广东省清远市2020年高一(下)物理期末监测模拟试题含解析

广东省清远市2020年高一(下)物理期末监测模拟试题
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．高速公路上常有区间测速的警示牌，如图所示。

根据这个警示牌，小汽车通过这个区间的时间( )
A．不应超过10min B．不应超过6min
C．不应短于10min D．不应短于6min
2．(本题9分)“嫦娥三号”任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，“嫦娥三号”分三步实现了在月球表面平稳着陆。

一、从100公里×100公里的绕月圆轨道上，通过变轨进入100公里×15公里的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100米左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4米高度时无初速自由下落着陆。

下图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。

下列说法错误的是（）
A．“嫦娥三号”在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期
B．“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度相等
C．着陆器在100米左右悬停时处于失重状态
D．着陆瞬间的速度一定小于9m/s
3．(本题9分)如图所示，a、b、c是绕地球做匀速圆周运动的三颗人造卫星，下列判断正确的是（）
A．b的线速度大于a的线速度
B．b运行周期小于a的运行周期
C．b向心加速度小于a的向心加速度
D．b、c受地球的引力一定大小相等
4．已知某一电流表G的满偏电流，内阻，要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表G上
A．串联一个400Ω的电阻
B．串联一个100Ω的电阻
C．并联一个400Ω的电阻
D．并联一个100Ω的电阻
5．(本题9分)汽车爬坡时，要使用低速挡减速行驶，这样做的主要目的是( )
A．节省汽油
B．减少汽车的惯性
C．减少汽车的阻力
D．获得较大的牵引力
6．(本题9分)以下关于分子间作用力的说法，正确的是（）
A．温度趋于确定值时，气体内分子运动速率均相同
B．液体难于被压缩表明液体中分子间只存在斥力
C．气体分子之间也存在分子力的作用
D．扩散现象表明分子间不存在引力
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)宇宙两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统.
设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示.若AO OB
，则( )
A．星球A的质量小于星球B的质量
B．星球A的线速度大于星球B的线速度
C．星球A受到的向心力大于星球B受到的向心力
D．星球A的向心加速度小于星球B的向心加速度
8．(本题9分)如图所示，质量为m的小球在外力作用下将弹簧压缩至A点保持静止。

撤去外力，在弹簧弹力的作用下小球被弹起，B点是小球在弹簧上自由静止时的位置，C点是弹簧原长位置，D点是小球运动的最高点。

小球在A点时弹簧具有的弹性势能为E P，则小球从A到D运动的过程中（）
A．弹力对小球所做的功为-E P
B．弹力对小球所做的功为E P
C．AD的距离为
D．AD的距离为
9．(本题9分)空降兵是现代军队的重要兵种．一次训练中，空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下（初速度可看做0,未打开伞前不计空气阻力），下落高度h之后打开降落伞，接着又下降高度H之后，空降兵达到匀速，设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度平方成正比，比例系数为k，即f=kv2，那么关于空降兵的说法正确的是（）
A．空降兵从跳下到下落高度为h时，机械能损失小于mgh
B．空降兵从跳下到刚匀速时，重力势能一定减少了mg（H+h）
C．空降兵匀速下降时，速度大小为mg/k
D．空降兵从跳下到刚匀速的过程，空降兵克服阻力做功为
2
()
2
m g mg H h
k
+-
10．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．0～6s内物体的位移大小为30m
B．2～6s内拉力做功为40J
C．滑动摩擦力的大小为5N
D．2s～6s内滑动摩擦力做功为40J
11．(本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道1．轨道1、2相切于P点，轨道2、1相切于Q点如右图所示．则当卫星分别在1、2、1轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）
A．卫星在轨道1上的速率小于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道1上的角速度大于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道1具有的机械能小于它在轨道2具有的机械能
D．卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道1上经过Q点时的加速度
12．(本题9分)如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这个过程中
A．电梯地板对物体的支持力做的功等于
B．电梯地板对物体的支持力所做的功等于
C．钢索的拉力所做的功等于
D．钢索的拉力所做的功大于
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某同学利用图示装置做“探究功与速度变化关系”的实验。

（1）该同学将气垫导轨接通气源，通过调平螺丝调整气垫导轨水平，他将滑块轻置于气垫导轨之上，进而判断导轨是否水平。

关于气垫导轨是否水平的判断，下列做法可行的是_________________（填选项前的字母）。

A．若滑块滑动，说明气垫导轨水平
B．轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，说明气垫导轨水平
C．轻推滑块，若滑块做减速直线运动，说明气垫导轨水平
（2）该同学测得遮光条的宽度为d实验时，用橡皮条将滑块向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离相同。

现测得挂一根橡皮条时，滑块被释放弹离橡皮条后通过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速直线运动的速度表达式为v=____________（用题中涉及的物理量符号表示）。

（3）该同学逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。

若操作无误，则作出的橡皮条对滑块做的功与滑块做匀速直线运动速度的二次方的关系图象（W—v2图象）应为
____________（选填“过坐标原点的抛物线”或“过坐标原点的倾斜直线”）。

14．(本题9分)用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

实验中，让重锤拖着纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。

要验证机械能是否守恒，需要比较重锤在这段时间内重力势能的减少量与____________（选填“动能”或“机械能”）的增加量是否相等。

对于该实验，下列操作中可以减小实验误差的是____________（选填选项前的字母）。

A．重锤选用质量和密度较大的金属锤
B．两限位孔在同一竖直面内上下对正
C．精确测量出重锤的质量
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=0.8m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为d=0.8m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。

一个小球从A点的正上方高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的9/4倍，取g=10m/s2。

求：
（1）小球经过D点时的速度大小为多少?
（2）小球自由下落的高度H的大小?
（3）试讨论小球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由.
16．(本题9分)如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆轨道相切，圆轨道半径R＝0.4 m．一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v0＝5 m/s的初速度，求：(g取10 m/s2)
(1)小球从C点飞出时的速度．
(2)小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？
(3)小球从C点抛出后，经多长时间落地？
(4)落地时速度有多大？
17．(本题9分)已知地球质量M，半径R，万有引力常量G，求地球同步卫星距离地面的高度？
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．C
【解析】
【详解】
由警示牌可知小汽车最大速度为：v m =120km/h 、s=20km ；则小汽车在区间测速段运动的最短时间为：20h 10min 120min
m s t v ＝＝＝； A. 不应超过10min ，与结论不相符，选项A 错误；
B. 不应超过6min ，与结论不相符，选项B 错误；
C. 不应短于10min ，与结论相符，选项C 正确；
D. 不应短于6min ，与结论不相符，选项D 错误；
2．C
【解析】
试题分析：据题意，“嫦娥三号”在椭圆轨道上的周期和在圆轨道上的周期可以通过开普勒第三定律分析，即，由于，则，故选项A 正确；据向心加速度可知，切点加速度相等，故选项B 正确；当着陆器处于悬停状态时受力平衡，故选项C 错误；由于着陆瞬间做自由落体运动，则着陆瞬间速度为：
，故选项D 正确。

考点：本题考查万有引力定律。

3．C
【解析】 ABC 、据万有引力提供圆周运动向心力有22222()GMm v m m r m r ma r r T
πω==== 可知：随着半径的增大，周期在增大，而线速度、加速度、角速度都在减小，故AB 错误;C 正确； D 、根据万有引力2
GMm F r = ,可知万有引力不仅和距离有关，还与环绕天体的质量有关，由于题中没有给卫星的质量，所以不确定谁的万有引力大，故D 错误；
本题选：C
点睛：根据万有引力提供圆周运动向心力分析描述圆周运动物理量大小与半径及质量的关系即可. 4．A
【解析】
【详解】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
故A 符合题意，BCD 不符合题意。

【解析】
因为P Fv =，所以汽车牵引力P F v =
，由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力．故选D ．
6．C
【解析】
【详解】
A ．温度趋于确定值时，气体内分子运动速率表现为“中间大，两头小”的规律，选项A 错误；
B ．液体难于被压缩表明液体中分子间存在斥力，但并非只存在斥力，选项B 错误；
C ．气体分子之间也存在分子力的作用，只是很小而已，选项C 正确；
D ．扩散现象表明分子在永不停息的做无规则运动，并不能表面分子间不存在引力，选项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．AB
【解析】
【详解】
C.两个星球间的万有引力提供向心力，故星球A 受到的向心力等于星球B 受到的向心力，故C 错误；
A.双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据万有引力提供向心力公式得：221211222Gm m m r m r L
ωω==，因为AO OB >，所以A B m m <，即A 的质量一定小于B 的质量，故A 正确； B.两个恒星的角速度相等，由于r A ＞r B ，根据v=rω，有v A ＞v B ，故B 正确；
D.根据2a r ω=可知，星球A 的向心加速度一定大于星球B 的向心加速度，故D 错误。

故选AB ．
【点睛】
双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据向心力公式判断质量关系，根据v r ω=判断线速度关系，根据2a r ω=判断向心加速度关系．
8．BD
【解析】
【详解】
AB.根据功能关系弹力做功等于弹性势能的减少，则A 到D 弹性势能减少E P ，则弹力做正功，大小为E P ;故A 项不合题意，B 项符合题意.
CD.小球从A 到D 的过程，对小球和弹簧组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，有：
而，
故C 项不合题意，D 项符合题意.
9．BD
【解析】
【详解】
空降兵从跳下到下落高度为h 的过程中，只有重力做功，机械能不变。

故A 错误；空降兵从跳下到刚匀速时，重力做功为：mg （H+h ），重力势能一定减少了mg （H+h ）。

故B 正确；空降兵匀速运动时，重力与阻力大小相等，所以：kv 2=mg ，得：mg v k
=．故C 错误；空降兵从跳下到刚匀速的过程，重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化，即：mg （H+h ）-W 阻=12mv 2。

得：W 阻=mg （H+h ）-12m•（mg k ）2=mg （H+h ）-22m g k
．故D 正确。

10．AB
【解析】
【详解】
A.在0～6s 内物体的位移大小为：x 12
=⨯（4+6）×6m ＝30m;故A 项符合题意. B.P-t 图线与时间轴围成的面积表示拉力做功的大小，则拉力做功为：W ＝10×4J ＝40J ．故B 项符合题意.
C.在2～6s 内，v ＝6m/s ，P ＝10W ，物体做匀速运动，摩擦力为f ＝F ，得到
f ＝F 106
P v ==N 53=N ， 故C 项不合题意.
D.2s ～6s 内滑动摩擦力做功为
W ＝-fx′53
=-⨯（4×6）J ＝-40J ，
故D 项不合题意.
11．ACD
【解析】 A 项：根据人造卫星的万有引力等于向心力，2
2Mm v G m r r
=，解得：GM v r =，轨道1半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道1上的速率小于在轨道1上的速率，故A 正确；
B 项：根据人造卫星的万有引力等于向心力，22Mm G m r r ω=，解得：3GM r
ω=1半径比轨道1
半径大，所以卫星在轨道1上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B 错误；
C 项：卫星从轨道1到轨道2要点火加速，即把燃烧燃料的化学能转化为机械能，所以卫星在轨道1具有的机械能小于它在轨道2具有的机械能，故C 正确；
D 项：根据牛顿第二定律和万有引力定律得加速度：2GM a r =
，所以卫星在轨道2上经过Q 点时的加速度等于它在轨道1上经过Q 点时的加速度，故D 正确．
点晴：本题考查卫星的变轨和离心运动等知识，关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．
12．BD
【解析】试题分析：对物体运用动能定理求解支持力做功．对电梯和物体整体运用动能定理求解拉力做功．根据动能定理求解合力对电梯做的功．
由动能定理得：对物体，解得到地板对物体的支持力做的功为，故A 错误B 正确；由动能定理得，解得到钢索的拉力做的功
，故C 错误，D 正确．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）B （2）
d t （3）过坐标原点的倾斜直线 【解析】
【详解】
(1)气垫导轨可以认为是光滑的，在判断其是否水平时可以采取的方法是：接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，滑块基本保持静止说明导轨是光滑的(或接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动)，故选项B 正确；
(2)由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，所以滑块最后做匀速直线运动的速度表达式为d v t
=； (3)根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以画出的2W v -图象应是过坐标原点的一条倾斜直线。

14．动能 AB
【解析】
【详解】
第一空. 要验证机械能是否守恒，需要比较重锤在这段时间内重力势能的减少量与动能的增加量是否相等。

第二空. 重锤选用质量和密度较大的金属锤，从而减小阻力，选项A 正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，从而减小下落过程中的摩擦阻力，选项B 正确；此实验中要验证的表达式是mgh=
12
mv 2，两边的质量m 可以消掉，则不需要精确测量出重锤的质量，选项C 错误；
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）3m/s （2）0.05m （3）不能
【解析】
【详解】
(1)小球圆周过D 点时，受力分析可知，由轨道的支持力指向圆心提供向心力，有：
2D D v N m r = 半圆轨道BDO 的半径
0.4m 2
d r == 而由牛顿第三定律可知： 94D
D N mg N '== 联立解得：3m/s D v =
(2)小球从A 从释放点到D 点的过程，由动能定理有：
21()02
D mg H r mv +=- 解得：0.05m H =
(3) 假设小球能过O 点，从D 点到O 点由动能定理有：
221122
o D mgr mv mv -=- 可得：1m/s o v =
若小球要圆周过O 点，至少由重力提供向心力，设最小速度min v ，有：
2min v mg m r
=
可得：min v ==
因min o v v <，则小球不能到达BDO 轨道的O 点
16． (1)3m/s （2）1.25倍（3）0.4s （4）5m/s
【解析】
【分析】
(1)小球从B 到C 的过程中根据机械能守恒可求出球从C 点飞出时的速度；
(2)小球通过C 点受支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出压力和重力的关系；
(3)小球离开C 点后做平抛运动，根据竖直方向上做自由落体运动计算运动的时间；
(4)根据动能定理计算落地的速度的大小．
【详解】
(1) 设在C 点的速度为V C ，小球从B 到C 的过程中利用动能定理可得：
22011222
C mgR mv mv =- 代入数据解得：V c =3m/s ；
(2) 设C 点对球的压力为N ，小球通过C 点受支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
2C v N mg m R
+= 解得：N=1.25mg ，
即球对C 点的压力是重力的1.25倍 ；
(3) 小球离开C 点后做平抛运动，在竖直方向有：
2122
R gt = 落地时间为：t=0.4 s ；
(4)全过程没有阻力的作用，只有重力做功，根据机械能守恒可得落地时的速度大小不变，
即：v=v 0=5m/s ．
【点睛】
解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解；小球能否到达最高点，这是我们必须要进行判定的，因为只有如此才能确定小球在返回地面过程中所遵循的物理规律．
17．h R = 【解析】
【详解】
地球同步卫星的周期等于地球的自转周期T ，则对地球同步卫星有：2
224()Mm G m R h R h T
π=++（）
解得：h R =。