2019-2020学年江西省景德镇市物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题含解析

2019-2020学年江西省景德镇市物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题
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． (本题9分)“两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝”的故事同学们耳熟能详，现在两个和尚一起抬着重为G 的桶水匀速前进，他们手臂的位力均为F ，手臂之间的夹角为θ，则（ ）
A ．θ越大时，水桶受到的合力越小
B ．θ越大时，F 越小
C ．当60θ=︒时，3F G =
D ．当120θ=?时，12
F G = 2． (本题9分)如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板m 2的左端，右端与小木块m 1连接，且m 1、m 2及m 2与地面之间接触面光滑，开始时m 1和m 2均静止，现同时对m 1、m 2施加等大反向的水平恒力F 1和F 2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对m 1、m 2和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是
A ．由于F 1、F 2等大反向，故系统机械能守恒
B ．由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功，故系统动能不断增加
C ．由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功，故系统机械能不断增加
D ．当弹簧弹力大小与F 1、F 2大小相等时，m 1、m 2的动能最大
3．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（ ）
A ．物体所受的重力和抛出点的高度
B ．物体的初速度和抛出点的高度
C ．物体所受的重力和初速度
D ．物体所受的重力、高度和初速度
4．在足球训练课上，教练用一只手拿着足球，手臂方向持水平，当足球与手都保持平衡时，手对足球的作用力
A ．大于足球对手的作用力
B ．大于足球的重力
C．方向竖直向上
D．方向沿水平方向
5．(本题9分)如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情玩耍．在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是()
A．先做负功，再做正功B．先做正功，再做负功
C．一直做正功D．一直做负功
6．(本题9分)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。

地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。

根据下表，火星和地球相比
行星质量/kg 轨道半径/m
地球
火星
A．火星公转的周期小，加速度小B．火星公转的周期小，加速度大
C．火星公转的周期大，加速度小D．火星公转的周期大，加速度大
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)如图，a、b、c是地球大气层外同一平面内沿圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则（）
A．b所需向心力最小
B．b、c的周期相同，且大于a的周期
C．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
D．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
8．一重球从高h处下落，如图所示，到A点时接触弹簧，压缩弹簧至最低点位置B。

那么重球从A至B 的运动过程中：
A．速度一直减小
B．速度先增加后减小
C．在AB之间有个确切位置速度有最大值
D．加速度方向先竖直向下再竖直向上
9．(本题9分)如图所示，甲乙两车在水平地面上匀速过圆弧形弯道（从1位置至2位置），已知两车速率相等，下列说法正确的是（）
A．甲乙两车过弯道的时间可能相同
B．甲乙两车角速度一定不同
C．甲乙两车向心加速度大小一定不同
D．甲乙两车向心力大小可能相同
10．(本题9分)如图所示，光滑水平地面上静置着由弹簧相连的木块A和B，开始时弹簧处于原长状态，现给A一个向右的瞬时冲量，让A开始以速度v向右运动，若m A>m B，则（）
A．当弹簧压缩到最短时，B的速度达到最大
B．当弹簧再次恢复原长时，A的速度一定向右
C．当弹簧再次恢复原长时，A的速度一定小于B的速度
D．当弹簧再次恢复原长时，A的速度可能大于B的速度
11．(本题9分)如图所示，一轻绳通过小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在竖直杆上的小物块A连接，杆固定且足够长。

开始时用手握住B使A静止在P点，细线伸直。

现释放B，A向上运动，过Q点时细线与竖直杆成60°角，R点位置与O等高。

(不计一切摩擦，B球未落地)则
A ．物块A 过Q 点时，A 、
B 两物体的速度关系为v A =2v B
B ．物块A 由P 上升至R 的过程中，物块A 的机械能增加量等于小球B 的机械能减少量
C ．物块A 由P 上升至R 的过程中，细线对小球B 的拉力总小于小球B 的重力
D ．物块A 由P 上升至R 的过程中，小球B 所受重力的瞬时功率先增大后减小
12． (本题9分)我国发射的“神舟七号”载人飞船，与“神舟六号”船相比，它在较低的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．“神舟七号”的角速度较大
B ．“神舟七号”的线速度较大
C ．“神舟七号”的周期更长
D ．“神舟七号”的向心加速度较大
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A B 、，用于发射小铁球，从轨道A 射出的小铁球做平抛运动，从轨道B 射出的小铁球做匀速直线运动．此外，板上还装有三个电磁铁C D E 、、，其中电磁铁C D 、可分别沿轨道A B 、移动．在轨道A 出口处有一个碰撞开关S ，用以控制电磁铁E 的电源的通断，电磁铁E 可以沿水平杆MN 移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A 射出的小铁球的中心在同一水平线上．
(1)实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_________．
A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小铁球飞出时，初速度水平
C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小铁球运动的轨道是一条抛物线
(2)若轨道A B、出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁
铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是___________．
(3)若轨道A B、出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做___________运动．
14．(本题9分)某同学安装如图甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带；现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02 s打一个点．
请回答下列问题：
（1）下列几个操作步骤中：
A．按照图示，安装好实验装置；
B．将打点计时器正确连接到电源上；
C．用天平测出重物的质量；
D．先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
没有必要的是______，操作错误的是________．（填步骤前相应的字母序号）
（2）根据图乙中纸带可以判断，实验时纸带的_________（填“左”或“右”）端和重物相连接．
（3）若x2＝4.80 cm，则在纸带上打下计数点B时的速度v B＝________m/s．
（4）若x1数据也已测出，则要验证机械能守恒定律，实验还需测出的一个物理量为______．
（5）经过测量计算后，某同学画出了如图所示的E–h图线，h为重物距地面的高度，则图中表示动能随高度变化的曲线为________（填“图线A”或“图线B”）．
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，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，已知电场强度大小为E。

有一质量为m的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角为 。

重力加速度为g，不计空气阻力的作用。

（1）求小球所带的电荷量并判断所带电荷的性质；
（2）如果将细线轻轻剪断，细线剪断后，经过时间t，求这一段时间内小球电势能的变化量。

16．如图所示，在粗糙水平轨道OO1上的O点静止放置一质量m=0.25kg的小物块(可视为质点)，它与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4，OO1的距离s=4m．在O1右侧固定了一半径R=0.32m的光滑的竖直半圆弧，现用F=2N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力．(g=10m/s2)求：
(1)为使小物块到达O 1，求拉力F 作用的最小距离；
(2)若将拉力变为F 1，使小物块从O 点由静止开始运动至OO 1的中点时撤去拉力，恰能使小物块经过半圆弧的最高点，求F 1的大小．
17．如图所示，一物体质量为m=2 kg ，在倾角为θ=37°的斜面上的A 点以初速度v 0=3 m/s 下滑，A 点距弹簧上端B 的距离为AB=4 m ．当物体到达B 后将弹簧压缩到C 点，最大压缩量BC=0.2 m ，然后物体又被弹
簧弹上去，弹到的最高位置为D 点，D 点距A 点AD=3 m ，挡板及弹簧质量不计，
g 取10 m/s 2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)物体第一次到达B 点时的速度大小
(3)弹簧的最大弹性势能
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】
A.两个和尚一起抬着重为G 的桶水匀速前进，水桶受到的合力总为零，故A 错误；
B.根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，则根据平衡条件得：
22
Fcos G θ
= 解得： 22
G F cos θ=
，
θ越大时，F 越大，故B 错误；
C.当θ=60°时，
6032=2
G F cos =o 故C 正确；
D.当θ为120°时有：
1202=2
G F c s G o =o
故D 错误．
2．D
【解析】
考查据物体受力判断物体的运动性质，对m 1、m 2施加等大反向的水平恒力F 1和F 2后，弹簧被拉长，弹力小于F 1、F 2时，m 1、m 2做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力大小与F 1、F 2大小相等时，m 1、m 2的速度最大，动能最大，D 对；弹力大于F 1、F 2时，m 1、m 2做加速度增大的减速运动，直到速度减为0，然后m 1、m 2再做反向运动，如此反复，故系统的机械能先增加后减小，再增加，再减小，ABC 错。

思路拓展：解此题时学生需注意m 1、m 2做往复运动，能量的变化可通过外力做功的正负来判断。

3．B
【解析】
【详解】
对于做平抛运动的物体，水平方向上：x=v 0t ；竖直方向上：h=
12
gt 2
；所以水平位移为x v =以水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度。

A. 物体所受的重力和抛出点的高度，与结论不相符，选项A 错误；
B. 物体的初速度和抛出点的高度，与结论相符，选项B 正确；
C. 物体所受的重力和初速度，与结论不相符，选项C 错误；
D. 物体所受的重力、高度和初速度，与结论不相符，选项D 错误；
4．C
【解析】
【详解】
A. 手对足球的作用力与足球对手的作用力是相互作用力，大小相等。

故A 项错误；
B.足球受到重力和手对足球的作用力，保持平衡。

所以手对足球的作用力与足球的重力是平衡力，大小相等。

故B 项错误，
CD. 由于手对足球的作用力与足球的重力是平衡力，所以方向相反，则手对足球的作用力竖直向上。

故C 项正确，D 项错误。

【解析】
【详解】
在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力方向向上，力的方向与运动方向相反，床面对小朋友的弹力一直做负功．故D 项正确，ABC 三项错误．
6．C
【解析】 由行星绕太阳做圆周运动，万有引力做向心力可得：，解得：，可知轨道半径越大，公转周期越大，所以火星周期大于地球的公转周期；万有引力做向心力可得：，解得：
，可知轨道半径越大，加速度越小，所以火星的加速度小于地球的加速度，故C 正确，ABD 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．AB
【解析】
【详解】
根据万有引力提供向心力得
22224πMm v r G m ma m r r T
=== A.2
GMm F r =，a 和b 质量相等且小于c 的质量，可知b 所需向心力最小，故A 项与题意相符； B.3
2πr T GM
= 所以b 、c 的周期相同，大于a 的周期，故B 项与题意相符； C.GM v r =
所以b 、c 的线速度大小相等，小于a 的线速度，故C 项与题意不相符； D.2
GM a r =所以b 、c 的向心加速度相等，小于a 的向心加速度，故D 项与题意不相符。

8．BCD
【解析】
小球刚开始与弹簧接触过程中，在mg kx >时，小球受到的合力竖直向下，所以仍做加速运动，随着弹簧压缩量的增大，向下的加速度在减小，当mg kx =时，加速度为零，速度达到最大，当mg kx <时，小球受到的合力方向向上，所以小球做减速运动，并且加速度在增大，当压缩至最低点时，速度为零．故BCD 正确．
【解析】A项：由图可知，甲、乙两车从1到2的过程中运动的路程不同，而速率相同，所以两车过弯道的时间一定不相同，故A错误；
B项：由题可知，甲、乙两车从1到2的过程中转过的角度相同，而时间不同，由公式可知，两车的角速度一定不同，故B正确；
C项：由于两车的速率相等，半径不同，由公式可知，两车的向心加速度一定不同，故C正确；
D项：由于两车的质量不清楚，由公式F=ma可知，两车的向心力大小可能相同，故D正确。

10．BC
【解析】
【详解】
A、A开始压缩弹簧，A做减速运动，B做加速运动，当两者速度相等时，弹簧压缩最短，然后B继续做加速运动，A继续做减速运动，所以弹簧压缩到最短时，B的速度不是达到最大，A错误；
BCD、弹簧压缩到最短时，两者速度相等，然后B继续做加速，A继续做减速运动，直到弹簧恢复原长，此时B的速度达到最大，大于A的速度，接着A加速，B减速，弹簧被拉伸，当弹簧被拉伸到最长时，AB
v，此时B的速度为零，当弹簧再次共速，A继续加速，B继续减速，再次恢复原长时，A的速度增加到
恢复原长时，A的速度一定向右，故BD正确；C错误。

故选BD．
11．ABD
【解析】
【详解】
A.物块A过Q点时，将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，沿绳子方向的分速度等于B 的速度，即v B=v A cos60°，得v A=2v B；故A正确.
B.物块A由P上升至R的过程中，对于A、B组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，则物块A的机械能增加量等于小球B的机械能减少量；故B正确.
C.物块A由P上升至R的过程中，小球B的速度先增大后减小，物块上升至R时B球的速度为零，则小球B的加速度先向上后向下，先处于超重状态后处于失重状态，则细线对小球B的拉力先大于小球B的重力，后小于小球B的重力；故C错误.
D.物块A由P上升至R的过程中，小球B的速度先增大后减小，由P=mgv知小球B所受重力的瞬时功率先增大后减小；故D正确.
12．ABD
【解析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，得： 22
2224GMm v m r m r m ma r T r
πω====,可得
2T = ω= v =， 2GM a r =可知卫星的轨道半径越大，角速度、线速度、向心加速度小，周期越大，由题神舟七号轨道半径小于神舟六号的轨道半径，则知神舟七号周期小，神舟七号角速度、速度和向心加速度都大，故C 错误，A 、B 、D 正确．故选ABD.
【点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）B （2）小铁球1 （3）自由落体
【解析】
（1）平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，B 正确；
（2）由于轨道A 出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P 点；
（3）发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1做自由落体运动．
【点睛】明确该实验的实验目的以及平抛运动的规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动即可正确解答本题．该实验设计的巧妙，有创新性，使复杂问题变得更直观，因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要重视学生对实验的创新．
14．C D 左 1.2 A 、B 之间的距离或h AB 图线B
【解析】
(1)C 、因为我们是比较mgh 、212
mv 的大小关系，故m 可约去比较，不需要用天平，故C 没有必要； D 、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，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D 错误；
(2)从O 到C 可以看出，相等时间内的位移越来越大，则纸带的左端与重物相连；
(3) 根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B 的速度大小，得在纸带上打下记数点B 时的速度20.0480/ 1.2/220.02
B x v m s m s T ===⨯； (4) 要验证机械能守恒定律，则需要重锤下落过程中减少的重力势能等于增加的动能，即221122AB B A mgh mv mv =
-，若x 1数据也已测出，则实验还需测出物理量为AB 之间的距离； (5)设释放重锤离地的高度为H ，根据动能定理可知()E mg H h mgH mgh =-=-，所以则图中表示动能
随高度变化的曲线为图线B ．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）正电；tan mg E θ（2）12
mg 2t 2（tan θ）2 【解析】
【详解】
（1）小球受到重力电场力F 和细线的拉力T 的作用，由共点力平衡条件有：
qE = Tsin θ.
mg = Tcos θ. 得：q= tan mg E
θ . 电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷。

（2）剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a ，由牛顿第二定律有： cos mg θ
=ma 解得：a =cos g θ
在t 时间内，小球的位移为：l=12
at 2 . 小球运动过程中，电场力做的功为：W= qElsin θ= mglsin θtan θ=
12mg 2t 2（tan θ）2 所以小球电势能的变化量（减少量）为：△E p =
12
mg 2t 2（tan θ）2 16． (1)2m (2)3N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为使小物块到达O 1，设拉力作用的最小距离为x
根据动能定理知： 00Fx mgs μ-=-
解得：0.40.25104m 2m 2
mgs
x F μ⨯⨯⨯=== （2）当小物块恰好过最高点时：
2
v mg m R
= 从O 点运动到最高点的过程由动能定理得：
2112022
s F mgs mg R mv μ⨯--⨯=- 解得：13F N =
17． (1)0.52；(2)m 4.87s
；(3)24.4J 【解析】
【详解】
(1)物体由A 运动到D 过程中运用动能定理得：
20102
G f W W mv +=- 重力做功为：sin 3736J G AD W mgl ︒==
摩擦力做功为：cos37f W mg l μ︒
=-⋅
其中 5.4m l AB BC CD =++=
解得：0.52μ=；
(2)物体由A 运动到B 过程中运用动能定理得： 22011sin 37cos3722
AB AB B mgl mg l mv mv μ︒︒-=
- 代入数据解得：m 4.87s B v =； (3)弹簧压缩到C 点时，对应的弹性势能最大，由A 到C 的过程根据能量守恒定律得： 2P 01cos37sin 372
m AC AC E mg l mv mgl μ︒︒+⋅=+ 代入数据解得：E pm =24.4 J ．。