2019-2020学年天津市武清区物理高一(下)期末联考模拟试题含解析

2019-2020学年天津市武清区物理高一(下)期末联考模拟试题
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)若将地球同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,在地球表面以初速度0v 竖直上抛一钢球,钢球经时间t 落回抛出点,已知地球半径为R ,引力常量为G 下列相关说法不正确的是（ ）
A ．地球的质量为202v R Gt
B ．地球的第一宇宙速度大小为0v R t
C ．月球的线速度比同步卫星的线速度小
D ．月球的向心加速度比同步卫星的向心加速度小
2．如图所示，在光滑绝缘的水平面上放置两带电的小物块甲和乙，所带电荷量分别为+q 1 和-q 2，质量分别为 m 1 和 m 2。

同时由静止释放后，甲、乙两物块相向运动。

则关于 两物块的表述正确的是
A ．碰撞前瞬间动量之比 p 甲：p 乙= m 1：m 2
B ．碰撞前瞬间速度大小之比 v 甲：v 乙= m 1：m 2
C ．碰撞前瞬间动能之比 E k 甲：E k 乙= m 2：m 1
D ．从开始运动到碰撞前过程中，库仑力对两物块做功 W 甲：W 乙=1:1
3． (本题9分)以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h ，空气阻力的大小恒为f F ，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )
A ．0
B ．f F h -
C ．4f F h -
D ．2f F h -
4． (本题9分)关于做曲线运动的物体所受的合力，下列说法正确的是：
A ．一定是恒力
B ．一定是变力
C ．合力方向与速度方向在同一直线上
D ．合力方向与速度方向不在同一直线上
5．关于平抛运动和匀速圆周运动的性质说法正确的是: ( )
A ．其中有一个属于匀速运动
B ．二者都是变速运动，只不过前者是匀加速运动，后者变加速曲线运动
C ．二者都是加速度不变的变速运动
D ．二者都是变加速曲线运动
6．如图所示，做匀速直线运动的列车受到的阻力与它速率的平方成正比．如果列车运行速率提升为原来的2倍，则它发动机的输出功率变为原来的( )
A ．倍
B ．2倍
C ．4倍
D ．8倍
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．起重机将质量为m 的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为3g ，货物上升h 的过程中（已知重力加速度为g ），则（ ）
A ．货物克服重力做功mgh
B ．货物的动能增加了
23
mgh C ．合外力对货物做功为13
mgh D ．货物的机械能增加了43mgh 8． (本题9分)如图所示电路，当S 闭合后两灯均不亮，已知两灯泡、电源、电键及电键到电源负极间的导线都完好，其余三条导线中有一条发生断路．若某同学使用多用电表来检查断线部分，他用多用表的红表笔与a 点相连接，把黑表笔分别先后与b 点、c 点相连．则以下检测断线部分的方法可行的是________
A ．S 闭合，用多用表的电压表
B ．S 断开，用多用表的电流表
C ．S 断开，用多用表1⨯量程的欧姆表
D ．S 闭合，用多用表1⨯量程的欧姆表
9．如图（a ）,一长木板静止于光滑水平桌面上，0t =时，小物块以速度0v 滑到长木板上，1t 时刻小物块恰好滑至长木板最右端。

图（b ）为物块与木板运动的v t -图像，已知图中1t 、0v 、1v ，重力加速度大小为g 。

下列说法正确的是
A ．木板的长度为012
v t B ．物块与木板的质量之比为
10v v C ．物块与木板之间的动摩擦因数为011
v v gt - D ．t 1时刻，小物块和木板动能之比为101v v v - 10． (
本题9分)如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g ．物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的（ ）
A ．动能损失了2mgH
B ．动能损失了mgH
C ．机械能损失了mgH
D ．机械能损失了mgH
11． (本题9分)如图，质量为m 的物块从半径为R 的半球形的碗口沿内壁从静止开始滑下，滑到最低点时速度大小为v ，若物块与球壳之间的动摩擦因数为，重力加速度为g ，则在物块从静止滑到最低点的过程中下列说法正确的是
A ．合外力对物块做负功且
B ．物块重力势能减少了mgR
C．物块机械能减少了
D．物块克服摩擦力做的功为
12．(本题9分)明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧．若A、B两齿轮半径的大小关系为r A>r B，则
A．齿轮A、B的角速度大小相等
B．齿轮A的角速度大小小于齿轮B的角速度大小
C．齿轮A、B边缘的线速度大小相等
D．齿轮A边缘的线速度大小小于齿轮B边缘的线速度大小
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某同学用图示装置研究平抛运动及其特点．他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．
①他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地；
②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将___（填“变长”，“不变”或“变短”）；
③上述现象说明______．
14．(本题3分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m = 1．22㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔2．22 s打一次点，当地的重力加速度g = 3．8m/s2．那么：
（1）纸带的____端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O 点和____点来验证机械能守恒定律；
（3）从O 点到所取点，重物重力势能减少量△E P =_________J ，动能增加量△E k = _________J ；（结果取3位有效数字）
（4）实验的结论是：_____________________．
（5）分析产生误差可能的原因是________________．（至少写出一条原因）
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，水平轨道AB 与位于竖直面内半径为0.90m R =的半圆形光滑轨道BCD 相连，半圆形轨道的BD 连线与AB 垂直．质量为 1.0kg m =可看作质点的小滑块在恒定外力17.5N F =作用下从水平轨道上的A 点由静止开始向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数0.5μ=．到达水平轨道的末端B 点时撤去外力，已知AB 间的距离为 1.8m x =，滑块进入圆形轨道后从D 点抛出，求：滑块经过圆形轨道的B 点和D 点时对轨道的压力是多大？(g 取2
10m/s )
16． (本题9分)如图所示,为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10-6 C 的负电荷从A 点沿水平线移至B 点，静电力做了2×10-6 J 的功，A 、B 间的距离为2 cm.求:
(1)电场强度的大小和方向；
(2)A 、B 两点间的电势差U AB =?若B 点电势为1 V ，求A 点电势;
(3)电子处于B 点时,具有的电势能是多少?
17． (本题9分)小明同学在某高处将一个小球以20m/s 的速度沿水平方向抛出，小球经过2s 的时间落地。

不计空气阻力作用，重力加速度g ＝10m/s 2，求：
（1）抛出点与落地点在竖直方向的高度差；
（2）小球落地时的速度大小，以及速度与水平方向夹角。

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】
在地球表面以初速度v 0竖直上抛一钢球，钢球做加速度竖直向下，大小为重力加速度g 的匀变速运动；钢球经时间t 落回抛出点，故钢球回到抛出点时的速度和初速度大小相等、方向相反，故有02v g t ＝；由地球表面物体重力即万有引力可得：2GMm mg R ＝，所以地球的质量为：2
202v R gR M G Gt
＝＝，故A 正确；绕地球做圆周运动的卫星，半径为地球半径时，卫星速度即地球的第一宇宙速度，故由万有引力做向心力
可得：2
2Mm v G m R R ＝；所以地球的第一宇宙速度为：02v R GM v R t
＝＝，故B 错误；根据GM v r ＝，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的线速度比同步卫星的线速度小，选项C 正确；根据2
GM a r ＝，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的向心加速度比同步卫星的小，选项D 正确；此题选项不正确的选项，故选B.
点睛：此题是万有引力问题与运动问题的结合，求解重力加速度是联系这两个问题的桥梁；万有引力与卫星的运动问题，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、向心加速度的关系，然后通过半径关系来比较．
2．C
【解析】
【详解】
A. 甲、乙两物块组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，初始时系统的总动量为零，可知，碰撞前瞬间两个物块的动量大小相等，方向相反，则动量之比
p 甲：p 乙=1：1
故A 项与题意不相符；
B. 由p=mv ，两个物块的动量大小相等，则得碰撞前瞬间速度大小之比 v 甲：v 乙=m 2：m 1．故B 项与题意不相符；
C.根据
P相等，则得碰撞前瞬间动能之比
E k甲：E k乙=m2：m1
故C项与题意相符；
D. 根据动能定理得：
对甲有
W甲=E k甲
对乙有
W乙=E k乙
故
W甲：W乙=m2：m1
故D项与题意不相符。

3．D
【解析】
【详解】
上升过程：空气阻力对小球做功：W1=-F f h；下落过程：空气阻力对小球做功：W2=-F f h；则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为：W=W1+W2=-2F f h，故选D。

4．D
【解析】
【分析】
物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力．【详解】
物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力可以变化，可以不变化。

平抛运动受到的是恒力，匀速圆周运动受到的是变力，故D正确，A、B、C错误；故选D.
【点睛】
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
5．B
【解析】
【详解】
平抛运动的物体只受重力，加速度为g保持不变，做匀变速曲线运动；匀速圆周运动所受的合外力提供向心力，合外力大小不变，方向改变，加速度时刻在改变，做变加速曲线运动.
A．描述与分析不符，故A错误.
B．描述与分析相符，故B正确.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析不符，故D错误.
6．D
【解析】
【详解】
根据可知如果列车运行速率提升为原来的2倍，则它发动机的输出功率变为原来的8倍，故选D.
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．ACD
【解析】
【详解】
A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。

B、根据动能定理：动能增加量n E k=F合h=mah=1
3
mgh，故B错误。

C、合外力对货物做功W合= F合h=mah=1
3
mgh，故C正确。

D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=4
3
mg，货物增加的机械能n E机=F拉h=
4
3
mgh，故D正
确。

8．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．电路中发生断路，断路处元件两端的电压等于电源的电动势，故S闭合时，多用表应用电压表，故A 正确；
B．S闭合时，若ab完好，电流表接在ab间，没有读数，若此处电路有断路，电流表串联在电路，应有读数，所以用电流表不能判断断路故障在何处，故B错误；
C．S断开时，多用表用R×1量程的欧姆表测量各段电阻，可判断出故障所在的位置．故C正确；
D．S闭合时，不能用多用表的欧姆表，可能会损坏欧姆表，故D错误．
故选AC
9．ACD
【解析】
【详解】
A. 1t时刻小物块恰好滑至长木板最右端，所以相对位移就是板长，根据图b知，相对位移为图像面积差：
012v t ，A 正确。

B. 相对运动过程中，相互间的摩擦力设为f ，木块的加速度011
v v f a m t -== ，木板加速度11'v f a M t == ，所以质量之比为101
v v v - ，B 错误。

C. 木块的加速度011v v f a m t -==，摩擦力f mg μ= ，所以动摩擦因数为011
v v gt -，C 正确。

D. 动能2k 12
E mv = ，t 1时刻，速度相同，所以动能比等于质量比101v v v -，D 正确。

10．AC
【解析】
【分析】
知道加速度，根据牛顿第二定律和动能定理可求得动能的损失；根据牛顿第二定律求出摩擦力，得到摩擦力做功，即可根据功能关系求解机械能的损失．
【详解】
AB ．已知物体上滑的加速度大小为g ，由动能定理得：动能损失等于物体克服合外力做功为：22sin 30k H E W F mg H mgH ∆==⋅=⋅=︒
合合，故A 正确B 错误； CD ．设摩擦力的大小为f ，根据牛顿第二定律得：sin30mg f ma mg ︒+==，
解得：0.5f mg =，
则物块克服摩擦力做功为：20.52f W f H mg H mgH =⋅=⋅=，
根据功能关系可知机械能损失了mgH ，故C 正确D 错误．
【点睛】
解决本题的关键根据动能定理可求得动能的变化，掌握功能关系，明确除了重力以外的力做功等于物体机械能的变化．
11．BC
【解析】
【分析】
根据动能定理求合外力对物块。

物块重力势能减少量等于重力做的功。

物块机械能减少量等于初末机械能的差值。

物块克服摩擦力做的功等于机械能的减少。

根据功能关系求解。

【详解】
物块的动能增加，根据动能定理得知：合外力对物块做正功，且故A 错误。

物块
重力做功为mgR，则物块重力势能减少了mgR，故B正确。

取最低点为零电势能点，则初态物块的机械能为，末态机械能为，则机械能减少量为故C正确。

摩擦力是变力，不能根据功的公式计算物块克服摩擦力做功。

应根据动能定理或功能原理求物块克服摩擦力做的功。

根据功能关系知，物块克服摩擦力做的功故D错误。

故选BC。

【点睛】
解决本题的关键是掌握常见的功与能的关系，知道合外力做功等于动能的变化，重力做功多少重力就减少多少，除重力以外的力做功等于机械能的变化。

12．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB两轮边缘线速度大小相等，且A轮半径比B大，所以A的角速度大小小于齿轮B的角速度大小，AD
错误BC正确
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．同时不变平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B球做自由落体运动．通过实验可以观察到它们同时落地；
②[2]用较大的力敲击弹性金属片，则A被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；
③[3]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
14．左 B △E P = 1.32 J △E k = 1.84 J 在实验误差允许的范围内，重物动能增加量等于重力势能减少量产生误差的原因有很多，如：①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量误差．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（2）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh 和增加的动能△E k =12mv 2之间的关系，所以我们要选择能够测h 和v 的数据．AC 无法计算出其速度值，故选B 点．
（3）减少的重力势能△Ep=mgh=1×3.8×13.2×12-2=1.88J v B =
23.2315.5520.02
-⨯×12-2m/s=1.32m/s ； 故动能的增加量△E K =12mv B 2=1.84J ； （4）实验的结论是：在实验误差允许的范围内，重物动能增加量等于重力势能减少量．
（5）产生误差的原因有很多，如：①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量误差．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．60'N B F =，方向竖直向下； '0N D F =．
【解析】
【详解】
从A 到B 过程，由于动能定理得：()2102
B F mg x mv μ-=-， 在B 点，由牛顿第二定律得：2B B v F mg m R
-=， 解得：60N B F =，
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为60N ，方向竖直向下；
从B 到D 过程，由机械能守恒定律得：2211222
B D mv mv mg R =+⋅， 在D 点，由牛顿第二定律得：2D D v F mg m R
-=， 解得：0N D F =，
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为：'0N D D F F ==．
16． (1)E=2×102N/C,方向斜向下 (2)
, (3)
【解析】根据题意，AB 间的电势差
U AB ＝＝V ＝－2 V……………………………(2分)
AB 间沿电场线方向上的位移为d ＝1 cm 所以场强E ＝＝2×102N/C……………（2分）
A 点电势低于
B 点电势，所以电场强度方向斜向下．………………………………(1分)
已知AB 间电势为－2 V ，如果已知B 点电势为1 V ，所以A 点电势为－1 V ，电子处于B 点时，具有电势能为－1 eV…………………………………（3分）
本题考查电场力做功的公式，U=Ed 中的d 为沿着电场线方向的有效距离
17．（1）20m ; （2）202m/s 方向与水平方向成45o
【解析】
【详解】
(1)物体在竖直方向做自由落体运动,下落高度
2120m 2
h gt == (2)落地时,竖直方向速度
20m /s y v gt ==
所以,落地时速度大小
222202020=202m /s y v v v =+=+
设落地速度与水平方向夹角为θ,则
0tan y
v v θ=,
所以45θ︒=
答案：（1）20m ; （2）202m/s 方向与水平方向成45o。