2020年北京市延庆县物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题含解析

2020年北京市延庆县物理高一(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)一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。

这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中()
A．物体的重力势能增加了
B．物体的重力势能增加了
C．物体的动能损失了0.5
D．物体的机械能损失了1.5
2．(本题9分)如图，大、小两轮通过皮带传动匀速转动，且皮带与轮边缘之间不发生相对滑动．大、小两轮的半径之比r1:r2=2:1，A、B 为轮边缘上的两点．下列关系正确的是( )
A．A、B 两点的线速度大小之比v A:v B=1:1
B．A、B 两点的线速度大小之比v A:v B=2:1
C．A、B 两点的角速度大小之比ω A: ω B=1:1
D．A、B 两点的向心加速度大小之比a A:a B=2:1
3．(本题9分)a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V，如图．由此可知，c点的电势为（）
A．4V B．8V C．12V D．24V
4．如图所示,a、b、c三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛.下列说法正确的有( )
A ．它们的落地时间相同
B ．运动过程中重力做的功相等
C ．它们落地时的速度相同
D ．它们落地时重力的瞬时功率相等
5．一台抽水机每秒能把30kg 的水抽到10m 高的水塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（210m/s g =）( )
A ．5310J ⨯
B ．55.410J ⨯
C ．65.410J ⨯
D ．6310J ⨯
6． (本题9分)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A 位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B 位置接触弹簧的上端，在C 位置小球所受弹力大小等于重力，在D 位置小球速度减小到零．不计空气阻力，对于小球下降阶段，下列说法中正确的是( )
A ．在
B 位置小球动能最大
B ．在
C 位置小球动能最大
C ．整个过程中小球的机械能守恒
D ．从A→C 位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
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．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( ）
A ．离地面的高度一定
B ．轨道平面不一定在赤道平面内
C ．线速度小于7.9km/s
D ．向心加速度大于9.8 m/s 2
8． (本题9分)如图所示，摩擦轮A 和B 通过中介轮C 进行传动，A 为主动轮，A 的半径为20cm ，B 的半径为10cm ，则A 、B 两轮边缘上的点（ ）
A．角速度之比为1∶2
B．向心加速度之比为1∶2
C．线速度之比为1∶2
D．线速度之比为1∶1
9．(本题9分)假设将来一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，已知万有引力常量为，则下列说法正确的是（）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅰ运动到P点的速度
B．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ运动的周期，就可以推知火星的密度
C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期
10．(本题9分)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是
A．根据C＝Q
U
可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比
C．对于确定的电容器，无论电容器的电压如何変化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
11．(本题9分)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，
A．矿车上升所用的时间之比为4:5
B．电机的最大牵引力之比为2:1
C．电机输出的最大功率之比为2:1
D．电机所做的功之比为4:5
12．(本题9分)关于功率，下列说法正确的是（）
A．由公式可知做功越多，功率越大
B．由公式可知车速越大，汽车发动机功率越大
C．由公式可知单位时间内做功越多，功率越大
D．车子的启动过程中，当加速度为零时，取得速度的最大值
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．在利用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。

(1)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。

某小组的同学利用实验得到了所需纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是_________；
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v；
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=2gh，计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，计算出瞬
时速度v，并通过h=
2
2
v
g
计算出高度h；
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v。

(2)打出的纸带如图乙所示。

设物体质量为m、交流电周期为T，则打点4时物体的动能可以表示为________；
(3)为了求从起点0到点4物体的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是
____________（填字母即可）；
A．取当地的实际g值B．根据打出的纸带，用△x=gT2求出
C．近似取10m/s2即可D．以上说法均错误
(4)而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减少量，出现这样结果的主要原因是___________。

14．(本题9分)某同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）如图是实验中得到的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到O的距离分别为h A、h B、h C。

已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，则打下B点时，重锤的动能表达式E kB=______。

（2）在实验过程中下列实验操作和数据处理不正确的是___。

A．释放重锤前，使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源再释放重锤
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v=2gh计算D．在利用公式mgh计算重锤重力势能的减少量时，g应取当地的重力加速度
（3）某同学在纸带上选取计数点后测量它们到起始点O（初速度为零的点）的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。

若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是图中的哪一个____。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进
行了讨论。

如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg 的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O 距水面的高度为H=3m 。

不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。

取重力加速度g=10m/s 2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。

(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F 。

(2)若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入水中。

设水对选手的平均浮力f 1=800N,平均阻力f 2=700N,求选手落入水中的深度d 。

(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远。

请通过推算说明你的观点。

16． (本题9分)A 、B 两小球同时从距地面高为h=15m 处的同一点抛出，初速度大小均为vo=10m/s 。

A 球竖直向下抛出，B 球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度g 取10m/s 2。

求：
（1）B 球经过多长时间落地？
（2）A 球经过多长时间落地？
（3）A 球落地时，A 、B 两球间的距离是多少？
17． (本题9分)在真空中的O 点放一个点电荷9210Q C -=+⨯ ,直线MN 通过O 点，OM 的距离30r cm = , M 点放一个点电荷101.010q C -=-⨯ ；静电力常量9229.010/K N m C =⨯⋅ ，如图，求：
（1）在电荷Q 产生的电场中，M 、N 两点哪点的电势高?q 在M 、N 两点哪点的电势能大？
（2）q 在M 点受到的电场力．
（3）点电荷Q 在M 点产生的场强．
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】
【详解】
AB．重力做了多少功，重力势能就改变多少，根据题意重力做负功，大小为，故重力势能增加，A错误B正确；
C．物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：
，
解得：
；
合力：
；
合力做负功，故动能减小量等于克服合力做的功，故动能减少
，
C错误；
D．物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为：
，
故D错误．
2．A
【解析】
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故v A=v B，故v A：v B=1：1．故A正确，B错误；根据公式v=ωr，故ωA：ωB=r B：r A=1：2．故C错误；向心加速度：a=v•ω
所以：a A：a B=v AωA：v BωB=1：2；故D错误；故选A．
点睛：本题关键能分清同缘传动和同轴传动，同缘转动线速度相同，同轴转动角速度相同；还要能结合公式v=ωr ，a=v•ω等列式求解.
3．B
【解析】
试题分析：
根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd 五等分，如图所示，则U be =15U bd =15
×（24-4）=4v ，故U be =φb -φe =4v ，故φf -φd =4v ，故φe =24-4=20v ．φf =8v ．故φa =φe ，连接cf ，则cf ∥ae ，故c 点的电势φc =φf =8v ．故B 正确．故选B ．
考点：电势
【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙．
4．B
【解析】
【详解】
A. 设斜面高度为h ，a 沿斜面下滑的时间为t ，则有：
212
h gsin t sin θθ= 解得：1
2h t sin g
θ=b 、c 从同一高度分别开始自由下落和平抛,根据
2112
h gt = 解得：12h t g
=A 错误； B.三个小球的重力一样，下落的高度差一样，所以运动过程中重力做的功相等，故B 正确；
C.因为a 、b 两球初速度为0，c 的初速度不为0，由机械能守恒定律可知：a 、b 两球的落地时的速度大小相等，小于c 球的落地速度，所以它们落地时的速度不相同，故C 错误；
D. 根据重力做功的瞬时功率公式：y P mgv =，可知自由落体和平抛的瞬时功率相同即P b =P c ，由于物体沿斜面下滑到底端时的竖直分速度速度小于自由下落时的竖直速度，即P a <P b ，由上可知P a <P b =P c ，故D 错误。

5．C
【解析】
【详解】
抽水机1秒钟内做的功是：
301010J 3000J W mgh ==⨯⨯=
所以抽水机的功率为：
3000W 3000W 1
W P t === 抽水机半小时做的功是：
630003060J 5.410J W Pt '==⨯⨯=⨯.
A ．5310J ⨯与分析不符，故A 错误.
B ．55.410J ⨯与分析不符，故B 错误.
C ．65.410J ⨯与分析相符，故C 正确.
D ．6310J ⨯与分析不符，故D 错误.
6．B
【解析】
【详解】
AB.小球从B 至C 过程，重力大于弹簧的弹力，合力向下，小球加速运动；C 到D 过程，重力小于弹力，合力向上，小球减速运动，而在C 点小球所受弹力大小等于重力，加速度为零，所以在C 点速度最大，即动能最大，故A 错误，B 正确；
CD.小球下降过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能总和保持不变，而小球的机械能会变化，所以从A→C 位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和，故小球重力势能的减少大于小球动能的增加。

故CD 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．ACD
【解析】
【详解】
A.万有引力提供向心力，列出等式：
()()2
224GMm
m R h T R h π++＝ 其中R 为地球半径，h 为同步卫星离地面的高度。

由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T 为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h 也为一定值，故A 正确；
B.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，故地球同步卫星，一定在赤道平面上，故B 错误；
C.第一宇宙速度是最大的运行速度，任何地球卫星的速度都小于第一宇宙速度，则地球同步卫星的运行速度小于7.9km/s ，故C 正确；
D.地球同步卫星的周期等于地球赤道上物体随地球自转的周期，根据a=ω2r 可知，地球同步卫星加速度大于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度9.8m/s 2，故D 正确。

8．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由描述圆周运动的参量间关系：
v＝rω
可知
ωA∶ωB＝r B∶r A＝1∶2
故选项A正确；
B．又因为：
a＝vω
所以：
a A∶a B＝1∶2
故选项B正确；
CD．根据图示装置结构可知，A、B两轮边缘上的点的线速度大小相等，即v A＝v B，故选项C错误，选项D正确。

故选ABD。

考点：本题主要考查了描述圆周运动的参量间关系、传动装置中的特征问题，属于中档偏低题．
9．BD
【解析】
【详解】
A. 从轨道I到轨道Ⅱ要在P点点火加速，则在轨道I上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，故A错误；
B. 飞船贴近火星表面飞行时，如果知道周期T，可以计算出密度，即由
，
可解得
故B正确；
C. 根据可知，飞船在I、Ⅱ轨道上的P点加速度相等，故C错误；
D. 因为轨道Ⅱ半长轴大于轨道Ⅰ的半径，所以飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道Ⅰ上运动时的周期，故D正确。

【解析】
【详解】
AD.C ＝Q U
比值定义式，电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定， 与两极板间的电压、所带的电荷量无关，故A 错误，D 正确；
B.对于确定的电容器，C 一定，由Q=CU 知，Q 与U 成正比，故B 正确；
C.电容器所带的电荷量与电压比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的
电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变，故C 正确。

11．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由图可得，变速阶段的加速度00
v a t = ，设第②次所用时间为t ，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，0000111122[2]222
v t v t t v a ⨯⨯=+-⨯⨯（），解得：052t t =，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为0052:4:52
t t = ，选项A 正确； B ．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，F mg ma -=，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B 错误；
C ．由功率公式，P=Fv ，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C 正确；
D ．加速上升过程的加速度010
v a t =，加速上升过程的牵引力1100()F ma mg m v g t =+=+，减速上升过程的加速度0
20a v t =-，减速上升过程的牵引力 2200)(F ma mg m g v t =+=-
， 匀速运动过程的牵引力3F mg =．第①次提升过程做功
1100200001122
W F t v F t v mgv t =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=； 第②次提升过程做功
1000020000231113111122222222
W F t v F t v F t v mgv t =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=； 两次做功相同，选项D 错误．
此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．
12．CD
【解析】A 、由公式可知做功越多，功率不一定大，还与时间有关，故A 错误；
B 、由公式可知当牵引力恒定时，车速越大，汽车发动机功率越大，故B 错误；
C 、由公式可知单位时间内做功越多，功率越大，故C 正确；
D 、车子的启动过程中，当加速度为零时，获得速度的最大值，故选项D 正确。

点睛：解决本题的关键知道功率的定义，知道功率是反映做功快慢的物理量。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．D 2
53k 2()8m h h E T
-= A 阻力做负功 【解析】
【详解】
(1)[1]该实验是验证机械能守恒定律的实验。

因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒。

如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证，其中ABC 三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

(2)[2]利用匀变速直线运动的规律得，打点4的速度
5342h h v T
-= 所以动能为
2
253k 42
()128m h h E mv T -== (3)[3]在“验证机械能守恒定律”实验中要求起点0到点4重锤的重力势能变化量，不能用机械能守恒来计算g 值，应取当地的实际g 值，故BCD 错误，A 正确。

故选A 。

(4)[4]由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量。

14．()
228C A m h h T - C A
【详解】
第一空. 由匀变速直线运动规律可知，B 的速度等于AC 段的平均速度，2C A B h h v T
-=；所以打下B 点时，重锤的动能表达式2
2k 2
()128C A B m h h E mv T -== 第二空. A. 释放重锤前，为了减小阻力的影响，使纸带保持竖直，故A 正确；
B. 实验时，为了让打点计时尽量在纸带上打更多的点，应先接通电源，再释放纸带，故B 正确；
C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v ，可以根据纸带上某段时间内的平均速度等于瞬时速度求出．不能根据公式v=2gh 计算，故C 错误；
D. 用刻度尺测量某点到O 点的距离h ，利用公式mgh 计算重力势能的减少量，其中g 应取当地的重力加速度，故D 正确；
第三空. 若机械能守恒，有212
mgh mv =，则22v gh = ，可知v 2-h 图线为过原点的一条倾斜直线。

A. A 选项图是为过原点的一条倾斜直线，故A 正确；
BC. BC 选项图是为没有过原点的一条倾斜直线，故BC 错误；
D. C 选项图是为过原点的一条曲线，故D 错误。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)1 080 N (2)1.2 m (3) 两人的看法均不正确
【解析】(1)机械能守恒mgl(1－cos α)＝mv2① 圆周运动F′－mg ＝m
解得F′＝(3－2cos α)mg
人对绳的拉力F ＝F′
则F ＝1 080 N.
(2)动能定理mg(H －lcos α＋d)－(f1＋f2)d ＝0
则d ＝
解得d ＝1.2 m.
(3)选手从最低点开始做平抛运动x ＝vt
H －l ＝gt2
且由①式及以上两式
解得x ＝2
当l ＝时，x 有最大值，解得l ＝1.5 m.
因此，两人的看法均不正确．当绳长越接近1.5 m 时，落点距岸边越远． 视频
16．（1）
S （2）1s （3）10m
【解析】 【详解】
（1）B 球做平抛运动，根据h=gt 2 可得： t= 将h=15m ，g=10m/s 2 代入得：t=s （2）A 球做竖直下抛运动h=v 0t+gt 2。

将h=15m ，v 0=10m/s 代入，可得t=1s 。

（3）B 球做平抛运动
水平方向x=v 0t ，竖直方向y=gt 2
将v 0=10m/s ，t=1s 代入，可得x=10m ，y=5m
此时A 球与B 球的距离为L=，将x 、y 、h 数据代入，得L=10m 。

【点睛】
本题关键是分清两球的运动规律，尤其是平抛运动在水平和竖直方向的运动特征，同时结合空间位置情况，运用运动学公式求解．
17．（1）M 点电势高．Q 在N 点的电势能大（2）82.010N -⨯ 方向由M 指向O(3)200/N C 方向由M 指向N
【解析】
【分析】
【详解】
（1）沿着电场线电势在降低，所以M 点电势高.负电荷在电势低的地方电势高所以q 在N 点的电势能大. （2）根据库仑定律可知：2q Q F K r
==2.0×10－8 N, 方向由M 指向O
（3）根据电场强度的定义可知2r
Q E K
=N/C=200 N/C, 方向由M 指向N 【点睛】 沿着电场线电势在降低，而且负电荷在电势低的地方电势能大，会利用电场的定义2r Q E K
=求电场强度的大小．。