时和到达最低点位置时小球的动能均为零，则整个过程中弹簧的弹性势能增加量等于小球的重力势能减少量，选项D正确.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)为了探究“合力做功与速度变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置．他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m．要完成该实验，请回答下列问题：
（1）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是________，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是________．
（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C……各点到O点的距离
为x 1，x 2，x 3……，如图所示．
实验中，可认为滑块所受的拉力大小为mg ，从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W ＝_______，打B 点时小车的速度v ＝_______．
（3）以v 2为纵坐标，W 为横坐标，利用实验数据做出如图所示的v 2－W 图象．由此图象可得v 2随W 变化的表达式为________．分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______．
【答案】沙和小桶的总质量远小于滑块的质量； 平衡摩擦力； 2mgx ；
31
2x x T
-； 4.70.01W + ； 质量；
【解析】 【分析】 【详解】
（1）当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．
（2）从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W ＝mgx 2，打B 点时小车的速度31
2B x x v T
-=. （3）根据图象上的点，可知2
0.480.01
4.71010
k --=
=⨯，可以得出得v 2随W 变化的表达式为：v 2=0.01+4.7W ； 功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k ，则k=2
v W
，代入单位后，k 的单位为kg -1，
所以与该斜率有关的物理量为质量； 【点睛】
本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．
14． (本题9分)将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V 。

可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V 、额定电流为0.3 A 的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，实验测得不足3mA 。

为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：
电流表A(量程0～3 mA ，内阻约为0.5 Ω) 电压表V(量程0～1.5 V ，内阻约为3 kΩ) 滑动变阻器R 1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A) 滑动变阻器R 2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A) 电键，导线若干
(1)应选______（选填“a”或“b”）电路图进行实验。

(2)实验中滑动变阻器应选用______(用器材代号表示)。

(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U －I 图象如图所示，由图可知，水果电池的电动势E ＝______V ，内阻r ＝________Ω。

【答案】 （1）a ； （2）R 2； （3）1.35； 1．
【解析】（1）由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对于电源来说，电流表应采用内接法，因此应选择图a 所示电路图． （2）电源的内阻大约
1.55000.003E V
r I A
===Ω
，若选用0～10Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选：R 2（阻值0～3kΩ，额定电流为1A ）．
（3）由图示电源U-I 图线可知，图象与纵轴截距为1.35，则电源电动势：E=1.35V ；电池内阻： 1.354500.003
U r I ∆===Ω
∆； 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图是长为l 、高为h 的光滑绝缘水平桌面，桌面上方存在水平向右的匀强磁场，电场强度大小为E ，桌面右侧空间没有电场。

一质量为m 、带电量为q 的小物块从桌面左端由静止释放，然后从桌面右端M 点以速度v 水平抛出，最后落于地面Q 点，平抛的水平位移为x ，不考虑空气阻力。

若m=2.0kg ，
48.010q C -=+⨯，l=2.0m ，h=0.8m ，x=1.6m 。

求：
（1）v 的大小；
（2）E 的大小。

【答案】（1）4m/s （2）104V/m
【解析】
【详解】
(1)小物块从M 开始做平抛运动，由平抛运动的规律有：
212
h gt = 4/x v m s t == (2)从释放到物块抛出前，由动能定理有：
212
qEl mv = 2
410/2mv E V m ql
== 或者：物块在桌面做匀加速直线运动，故有：22v al =
由牛顿第二定律有：qE ma =
可得：E=104V/m
16． (本题9分)将一个质量m=2.0kg 的小球从离地面h=15m 高的地方水平抛出，抛出时小球的速度v 0=10m/s ，忽略空气对小球的阻力．求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球落地时的速度大小；
（3）小球的重力势能的减少量．（重力加速度g 取10m/s 2）
【答案】（13s （2）20m/s （3）300J
【解析】
(1)在竖直方向做自由落体运动：
212
h gt = 则得：2215310
h t s s g ⨯=== ；
(2)小球落地时竖直方向的速度为y m v gt s
==
所以小球落地时的速度大小20m m v s s
===； (3) 小球的重力势能的减少量21015300P E mgh J J ∆==⨯⨯=．
17．将20kg 的物体从静止开始以2m/s 2的加速度竖直提升4m ，求：
(1)拉力的大小；
(2)该过程中拉力做的功；
(3)到达 4m 高处时拉力的瞬时功率．（g 取10m/s 2）
【答案】 (1) 240N F = (2) 960J W = (3) 960W P =
【解析】
【详解】
(1)对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律列式得：
F mg ma -=
代入数据得：
240N F =
(2) 该过程中拉力做的功W Fs =代入数据解得：
960J W =
(3) 设物体到达4m 高处时速度为v ，由22v as =得：m 4s
v =，到达4m 高处时拉力的瞬时功率 P=Fv=240×4W=960W。