江西省南昌市2019-2020学年物理高一下期末考试模拟试题含解析

江西省南昌市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)甲、乙两物体动能相等，它们的质量之比为m甲：m乙=1：4，则它们动量的大小之比P甲：P乙为（）
A．1：1 B．1：2 C．1：4 D．4：1
2．(本题9分)某星球与地球的质量比为a，半径比为b，则该行星表面与地球表面的重力加速度之比为( )
A．a/b B．ab2C．a/b2D．ab
3．下列说法中符合物理史实的是
A．伽利略发现了行星的运动规律，开普勒发现了万有引力定律
B．哥白尼创立地心说，“地心说”是错误的, “日心说”是对的,太阳是宇宙的中心
C．牛顿首次在实验室里较准确地测出了万有引力常量
D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
4．(本题9分)物体以60J动能，从A点出发竖直向上抛出，在它上升到某一高度时，其动能损失50J，机械能损失10J，设空气阻力大小恒定，则落回A点时的动能为（）
A．20J B．36J C．40J D．48J
5．(本题9分)如图所示，a、b、c是绕地球做匀速圆周运动的三颗人造卫星，下列判断正确的是（）
A．b的线速度大于a的线速度
B．b运行周期小于a的运行周期
C．b向心加速度小于a的向心加速度
D．b、c受地球的引力一定大小相等
6．(本题9分)在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来都静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动。

假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。

已知甲在冰上滑行的距离比乙远这是由于( ) A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力
B．分开时甲获得的动量大小大于乙的动量大小
C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度
D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小
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)关于第一宇宙速度，下列说法正确的是 A ．它是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度 B ．它是能使人造地球卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 C ．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 D ．它是人造地球卫星脱离地球运行的最小发射速度
8． (本题9分)处于北京和广州的物体，都随地球自转而做匀速圆周运动．关于它们的向心加速度的比较，下列说法正确的是（ ） A ．它们的方向都沿半径指向地心
B ．它们的方向都在平行赤道的平面内指向地轴
C ．北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D ．北京的向心加速度比广州的向心加速度小
9． (本题9分)从A 点将一个小球以三种不同方式抛出，(1)以v 0速率竖直下抛；(2)以v 0速率竖直上抛；(3)以v 0速率平抛.到达地面时重力做功的瞬时功率分别是P 1、P 2、P 3，重力做功的平均功率分别为1
P 、2P 、3P ，则下述说法中正确的是( )
A ．P 1＞P 2＞P 3
B ．P 1=P 2＞P 3
C ．1P ＞3
P ＞2P D ．1P =2P ＞3
P 10．我国的火星探测计划在2018年展开，在火星发射轨道探测器和火星巡视器。

已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。

下列说法中正确的是 A ．火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 B ．火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三字宙速度 C ．火星表面与地球表面的重力加速度之比为4:9
D ．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的倍
11． (本题9分)如图所示，物体A 在力F 作用下被夹在竖直墙与隔板B 之间而处于静止状态，若将力F 增大了2倍，则（ ）
A ．物体A 所受压力增大为原来的2倍
B ．物体A 所受压力增大为原来的3倍
C．物体A所受摩擦力保持不变
D．因不知物体A与墙，物体A与隔板间的动摩擦因数，因而不能确定物体A所受摩擦力的大小12．(本题9分)如图所示，卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用ω、T、v、a分别表示卫星运动的角速度、周期、运行速率、向心加速度．下列关系正确的有
A．T A>T B B．v A>v B
C．a A<a B D．ωA<ωB
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置图，请完成下列各题。

(1)机械能守恒定律的内容是：在__________的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

(2)本实验需要比较重物在自由下落过程中某两点的动能变化与__________变化，就能验证机械能是否守恒。

(3)为验证机械能是否守恒，本实验必须要测量出来重物自由下落到某点时下落高度和重物在该点的
__________。

(4)重物和纸带下落过程中要克服阻力，反映在测量结果上会产生一种系统误差，即重物下落时减少的重力势能总是__________其增加的动能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

14．(本题9分)如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．
（1）用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触______侧极板（选填左或右）使电容器带电．
①将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角______（选填变大，变小或不变）；
②两板间插入电介质时，可观察到静电计指针偏转角______（选填变大，变小或不变）．
（2）下列关于实验中使用静电计的说法中不正确的有______________
A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C．静电计可以用电压表替代
D．静电计可以用电流表替代
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。

22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。

中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成。

建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。

已知地球质量为M，空间站的质量为m0，轨道半径为r0，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。

（1）求空间站线速度v0的大小；
（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；
（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=-GMm
r。

由
于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功。

16．(本题9分)如图所示，用轻绳系住质量为m的小球，使小球在竖直平面内绕点O做圆周运动。

小球做圆周运动的半径为L。

小球在最高点A的速度大小为v,求：
（1）小球在最高点A时，绳子上的拉力大小；
（2）小球在最低点B时，绳子上的拉力大小。

17． (本题9分)如图所示, A B 、两个大小相等的小球用等长的轻质细线分别悬挂于12O O 、点, 12O O 、点间的距离等于每个小球的直径.已知细线的长度远大于小球的直径, A 球的质量是B 球质量的3倍,若在两根细线决定的平面内将B 球向右拉离原位置,使悬挂B 球的细线张紧并与细线原来所在的竖直方向成一锐角,然后将B 球由静止释放, B 球与A 球发生第一次正碰,碰撞过程中无机械能损失:求第一次碰撞后A B 、两球上升的最大高度之比.
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．B 【解析】 【详解】
根据甲乙两物体的动能相等，有：
甲的动量为:
乙的动量为:
所以：
A.1：1与计算结果不相符；故A 项不合题意.
B.1：2与计算结果相符；故B 项符合题意.
C.1：4与计算结果不相符；故C 项不合题意.
D.4：1与计算结果不相符；故D 项不合题意. 2．C 【解析】 试题分析：根据
，得g=
，则
，故C 正确，A 、B 、D 错误；故选C ．
考点：万有引力定律及其应用 3．D 【解析】
开普勒发现了行星的运动规律，牛顿发现了万有引力定律，选项A 错误； 哥白尼创立日心说，现在看来“地心说”和“日心说”都是错误的,太阳并不是宇宙的中心，选项B 错误； 卡文迪许首次在实验室里较准确地测出了万有引力常量，选项C 错误； 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，选项D 正确；故选D. 4．B 【解析】 【分析】 【详解】
物体上升到某一高度时，重力、阻力均做负功，所以根据功能关系有：k W E =∆合①，阻力做功对应着机械能的变化，则有：f W E =∆②，将50k E J ∆=-，10E J ∆=-，代入①②可得，50W J =-合，
10f W J =-，可得5f W W 合=；当物体从抛出到上升到最高点的过程中，物体的动能减小了60J ，由动能
定理可得，合力做的功60W J =-合上，所以有阻力做功为12f W J =-上，由功能关系知，机械能损失了12J ，由于空气阻力大小恒定，所以下落过程机械能也损失了12J ，则物体落回A 点时的动能为
6021236k E J J J =-⨯=，故ACD 错误，B 正确．故选B ．
【点睛】
物体竖直上抛的过程中，由于阻力使得物体的机械能有损失．利用功能原理和动能定理分析空气阻力与合力的关系，再分析物体上升最高点时机械能的损失，得到下落过程机械能的损失，即可求出物体回到A 点时的动能．
5．C 【解析】
ABC 、据万有引力提供圆周运动向心力有222
2
2()GMm v m m r m r ma r r T
πω==== 可知：随着半径的增大，周期在增大，而线速度、加速度、角速度都在减小，故AB 错误;C 正确； D 、根据万有引力2
GMm
F r =
,可知万有引力不仅和距离有关，还与环绕天体的质量有关，由于题中没有给卫星的质量，所以不确定谁的万有引力大，故D 错误； 本题选：C
点睛：根据万有引力提供圆周运动向心力分析描述圆周运动物理量大小与半径及质量的关系即可. 6．C 【解析】 【详解】
A.在推的过程中，甲推乙的力和乙推甲的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，故A 错误；
B. 根据动量守恒定律，则
分开时甲获得的动量大小等于乙的动量大小，故B 错误；
C.由动能定理
滑行的距离
，甲在冰上滑行的距离比乙远，两板与冰面间的动摩擦因数相同，说明在刚分开时，
甲的初速度大于乙的初速度，故C 正确；
D.根据牛顿第二定律，在分开后，甲的加速度的大小等于乙的加速度的大小，都等于，两板与冰
面间的动摩擦因数相同，故两者加速度大小相等,故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．ABC 【解析】
人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=
GM
r
圆轨道上运行的最大速度，它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度，它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度，故A BC 正确；第二宇宙速度是卫星脱离地球的引力束缚成为一颗人造卫星所必须的最小发射速度，故D 错误；故选ABC ．
点睛：注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度；③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度； 8．BD 【解析】
试题分析：它们的方向都沿与地轴垂直的平面指向地轴，A 错误B 正确；因为两地属于同轴转动，所以角速度相同，根据公式2a r ω=知，ω一定，到地轴的距离越大加速度越大，故广州的加速度比北京的大，C 错误D 正确
考点：考查了向心加速度
【名师点睛】地球上物体随地球自转的角速度相同，自转的轴心是地轴不是地心，由2a r ω=可以知道加速度的大小关系． 9．BC 【解析】 【详解】
根据动能定理可得221122y mgh mv mv =
-，小球落地时的动能为221122
y mv mgh mv =+，由于（1）（2）两种情况在竖直方向上的初速度大小相等，而（3）情况中小球在竖直方向上的初速度为零，所以，故落地时123v v v =>，根据P mgv =可得123P P P =>，A 错误，B 正确；三种情况下，重力做功相等，根据题意可知132t t t <<，故根据W
P t
=可得132P P P >>，C 正确D 错误。

故选BC 。

10．BC
【解析】AB 、火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度，故A 错误，B 正确； CD 、由
得，
，
则有火星表面与地球表面的重力加速度之比
，火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比
，
故C 正确，D 错误； 故选BC 。

11．BC 【解析】
物体A 在竖直方向上受到重力和静摩擦力作用，并且在竖直方向上静止，所以静摩擦大小等于重力，当若将力F 增大了2倍，物体在竖直方向上的状态不变，所以静摩擦力保持不变，
思路分析：物体A 所受的摩擦力为静摩擦力，其大小总与物体A 的重力相等，与正压力无关.
试题点评：本题考查了静摩擦力和其正压力的关系，静摩擦力与正压力无关， 12．ACD 【解析】 【详解】
万有引力提供卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动的向心力，则222
224=mM v G mr m r m ma r T r πω=＝＝，解
得T =v =；ω= 2GM a r =，则由于r A >r B ，则T A >T B ，v A <v B ，a A <a B ，ωA <ωB ，故选项ACD 正确，B 错误.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．只有重力或弹力做功 重力势能 速度 大于 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1] 机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

(2)[2] 本实验需要比较重物在自由下落过程中某两点的动能变化与重力势能变化，就能验证机械能是否守恒。

因为机械能守恒，则减少的势能转化为动能。

(3)[3]动能中需要计算速度，故为验证机械能是否守恒，本实验必须要测量出来重物自由下落到某点时下落高度和重物在该点的速度。

(4)[4] 重物和纸带下落过程中要克服阻力，反映在测量结果上会产生一种系统误差，即重物下落时减少的重力势能总是大于其增加的动能。

14．（1）右，①变小，②变小，（2）BCD 【解析】 【分析】 【详解】
（1）用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触右侧极板，可使电容器带电，因为若与左侧极板接触，由于左侧极板接地而使电荷被“中和”，从而不能使电容器带电． ①根据电容的决定式C 4s kd π=
n 知，将极板间距离减小时，电容增大，根据U Q
C =知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小． ②根据电容的决定式C 4s kd π=
n 知，两板间插入电介质时，电容增大，根据U Q
C
=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．
（2）A 、B 、静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的
变化情况．故A 正确，B 错误．
C 、
D 、静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转．故CD 错误． 故选BCD ．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分 15．
(1) 0v =；(2)0；(3) 10
22GMm GMm W r r =- 【解析】 【详解】
解：(1)空间站在万有引力作用下做匀速圆周运动，则有：2
000
2
00
GMm m v r r =
解得：0v =
(2)宇航员相对太空舱静止，即随太空舱一起绕地球做匀速圆周运动，轨道半径与速度和太空舱相同，此时宇航员受万有引力和太空舱的支持力，合力提供向心力
设宇航员质量为m ，所受支持力为N F ，则有：
2
000
200
N GMm m v F r r -= 解得：0N F =
根据牛顿第三定律，宇航员对太空舱的压力大小等于太空舱对宇航员的支持力，故宇航员对太空舱的压力大小等于零
(3) 在空间站轨道由1r 修正到0r 的过程中，根据动能定理有：22
011122
W W mv mv +=-万 而：10
()GMm GMm
W r r =-
--万 2
1211
mv GMm r r = 联立上述方程解得：10
22GMm GMm
W r r =
- 16．（1）21v F m mg L =-，（2）2
25v F m mg L =+
【解析】 【详解】
（1）小球在A 点受力如图1所示。

重力与绳子拉力F1的合力提供小球向心力，有
2 1
v
mg F m
L
+
=
所以，拉力
2
1
v
F m mg
L
=-
（2）小球从A点到B点运动过程遵循机械能守恒，有22
11
2
22
B
mv mv mgL
=+
所以，24
B
v v gL
=+
小球在B点受力如图2所示。

重力与绳子拉力F2的合力提供小球向心力，有
2
2
B
v
F mg m
L
-=
所以，
2
2
5
v
F m mg
L
=+
17．:1:1
A B
h h=
【解析】
设B与A碰撞前瞬间B的速度为0v，碰后瞬间A B、速度分别为A B
v v
、，有
B A A B B
m v m v m v
=+，
222
111
222
B A A B B
m v m v m v
=+，
2
B
A
A B
m
v v
m m
∴=
+，
B A
B
A B
m m
v v
m m
-
=
+
.
已知3A B m m =， 得012A v v =，012
B v v =-. 设A B 、两球碰撞后上升到最大高度分别由A B h h 、，有
212
A A A A m gh m v = 212
B B B B m gh m v = 得:1:1A B h h =.
点睛：本题是机械能守恒定律与碰撞的综合，解题时要正确分析物理过程，知道弹性碰撞满足的基本规律：动量守恒定律和能量守恒定律，并能熟练运用．。