海南省海口市2020年高一(下)物理期末达标测试模拟试题含解析

海南省海口市2020年高一(下)物理期末达标测试模拟试题
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)在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到m V 后，立即关闭发动机而滑行直到停止.v t -图线如图所示，汽车的牵引力大小为1F ，摩擦力大小为2F .全过程中，牵引力做的功为1W ，克服摩擦阻力做功为2W .以下是1F 、2F 及1W 、2W 间关系的说法，其中正确的是
1F ①：2F 1=：1 l F ②：2F 4=：1 1W ③：2W 1=：1 1W ④：2W 1=：1．
A ．②③
B ．②④
C ．①③
D ．①④
2．如图所示，斜面体静止在粗糙水平地面上，物体静止在斜面上，下列说法正确的是
A ．物体所受重力和斜面体对物体的支持力是一对作用力和反作用力
B ．物体对斜面体的压力和斜面体对物体的支持力是一对平衡力
C ．斜面体受四个力作用
D ．斜面体受五个力作用
3． (本题9分)下列说法正确的是（ ）
A ．“能量转化与守恒定律”与“能源危机”相矛盾
B ．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
C ．随着科技的发展，永动机是可以制成的
D ．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的能源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生 4． (本题9分)如图所示，质量相同的两个小球a 、b 分别从斜面顶端A 和斜面中点B 沿水平方向抛出。

恰好都落在斜面底端。

不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．小球a 、b 做平抛的初速度大小之比为2:1
B ．小球a 、b 到达斜面底端时的位移大小之比为1:1
C ．小球a 、b 运动过程中速度变化量的方向不相同
D ．小球a 、b 到达斜面底端的速度方向与斜面的夹角相同
5． (本题9分)如图（俯视图），用自然长度为l 0，劲度系数为k 的轻质弹簧，将质量都是m 的两个小物块P 、Q 连接在一起，放置在能绕O 点在水平面内转动的圆盘上，物体P 、Q 和O 点恰好组成一个边长为2l 0的正三角形．已知小物块P 、Q 和圆盘间的最大静摩擦力均为3kl 0，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ）
A ．当圆盘的角速度为ω=4k m
时,圆盘对P 的摩擦力最小 B ．当圆盘的角速度为ω=3k m
时,圆盘对Q 的摩擦力的大小等于弹簧弹力的大小 C ．当圆盘的角速度为ω=2k m
时,物块Q 受到的合力大小为kl 0/2 D ．当物体P 、Q 刚要滑动时，圆盘的角速度为ω=
2k m 6．(本题9分)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）
A ．地球公转周期大于火星的公转周期
B ．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
C ．地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D ．地球公转的角速度大于火星公转的角速度
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)一新型赛车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为m ＝1×103kg ，由静止开始沿水平测试道运动，用传感设备记录其运动的图象如图所示。

该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）
恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ＝0.1．赛车在0～5s 的
图象为直线，5s 末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～10s 之间，赛车的
图象先是一段曲线，后为直线。

取g ＝10m/s 1，
则（ ）
A．该车的额定功率为4×104W
B．该车的额定功率为1.1×105W
C．该车匀加速阶段的加速度a＝4m/s1
D．该车出发后10s内的总位移为150m
8．(本题9分)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体相对桶壁静止，若增大圆筒转动的角速度，稳定转动后，下列说法正确的是（）
A．物体相对筒壁下滑B．物体所受向心力增大
C．物体所受的弹力不变D．物体所受的摩擦力不变
9．如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一绝缘细线一端拉着带负电的小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，下列说法正确的是
A．小球运动到最高点a时，小球的电势能一定最小
B．小球运动到最高点a时，细线的拉力一定最小
C．小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
D．小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小
10．(本题9分)如图所示，用输出电压为1.4 V、输电电流为100 mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍氢电池充电．下列说法正确的是()
A．电能转化为化学能的功率为0.12 W
B．充电器输出的电功率为0.14 W
C．充电时，电池消耗的热功率为0.12 W
D．充电器把0.14 W的功率储存在电池内
11．(本题9分)如图所示，一-轻弹簧左端与物体相连，右端与物体相连，开始时，、均在粗糙水平面上不动，弹筑处于原长状态。

在物体上作用一水平向右的恒力使物体，、向右运动。

在此过程中，下列说法中正确的为（）
A．合外力对物体所做的功等于物体的动能增量
B．外力做的功与摩擦力对物体做的功之和等于物体的动能增量
C．外力做的功及摩擦力对物体和做功的代数和等于物体和的动能增量及弹簧弹性势能增量之和D．外力做的功加上摩擦力对物体做的功等于物体的动能增量与弹簧弹性势能增量之和
12．(本题9分)2017年4月23日至4月27日，我国天舟一号货运飞船对天宫二号进行了推进剂补加，这是因为天宫二号组合体受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，天宫二号运动中需要通过“轨道维持”使其飞回设定轨道.对于天宫二号在“轨道维持”前后对比，下列说法正确的是（）
A．天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大
B．天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小
C．天宫二号在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能大
D．天宫二号在“轨道维持”前的机械能与“轨道维持”后的机械能相等
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)图1为拉敏电阻的阻值大小随拉力变化的关系。

某实验小组利用其特性设计出一电子测力计，电路如图2所示。

所用器材有：
R，其无拉力时的阻值为500.0Ω
拉敏电阻F
E（电动势3V，内阻不计）
电源1
E（电动势6V，内阻不计）
电源2
毫安表mA（量程3mA，内阻100Ω）
滑动变阻器1R（最大阻值为500 ）
滑动变阻器2R（最大阻值为300Ω）
电键S，导线若干。

现进行如下操作：
①将拉敏电阻处于竖直悬挂状态并按图连接好电路，将滑动变阻器滑片置于恰当位置，然后闭合电键S。

②不挂重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为3mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变。

③在F R下施加竖直向下的拉力F时，对应毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值。

④将毫安表的表盘从1mA到3mA之间逐刻线刻画为对应的F的值，完成电子测力计的设计。

请回答下列问题：
（1）实验中应该选择的滑动变阻器是__________（填“1R”或“2R”），电源是________（填“1E”或“2E”）；（2）实验小组设计的电子测力计的量程是__________N。

14．图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.
a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.
（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为v C=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。

(1)求地球的质量；
(2)试推导第一宇宙速度的表达式。

16．(本题9分)如图，一很长的、不可伸长的柔钦轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球A和球静置于地面0；B球用手托住，离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放B后，在B离地的瞬间，B球的速度大小为为重力加速度，求：
球与A球质量的比值；
运动过程中触地前、B的加速度各多大？
17．国际空间站是迄今最大的太空合作计划，其离地高度为H，绕地球运动的周期为T1．通过查找资料又知万有引力常量G，地球半径R，同步卫星距地面的高度h，地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g．
某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：
同步卫星绕地心做圆周运动，由2222()Mm G m h h T π=得23
22
4h M GT π= （1）请判断上面得出的结果是否正确，请说明理由；如不正确，请给出正确解法和结果．
（2）请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法，并解得结果．
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．A
【解析】
【分析】
由动能定理可得出汽车牵引力的功与克服摩擦力做功的关系，由功的公式可求得牵引力和摩擦力的大小关系；
【详解】
对全过程由动能定理可知120W W -=，故12:1:1W W =，故③正确，④错误；
111W F s =，222W F s =，由图可知：12:3:4s s =，所以12:4:3F F =，故②正确，①错误，故A 正确，B 、C 、D 错误；
故选A ．
【点睛】
关键是要注意在机车起动中灵活利用功率公式及动能定理公式，同时要注意图象在题目中的应用． 2．C
【解析】
【详解】
AB.物体静止在斜面上，受重力、支持力、摩擦力处于平衡状态．物体对斜面体的压力和斜面体对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A 、B 错误；
CD.物体对斜面体的摩擦力沿斜面向下，对斜面体的压力垂直于斜面向下，这两个力合力竖直向下，大小等于物体重力，斜面体相对于水平地面没有运动趋势，故水平地面对斜面体只有支持力（没有摩擦力），斜面体还受自身重力，这样斜面体共受四个力作用，故C 正确，D 错误。

3．B
【解析】
试题分析：能量转化与能量守恒定律虽然都是正确的，但有些能量容易得用，有些能量不容易利用，因此它们与能源危机不矛盾，A 错误；“既要马儿跑，又让马儿不吃草” 违背了能量转化和守恒定律，因此是不可能实现的，B 正确；永动机违反了能量守恒定律，因此无论科技的如何发展，是不可能制成的，C 错误；有种“全自动”手表，不用上发条，但利用人体的运动可以让它一直走，不违反能量守恒定律，D 错误。

考点：能量守恒定律
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．因为a 、b 两球下落的高度之比为2：1，据
212h gt =
得
t =
可知a 、b ；又因为两球运动的水平位移之比为2：1，根据
0x v t
=
，故AB 错误；
B ．设斜面的倾角为θ，根据几何关系可得小球的位移为
cos x s θ
= 两小球的水平位移大小之比为2：1，故两小球的位移大小为2：1，故B 错误；
C ．根据
v gt ∆=
知速度变化量的方向与重力加速度的方向相同，即竖直向下；a 、b 两球运动过程中速度变化量的方向相同，故C 错误；
D ．设小球落在斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则
0tan gt v α=，0
tan 2gt v θ= 可知 tan 2tan αθ=
因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，所以速度与水平方向的夹角为定值，假设速度与斜面的夹角为β，根据角度关系可知
αθβ=+
则a 、b 两球到达斜面底端的速度与斜面的夹角相同，故D 正确。

故选D 。

5．A
【解析】
PQ 间的距离为2l 0，而弹簧的原长为l 0，故弹簧的弹力为0k F kx kl ==.
A 、当4k m ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为20022n kl F m l ω=⋅=，根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为min 03cos30=
k f F kl =⋅︒，故A 正确．B 、当3k m ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为200223n kl F m l ω=⋅=
，因力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B 错误．C 、D 、当2k m
ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为200023n F m l kl kl ω=⋅=<，也为物体所受的合力，此时物体和圆盘还未相对滑动，故C 、D 均错误．故选A ．
【点睛】本题关键是物体的受力情况和运动情况，找到向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解，注意临界情况的分析．
6．D
【解析】
【详解】
两天体运动均为万有引力提供向心力，即22
2224Mm v G m m r m r ma r r T
πω====，解得：GM v r =、3GM r ω=、234r T GM
π=、2GM a r =；所以轨道半径越大，线速度v 越小、角速度ω越小、周期T 越大、向心加速度a 越小．据r r >地火，可得选项D 正确，ABC 三项错误．
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．BCD
【解析】
【详解】
ABC 、0s~5s 赛车作匀加速运动，由图象可知：，5秒末时达到额定功率为P ，由牛顿定律有：，代入数据有，解得额定功率为P=1.1×105W ，故A 错误
BC正确；
D．前5秒内位移为：；赛车匀速运动时有：，解得：，在5s∼10s内的，发动机已经达到额定牵引功率，且在10s时车的速度已达到最大速度，由动能定理得：，代入数据解得：，总位移为：，D正确；
8．BD
【解析】
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
其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，若增大圆筒转动的角速度，则根据a=ω2r可知，物体向心加速度增大，向心力增大，物体所受的弹力增大，故B正确，C错误；竖直方向重力G与静摩擦力f仍平衡，即物体仍静止，物体所受的摩擦力不变，选项A错误，D正确；故选BD.
9．AD
【解析】
【详解】
A项：从b到a，电场力做正功，电势能减小，故小球经过a点时的电势能最小，故A正确；
B、C项：小球在电场中受到重力和竖直向上的电场力作用，当重力大于电场力时，小球从最低点到最高点时，合力做负功，速度减小，则小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大，动能最大；当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，细线拉力大小保持不变，当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点时，小球的速度最小，故BC错误；
D项：、当小球从最低点到最高点的过程中，电场力做正功，电势能减小，小球运动到最高点时，小球的电势能最小，机械能最大，所以小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小，故D正确。

10．AB
【解析】
试题分析：交流电的电能一部分转化为化学能，一部分转化为内能，故
221 1.40.10.120.12W P UI I R =-=⨯-⨯=，即充电器把0.12的功率储存在电池内，A 正确D 错误；充
电器输出的电功率为 1.40.10.14W P UI ==⨯=，B 错误；充电时，电池消耗的热功率为
220.120.02W r P I R ==⨯=，C 正确；
考点：考查了电功率的计算
【名师点睛】做本题的关键是知道交流电的电能一部分转化为化学能，一部分转化为内能，另外需要明确求解各个电功率的公式
11．AC
【解析】
合外力所做的功等于物体动能的增量，所以A 对，外力F 做的功，摩擦力对物体B 做的功跟弹簧的弹力对B 做的功之和等于物体B 的动能增量，B 错，除去重力和弹簧的弹力以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，所以以整体为研究对象可知外力F 做的功及摩擦力对物体A 和B 做功的代数和等于物体A 和B 的动能增量及弹簧弹性势能增量之和
C 对，弹性势能是系统共有的所以外力F 做的功加上摩擦力对物体B 做的功不等于物体B 的动能增量与弹簧弹性势能增量之和，
D 错
12．AB
【解析】
天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维持”后的小，由卫星的速度公式v =分析知，天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大，故A 正确．天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维
持”后的小，由开普勒第三定律3
2 R k T
=知天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小．故B 正确．天宫二号在“轨道维持”前离地的高度较小，则在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能小，故C 错误．天宫二号要实现“轨道维持”，必须点火加速，所以天宫二号在“轨道维持”前的机械能小于“轨道维持”后的机械能．故D 错误．
故选AB.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．1R 1E 200
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]毫安表示数为3mA 时，由闭合电路的欧姆定律，有
3mA 100500E I R
==++
若选电源2E ，则滑动变阻器电阻为1400Ω，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源1E ，此时滑动变阻器电阻为400Ω，只能选1R 。

（2）[3] 毫安表示数为1mA 时，拉力最大，由闭合电路的欧姆定律，有 1F
1mA 100400E R =++ 由图1有 2F (50.1)10ΩR F =+⨯
解得拉力最大值为200N 。

电子测力计的量程200N 。

14．ac c 2.0 4.0
【解析】
【详解】
（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a 对；
为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b 错c 对；
小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d 错．
（2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是：
联立可得
可知图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线．
（3）由竖直方向的分运动可知，，，即
，
水平初速度为
C 点的竖直分速度为
由运动合成可知 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)2
gR G
gR 【解析】
【详解】
（1）设地球表面某物体质量为0
m ，不考虑地球自转，有：002GMm m g R = 地球质量为：2g M G R =； （2）卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，有：2
2G Mm v m R R
＝ 由（1）中得：002
GMm m g R =
，第一宇宙速度为：v gR =。

【点睛】
解决本题的关键知道不考虑地球自转时，万有引力等于重力，知道第一宇宙速度等于卫星贴着地球表面做匀速圆周运动的速度。

16． (1)
(2), 【解析】
【详解】
以AB 组成的系统，机械能守恒，则，解得 对B ，根据运动学公式可知，解得
对A 分析，根据运动学公式可知，解得
17． (1)上面的结果是错误的，地球的半径R 在计算过程中不能忽略 23224()R h M GT π+= ；(2)G
gR M 2
= 23
21
4r M GT π= 【解析】
【详解】
（1）上面的结果是错误的，地球的半径R 再计算过程中不能忽略．
正确的解法和结果：由2222()()()Mm G m R h R h T π=++得23
22
4()R h M GT π+= （2）方法一：对空间站绕地球做圆周运动，由
得
方法二：在地面重力近似等于万有引力，由2Mm G mg R =得G
gR M 2
=。