2019-2020学年江西省景德镇市物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题含解析

2019-2020学年江西省景德镇市物理高一(下)期末教学质量检测模拟试题一、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)如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=60°，则下列说法定确的是
A．小球重力与电场力的关系是qE=mg
B．小球在B点时，对圆弧的压力为mg
C．小球在A点和B点的加速度大小不同
D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，也能沿AB圆弧而运动
【答案】A
【解析】
【详解】
A．小球从A运动到B的过程，根据动能定理得：
解得：
故A符合题意。

B.小球在B点时，速度为零，向心力为零，则有：
故B不符合题意。

C.在A点，小球所受的合力等于重力，加速度为重力加速度，在B点，小球的合为：
加速度为：
所以A、B两点的加速度大小相等，故C不符合题意。

D．如果小球带负电，将沿重力和电场力合力方向做匀加速直线运动，故D不符合题意。

2．(本题9分)在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．
B．正电荷在原子中是均匀分布的．
C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．
D．原子是不可再分的．
【答案】C
【解析】
α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的
1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小；综上所述，少数的α粒子发生了大角度的偏转的原因是原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．故C正确，ABD错误．故选C．
点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．
3．(本题9分)两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示．平衡时，两小球相距r，两小球的直径比r小得多，若将两小球的电量同时各减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离( )
A．大于r/2
B．等于r/2
C．小于r/2
D．无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据库仑定律的公式F=知，电量减小，则库仑力减小，两球相互靠近，通过假设两球距离等于，
判断两球之间距离会如何变化．电量减小，根据库仑定律知，库仑力减小，两球间的距离减小．假设两球距离等于，则库仑力与开始一样大，重力不变，则绳子的拉力方向应与原来的方向相同，所以两球距离要变大些．则两球的距离大于．故A正确，BCD错误
4．2015年9月20日“长征六号”火箭搭载20颗小卫星成功发射。

在多星分离时，小卫星分别在高度不同的三层轨道被依次释放。

假设释放后的小卫星均绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A．这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星线速度最大
B．这20颗小卫星中，离地面最远的小卫星角速度最大
C．这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星周期最大
D．这20颗小卫星中，质量最大的小卫星向心加速度最小
【答案】A
【解析】
【详解】
A.卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得，则有在离地最近的小卫星线速度最大，故选项A正确；
BC.卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得，则有在离地最远的小卫星角速度最小，故选项B错误；
C. 卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得，所以这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星周期最小，故C错误；
D.卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得，卫星向心加速度与卫星的质量无关，故选项D错误。

5．(本题9分)一只小船以恒定的速度渡河，船头始终垂直河岸航行，当小船行到河中央时，水流速度突然变大，那么小船过河的时间将
A．不变B．变小
C．变大D．都有可能
【答案】A
【解析】
【详解】
将小船的实际运动沿着船头指向和顺着水流方向正交分解，由于分运动互不干扰，故渡河时间与水流速度无关，只与船头指向方向的分运动有关，故船航行至河中心时，水流速度突然增大，只会对轨迹有影响，对渡河时间无影响；
A. 不变，与结论相符，选项A正确；
B. 变小，与结论不相符，选项B错误；
C. 变大，与结论不相符，选项C错误；
D. 都有可能，与结论不相符，选项D错误；
6．(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
【答案】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。

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)如图所示，某力F =10N作用于半径R =1m的转盘边缘的A点上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周过程( )
A．这个力F做的总功为0J
B．这个力F做的总功为20 π J
C．A点所受的向心力做的总功为0J
D．A点所受的向心力做的总功为20 π J
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
转一周通过的弧长为：x=2πR=2π(m)；因为F的方向始终与速度方向相同，即与位移方向始终相同，则转动一周，力F做的功为力与转过的弧长的乘积；故F做功为：W=Fx=10×2πJ=20πJ，选项A错误，B正确；A点所受的向心力方向与速度方向垂直，则向心力做的总功为0J，选项C正确，D错误.
8．(本题9分)把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（）
A．导体内部场强为零
B．A端的电势比B端的电势高
C．A端的电势与B端的电势相等
D．导体内部电场线从A端指向B端
【答案】AC
【解析】
【详解】
枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。

因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，导体是等势体，表面是等势面。

A. 导体内部场强为零，与结论相符，选项A符合题意；
B. A端的电势比B端的电势高，与结论不相符，选项B不符合题意；
C. A端的电势与B端的电势相等，与结论相符，选项C符合题意；
D. 导体内部场强为零，则无电场线可言，选项D不符合题意；
9．(本题9分)如图所示，平板车置于水平地面上，人站在平板车上保持静止，下列说法正确的是()
A．人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力
B．平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对平衡力
C．人所受的重力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力
D．平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】
人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力，选项A正确；平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用与反作用力，选项BC错误；D正确；故选AD.
10．(本题9分)如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是
A．重力做功为mgL
B ．绳的拉力做功为0
C ．空气阻力做功0
D ．空气阻力做功为12F L π-
阻 【答案】ABD
【解析】
A 、如图所示，重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为A
B 在竖直方向上的投影L ，
所以W G =mgL ．故A 正确．B 、因为拉力F T 在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即W FT =1．故B 正确．C 、F 阻所做的总功等于每个小弧段上F 阻所做功的代数和，即
12F 1=()2W F x F x F L π-∆+∆+⋅⋅⋅=阻阻阻阻，故C 错误，D 正确；故选ABD ． 【点睛】根据功的计算公式可以求出重力、拉力与空气阻力的功．
11． (本题9分)如图所示，有一皮带传动装置，A 、B 、C 三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ，已知R B =R C =12
R A ，若在传动过程中，皮带不打滑．则（ ）
A ．A 点与C 点的角速度大小相等
B ．A 点与
C 点的线速度大小相等
C ．B 点与C 点的角速度大小之比为2：1
D ．B 点与C 点的向心加速度大小之比为1：4
【答案】BD
【解析】
试题分析：A 、C 两点是轮子边缘上的点，靠传送带传动，两点的线速度相等，而半径不等，所以角速度不等．故A 错误，B 正确．A 、B 两点共轴转动，具有相同的角速度．AC 两点线速度相等，根据v R ω=，R A =2R C ，得：A 与C 的角速度之比为1：2，所以B 点与C 点的角速度大小之比为1：2，故C 错误．因为R B =R C ，B 点与C 点的角速度大小之比为1：2，根据a=rω2得：B 点与C 点的向心加速度大小之比为1：4，故D 正确．
故选BD
考点：角速度；线速度；向心加速度
【名师点睛】此题是对角速度、线速度及向心加速度的问题的考查；解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点，具有相同的角速度．以及掌握向心加速度的公式
2
2v a r r
ω=＝． 12． (本题9分)如图所示，长0.5m 的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg 的小球，另一端由电动机带
动，使杆绕O 在竖直平面内作匀速圆周运动，小球的速率为2m/s 。

取g=10m/s 2，下列说法正确的是（ ）
A ．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N
B ．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N
C ．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N
D ．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．设在最高点杆子表现为拉力，对于小球则有
2
N v F mg m R
+= 代入数据得
6N F =-
则杆子表现为推力，大小为6N ，所以小球对杆子表现为压力，大小为6N ．A 错误B 正确；
CD ．在最点，杆子表现为拉力，对于小球有
2
N v F mg m R
-= 代入数据得
F=54N
C 错误
D 正确。

故选BD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器的工作频率为50Hz ．
(1)木板倾斜的目的是为了___________________．
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W 1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1，……：橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s ．
(3)若2W v -图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明_________________________．
【答案】 (1)平衡摩擦力 （2）2 （3）W 与2v 成正比．
【解析】
【详解】
(1)[1]．木板倾斜的目的是为了平衡摩擦力，让重力的分量与摩擦力抵消，小车在运动过程中合外力所做的功等于橡皮筋所做的功．
(2)[2]．第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度
24.0010m/s=2.0m/s 0.02
x v t -⨯== (3)[3]．若2W v -图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明W 与2v 成正比．
14．某实验小组用如图1所示的实验装置“探究功与速度变化的关系”。

(1)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。

现把长木板右端垫高，在不挂钩码且打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，若获得了如___________(选填“图2”或“图3”)所示的纸带，表明已平衡了摩擦力和其他阻力。

(2)挂上质量为m 的钩码，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点
标为O 。

在纸带上依次取A 、B 、C……若干个计数点，已知打相邻计数点间的时间间隔为T ，测得A 、
B 、C……各点到O 点的距离为x 1、x 2、x 3……如图4所示。

实验中，钩码质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg 。

从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B 点时小车的速度v=___________。

(3)以W 为纵坐标，v 2为横坐标，利用实验数据作出如图5所示的W —v 2图像。

通过图像可以得到的结论是______________________。

【答案】图3 mgx 2 312x x T - 外力对物体所做的功和速度的二次方成正比 【解析】
【详解】
第一空.当摩擦力平衡后，轻推小车，小车应该在木板上匀速运动，纸带上的点迹应该是均匀的，即为图3所示；
第二空.从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W=mgx 2；
第三空. 打B 点时小车的速度等于AC 之间的平均速度，则312B x x v T
-=； 第四空.由图像可知，W 与v 2成正比，即外力对物体所做的功和速度的二次方成正比.
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．质量为1.5kg 的物体做匀速圆周运动，5s 内沿半径为10m 的圆周运动了100m ，求：
(1)物体线速度的大小；(2)物体所受向心力大小．
【答案】 (1)20m/s(2)60N
【解析】
【详解】
（1）根据线速度公式l v t
∆=
∆ 得： v=20m/s
（2）由向心力公式2
F r v m = 得：F=60N
16．如图所示，ABCD 表示竖立在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A 为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m ，把
一质量m=0.01kg 、带电量q=+10-5C 的小球在水平轨道的A 点由静止释放后，小球在轨道的内侧运动（g=10m/s 2）。

求：
(1)小球到达C 点时的速度多大？
(2)小球达到C 点时对轨道的压力多大？
(3)要使小球刚好能运动到D 点，小球开始运动的位置应离B 点多远？
【答案】 (1)2m/s ，(2)0.3N ，水平向右，(3)0.5m 。

【解析】
【详解】
(1)根据动能定理：
2122Eq R mgR mv ⋅-= 得：v=2m/s ；
(2)根据牛顿第二定律：
2
mv N Eq R
-= 解得：N=0.3N ，根据牛顿第三定律知小球达到C 点时对轨道的压力0.3N N '=，方向水平向右；
(3)刚好到达D 点：
2D mv mg R
= 根据动能定理：
2122
D Eqx mg R mv -⋅= 解得：x=0.5m 。

17． (本题9分)如图所示，有一辆质量为800kg 的小汽车驶上圆弧半径为50m 的拱桥.(g = 10m/s 2）．求：
(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?
(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样,汽车要在地面上腾空,速度要多大?(已知地球半径为6400km)
【答案】 (1)5000N (2) (3)3810m/s v =⨯
【解析】
（1）当车在桥顶时，2
mg N v F m R
-= 解得FN=7600N
（2）当车对桥顶的压力FN=0时，2
mg v m R
=
解得v /s ==
（3）当桥的半径变为地球的半径时，解得‘v 8000/m s =
=。