2020年珠海市名校物理高一(下)期末学业水平测试模拟试题含解析

2020年珠海市名校物理高一(下)期末学业水平测试模拟试题
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)质量为m 的物体以速度v0离开桌面，如图所示，当它经过A 点时，所具有的机械能是（以桌面为参考平面，不计空气阻力）（ ）
A ．2012
mv mgh + B ．2012
mv mgh - C ．201()2
mv mg H h -- D ．2012mv 2． (本题9分)质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点，如图所示，绳 a 与水平方向成θ角，绳 b 在水平方向且长为 l ，当轻杆绕轴 AB 以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周 运动，则下列说法正确的是（ ）
A ．a 绳的张力可能为零
B ．a 绳的张力随角速度的增大而增大
C ．若 b 绳突然被剪断，则 a 绳的弹力一定发生变化
D ．当角速度 ，b 绳将出现弹力
3． (本题9分)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。

若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A ．物体所受弹力增大，摩擦力也增大
B ．物体所受弹力增大，摩擦力减小
C．物体所受弹力减小，摩擦力减小
D．物体所受弹力增大，摩擦力不变
4．(本题9分)如图所示，在倾角为45°的斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度υ0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1。

另一小球B从同一位置Q处自由下落，下落至P点的时间为t2，不计空气阻力，则t1：t2为
A．l：2 B．1：3C．1：3 D．1：2
5．如图所示，半圆形的光滑固定轨道槽竖直放置，质量为m的小物体由顶端从静止开始下滑，则物体经过槽底时，对槽底的压力大小为
A．2mg B．3mg C．mg D．5mg
6．(本题9分)一个钟表的时针与分针的长度之比为1:2，假设时针和分针做匀速圆周运动，则时针与分针的向心加速度之比为（）
A．1:144 B．1:288 C．1:576 D．1:1152
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)质量为1 kg的小球A以2 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球B发生正碰，关于碰后的速度v A和v B，可能正确的是
A．v A＝v B＝m/s B．v A＝3 m/s，v B＝－0.5 m/s
C．v A＝1 m/s，v B＝1.5 m/s D．v A＝－0.5 m/s，v B＝1.25m/s
8．(本题9分)一个质量为为m的物体以加速度a=g竖直向上加速运动，在物体上升高度h的过程中，以
下说法中正确的是（）
A．物体的重力势能增加了mgh
B．物体的动能增加了2mgh
C．拉力不做功机械能保持不变
D．物体的机械能增加了2mgh
9．下列说法错误的是（）
A．一定质量气体，在体积不变的情况下，它的压强与温度t 成正比B．气体在趋近绝对零度时，其体积趋于零
C．一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高1度，其压强增加
1 273
D．绝对零度是低温的极限，将来随着技术的发展，也不可能达到
10．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
11．经典力学有一定的局限性和适用范围．下列运动适合用经典力学研究和解释的是（）
A．“墨子号”量子卫星绕地球运动的规律
B．“墨子号”量子卫星从太空发出两道红光，射向云南雨江高美古站，首次实现了人类历史上第一次距离达千里级的量子密钥分发
C．氢原子内电子的运动
D．高速飞行的子弹的运动
12．(本题9分)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是
A．M可能为电子，N可能为质子
B．N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功
C．N在d点的电势能等于它在c点的电势能
D．M在b点的动能大于它在a点的动能
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)为了探究机械能守恒定律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：
A．小车B．钩码C．一端带滑轮的木板D．细线
E．电火花计时器F．纸带G．毫米刻度尺H．低压交流电源
I．220V的交流电源J．天平K．秒表
(1)根据实验装置，你认为实验中不需要的器材是_____、_______。

（填写器材序号）
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0-6），测出0到l、2、
3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T。

则打点2时小车的速度v2=________。

(3)若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____。

在实验数据处理时，如果以v2/2为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线斜率的表达式为____
14．(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带、打点计时器和重物外，还需选用下述哪种仪器？（）
A．秒表B．刻度尺C．天平D．弹簧秤
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”于2007年在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空．假设该卫星的轨道是圆形的，且离月球表面的高度是月球半径．若已知该卫星绕月球做圆周运动的周期为T、月球的半径R、万有引力常量G，求
（1）月球的质量
（2）月球的密度
16．为了提高运动员奔跑时下肢向后的蹬踏力量，训练中让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑，已知运动员在奔跑中拖绳上端与地面的高度h=1.2m ，轻质不可伸长的拖绳长l=2m ，运动员质量M=60kg ，轮胎质量m=12kg ，轮胎与跑道间的动摩擦因数μ=1/3，如图甲所示，将运动员某次拖轮胎奔跑s=100m 当做连续过程，抽象处理后的v-t 图象如图乙所示，g=10m/s 2，不计空气阻力．求
（1）运动员加速过程中的加速度大小；
（2）跑完100m 所用的时间；
（3）匀速阶段绳子拉力的大小．
17． (本题9分)如图所示，竖直放置的两金属板之间加电压11000V U =，在其右侧有两个水平正对放置的平行金属极板，板长L ＝10cm ，相距d ＝5cm ，两极板间加2100V U =的偏转电压。

从左极板的小孔处静止释放一带电粒子，该粒子的质量m ＝8.0×10﹣30kg ，电荷量q ＝6.4×10﹣18C ，粒子从小孔S 射入偏转电场，并能从右端射出，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计粒子的重力。

求：
（1）粒子射入偏转电场时的速度大小v ；
（2）粒子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y ；
（3）粒子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W 。

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】 试题分析：选择桌面为零势能面，开始是机械能为：2211022
E mv mv =+
=，由于不计空气阻力，物体运动过程中机械能守恒，则经过A 点时，所具有的机械能也为21 2mv ，故选项D 正确．
考点：机械能守恒定律
名师点睛：物体在运动过程中机械能守恒，即任意两个时刻或位置的机械能都相等，本题中关键是正确计算物体具有的势能．
2．D
【解析】
【详解】
A、小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A错；
B、根据竖直方向上平衡得，F a sinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误。

D、当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度，b绳将出现弹力，故D对；
C、由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故C错误
故选D
【点睛】
小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变。

3．D
【解析】
【分析】
【详解】
物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图，开始时重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，最大静摩擦增大，物体仍静止，即重力G与静摩擦力f平衡，故ABC错误，D 正确。

故选D。

4．B
【解析】
【详解】
物体垂直落到斜面上，因斜面倾角为45°，则竖直速度v y =v 0=gt 1，则01v t g
=
；Q 点到斜面的水平距离为v 0t 1，
则QP=v 0t 1+2112gt =2032v g ，则由QP=2212gt 解得02t g =； A. l ：2，与结论不相符，选项A 错误；
B. 1B 正确；
C. 1：3，与结论不相符，选项C 错误；
D. 1，与结论不相符，选项D 错误；
5．B
【解析】
【详解】
根据动能定理得：
212
mgR mv = 得：
v =根据牛顿第二定律得：
2
v N mg m R
-= 则：
2
3v N mg m mg R
=+＝． A. 2mg ，与结论不相符，选项A 错误；
B. 3mg ，与结论相符，选项B 正确；
C. mg ，与结论不相符，选项C 错误；
D. 5mg ，与结论不相符，选项D 错误．
6．B
【解析】
【详解】
分针、时针的周期分别为1h 、12h ，则周期比为1：12.根据：
2T
πω=
得出角速度之比为： 1==12T T ωω时分分时 又根据向心加速度公式：
2a r ω=
得：
2222111===212288
a r a r ωω⨯⨯时时时分分分 A ．1:144与分析不符，故A 错误.
B ．1:288与分析相符，故B 正确.
C ．1:576与分析不符，故C 错误.
D ．1:1152与分析不符，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．AD
【解析】碰撞前总动量为 P=m A v A0=1×2kg•m/s=2kg•m/s 。

碰撞前总动能为.
A 、若，则碰撞后总动量，动量守恒。

碰撞后总动能为
，系统机械能不增加，也符合运动情况，是可能的，故A 正确；B 、若v A =3m/s ，
v B =-0.5m/s ，则碰后A 的速度增大，而且碰后两者相向运动，还要发生第二次碰撞，不符合实际情况，故B 错误。

C 、若v A =1m/s ，v B =1.5m/s ，则碰撞后总动量P′=m A v A +m B v B =1×1+2×1.5=4kg•m/s ，动量不守恒，不可能，故C 错误；D 、若v A =-0.5m/s ，v B =1.25m/s ，则碰撞后总动量P′=m A v A +m B v B =1×(-0.5)+2×1.25=2kg•m/s ，动量守恒。

碰撞后总动能为
，系统机械能不增加，也符合运动情况，是可能的，故D 正确；故选AD 。

【点睛】对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率，不能发生第二碰撞．
8．AD
【解析】
【分析】
试题分析：对物体受力分析，受重力G 和向上的拉力F ，根据牛顿第二定律列式求出各个力，然后根据功能关系得到各种能量的变化情况
A 、物体上升h 高度，克服重力做功mgh ，则物体重力势能增加了mgh ，A 正确；
B 、由牛顿第二定律知，物体的合力=F mg 合，方向向上，则合力做功为=W mgh 合 ，由动能定理知物体的动能增加了mgh ，B 错误；
CD 、物体从静止开始以g 的加速度沿竖直方向匀加速上升，由牛顿第二定律得F mg ma -= ，解得2F mg = ，则拉力F 对物体做功为2F W Fh mgh == ，由功能原理可知，故机械能增加了2mgh ，C 错误．D 正确
故选AD
9．ABC
【解析】
【详解】
A.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，根据：
p C T
= 可知压强p 与热力学温度T 成正比，而：
T=t+273
故压强与温度 t 不是成正比，故A 错误,符合题意；
B.气体趋近于绝对零度时，已液化，气体实验定律已经不适用了，体积也不会趋近于零。

故B 错误,符合题意。

C.一定质量气体发生等容变化，由理定律定律得：
p C T
= 则有：
p p T T
∆∆= 气体温度每升高1℃，压强就增加T 温度时压强的
1T 倍，当0℃=273K ，故气体温度每升高1℃，增加的压强等于它在0℃时压强的1273
，故C 错误,符合题意； D.根据热力学第三定律可知，热力学温标的零K 达不到，故D 正确,不符合题意。

10．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．
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．
11．AD
【解析】
【详解】
A、“墨子号”量子卫星绕地球运动的宏观物体的运动，适合用经典力学研究和解释，A正确；
B、量子密钥分发是微观粒子运动，不适合用经典力学研究和解释，B错误；
C、氢原子内电子的运动是微观粒子运动，不适合用经典力学研究和解释，C错误；
D、高速飞行的子弹的运动，宏观物体的运动，适合用经典力学研究和解释，D正确；
12．AB
【解析】
【详解】
A．据做曲线运动物体所受合外力指向轨迹内侧知，带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，则带电粒子M带负电；带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，则带电粒子N带正电；所以M可能为电子，N 可能为质子．故A项符合题意；
BC．带电粒子N受到中间正点电荷的库仑斥力，N在从c点运动到d点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子N做正功，带电粒子N在d点的电势能小于它在c点的电势能．故B项符合题意，C项不符合题意；
D．带电粒子M受到中间正点电荷的库仑引力，M在从a点运动到b点的过程中离中间正点电荷变远，则电场力对带电粒子M做负功，带电粒子M动能减小，则带电粒子M在b点的动能小于它在a点的动能．故D项不符合题意．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．H；K；
【解析】（1）实验中，打点计时器可以直接记录时间，所以不需要秒表，电火花打点计时器需要220V的交流电源，不需要低压交流电源，所以不需要的器材为：H、K。

（2）点2的瞬时速度为： 或者；
（3）从点1到点5，动能的增加量为(M+m)（v 52-v 12），则需要验证的动能定理表达式为：mg （d 5-d 1）=(M+m)（v 52-v 12）。

（4）根据动能定理得：mgd ＝(M+m)v 2，解得：v 2＝，则图线的斜率为：k=
点睛：解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小。

对于图线问题，常见的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合关系式，通过图线的斜率或截距分析判断。

14．B
【解析】
A 项：实验中有打点计时器测量时间，不再需要秒表，A 错误；
B 项：在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B 正确；
C 项：而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C 错误；
D 项：实验中不要测物体的重力或质量，所以不用弹簧秤，故D 错误．
点晴：根据验证机械能守恒定律的原理及实验方法，明确需要测量的数据，则可知需要的器材．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．23232R M GT
π= 224GT πρ= 【解析】
【分析】
星贴近月球表面做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和密度公式分析能否求出月球的质量和密度．
【详解】
（1）设该卫星的运行周期为T 、质量为m ，月球的半径为R 、质量为M ， 根据万有引力提向心力：2
22424Mm G m R R T
π= 解得：23
232R M GT
π= （2）月球的密度为：2
24M V GT πρ=
= 【点睛】
已知卫星的运行周期和轨道半径，可求出月球的质量，这个结果可推广到行星绕太阳：若已知行星的公转
半径和周期，可求出太阳的质量．
16．（1）21.25m/s a =（2）22s t =（3）F=40N
【解析】
【详解】
（1）由图像可知
2250m/s 1.25m/s 4
v a t ∆-===∆ （2）加速阶段的位移 221111 1.254m 10m 22
x at ==⨯⨯= 匀速阶段的运动时间t 2,跑完100m 所用的时间 1210010s 18s 5x x t v --=
== 跑完100m 所用的时间：
124s 18s 22s t t t =+=+=
（3）匀速阶段受力平衡，对轮胎进行受力分析，可得 cos F f θ=
sin N F F mg θ+=
N f F μ=
联立解得：
F=40N
17．（1）4×107m/s （2）5×10﹣3 m （3）6.4×10﹣17J
【解析】
【详解】
（1）电子在加速电场中运动时，由动能定理得：211 2
q m U v = 解得7 =410m/s v ⨯；
（2）带电粒子在偏转电场中运动时间为：L t v = 由牛顿第二定律得 2
q a md
U = 竖直方向上侧移量 21
2y a t = 由以上三式得：2
214U L y U d
= 代入数据解得：3
=510m y ⨯﹣；
（3）电场力做功：2U W q y d
= 代入数据解得17 =6.410J W ⨯﹣。