2019-2020学年汕头市名校物理高一(下)期末调研模拟试题含解析

2019-2020学年汕头市名校物理高一(下)期末调研模拟试题
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)关于点电荷的说法,正确的是()
A．只有体积很小的带电体,才能看作点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C．点电荷一定是电荷量很小的电荷
D．两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
2．(本题9分)地球上，在赤道的物体A和杭州的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示．他们的线速度分别为v A、v B，周期分别为T A，T B，则（）
A．v A=v B，T A=T B B．v A＜v B，T A＜T B C．v A＞v B，T A=T B D．v A＜v B，T A=T B
3．(本题9分)如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小
球运动到最高点时，瞬时速度
3
2
v gR
=，R是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（）
A．1
2
mg的拉力B．
1
2
mg的压力
C．3
2
mg的拉力D．
3
2
mg的压力
4．(本题9分)如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球。

a球质量为m，静置于地面；b球质量大于a球的质量，用手托住b球，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。

从静止开始释放b后，a能达到的最大高度为1.5h，则b球的质量为()
A．3m B．2.5m C．2m D．1.5m
A．140s
B．105s
C．84s
D．100s
6．(本题9分)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星的圆形绕月轨道距月球表面分别约为200 km和100 km.当它们在绕月轨道上运行时,两者相比,“嫦娥二号”的( )
A．周期较小B．线速度较小
C．角速度较小D．向心加速度较小
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)我国2020年将首次探测火星，将完成火星探测器围绕火星飞行、火星表面降落以及巡视探
测等任务。

火星是地球的“邻居”，其半径约为地球半径的1
2
，质量约为地球质量的
1
10
，设火星的卫星A
和地球卫星B都围绕各自的中心天体做匀速圆周运动，距离中心天体的表面距离与该中心天体的半径相等，下面说法正确的是
A．卫星A、B加速度之比为2：5
B．卫星A、B线速度之比为25:5
C．卫星角速度之比为5:5
D．卫星A、B周期之比为5:2
8．(本题9分)如图所示，倾角为的传送带以2m/s的速度沿图示方向匀速运动现将一质量为2kg的小木块，从传送带的底端以v0＝4m/s的初速度，沿传送带运动方向滑上传送带。

已知小木块与传送带间的动摩擦因数为＝0.5，传送带足够长，sin＝0.6，cos＝0.8，取g＝10m/s2。

小物块从滑上传送带至到达最高点的过程中，下列说法正确的是( )
A．物块运动时间为1.2s
B．物块发生的位移大小为1.6m
C．物块与传送带间因摩擦而产生的热量为6.4J
D．摩擦力对小木块所做功为12.8J
9．(本题9分)水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨
A．R越大，v0越大
B．R越大，小球经过b点后的瞬间对轨道的压力变大
C．m越大，v0越大
D．m与R同时增大，初动能E k0增大
10．(本题9分)质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为680 N，由此可知（）A．升降机减速下降
B．升降机加速上升
C．升降机减速上升
D．升降机加速下降
11．甲、乙两颗人造地球卫星，质量分别为m和2m，它们绕地球做圆周运动的轨道半径分别为2r和r，下列说法正确的是
A．甲、乙的周期之比为4∶1 B．甲、乙的向心力之比为1∶8
C．甲、乙的动能之比为1∶4 D．甲、乙的动能之比为1∶8
12．(本题9分)关于做平抛运动的物体在相同时间内的动量变化，下列说法正确的是（）
A．大小相同
B．大小不同
C．方向相同
D．方向不同
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_______。

A ．动能变化量与势能变化量
B ．速度变化量和势能变化量
C ．速度变化量和高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_________。

A ．交流电源
B ．刻度尺
C ．天平（含砝码）
③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。

在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h A 、h B 、h C 。

已知当地重力加速度为g ，打点计时器打点的周期为T 。

设重物的质量为m 。

从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量p E ∆＝_____，动能变化量k E ∆＝_____。

14．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”，他们利用一些“小纸杯”作为研究对象，用频闪照相机等仪器测量“小纸杯”在空中竖直下落距离、速度随时间变化的规律。

过程如下：
A ．如图甲所示，同学们首先测量单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时间的下落距离，将数据填入下表中。

B ．在相同的实验条件下，将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的v 一t 图线，如图乙中图线1、2、3、4所示。

C ．同学们对实验数据进行分析、归纳后，得出阻力大小与速度平方成正比的关系，即2f kv =。

其中k 为常数。

回答下列问题：
(1)图乙中各条图线具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小______的加速运动（选填“不变”、“增大”或“减小”），最后达到匀速运动。

(2)根据表格和图乙中的信息可知表中X 处的理论值为____m 。

(3)根据上述实验结论，可知4个“小纸杯”叠在一起下落时，其最终的下落速率为____m/s 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 吨，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：
(1)汽车所能达到的最大速度v m；
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少．
16．(本题9分)为了研究过山车的原理，某同学设计了如下模型：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.5 m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2 m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。

其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。

一个质量m=2 kg小物块，当从A点以初速度v0=6 m/s沿倾斜轨道滑下，到达C点时速度v C=4 m/s。

取g=10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。

（1）小物块到达C点时，求圆轨道对小物块支持力的大小；
（2）求小物块从A到B运动过程中，摩擦力对小物块所做的功；
（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，求沿倾斜轨道滑下时在A点的最小初速度v A。

17．世界互联网大会期间，桐乡乌镇的无人驾驶汽车引人瞩目。

假设车重1000kg，汽车受到的阻力恒为汽车重力的0.2倍，汽车的额定功率为40kW，并且一直以额定功率行驶，求
（1）汽车行驶的最大速度；
（2）汽车的车速10m/s时加速度的大小。

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】
【分析】
【详解】
点电荷是理想化模型，只有当体积、形状等对于研究问题没有影响，才可看作点电荷，因此不论电荷的体积多少还是电荷量由多少，只要带电体的大小和形状对研究的问题没用影响或者可忽略不计时才可看成点电荷，ABC错误，D正确
2．C
【解析】
【分析】
A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，A的转动半径较大，可根据线速度与角速度关系公式v=ωr 判断线速度的大小。

【详解】
A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，故周期相同，即T A=T B，由公式，知，A、B的角
速度相等。

即ωA=ωB。

由角速度与线速度关系公式v=ωr，A的转动半径较大，故A的线速度较大，即v A ＞v B，故C正确，ABD错误。

【点睛】
解答本题关键要知道共轴转动角速度相等，同时要能结合公式v=ωr判断，本题也可直接根据线速度定
义式判断。

3．A
【解析】
【详解】
F=1
2
mg＞0，说明假设正确，即可知道杆对球产生的是拉力，根据牛顿第三定律得知，球对杆的作用力是
1
2
mg的拉力．故选A．
【点睛】
小球在最高点时，要注意绳子与杆的区别：绳子只能提供拉力；杆提供的了可能是拉力，也可能是支持力．假设法是常用的解法．
4．A
【解析】
【详解】
b球落地时，a、b两球速度大小相等，设为v，此时a球离地高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，上升过程中机械能守恒
mv2=mgΔh
由题知
Δh=1.5h-h=0.5h
解得b球落地时两球共同速度
v=
在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，有
m b gh-mgh= (m b＋m)v2
解得b球的质量
m b=3m
A. m b=3m，与结论一致，故选项A符合题意；
B. m b=2.5m，与结论不一致，故选项B不合题意；
C. m b=2m，与结论不一致，故选项C不合题意；
D. m b=1.5m，与结论不一致，故选项D不合题意。

5．B
【解析】
船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而
min
420
105
4
c
d
t s s
v
===，故B正确，ACD错误；
【点睛】本题关键是将船的实际运动沿着船头指向和顺着水流方向分解，由于渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，故当船头指向垂直河岸时，沿船头方向的分运动的位移最小，小船渡河时间最短．
6．A
【解析】
试题分析：由万有引力充当向心力知
22
2
22
4
GMm v r
F m m r m ma
r r T
π
ω
=====；
解得：2
Tπ
=，
距月球表面越近，周期越小，故A
项正确；v=，距月球表面越近，线速度越大，故B
项错误；
ωC错误；
2
GM
a
r
=，距月球表面越近，向心加速度越大，故D错误．故选A．
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，列得
22
2
22
4
GMm v r
F m m r m ma
r r T
π
ω
=====，然后求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．
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】
【详解】
设火星质量为M，地球质量则为10M，火星的半径为R，则火星卫星A的轨道半径12
r R
=，地球卫星B 的轨道半径24
r R
=；
A.根据加速度公式
2
GM
a
r
=，可知()2
2
A
GM
a
R
=，
()2
10
4
B
G M
a
R
⋅
=，所以2
5
A
B
a
a
=，A正确；
B.根据公式
2
2
Mm v
G m
r r
=
，可得v=
，可知
A
v=
，
B
v=
5
A
B
v
v
=，B 错误；
C.
由线速度之比为
5
，可得角速度之比
5
A
B
ω
ω
=，选项C错误；
D.周期
2
T
π
ω
=
，周期之比A B
B A
T
T
ω
ω
==，选项D正确；
8．AB
【详解】
AB.第一阶段：根据牛顿第二定律
得，第一阶段位移为
所用时间为
传送带位移为
划痕为
第二阶段
得，第二阶段位移为
所用时间为
传送带位移为
划痕为
由以上分析可知，物体运动总时间为
故AB 正确；
CD.产生总热量为
摩擦力第一阶段做负功，第二阶段做正功，摩擦力对小木块所做功为
故CD 错误。

9．AD
【解析】
试题分析：小球刚好能通过最高点c ，表明c 点的速度为c v gR ，根据机械能守恒定律有22011222
c mv mg R mv =⋅+，可知选项A 正确．m 与R 同时增大，初动能E k0增大，选项D 正确．小球在b 点的向心力20v F mg m R
-=，R 越大，支持力越小，选项B 错误．22011222c mv mg R mv =⋅+， v 0与m 无关，选项C 错误．
考点：本题考查圆周运动，机械能守恒定律，向心力等知识．
10．AB
【解析】
【详解】
对人进行受力分析，支持力大于重力，根据牛顿第二定律：
F-mg=ma
加速度向上，所以升降机加速上升或减速下降，故AB 正确，CD 错误．
故选AB ．
【点睛】
本题中当物体处于失重状态时，加速度竖直向下，但速度方向可能向下，也可能向上． 11．BC
【解析】
【详解】 根据2222()Mm v F G m r m r T r π===向可知3
2r T GM
= 2∶1，选项A 错误；由2Mm F G r =向可知，甲、乙的向心力之比为1∶8，选项B 正确；由2122k GMm E mv r ==可知，
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
根据动量定理△P=Ft ，动量变化量等于合外力的冲量，自由落体所受的力是恒力，在相等时间内物体合外力冲量相同，动量变化量相同，故AC 正确，BD 错误．
故选AC.
【点睛】
根据动量定理△P=Ft ，动量变化量等于合外力的冲量，自由落体、平抛和匀减速直线运动物体所受的力是恒力，在相等时间内物体合外力冲量相同，动量变化量相同，
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． ①A ② AB ③p B E mgh = 22k 11222C A B h h E mv m T -⎛⎫∆== ⎪⎝⎭
【解析】此实验要验证的是重物重力势能的减小量与动能增加量之间的关系，故选项A 正确； ②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是：交流电源和刻度尺；因质量从方程两边消掉，故不许用天平测量质量；故选AB. ③从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量p E ∆＝mgh B ；打B 点时物体的速度2C A B h h v T
-=，则动能变化量k E ∆＝2
211222C A B h h mv m T -⎛⎫= ⎪⎝⎭
14．减小 1.750 2.0
【解析】
【详解】
（1）图乙中各条图线的斜率先减小后不变，则都具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小减小的加速运动，最后达到匀速运动。

（2）因0.8s 后纸杯已经匀速下落，由表格可知在0.4s 内纸杯下降的距离为0.4m ，可知X=1.750m ；
（3）一个纸杯时，最终速度为v 1=1m/s ；由21mg kv =；224mg kv =可得：v 2=2m/s 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）12.5m/s （2）13.9s （3）
【解析】本题考查了机动车启动的两种形式，汽车沿着斜面加速运动时，阻力为摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，当速度最大时牵引力等于阻力，由此可求得最大速度大小，当汽车匀加速运动速度增大到最大时，功率为额定功率，由P=Fv 和F-f=ma 可求得末速度v ，再由匀变速直线运动的公式v=at 可求得匀加速运动的时间
(1) 汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即
f ＝Km
g ＋mgsinα=4000＋800="4800" N ．
又因为F ＝f 时，P=f·
vm ，所以
(2) 汽车从静止开始，以a="0.6" m/s2，匀加速行驶，由F ＝ma ，有F′－f －mgsinα＝ma ．所以F′＝ma ＋Kmg ＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103 N ．保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m ，有
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
（3）由W=F·
S 可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为 W ＝F·S ＝7.2×103×57.82=4.16×105J ．
16． (1) N=180 N (2) W f =−50 J (3) 30A v m/s
【解析】
【详解】
（1）在C 点时，设圆轨道对小物块支持力的大小为N ，则：
2c mv N mg R
-= 解得
N=180 N
（2）设A→B 过程中摩擦力对小物块所做的功为W f ，小物块A→B→C 的过程，有
22011sin 3722
f c mgL W mv mv ︒+=
- 解得
W f =−50 J 。

（3）小物块要能够到达竖直圆弧轨道的最高点，设在最高点的速度最小为v m ，则：
2m mv mg R
= 小物块从A 到竖直圆弧轨道最高点的过程中，有22m A 11sin 37222
f mgL W mgR mv mv ︒+-=
- 解得 A 30v =m/s
17．（1）20m/s ；（2）2m/s 2
【解析】
【详解】
（1）根据功率P=Fv，当牵引力F等于阻力f时，速度达到最大，最大速度
v m=P
F
=
P
f
=
3
4010
0.2100010
⨯
⨯⨯
m/s=20m/s。

（2）当汽车的速度为10m/s时，汽车的牵引力F=P
v
=
3
4010
10
⨯
N=4.0⨯103N，根据牛顿第二定律：F-f=ma，
此时汽车的加速度a=F f
m
-
=
3
4.0100.2100010
1000
⨯-⨯⨯
m/s2=2m/s2。