2020年福建省泉州市物理高一(下)期末学业质量监测模拟试题含解析

2020年福建省泉州市物理高一(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)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动；②竖直方向做自由落体运动。

为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（）
A．只能说明上述规律中的第1条
B．只能说明上述规律中的第2条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。

故选B．
2．(本题9分)如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F-t图象如图乙所示，两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是
A．两物体在4s时改变运动方向
B．在1s～3s时间内两物体间摩擦力为零
C．6s时两物体的速度为零
D．B物体所受的摩擦力方向始终与力F的方向相同
【答案】D
【解析】
试题分析：对整体分析，整体的加速度与F 的方向相同，4s 时两个物体受到的力最大，但力F 方向依然向右，故加速度方向依然向右，速度方向与加速度方向相同，速度继续增大，方向向右，故A 错误；在1 s ～3 s 时间内两物体间摩擦力的方向与加速度方向相同，根据牛顿第二定律可知：在1 s ～3 s 时间内两物体AB 受到合外力，故整体向右做匀加速运动，AB 保持相对静止，故B 在方向向右的摩擦力作用下做匀加速直线运动，故B 错误；由图分析可知，物体一直向右做加速运动，在6s 末时速度最大，故C 错误；在这段时间内两物体AB 受到向右的外力，根据牛顿第二定律可知整体向右做加速运动，AB 保持相对静止，故B 在摩擦力作用下向右做加速直线运动，故两物体间摩擦力方向与外力F 方向一致，故D 正确；故选D. 考点：牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用题；解决本题的关键会根据物体的受力情况判断物体的运动情况，由于两个物体始终相对静止，故可以通过对整体加速度的变化，得知B 物体加速度的变化，再根据牛顿第二定律得出摩擦力的变化；注意整体法和隔离法的运用．
3．不同的地球同步卫星，下列哪个物理量可能不同
A ．线速度大小
B ．向心力大小
C ．轨道半径
D ．加速度大小
【答案】B
【解析】
【详解】 AC.同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，22
224=mM v G m r m ma r T r
π=＝ 则有
r =
v =，所以所有地球同步卫星线速度大小相同，故AC 不符合题意； BD.向心加速度2GM a r =
，所以加速度大小相同，但质量不知，因此向心力大小不一定相同，故D 不符合题意，B 符合题意；
4．在地球上空沿圆轨道运动的质量为m 的人造地球卫星，卫星到地球表面的距离等于地球半径R 的3倍，已知地面上的重力加速度为g ，则（ ）
A B ．卫星运动的加速度为2g C ．该卫星的周期大于近地卫星周期
D ．该卫星的线速度大于近地卫星的线速度
【答案】C
【解析】
【详解】
卫星所受万有引力提供向心力，有
2222()Mm v G m m r ma r r T
π=== 可得
322GM r GM v T a r GM r
π===，， 卫星到地球表面的距离等于地球半径R 的3倍，则轨道半径为4r R =。

A ．地球表面的重力加速度为
2
GM g R = 联立线速度公式可得卫星的线速度为
24gR R g v R == 故A 错误；
B ．卫星的加速度为
222(4)16
GM R g g a r R === 故B 错误；
C ．卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，由32r T GM
π=可知卫星的周期大于近地卫星周期，故C 正确；
D ．卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，由GM v r
=
可知卫星的线速度小于近地卫星的线速度，故D 错误。

故选C 。

5．(本题9分)一物体放在光滑水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F 1和F 2同时作用在物体上，使物体沿图中v 0的方向做直线运动。

经过一段位移的过程中，力F 1和F 2对物体所做的功分别为3J 和4J 。

则物体动能的变化量为
A ．1J
B ．4J
C ．5J
D ．7J
【答案】D
【解析】
【详解】
当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功3J，力F2对物体做功4J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为W=3J+4J=7J，由动能定理可知，合外力做功等于动能变化量，所以动能的变化量为7J
A. 1J与分析不符，A错误
B. 4J与分析不符，B错误
C. 5J与分析不符，C错误
D. 7J与分析相符，D正确
6．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）
A．A、B两点电势不相等
B．A、B两点电场强度不相等
C．感应电荷产生的附加电场电场强度E A＞E B
D．当电键S闭合时，电子从导体沿导线向大地移动
【答案】C
【解析】
【分析】
导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零；即外部电场在导体内部产生的电场强度与感应电荷在该点的电场强度等大反向.
【详解】
A．导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零．A、B两点电势相等，A错误；B．A、B两点电场强度都为零，B错误；
C．感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向，所以E A＞E B，C正确；
D．当电键S闭合时，电子从低电势（大地）沿导线向高电势点（导体）移动，选项D错误；
故选C．
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)在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下．经过时间t、通过位移L后，动量变为P，动能变为k E，以下说法正确的是（）
A ．在F 作用下，这个物体经过位移2L ，其动量等于2p
B ．在F 作用下，这个物体经过时间2t ，其动量等于2p
C ．在F 作用下，这个物体经过时间2t ，其动能等于2k E
D ．在F 作用下，这个物体经过位移2L ，其动能等于2k E
【答案】BD
【解析】
【详解】
由题意可知，经过时间t 、通过位移L 后，动量为p 、动能为k E ，由动量定理可知p Ft =，由动能定理得K E FL =，设物体质量为m ；当位移为2L 时，物体的动能222k k E F L FL E '=⋅==，物体的动量2222k k p mE m E p '='=⨯=，故A 错误D 正确；当时间为2t 时，动量222p F t Ft p '=⋅==，物体的动能()2
22
244222k k p p p E E m m m '
'====，故B 正确C 错误． 8． (本题9分)如图所示，物块在水平向右推力F 作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动，下列说法正确的是（ ）
A ．F 是恒力
B ．物块受到轨道的支持力逐渐增大
C ．物块受到的合外力逐渐增大
D ．F 与支持力的合力跟物块的重力大小相等
【答案】BD
【解析】
【详解】
物块在水平向右推力F 作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动过程中，物块受三力平衡如图，在向上缓慢移动过程中，随着θ的逐渐增大，F 逐渐变大；轨道对物块的支持力N 逐渐增大；物块受到的合外力为零；F 与支持力的合力跟物块的重力大小相等，方向相反，故AC 错误，BD 正确。

9． (本题9分)2018年珠海航展，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场。

表演中，战机先水平向右，再沿曲
线ab向上(如图)，最后沿陡斜线直入云霄。

设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。

则沿ab段曲线飞行时，战机
A．所受合外力大小为零
B．所受合外力方向不断变化
C．竖直方向的分速度逐渐增大
D．水平方向的分速度不变
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.战机做曲线运动，运动状态发生变化，合外力不为零，故A错误；
B.战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，即指向圆心，故B正确；
C.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则v y=vsinθ增大，即竖直方向的分速度逐渐增大，故C 正确；
D.飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则v x=vcosθ减小，即水平方向的分速度减小，故D错误。

10．(本题9分)如图所示，水平向右直线行驶的小车通过细绳和定滑轮将重物以速率υ竖直向上匀速提升，在此过程中，不计细绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是
A．小车做加速运动
B．小车做减速运动
C．细绳对小车的拉力逐渐变大
D．细绳对小车的拉力大小不变
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB.将小车的速度分解，如图，则=cos v v
车，则随着小车向右运动，则θ减小，v 车减小，即小车做减速运动，选项A 错误，B 正确；
CD.因物块匀速上升，可知绳子对物块的拉力不变，即绳子的张力不变，绳子对小车的拉力大小不变，选项C 错误，D 正确.
11．(本题9分)如图所示，光滑水平面上，小球m 在拉力F 作用下作匀速圆周运动.若小球运动到P 点时，拉力F 发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是( )
A ．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa 作离心运动
B ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa 作离心运动
C ．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb 作近心运动
D ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb 作离心运动
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
若拉力突然消失，小球做离心运动，因为不受力，将沿轨迹Pa 运动，故A 正确．若拉力变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即沿Pb 运动，故B 错误，D 正确．若拉力变大，则拉力大于向心力，沿轨迹Pc 做近心运动，故C 错误．
【点睛】
此题要理解离心运动的条件，结合力与运动的关系，当合力为零时，物体做匀速直线运动．
12．两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为T A ：T B ＝1：8，则关于两卫星及轨道半径、运动速率、向心加速度之比的说法（ ）
A ．在轨道2为卫星A
B ．R A ：R B ＝1：4
C ．v A ：v B ＝1：8
D ．a A ：a B ＝16：l
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB.根据万有引力提供向心力
2
22GMm m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
可知: 3
2r T GM
=两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为1:8,所以轨道半径之比R A ：R B ＝1：4,所以在轨道2为卫星B ，故A 错误，B 正确
C.根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:
2
2GMm v m r r
= 可得：
v A ：v B ＝2：1
故C 错误；
D.根据
2GMm ma r
= 可得：
a A ：a B ＝16：1
故D 正确。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．在“探究求合力的方法”的实验中
（1）本实验采用的科学方法是______．
A、理想实验法
B、控制变量法
C、等效替代法
（2）在实验中，某一个弹簧秤示数如图所示，读数为______N．
（3）下列操作有利于减小实验误差的是______（多选）．
A、两细绳必须等长
B、细绳、弹簧秤必须与木板平行
C、两细绳的夹角越大越好
D、标记同一细绳方向的两点要适当的远一点
BD
【答案】C 1.750.02N
【解析】
【详解】
（1）[1]．本实验采用的科学方法是等效替代法，故选Ｃ．
（2）[2]．弹簧秤最小刻度为0.1N，则示数为1.75N．
（3）[3]．A. 两细绳是否等长对减少误差无影响，选项A错误；
B. 细绳、弹簧秤必须与木板平行，选项B正确；
C. 两细绳的夹角要适当，并非越大越好，选项C错误；
D. 标记同一细绳方向的两点要适当的远一点，这样可减小记录力的方向时产生的误差，选项D正确。

14．(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点时间间隔为0.01s，长度单位是cm，g取9.8m/s1．求：
从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△E P=_____ J，动能的增加量△E K=_____J（保留三位有效数字）．
【答案】0.481J 0.475J
【解析】
物体重力势能减小量△E P =mgh=1×9.8×0.0491J=0.481J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
22(7.00 3.10)100.97522210
AC B s m m v s s T ---⨯===⨯⨯ 动能的增加量22111(0.975)0.47522
k B E mv J J ∆==⨯⨯=． 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)如图所示，光滑的直角细杆AOB 固定在竖直平面内，OA 杆水平，OB 杆竖直．有两个质量相等均为0.3kg 的小球a 与b 分别穿在OA 、OB 杆上，两球用一轻绳连接，轻绳长L=25cm ．两球在水平拉力F 作用下目前处于静止状态，绳与OB 杆的夹角θ=53°，求：
(1)此时细绳对小球b 的拉力大小，水平拉力F 的大小；
(2)现突然撤去拉力F ，两球从静止开始运动，设OB 杆足够长，运动过程中细绳始终绷紧，则当θ=37°时，小球b 的速度大小．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
【答案】 (1)F=4N (2)v b =0.6m/s
【解析】
【分析】先对b 球研究，根据共点力平衡条件救出绳子的拉力大小；再对a 球研究，再次根据共点力平衡条件列式，即可求出水平拉力F 的大小；撤去拉力F 后，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律列式，运用速度的分解法得到两个小球速度大小的关系，联立即可即可求得b 球的速度大小；
解：先以b 球为研究对象，设绳子的拉力大小为T ，则由平衡条件有53Tcos mg ︒=
再以a 球为研究对象，则有53Tsin F ︒=
联立解得5534T N F mgtan N ==︒=，
（2）撤去拉力F 后，系统的机械能守恒，则有2211 (3753)22
b a mg Lcos Lcos mv mv ︒︒=+﹣ 又将两球的速度分解，两球沿绳子方向的分速度大小相等，则有
3737b a v cos v sin ︒=︒ 联立解得0.6/b v m s =
16． (本题9分)如图所示，光滑、平行、电阻不计的金属导轨固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L ，导轨顶端连接定值电阻R ，导轨上有一质量为m ，长度为L ，电阻不计的金属杆，杆始终与导轨接触良好。

整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。

现将杆从M 点以0v 的速度竖直向上抛出，经历时间t ，到达最高点N ，重力加速度大小为g 。

求t 时间内
（1）流过电阻的电量q ；。