河北省邯郸市2019-2020学年物理高一下期末考试模拟试题含解析

河北省邯郸市2019-2020学年物理高一下期末考试模拟试题
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．如图所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g 。

若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )
A ．a 一定比b 先开始滑动
B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等
C ．两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度大小相等
D ．ω＝2kg l
时，a 所受摩擦力大小为12kmg 2． (本题9分)一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度--时间图像如图所示．则A 、B 两点所在区域的电场线是下图中的
A ．
B ．
C ．
D ．
3． (本题9分)里约奥运会男子跳高决赛的比赛中，加拿大选手德劳因突出重围，以 2 米 38 的成绩夺冠。

则
A ．德劳因在最高点处于平衡状态
B ．德劳因在下降过程中处于超重状态
C ．德劳因起跳以后在上升过程中处于失重状态
D ．德劳因起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力
4．如图所示，有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看作质点，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止．由静止释放B 后，已知当滑块B 3v ，A 的速度大小为v ，则细绳与竖直方向的夹角为
为
A．60°B．30°C．45°D．无法确定
5．(本题9分)在电源处于正常工作状态时，下列说法正确的是（）
A．在电源内部，正电荷从正极向负极运动
B．在电源外部，正电荷从正极向负极运动
C．在电源外部，电流所做的功一定等于电热
D．路端电压一定等于电源的电动势
6．发现万有引力定律的科学家是
A．牛顿B．开普勒C．卡文迪许D．焦耳
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．在下列几个实例中,物体机械能一定守恒的是( )
A．在平衡力作用下运动的物体
B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球
C．如图甲所示物体沿固定光滑圆弧面下滑
D．如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球
8．(本题9分)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则
A．C点的电场强度大小为零
B．A点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向沿x轴正方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功
9．(本题9分)如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中正确的是（）
A．小球和弹簧总机械能守恒
B．小球的重力势能随时间均匀减少
C．小球在b点时动能最大
D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
10．如图所示，物体在水平推力F的作用下静止于斜面上，如图所示，若稍微增大推力，物体仍保持静止，则
A．物体所受合力增大
B．物体所受合力不变
C．物体所受摩擦力可能增大
D．物体所受斜面的支持力增大
11．(本题9分)为了探究平抛运动的规律，某同学设计如图所示的实验装置，两个完全相同的斜槽固定在同一竖直平面内，斜槽2的末端吻接一足够长的水平轨道，让两个完全相同小球同时从斜槽上滚下．有关该实验下列说法正确的是_______
A．只能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动
B．只能验证平抛运动水平方向是匀速直线运动
C．既能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动，又能验证水平方向是匀速直线运动
D．两小球释放点距斜槽末端的高度差应相等
12．(本题9分)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如乙图所示.则（）
A．小球的质量为aR b
B．当地的重力加速度大小为R b
C．v2 =c时，杆对小球的弹力方向向上
D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。

重力加速度g取10m/s2，不计阻力。

(1)根据照片显示的信息，下列说法中正确的是___________
A．只能确定b球的运动是自由落体运动
B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
C．只能断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动
D．可以确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成
(2)根据照片信息可求出a球的水平速度大小为___________m/s；当a球与b球运动了___________s时它们之间的距离最小。

14．(本题9分)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力__．
（2）本实验采用的主要科学方法是__
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（3）（多选题）实验中可减小误差的措施有__
A．两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B．两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．某物体做平抛运动落在水平地面前的最后一段时间△t=0.2s内，其速度方向与水平方向的夹角由α=45°变为β=53°。

取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

求：
(1)物体被抛出时的速度大小；
(2)物体被抛出时离地的高度h。

16．(本题9分)如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF，当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态，
求：
（1）请判断该粒子带什么电性．
（2）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
（3）S闭合后流过R3的总电荷量.
17．(本题9分)已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。

（1）若不考虑地球的自转，求地球的质量M。

（2）若某卫星在距地面高h处绕地球做匀速圆周运动，求该卫星运行的速率v。

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】
【详解】
A.根据kmg=mrω2知，小木块发生相对滑动的临界角速度 b转动的半径较大，则临界角速度较小，可知b一定比a先开始滑动，故A错误。

B.根据f=mrω2知，a、b的角速度相等，转动的半径不等，质量相等，可知a、b所受的摩擦力不等，故B 错误。

C. 两物体相对圆盘未滑动时，向心加速度a=ω2r可知，转动的半径不等，向心加速度大小不相等，选项C 错误；
D.当时，a所受的摩擦力f=mlω2=1
2
kmg，故D正确。

2．D
【解析】
【详解】
由v-t图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此从A到B该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反，故ABC错误，D正确。

3．C
【解析】无论是上升过程还是下落过程，还是最高点，运动员的加速度始终向下，所以他处于失重状态，故AB错误，C正确；起跳时运动员的加速度的方向向上，地面对他的支持力大于他受到的重力。

故D错误；故选C。

点睛：本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力或悬挂物的拉力变了．
4．A
【解析】
【详解】
将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度相等，有：v B cosα=v A cos （90°-α）解得α=60°，故选A.
5．B
A. 在电源内部，正电荷在非静电力作用下从负极向正极运动，选项A错误；
B. 在电源外部，正电荷从正极向负极运动，选项B正确；
C. 在电源外部，电流所做的功不一定等于电热，例如电源外部接非纯电阻元件时，选项C错误；
D. 只有外电路断开时，路端电压才等于电源的电动势，选项D错误。

6．A
【解析】
【详解】
发现万有引力定律的科学家是牛顿；
A.正确；
BCD.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．BC
【解析】
【详解】
A.在平衡力作用下的物体不一定守恒，如物体在竖直方向上做匀速直线运动；故A错误；
B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球，动能和重力势能均不变，机械能一定守恒，故B正确；
C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时，只有重力做功机械能守恒，故C正确；
D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，由于受弹簧弹力作用，小球的机械能部分转移为弹簧的机械能，故小球的机械能不守恒，故D错误。

8．AD
【解析】
【分析】
【详解】
φ 图的斜率为E，C点电势的拐点，则电场强度为零，故A正确；
A．x
B．由图知A点的电势为零，则O点的点电荷的电量比M点的点电荷的电量大，且O点的电荷带正电，M点电荷带负电．故B错误；
C．由图可知：OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向．故C错误；
D．因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功．故D正确；
【分析】
【详解】
A．在此过程中只有重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧总机械能守恒，故A正确；
C．小球下落刚接触弹簧时，仅受重力，加速度为重力加速度，速度继续增大，当小球向下运动到某一位置时，重力等于弹簧向上的弹力，此时加速度为零，速度达到最大值，再向下运动的过程中，弹簧弹力大于重力，加速度向上，小球开始减速，直到运动到最低点时，速度为零。

所以b→c小球的动能先增大后减少，b点不是小球速度最大的点，故C错误；
B．由上分析可知小球由a→b→c的运动过程中做变速运动，所以重力势能并不随时间均匀减少，故B错误；
D．在此过程中，系统机械能守恒，小球在a、c点时动能为零，故球减少的重力势能等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。

故选AD.
10．BCD
【解析】
【详解】
AB.物体保持静止状态，合力保持为零不变，故A错误，B正确；
C. 设斜面的倾角为α，物体的质量为m。

①物体原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有Fcosα=mgsinα+f，得f=Fcosα-mgsinα。

当F逐渐增大时，f也逐渐增大；
②若物体原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有Fcosα+f=mgsinα，得f=mgsinα-Fcosα当F逐渐增大时，f逐渐减小；
③若物体原来m gsinα=Fcosα，则物体所受斜面摩擦力为0；当F逐渐增大时，f从零也逐渐增大；综上C 正确；
D.物体所受斜面支持力N=Fsinα +mgcosα，F增大，则得N增大；故D正确；
11．BD
【解析】
ABC.图中观察到的实验现象是球1将在水平轨道上击中球2，可知平抛运动在水平方向的运动规律与球2的运动规律相同，知平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，故AC 错误，B 正确；
D.图中两球从斜面的同一高度由静止同时释放，这样保证水平初速度相等，故D 正确．
故选BD ．
12．AD
【解析】
试题分析：在最高点，若0v =，则N mg a ==；若0N =，则b mg m R
=解得,b a g m R R b ==,A 正确，B 错误，由图可知：当2v b ＜时，杆对小球弹力方向向上，当2v b ＞时，杆对小球弹力方向向下，所以当v 2=c 时，杆对小球弹力方向向下，故C 错误；若2c b =．则2b N mg m
R +=解得N a =，故D 正确． 故选AD ，
考点：本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，
点评：掌握向心力公式，理解坐标轴截距的物理意义是解决本题的关键．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．D 1 0.2
【解析】
【详解】
第一空.因为相邻两照片间的时间间隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与b 球运动规律相同，知竖直方向上做自由落体运动．故D 正确，ABC 错误． 第二空.根据△y=gT 2=10×0.01m=0.1m ．所以2L=0.1m ，所以平抛运动的初速度020.11m/s 0.1
L v t ＝＝＝． 第三空.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动，所以位移之差恒定，当小球a 运动到与b 在同一竖直线上时，距离最短，则40.2s 0.2s 1
L t v =＝＝ 14．（1）F'一定是沿AO 方向的； （2）B ； （3）ACD ．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）实验中F 是通过平行四边形定则作图得出的，而F′是通过用一根细线拉动橡皮筋，使与两个力拉时的效果相同得出的，故F'一定是沿AO 方向的；
（2）本实验是通过一个力与两力效果相同得了的合力，故运用了等效替代的方法，故B 正确；
（3）实验是通过作图得出结果，故为了减小误差应让拉力尽量大些，故A 正确；而夹角太大将会导至合力过小，故夹角不能太大，故B 错误；为了防止出现分力的情况，应让各力尽量贴近木板，且与木板平行，
故C 正确；为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故D 正确；故选ACD ．
【点睛】
实验问题一定要紧扣实验的原理和实验需要注意的事项进行掌握，并能根据实验原理进行设计性实验．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1) v 0= 6m/s (2) h= 3.2m
【解析】
【详解】
（1）设物体从被抛出到其速度方向与竖直方向的夹角为α，物体运动的时间为t ，有: tanα=0
gt v ， tanβ=0
)g t t v +∆（ 解得:v 0= 6m/s
（2）物体被抛出时离地的高度为：21()2
h g t t =
+∆， 其中由（1）可得：t=0.6s
解得:h= 3.2 m
16．（1）带负电（2）a g = ，竖直向上（3）4410C -⨯
【解析】
【详解】
（1）电容器上极板带正电，电场力向上，则粒子带负电；
（2）S 断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d ，有： 2124C ER U V R R r ==++，c U q mg d
= S 闭合后有： 228C
ER U V R r =+'= 设带电粒子加速度为a ，则根据牛顿第二定律，有：c U q mg ma d
-=' 解得：a=g ，方向竖直向上．
（3）S 闭合后，流过R 3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以'()c c Q C U U ∆=-，
即4410Q C -∆=⨯ ．
【点睛】
本题是力电综合问题，关键是通过电路分析得到电压变化情况，然后对微粒运用牛顿第二定律列式求解．
17．（1）
2GMm mg R = （2）v =【解析】
【详解】
（1）设地面上有一个质量为m 的物体，则 2
GMm mg R = 得G
gR M 2
= （2）设卫星的质量1m ，则
2
112()GMm v m R h R h
=++
得v =。