广东省广州市2020年高一(下)物理期末学业质量监测模拟试题含解析

广东省广州市2020年高一(下)物理期末学业质量监测模拟试题
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．在某电场中，A 、B 两点间的电势差AB U =60 V ，B 、C 两点间的电势差BC U =–50 V ，则A 、B 、C 三点电势高低关系是 A ．A B C ϕϕϕ>> B ．A C B ϕϕϕ<< C ．A C B ϕϕϕ>> D ．C B A ϕϕϕ>>
【答案】C 【解析】 【分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A 、B 、C 三点电势的高低． 【详解】
A 、
B 两点间的电势差60V AB U =，知A 点的电势比B 点的电势高60V ，B 、
C 两点间的电势差50V BC U =-，知B 点的电势比C 点的电势低50V ，则A 点的电势比C 点的电势高10V ，所以A C B ϕϕϕ>>，C 正确． 【点睛】
解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即AB A B U ϕϕ=-，基础题．
2． (本题9分)某次蹦极时，跳跃者站在悬崖的平台上，把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处，然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去，仿若掉入无底洞，整个心脏皆跳出，约5s 时突然往上反弹，反复持续4~5次，定神一看，自己已安全悬挂于半空中。

在人从跳出到静止的过程中（ ）
A ．只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变
B ．减少的机械能转化为其他形式的能，转化过程中能的总量减少了
C ．减少的机械能转化为其他形式的能，转化过程中能的总量是守恒的
D ．减少的机械能转化为其他形式的能，其他形式的能也可自发地转化为机械能 【答案】C
A. 人在蹦极过程中橡皮条的弹力对人做功，所以机械能不守恒，A错误。

BCD. 根据能量守恒定律可知，减少的机械能转化为其他形式的能（内能）。

因为能量转化具有方向性，其他形式的能不会自发地转化为机械能，BD错误C正确。

3．(本题9分)发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）
A．牛顿卡文迪许B．开普勒伽利略
C．开普勒卡文迪许D．牛顿伽利略
【答案】A
【解析】
牛顿根据行星的运动规律和牛顿运动定律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量，故选项A正确．
点睛：记住一些科学家的主要贡献，相当于考查了物理学史．
4．(本题9分)物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。

以下叙述中，正确的说法是（）
A．牛顿发现万有引力定律，并测出了万有引力常量
B．爱因斯坦提出：在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样
C．开普勒在牛顿万有引力定律的基础上，导出了行星运动的规律
D．由爱因斯坦的质能方程可知，质量就是能量，质量和能量可以相互转化
【答案】B
【解析】
【详解】
A. 牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，A错误。

B. 爱因斯坦提出：在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样，即光速不变原理，B正确。

C. 开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，C错误。

D. 由质能方程可知，能量与质量之间存在着一定的必然对应的关系，而不能认为质量就是能量，能量就是质量，能量与质量是两个不同的概念，D错误。

5．(本题9分)在5分钟内通过导体横截面积电荷量为1200 C，若导体的电阻为10Ω，这时导体两端加的电压为()
A．240 V
B．120 V
C．50 V
【详解】 根据公式
可知通过导体的电流为
，
根据欧姆定律可得导体两端所加电压为：
，
A ．导体两端电压为40V ，A 错误；
B ．导体两端电压为40V ，B 错误；
C ．导体两端电压为40V ，C 错误；
D ．导体两端电压为40V ，D 正确．
6． (本题9分)如图所示，一质点做平抛运动先后经过A 、B 两点，到达A 点时速度方向与竖直方向的夹角为60︒，到达B 点时速度方向与水平方向的夹角为45︒．质点运动到A 点与运动到B 点的时间之比是( )
A ．
1
3
B 3
C ．23
D ．条件不够，无法求出
【答案】B 【解析】 【详解】
设初速度为v 0，将A 、B 两点的速度分解， 在A 点：
tan(90︒
－60︒
)＝0
Ay
v v ＝
0A
gt v 得 t A ＝
33v g
在B 点：
t B ＝
v
g
所以 A B
t t ＝
3
故B 正确，A 、C 、D 错误 故选B 。

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)如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ，则两球静止于图示位置，如果将小球B 向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比
A ．推力F 将增大
B ．竖直墙面对小球A 的弹力减小
C ．地面对小球B 的弹力一定不变
D ．两个小球之间的距离增大
【答案】BCD 【解析】 【分析】
先以A 球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件分析墙壁对A 的弹力如何变化，再以AB 整体为研究对象，根据平衡条件分析F 如何变化和地面对小球B 的弹力的变化．由库仑定律分析两球之间的距离如何变化． 【详解】
以A 球为研究对象，分析受力，如图所示：
将小球B 向左推动少许时θ减小，假设A 球不动，由于A 、B 两球间距变小，库仑力增大，A 球上升，库仑力与竖直方向夹角变小，则N 1减小． 再以AB 整体为研究对象，分析受力如图所示，
由平衡条件得： F=N 1
N 2=（m A +m B ）g
则F 减小，地面对小球B 的弹力一定不变 由上分析得到库仑力cos A m g
F θ
=库，θ减小，cosθ增大，F 库减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大
由上述分析：故应选：BCD ． 【点睛】
本题考查了连接体问题的动态平衡，整体法隔离法相结合是解决此类问题根本方法． 8． (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
【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。

9．(本题9分)图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用，根据此图可做出正确判断的是
()
A．带电粒子所带电荷的符号
B．场强的方向
C．带电粒子在a、b两点的受力方向
D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【答案】CD
【解析】
线方向不明，无法确定粒子的电性，也无法判断电场的方向，故AB项与题意不相符；
C. 粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故C项与题意相符；
D. 根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，故D项与题意相符。

10．(本题9分)利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，关于此实验的操作，下列说法中正确的有
A．安装打点计时器时两个限位孔必须在同一竖直线上
B．必须用秒表测出重物下落的时间
C．先接通打点计时器电源，待稳定后释放纸带
D．若纸带起始端点迹模糊，则不可用来验证机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.实验中安装打点计时器时两个限位孔必须在同一竖直线上，目的是减小摩擦力，以减小实验误差，故A 正确；
B.实验可通过打点计时器打出的纸带情况计算出重锤下落的速度，所以不需要用秒表测出重物下落的时间计算重锤下落的速度，故B错误；
C.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，待打点稳定后，再释放纸带，让重锤带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C正确；
D.纸带起始端点迹模糊，可以选比较清晰的点作为初始位置，所以可以用来验验证机械能守恒，故D错误．11．(本题9分)如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是
B ．在轨道I 上，卫星在P 点的速度大于在Q 点的速度
C ．卫星在Q 点通过加速实现由轨道I 进入轨道Ⅱ
D ．在轨道I 上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
第一宇宙速度7.9km/s 是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s ，选项A 错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I 上，卫星在P 点的速度大于在Q 点的速度，选项B 正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q 点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q 点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C 正确；在轨道I 上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D 错误；故选BC. 【点睛】
解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．
12． (本题9分)下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G 是已知的）（ ） A ．地球绕太阳运行的周期T 和地球中心离太阳中心的距离r B ．月球绕地球运行的周期T 和地球的半径R C ．月球绕地球运动的角速度ω和轨道半径r D ．月球绕地球运动的周期T 和轨道半径r 【答案】CD 【解析】
A ：知道地球绕太阳运行的周期T 和地球中心离太阳中心的距离r ，借助2
22m m G m r r T π⎛⎫= ⎪
⎝⎭
太地地，算不出地球质量，可计算出太阳的质量．
BD ：知道月球绕地球运行的周期T 和月球绕地球的轨道半径r ，借助2
22m m G m r r T 月地月π⎛⎫= ⎪
⎝⎭
，可计算出
地球的质量．利用月球绕地球运行的周期T 和地球的半径R 算不出地球的质量． C ：知道月球绕地球运动的角速度ω和轨道半径r ，借助22
m m G m r r
ω=月
地月可计算出地球的质量．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图所示，是用来研究向心力与转动物体的半径、质量以及角速度之间关系的向心力演示器．
(1)这个实验所用的主要研究方法是_____
A．控制变量法B．等效代替法C．理想实验法D．假设法
(2)观察图中两个相同的钢球位置距各自转轴的距离相等，皮带由此推测出是在研究向心力的大小F与的关系_______．
A．质量m B．角速度ω C．半径r
【答案】A B
【解析】
【详解】
第一空：在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，A正确；
第二空：图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系，B正确．14．(本题9分)某同学在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为1000N/m．如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．
（1）若弹簧伸长1.00cm，弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的示数为_________N（如图乙所示），则弹簧秤b的示数为________________N．
（2）在保持（1）中弹簧秤a的示数和方向不变的条件下，若增大弹簧OC的伸长量，则弹簧秤b的示数_______，与弹簧OC间的夹角（锐角）_______（均填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】8.00N 6.00N 增大变小
【解析】
秤夹角为90°，则可知，b 的读数为22108 6.00F N =-=；
（2）保持（1）中弹簧秤a 的示数和方向不变的条件下，若增大弹簧OC 的伸长量，则合力增大，若oa
的大小和方向不变，如图所示，则说明ob 的力一定增大，与OC 间的夹角变小；
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)建立如图所示的直角坐标系xoy ，在第二象限内有电场强度大小为E 、方向与x 轴正方向成45o 的匀强电场，在第一象限内有电场强度大小也为E 、方向与y 轴负方向成45o 的匀强电场；现有质量为m 、电荷量为q 的正粒子(重力不计)从(),0A L -处静止释放．
()1粒子经过y 轴时的速度大小
()2粒子由静止释放后经过x 轴的坐标．
【答案】（122qEL m
（2）
(542)x L =+
【解析】 【分析】 【详解】
(1)粒子从A 运动到y 轴上时有: 20122
qE L mn =
解得022qEL v m
=
(2) 如图所示,
在垂直0v 方向上加速度qE a m = 设CD 长度为d ,有: o 212cos 452L d at +=
沿0v 方向上有: o 0sin 45d v t =
解得4(12)d L =+
则(542)x d L L =+=+
故本题答案是：（1）
22qEL m （2）()
542x L =+ 【点睛】 在电场中正确受力分析，分析物体的运动状态，在结合运动学公式求解．
16． (本题9分)某人在一星球上以速度v 0竖直上抛一物体，设t 秒钟后物体落回手里，已知星球的半径为R ，那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出，才能使物体不再落回星球表面?
【答案】
【解析】
【详解】
小球做竖直上抛运动，则
由 ，解得： 星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力， 现将此球沿此星球表面将小球水平抛出，欲使其不落回星球，则抛出时的速度至少为该星球的第一宇宙速度，即
综上所述本题答案是：
17． (本题9分)如图，半径为R 的圆板匀速转动，B 为圆板边缘上的一点，当半径OB 转动到某一方向时，在圆板中心正上方高h 处以平行于OB 方向水平抛出一小球，要使小球刚好能落在圆板上的B 点（此后球不反弹），求：
（1）小球的初速度的大小；
（2）圆板转动的角速度．
【答案】（1）2g R
h （2）2g n h
【解析】
试题分析：（1）平抛的小球要和B 相碰，则小球的下落时间为：
平抛的小球要和B 相碰，则小球的水平飞行距离S =" R" = vt ．
所以小球抛出时的速度为： （2）设圆盘转动的角速度为ω，周期为T ，小球转动n 转后与圆盘只撞一次，且落点为B ，则小球下落的时间应和圆盘转动的时间相同，
即：nT = t ．
由 ω = 2π/T
得：ω=2πn/t
即（n = 1、2、3…）
考点：圆周运动；平抛运动
【名师点睛】本题考查了匀速圆周运动和平抛运动的基本运动规律，要注意等时性和周期性，不难．。