福建省福州市2019-2020学年物理高一下期末质量检测模拟试题含解析

福建省福州市2019-2020学年物理高一下期末质量检测模拟试题
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．仰卧起坐是体育课上经常锻炼的项目，一次测试中某位女同学质量为50kg，假设其上半身质量为全身的0.6，她在1分钟内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐时下半身重心位置不变，则她克服重力做功的平均功率约为（）
A．6w B．60w C．120w D．240w
【答案】B
【解析】
【详解】
假设女同学身高为1.60m，做一次仰卧起坐重心升高h大约为身高的1
5
，女同学做一次仰卧起坐克服重力
做的功W=0.6mgh=0.6⨯50⨯10⨯1.60
1
5
⨯J=96J，1分钟内做了40个仰卧起坐，则她克服重力做功的平均功
率大约为P=40W
t
=
4096
60
⨯
W=64W，故A、C、D错误，B正确。

2．(本题9分)电场中等势面如图所示，下列关于该电场的描述正确的是()
A．A点的电场强度比C点的小
B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功
D．正电荷由A移动到C，电场力做负功
【答案】C
【解析】
试题分析：A点的等势面比C点的等势面密，则A点的场强比C点的大，故A错误；负电荷在高电势点电势能小，在低电势点电势能高，故B错误；沿着等势面移动点电荷，电势能不变，电场力不做功，故C正确；正电荷由A到C，为沿电场力方向运动，则电场力做正功，故D错误。

考点：电势能；等势面
3．(本题9分)如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为一质量为m的小球处于桌面上方高处的a
点若以桌面为参考平面，重力加速度为g ，小球从a 点下落到地面上的c 点，下列说法正确的是
A ．小球在a 点的重力势能为
B ．小球在桌面b 处的重力势能为
C ．小球从a 点下落至c 点的过程中，重力势能减少
D ．小球从a 点下落至c 点的过程中，重力势能减少
【答案】C 【解析】
桌面为零势能参考面，小球在a 点的重力势能为，小球在桌面b 处的重力势能为零，故AB 错误；
小球从a 点下落至c 点的过程中，重力做功为，重力势能减少
，故C 正确，
D 错误；
4． (本题9分)一个人站在高为H 的平台上，以一定的初速度将一个质量为m 的小球抛出．测出落地时小球的速度大小是v ，不计空气阻力，重力加速度大小为g ．人对小球做的功W 及小球被抛出时的初速度大小0v 分别为（ ）
A ．2
201,22W mv mgH v v gH =
-=-B ．2
01,22
W mv v gH ==C ．20,2W mgH v v gH ==+D ．2
01,22
W mv mgH v gH =
+=【答案】A 【解析】
对小球在空中运动过程，有：2201122
mgh mV mv =
-；解得：202v V gh =-22011
22
W mv mV mgH =
=-，故A 正确． 点晴：本题考查了动能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便．该题难度不大，属于基础题． 5．关于物体的受力和运动,下列说法正确的是( )
A ．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变
B ．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向
C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变
D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用
【答案】D
【解析】
【详解】
物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，选项A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，选项B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，选项C错误；做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，选项D正确．
6．(本题9分)质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面上，再以4 m/s的速度反向弹回。

取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的过程中，小球动量变化量为
A．Δp=0.4 kg·m/s B．Δp=-2 kg·m/s
C．Δp=2 kg·m/s D．Δp=-0.4 kg·m/s
【答案】C
【解析】
【详解】
取竖直向上方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：
() 210.2(64)kg m/s=2kg m/s
p mv mv
∆=--=⨯+⨯⨯，方向竖直向上。

A. Δp=0.4 kg·m/s与计算结果不符，A错误。

B. Δp=-2 kg·m/s与计算结果不符，B错误。

C. Δp=2 kg·m/s与计算结果相符，C正确。

D. Δp=-0.4 kg·m/s与计算结果不符，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．(本题9分)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t 图象如图所示。

已知汽车的质量为m = kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（）
A．汽车在前5 s内的牵引力为N
B．汽车在前5 s内的牵引力为N
C．汽车的额定功率为100 kw
D．汽车的最大速度为60 m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB.汽车受到的阻力为，前5s内，由图知，由牛顿第二定律可知，求得汽车的牵引力为，故选项B正确，A错误；
C.末功率达到额定功率，汽车的额定功率为，故选项C正确；
D.当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度，故选项D错误。

8．(本题9分)马戏团中上演的飞车节目深受观众喜爱。

如图甲，两表演者骑着摩托车在竖直放置的圆锥筒内壁上做水平匀速圆周运动。

若两表演者（含摩托车）分别看作质点A、B，其示意简图如图乙所示，摩托车与内壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，则B做圆周运动的
A．周期较大
B．线速度较大
C．角速度较大
D．向心加速度较大
【答案】AB
【解析】
【详解】
BC.摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出受力分析如图：
则有：向心力F n=mgtanα，由，得：，，则知B质点高，
半径r大，则ω较小，v较大；故B正确，C错误.
A.因为，而B质点角速度小，则其周期较大；故A正确.
D.因为mgtanα=ma，则向心加速度为a=gtanα，所以A、B两质点的向心加速度相等，故D错误. 9．(本题9分)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）
A．所受合外力始终为零
B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零
D．机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
【答案】CD
【解析】
【分析】
滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化．摩擦力做功运动员的机械能减小．
【详解】
A、滑雪运动员的速率不变，而速度方向是变化的，速度是变化的，运动员的加速度不为零，由牛顿第二定律可知，运动员所受合外力始终不为零，A错误；
B、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，B错误；
C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，C正确；
D 、运动员从A 到B 下滑过程中的只有重力和摩擦力做功，重力做功不影响机械能，所以机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，D 正确．
10．下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ） A ．由公式F
E q
=
知，电场强度E 与点电荷所受电场力F 成正比，与点电荷的电荷量q 成反比 B ．由公式F qE =知，点电荷在电场中所受电场力F 与电场强度E 成正比，与电荷量q 成正比 C ．由公式2Q
E k
r
=可知，电场强度E 与电荷量Q 成正比，与2r 成反比 D ．以上说法均不正确 【答案】BC 【解析】 【详解】
A. 场强E 是由电场本身决定的,与试探电荷无关,不能说E 与F 成正比,与q 成反比，故A 错误
B. 场强E 是由电场本身决定的,与试探电荷无关,由公式F qE =知，点电荷在电场中所受电场力F 与电场强度E 成正比，与电荷量q 成正比，故B 正确； CD. 由公式2Q
E k r
=可知，Q 为场源电荷，电场强度E 与电荷量Q 成正比，与2r 成反比，故C 正确；D 错误；
11． (本题9分)关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（） A ．如果需要，可以定点在北京的正上方 B ．卫星的运行周期与地球的自转周期相同 C ．在轨道上运行的线速度大于7.9km/s D ．所有同步卫星离地面的高度都相等 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A 错误；
B ．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，故B 正确；
C ．地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据2
2Mm v G m r r
=，得：v =，
r 越大，v 越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度，故C 错误；
D．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据
2 22
4
Mm
G m r
r T
π
=，解得：
23
4r
T
GM
π
=可知，轨道半径的大小都相等，即高度相同，故D正确。

故选BD．
12．如图所示，已知两颗人造卫星a和b绕地球做匀速圆周运动的周期分别是T1、T2，设a、b到地心O 的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为1v、2v，则下列关系式正确的是（）
A．
2
3
11
22
r T
r T
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
B．
1
3
12
21
v T
v T
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
C．
2
3
12
21
r T
r T
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
D．
1
3
11
22
v T
v T
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
【答案】AB
【解析】
【详解】
AC．据开普勒第三定律可得：
33
12
22
12
r r
T T
=
解得：
2
3
11
22
r T
r T
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
故A项正确，C项错误．
BD．人造卫星绕地球运转时，有：
2
2
Mm v
G m
r r
=
解得：
GM
v
r
=
所以：
1
3
122
211
v r T
v r T
⎛⎫
== ⎪
⎝⎭
故B项正确，D项错误．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时：
（1）下列说法中正确的是______ （填字母代号）
A．该实验不需要平衡摩擦力
B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
（2）下列说法中正确的是______（填字母代号）
A．橡皮筋做的功可以直接测量
B．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
【答案】BC C
【解析】
【详解】
第一空：本实验是把橡皮筋的弹力作为小车受到的合外力，然后验证合外力做功与动能变化之间的关系，所以要平衡摩擦力，故A错误；每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为W、2W、3W、、、、、这样可以不用具体求每次做功为多少，且验证合外力做功与动能变化之间的关系，故B正确；当橡皮筋恢复原长时，小车的速度达到最大，然后做匀速运动，则通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度，故C正确；D错误；故选BC
第二空：弹力是变力，做功没办法具体计算，故A错误；由于弹力做功与伸长的长度不是正比关系，
所以当橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功不会增加为原来的两倍，故B错误；可以通过改变橡皮
筋的条数来改变拉力做功的数值，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做
功可以计算为W、2W、3W、、、、、故C正确；对小车做的功是由橡皮筋的条数决定的，不能通过改
变小车的质量来改变拉力做功的数值，故D错误；故选C
14．在用伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x约为50Ω，电压表V的内阻约为4kΩ，电流表A的内阻约为10Ω。

为尽量减小实验误差，应采用图___________（选填“甲”或“乙”）所示的测量电路。

某同学选择正确的测量电路后进行实验，若电压表和电流表的读数分别为U和I，电阻的测量值由计算得出，则
测量值_____________（选填“大于”“等于”或“小于”）电阻真实值。

【答案】甲 小于 【解析】 【详解】 [1] 由题意可知：
,
则：
电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图；
[2] 由于电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)某飞船在某小行星表面为返回地球而竖直起飞，起飞前在行星表面上的重力G 0=1×104N ，飞船起飞时的加速度大小a 1=5m/s 2，飞船上升的高度等于小行星半径时的加速度大小a 2=10m/s 2.若飞船上升时受到的推力不变，小行星的半径R=96km ，不计其他星体及该行星表面气体的影响，求飞船质量和起飞时的推力。

【答案】1.5×103 kg ；1.75×104 N 【解析】 【分析】 【详解】
设飞船受到的推力为F ，质量为m ，飞船起飞时有
01F G ma -=
飞船上升的高度等于小行星半径时，不考虑天体自转，万有引力定律等于重力，在行星表面上有
02
GMm
G R =
在飞船上升的高度等于小行星半径时则有
012()4
G GMm G R h =
=+
由牛顿第二定律可知
12F G ma -=
联立解得
31.510kg m =⨯ 41.7510N F =⨯
16． (本题9分)已知小船在静水中的速度为5m/s ，水流速度为3m/s ，河宽度为600m ，求： （1）若要使小船最短时间过河，最短时间为多少？ （2）若要小船到最短位移过河，过河时间为多少？ 【答案】（1）min 120t s =（2）150s 【解析】 【详解】
（1）船头垂直于岸渡河时间最短 最短时间：min d
t v =
合
解得：min 120t s =
（2）当合速度与河岸方向垂直时，渡河航程最短 依题意有：合速度的大小为：22v v v =-合船水
则渡河的时间为：d t v =
合
联立以上两式，解得：t=150s
17． (本题9分)如图所示，水平光滑直轨道ab 与半径为R=0.4m 的竖直半圆形粗糙轨道bc 相切，x ab =3.2m ，且d 点是ab 的中点．一质量m=2kg 的小球以v 0=8m/s 初速度沿直轨道ab 向右运动，小球进入半圆形轨道后能通过c 点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d 点，则求：
（1）小球在最高点对轨道的挤压力； （2）通过轨道bc 时克服摩擦力做功． 【答案】（1）60N （2）32J 【解析】
（1）小球从c 点以后做平抛运动，则：2122R gt =，12
ab c x v t =，在c 点根据牛顿第二定律可以得到：2c N v mg F m R
+= ，代入数据整理可以得到：60N F N = ，根据牛顿第三定律可以知道，在c 点对轨道的压力大小为60N ，方向竖直向上．
（2）从b 到c 根据动能定理：22011222
f c m
g R W mv mv -⋅+=- 代入数据整理可以得到：32f W J =- ，即克服摩擦力做功为32J ．
点睛：本题关键是明确小球的运动情况，分过程运用动能定理、平抛运动的分位移公式和向心力公式列式求解．。