下海市虹口区2019-2020学年物理高一下期末学业质量监测模拟试题含解析

下海市虹口区2019-2020学年物理高一下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． (本题9分)我国是世界上能够发射地球同步卫星的少数国家之一，关于同步卫星，正确的说法是 A ．可以定点在北京上空
B ．运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星
C ．同步卫星内的仪器处于超重状态
D ．同步卫星轨道平面与赤道平面重合
2． (本题9分)双星系统中两个星球A 、B 的质量都是m ，相距L ，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动．实际观测该系统的周期T 要小于按照力学理论计算出的周期理论值T 0，且
T
T ＝k(k ＜1)
，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C 的影响，并认为C 位于A 、B 的连线正中间，相对A 、B 静止，则A 、B 组成的双星系统周期理论值T 0及C 的质量分别为( )
A ．2
2L Gm
π ，2214k m k + B ．3
22L Gm
π，22
14k m k - C ．322Gm L π，2
214k m k +
D ．3
22L Gm
π，22
14k m k - 3． (本题9分)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)
4．(本题9分)哈雷彗星运动轨道是一个椭圆，其半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，可以推断出（）
A．计算哈雷彗星运动周期时，可以将其轨道近似认为是一个圆
B．地球实际上是位于哈雷彗星运动椭圆轨道的一个焦点上
C．哈雷彗星运动轨迹与海王星运动轨迹十分接近
D．哈雷彗星下次飞近地球的时间大约需经历76年
5．(本题9分)三个人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如右图所示的方向做匀速圆周运动，已知m A=m B>m C,则三个卫星（）
A．线速度大小的关系是v A>v B=v C
B．周期关系是T A>T B=T C
C．向心力大小的关系是F A=F B<F C
D．角速度的关系是ωA＜ωB＜ωC
6．(本题9分)小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速运动，使小船到达河对岸时恰好不与河岸相撞。

小船在静水中的行驶速度如图甲所示，水的流速如图乙所示，则下列关于小船渡河说法正确的是
A．小船的运动轨迹为直线
B．小船渡河的河宽是150m
C．小船到达对岸时，沿河岸下游运动了60m
D．小船渡河的最大速度是13m/s
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
7．一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()
A．将电压变为U/2
B．将带电荷量变为2Q
C ．将极板间的距离变为d/2
D ．两板间充满介电常数为2的电介质
8． (本题9分)如图所示的装置中，木块B 放在光滑的水平桌面上，子弹A 以水平速度0v 射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块B 的质量为M ，子弹的质量为m ，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中
A ．系统的动量不守恒，机械能守恒
B ．系统的动量守恒，机械能不守恒
C ．系统损失的机械能为()
2
2mMv m M +
D ．弹簧最大的弹性势能小于
201
2
mv 9． (本题9分)如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度
B ．b 、c 的环绕周期相等，且大于a 的环绕周期
C ．b 、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度
D ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等候同一轨道上的c
10． (本题9分)质量分别为m 1、m 1的两个物体A 、B 并排静止在水平地面上，用同向的水平拉力F 1、F 1分别作用于物体A 和B 上，且分别作用一段时间后撤去，之后，两物体各自滑行一段距离后停止下来，物体A 、B 在整个运动过程中的速度一时间图象分别如图中的图线a 、b 所示．已知物体A 、B 与水平地面的动摩擦因数分别为μ1、μ1，取重力加速度g=10m/s 1．由图中信息可知
A．μ1=μ1=0.1
B．若F1 =F1，则m1 >m1
C．若m1=m1，则在整个过程中，力F1对物体A所做的功大于力F1对物体B所做的功
D．若m1=m1，则在整个过程中，物体A克服摩擦力做的功等于物体B 克服摩擦力做的功
11．(本题9分)如图所示，完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。

以下说法正确的是
A．三个小球不同时落地
B．b、c所能达到的最大高度相同
C．三个小球落地时的速度相等
D．落地之前，三个小球在任意相等时间内速度的增量相同
12．(本题9分)2018世界杯小组赛第4场C罗最后3分钟上演帽子戏法，力挽狂澜成平局。

如图所示，C 罗将质量为m的足球以速度v从地面上的A点踢起，当足球到达离地面高度为h的B点位置时，取B处为零势能参考面，不计空气阻力．则下列说法中正确的是（）
A．C罗对足球做的功等于
B．C罗对足球做的功等于
C．足球在A点处的机械能为
D．足球在B点处的动能为
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某学习小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中，应先通电还是先释放带___?．
(2)如图2所示，a 、b 、c 以及d 、e 、f 分别是连续相邻的三个打点，C 、d 间还有些点图中未画出，用刻度尺分别测得a 、c 间距为x 1，d 、f 间距为x 2，b 、 e 间距为x 1．
(1)已知打点计时器的打点周期为T,当地重力加速度为g,若重锤质量为m,从b 到e 过程，重锤重力势能的减少量为P E ∆=________，动能的增加量K E ∆=_______．
14． (本题9分)如图所示为“探究求合力方法”的实验，下列说法正确的是___________
A ．实验前调节弹簧测力计使指针指零刻度线，然后用两个弹簧测力计对拉，检查两个弹簧测力计示数是否相等；
B ．甲图中，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O ，记录下O 点的位置，同时只需读出两个弹簧测力计的示数1F 和2F 的大小即可；
C ．乙图中，用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其结点达到同一位置O ；
D ．丙图中，用铅笔和刻度尺作出拉力1F 、2F 和F 的图示，用虚线把1F 、2F 和F 的箭头端连接观察其图形特征，多次实验得出实验结论。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)2008年9月25日21点10分，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船．飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距地面一定高度的近似圆形轨道．航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动．已知地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R ，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h ，忽略地球自转的影响，求：
（1）飞船绕地球运行加速度的大小；
（2）飞船绕地球运行的周期．
16．如图所示，质量m＝10kg的物体放在水平面上，在水平拉力F＝100N作用下，从A点静止开始向右匀加速直线运动到B点，AB间距s＝8m。

已知物体与水平面间的动摩擦因数以μ＝0.6，重力加速度g取10m/s2。

求
(1)物体在B点的速度大小;
(2)从A到B拉力F的平均功率P。

17．(本题9分)如图所示，半径R=3 m的光滑圆弧轨道BC竖直固定在光滑水平地面上，C端切线水平；与C端等高的长木板质量M=4 kg靠紧圆弧轨道；A点在圆弧轨道所在竖直面内，与B端的高度差h=0.8 m．质量为m=3 kg的小物块（可视为质点）从A点以v0=3 m/s的水平初速度抛出，运动到B端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC，最后与长木板相对静止．小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.1，g取10 m/s1．求：
（1）小物块运动至B端时的速度大小和方向；
（1）小物块滑至C端时，圆弧轨道对它的支持力大小；
（3）长木板的最小长度．
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．D
【解析】
【分析】
同步卫星的特点：同步卫星定轨道（在赤道上方），定周期（与地球的自转周期相同），定速率、定高度．都是由万有引力提供向心力．
【详解】
所有的同步卫星都在赤道上空，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。

所以发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，同步卫星轨道平面与赤道平面一定重合，故A 错误，D 正确；同步卫星是指与地球相对静止的卫星。

这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，而且只能与赤道平面重合，其他轨道上的周期是24小时的卫星却不是同步卫星。

故B 错误；同步卫星做匀速圆周运动，同步卫内的仪器处于完全失重状态，故C 错误；故选D 。

【点睛】
解决本题的关键掌握同步卫星的特点：同步卫星定轨道（在赤道上方），定周期（与地球的自转周期相同），定速率、定高度． 2．D 【解析】 【详解】
两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：
22
11212Gmm mr mr L
ωω＝＝ 可得
12r r =
两星绕连线的中点转动，则：
212 2
Gmm L m L ω⋅＝ 解得
1 ω=
所以
0122T π
ω==由于C 的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则：
22
2
22
12()2m G Mm G m L L L ω+=⋅ 02
2T kT πω=
=
解得：
M=22
(1) 4k m k
-
故选D 。

3．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. 4．D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据开普勒第三定律可知，利用半长轴即可计算，且哈雷彗星运动轨道是一个椭圆，不可以将其轨道近似认为是一个圆，故A 错误；
B ． 太阳实际上是位于哈雷彗星运动椭圆轨道的一个焦点上，故B 错误；
C ．海王星运动轨迹是圆周，故C 错误；
D ． 根据开普勒第三定律
33
2
2
r r T T =哈地地哈 解得T 哈≈76.4年，故D 正确。

故选D 。

5．A 【解析】
根据卫星受到的万有引力提供向心力得：22
2224Mm v G m R m m R R T R
πω===，故线速度GM v R =
度跟半径的平方根成反比，因为A B C R R R <=，则A B C v v v >=，A 正确；周期23
4R
T GM
π=
径的3次方的平方根成正比，已知半径A B C R R R <=，则A B C T T T <=，B 错误；向心力2
GMm
F R
向=，
根据A B C R R R <=以及A B C m m m =<，可得A B F F >，C 错误；角速度ω=因为A B C R R R <=，则A B C ωωω>=，D 错误． 6．B 【解析】 【详解】
A.小船在静水中先做加速运动后做减速运动，具有加速度，故小船的运动轨迹为曲线，故A 错误。

B.研究垂直于河岸方向的运动，速度时间图象围成的面积表示位移，则小船渡河的河宽d=
1
3010m 2
⨯⨯=150m ，故B 正确。

C.根据运动的等时性可知，小船沿河岸方向运动了30s ，距离x=30×3m=90m ，故C 错误。

D.=，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．CD 【解析】 【详解】
电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB 错误．由电容器的决定式4S
C kd
επ=可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为2
d
；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；故CD 正确. 【点睛】
改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积S ，介电质常数，极板间的距离d 来改变电容． 8．CD 【解析】 【详解】
AB.由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB 错误；
C.对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得0()mv M m v =+，
22011
()22
mv M m v E -+=∆，系统损失的机械能为2
2mMv m M +（）
，故C 正确；
D.由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于最初的动能，故D 正确． 9．BC 【解析】 【分析】 【详解】
卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，所以22222()Mm mv π
G m ωr m r ma r r T
====，解得：
2GM
v T a r
===
A. 由v =
可知 b 、c 的线速度大小相等，且小于a 的线速度，故A 错误；
B. 由T =可知，b 、c 的环绕周期相等，且大于a 的环绕周期，故B 正确；
C. 由2
GM
a r =
可知，b 、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度，故C 正确； D. 当c 加速后，所需要的向心力大于提供的向心力，将做离心运动，所以不可能追上同一轨道上的b ，b 减速后，所需要的向心力小于提供的向心力，将做近心运动，所以不可能等候同一轨道上的c ，故D 错误． 10．AD 【解析】 【分析】
根据撤除拉力后物体的运动情况进行分析，分析动摩擦因数的关系．由于水平拉力F 1和F 1的大小关系未知，故要求只能要比较摩擦力对物体所做的功的多少，一定要知道两物体位移的大小关系． 【详解】
A 项：由图线可知，在车撤去外力后，两图线平行，说明加速度相同，而只受摩擦力，a=μg 所以，μ相同，且由图象可知，1g μ=，所以0.1μ=，故A 正确；
B 项：由牛顿第二定律，F-μmg=ma ，解得：F
m a g
μ=+，由图象可知，a 的加速度大于b 的加速度，所
以12m m <，故B 错误；
C 、
D 项：若m 1=m 1，则f 1=f 1，根据动能定理，对a 有 W F1-f 1s 1=0
同理对b有W F1-f1s1=0
因为
1
1
4 2.
5 5.0
2
s m m =⨯⨯=
2
1
25 5.0
2
s m m
=⨯⨯=
W F1=W F1，故C错误，D正确．
【点睛】
本题综合性很强，所以熟练掌握牛顿第二定律，动能定理，会根据v-t图求解加速度，位移是能否成功解题的关键．
11．AD
【解析】
【详解】
A.a球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，b做竖直上抛运动，c做斜上抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以三个小球运动的时间不等，不同时落地，故A正确。

B.b、c两球初始高度相同，分别做竖直上抛和斜上抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度c小，b大，所以b上升的最大高度大，c上升的最大高度小，故B错误；
C.小球运动过程中，只有重力做功，机械能均守恒，则有：mgh+1
2
mv02=
1
2
mv2，得：2
2
v v gh
=+，知
三个小球初位置的高度h和初速度v0大小都相等，则落地时速度v大小相等，但是方向不同，则速度不相同，故C错误；
D.三个小球的加速度均为向下的g，则三个小球在任意相等时间内速度的增量为△v=gt，则△v是相等的，故D正确。

12．AC
【解析】
【详解】
小明对足球做的功等于足球动能的增量，即W=mv2，故A正确、B错误；以B处为零势能面，故足球在A点处的机械能为mv2−mgh，选项C正确；足球运动过程中机械能守恒，在B点处的机械能等于在B点处的动能，即E kB＝mv2-mgh，故D错误；故选AC。

【点睛】
本题可以对踢球的微小过程运用动能定理，小球动能的增加量等于人做的功；同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）先通电 （1）3mgx 22212
()
8m x x T
- 【解析】
（1）实验时，应先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带．
（2）从打b 点到打c 点这一过程中，重物下落的高度为x 1，重锤重力势能的减少量为P 3ΔE mgx =； 做匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度， 打第b 点的速度：v b =
12x T ，打e 点时小车的速度：v e = 22x T
， 小车动能的改变量，△E k = 221122e c mv mv -=2
2
21x x 11m m 22T 22T ⎛⎫⎛⎫
- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
；
（1）为了验证机械能守恒定律，需要验证△E p =△E k ，即3mgx =22
21x x 11m m 22T 22T ⎛⎫⎛⎫
- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
，质量m 约去，
所以本实验不需要测量重锤质量． 14．ACD 【解析】 【详解】
A 、弹簧测力计是测出力的大小，所以实验前调节弹簧测力计使指针指零刻度线，然后用两个弹簧测力计对拉，检查两个弹簧测力计示数是否相等，故选项A 正确；
BC 、该实验采用“等效替代法”，即一个弹簧秤和两个弹簧秤分别拉橡皮条时，细绳套的结点时应该拉至同一位置O 点，由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，故选项C 正确，B 错误；
D 、用铅笔和刻度尺作出拉力1F 、2F 和F 的图示，用虚线把1F 、2F 和F 的箭头端连接观察其图形特征，多次重复上述实验，看看是否与第一次得到的结果一致，得出结论，故选项D 正确。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）22()R g R h + （2）2 【解析】
试题分析：（1）在地球表面的物体受到的重力等于万有引力2Mm G mg R
=，得2
GM R g = 根据万有引力提供向心力()
2
Mm
G
ma R h +＝，得()
()
22
2
Mm
R g
a R h R h ++＝
＝
（2）根据万有引力提供向心力()
()2
2
24Mm
G m R h T R h ＝π++，得22T π=＝考点：考查了万有引力定律的应用
【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式
222
224Mm v r G m m r m ma r r T
πω===在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量
表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算 16．（1）8m/s （2）400W 【解析】 【详解】
（1）对物体分析，从A 到B ，由动能定理得()2
102
F mg s mv μ-=- ① 代入数据得8/v m s =
【或：对物体分析，由牛顿第二定律得F mg ma μ-= 根据匀变速运动规律有22v as = 代入数据得8/v m s =】
（2）拉力F 的平均功率P Fv = ② 根据匀变速运动规律有02
v
v += ③ 代入数据得400P W =
【或：从A 到B ，拉力对物体做功F W Fs = 根据匀变速运动规律有212
s at = 拉力F 的平均功率W P t
=
， 代入数据得400P W =】
17．5/v m s = ；53θ=o （1）；79F N = （3）7L m = 【解析】
（1）根据动能定理22
01122
mgh mv mv =
- 可知到达B 端时的速度为5/v m s =
小物块运动到B 端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC ，所以运动到B 端时速度方向应该刚好沿切线方向向下， 设速度方向与水平方向的夹角为θ ，则根据矢量三角形的关系可求得：03
cos 5
v v θ== 所以53θ=o
（1）从B 到C 点利用动能定理可求得：
2211
(1cos )22
mgR mv mv θ-'=
- 且在C 点利用牛顿第二定律可知
2
v N mg m R
-=
根据以上两式可求得：7/v m s '= ；79N N =
（3）小球A 与长木板相互作用的过程动量守恒，并且最后达到共速，根据动量守恒可知：
()mv M m v =+'共 在此过程中系统减少的动能转化为系统的内能 根据功能关系可知：()22
1122
mgL mv m M v μ-+'=共 解得：7L m =
故本题答案是：5/v m s = ；53θ=o （1）；79F N = （3）7L m =
点睛：根据动能定理求出小球A 落到B 点的速度以及C 点的速度，借助于牛顿第二定律求解压力的大小，利用动量守恒结合功能关系即可求得板长．。