内蒙古呼和浩特市2019-2020学年物理高一下期末质量跟踪监视模拟试题含解析

内蒙古呼和浩特市2019-2020学年物理高一下期末质量跟踪监视模拟试题一、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)某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落地声，由此可知井深约为（不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2）
A．10m B．20m
C．30m D．40m
2．汽车在平直路面上刹车，其位移与时间的关系是x=24t－6t2，则它在第3s末的速度大小为
A．0m/s B．6m/s C．12m/s D．18m/s
3．(本题9分)如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为，a是它边缘上的一点。

左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为。

b点在大的边缘轮上，c点位于小轮上。

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．b点与c点的角速度大小相等
C．b点与c点的线速度大小相等D．a点与c点的向心加速度大小相等
4．两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的．由图可知（）
A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B．在时刻t3两木块速度相同
C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同
D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同
5．(本题9分)如下图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个半圆，练功人从A点出发沿相关路线进行(不能重复)，在最后又到达A点．求在整个过程中，此人所经过的最大路程和最大位移分别为()
A．0；0 B．2R；2R
C．(3π＋2)R；2R D．(2π＋2)R；2R
6．两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为
A．B．C．D．
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，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。

测得该星球对飞行器的最大张角为θ，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得
A．该星球的半径
B．该星球的平均密度
C．该星球的第一宇宙速度
D．该星球对飞行器的引力大小
8．如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，则( )
A．a、b两点的线速度相同
B．a、b两点的角速度相同
C．若θ＝30°，则a、b两点的线速度之比v a∶v b3∶2
D．若θ＝30°，则a、b两点的向心加速度之比a a∶a b3 2
θ=︒的固定斜面上固定一与斜面垂直的光滑挡板，质量为m、半径9．(本题9分)如图所示，在倾角30
为r的光滑圆柱体放在质量也为m、半径也为r的半圆柱体上，半圆柱底面与斜面间的动摩擦因数为μ，
现用一个平行斜面向上的拉力使其缓慢沿斜面向上移动直到两者分开．重力加速度为g，下列判断正确的是（）
A．该过程中半圆柱体受到的摩擦力逐渐变小
B．该过程中挡板受到的弹力逐渐变大
C．该过程中圆柱体对半圆柱体的弹力不做功
D．该过程中半圆柱体克服摩擦力所做的功一定大于
3
2
mgr
10．(本题9分)下列实例中，物体的机械能守恒的是（）
A．在空中匀速下落的跳伞运动员
B．沿光滑曲面自由下滑的物体
C．被起重机匀速吊起的重物
D．以g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体
11．(本题9分)如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是
A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动
B．过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态
C．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gR
D．过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力12．(本题9分)下列哪些运动中加速度恒定不变（忽略空气阻力）
A．平抛运动B．匀速圆周运动C．自由落体运动D．竖直上抛运动三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验．
(1)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）
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2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△E p =______，动能变化量△E k =______
(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______ A ．利用公式v=gt 计算重物速度
B ．利用公式
C ．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D ．没有采用多次实验取平均值的方法
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2-h 图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确或不正确） 14． (本题9分)实验中用图示装置探究功与速度变化的关系。

步骤Ⅰ：小滑块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面上的光滑轨道PQ 滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为1M ；
步骤Ⅱ：在钉子上分别套上2条、3条、4条橡皮筋，重复步骤Ⅰ，小滑块落点分别记为2M 、3M 、4M ⋯； 步骤Ⅲ：测量相关数据，进行数据处理。

()1关于该实验，下列说法正确的是______
A.每次实验时使用橡皮条必须完全一样
B.每次实验时必须使用同一个小滑块
C.每次实验时橡皮条拉伸的长度可以不一致
D.实验中必须设法算出橡皮筋每次对小滑块做功的数值
()2将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为1W 、2W 、3W 、⋯，小物块抛出点到落地点的水平距离
分别记为1L 、2L 、3L 、.⋯若功与抛出速度的平方成正比，则应以W 为纵坐标、______为横坐标作图，才能得到一条直线。

()3由于小滑块所受的空气阻力不能忽略，则由此引起的误差属于______(填“偶然误差”或“系统误差”)。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定
斜面上，并立即沿反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的3
4
.求在碰撞过程中斜面对小球的
冲量的大小．
16．(本题9分)在月球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。

求：
(1)月球的密度；
(2)月球的第一宇宙速度。

17．蹦极是一项非常刺激的运动，为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量，空气阻力均可忽略。

某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为B点，如图所示。

已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x为弹性绳的形变量，k=200N/m，弹性绳的原长0L=10m,整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。

取重力加速度g=10m/2s，在人离开蹦极台至第一次到达B点的过程中，机械能损失可忽略。

(1)求人第一次到达A点时的动能KA
E
(2)求人第一次速度达到最大时，距离蹦极台的距离1L；
(3)已知弹性绳的形变量为x 时，它的弹性势能P E =
2
12
kx 。

求B 点与蹦极台间的距离2L 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．B 【解析】 【分析】 【详解】
从井口由静止释放，石头做自由落体运动，由运动学公式h ＝12
gt 2
可得 h ＝
1
2
×10×22m ＝20 m. A ．10m ，与计算结果不符，A 错误； B ．20m ，与计算结果不符，B 正确； C ．30m ，与计算结果不符，C 错误； D ．40m ，与计算结果不符，D 错误． 2．A 【解析】 【详解】
将x=24t －6t 2与匀变速直线运动的位移时间公式
对比可知：汽车的初速度 v 0=24m/s ；加
速度 a=-12m/s 2；由v=v 0+at 可知，汽车在刹车2s 末即静止，所以它在第3s 末的速度大小为0. A. 0m/s 与分析结果相符；故A 正确. B. 6m/s 与分析结果不相符；故B 错误. C. 12m/s 与分析结果不相符；故C 错误. D. 18m/s 与分析结果不相符；故D 错误. 3．B 【解析】 【详解】
AD. a 点与c 点用皮带联结，线速度大小相等，但两都的半径不等，由
可知a 点与c 点的角速度大
小不相等；由 可知a 点与c 点的向心加速度大小不相等；故AD 错误；
B C. b 点与c 点共轴，所以b 点与c 点的角速度大小相等，但两者的半径不相等，所以b 点与c 点的线速度大小不相等，故B 正确，
C 错误； 4．C 【解析】 【详解】
A. 下面物体做匀速运动，上面物体做匀加速运动，不可能出现两个速度相等的时刻，故A 错误。

BCD. 匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，知t 3时刻上面木块的速度372s v t
=，t 4
时刻上面木块的速度392s v t =
，下面的物体做匀速直线运动，运动的速度42s v t
=，则在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬时两木块速度相同。

故BD 错误C 正确； 5．C 【解析】 【分析】 【详解】
路程是指物体所经过的路径的长度，沿图中路线走完一遍的路程s=2πR+πR+2R=（3π+2）R ；当人离A 点最远的时候，位移最大，所以当人在C 点的时候，离A 最远，此时的位移是最大的，即为2R ，故C 正确； 故选C ．
点睛：位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关，与经过的路径无关；路程是指物体所经过的路径的长度. 6．A 【解析】 【详解】
根据万有引力定律公式
得，将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，则万有引力的大小变为原
来的，故万有引力变为．
A. 与结论相符，选项A 正确；
B. 与结论不相符，选项B 错误；
C. 与结论不相符，选项C 错误；
D. 与结论不相符，选项D 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．ABC 【解析】 【详解】
A.由题意，令星球的半径为R ，则飞行器的轨道半径r=R+h ，由几何关系sin 2
R r θ
=，即()sin
2
R h R θ
+=，
表达式中只有一个未知量R ，故可以据此求出星球半径R ；故A 正确.
B.由A 项分析知，可以求出飞行器轨道半径r ，据万有引力提供圆周运动向心力2
224Mm G m r r T
π=可知，
已知r 和T 及G 的情况下可以求得星球质量M ，再根据密度公式3
43
R M πρ=可以求得星球的密度，故B
正确.
C.在求得星球质量M 及星球轨道半径R 的情况下，根据2
2Mm v G m R R
=，已知引力常量G ，可以求出星球
的第一宇宙速度，故C 正确；
D.因为不知道飞行器的质量大小，故无法求得星球对飞行器的引力大小，故D 错误. 8．BCD 【解析】 【详解】
AB ．球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，球上的质点a 、b 两点的角速度相同，半径不同，由v=rω，线速度不同，故A 错误，B 正确；
C ．a 、b 两点的角速度相同，由v=rω，线速度比等于半径比
3
302
a a
b b v cos v r r ==︒= 故C 正确；
D ．a 、b 两点的角速度相同，由a=rω2，向心加速度比等于半径比，
3 30a a b b a cos a r r ==︒=故D 正确； 故选BCD 。

9．BD 【解析】 【详解】
A ．对小球和半圆柱整体分析，知斜面对半圆柱体的支持力等于总重力垂直于斜面的分力2cos mg θ，保持不变，由f N μ=知半圆柱体受到的摩擦力保持不变，A 错误；
B ．以小球为研究对象，分析受力情况，如图，利用三角形定则作出力的合成图，蓝线为初位置，红线为末位置，则知挡板对小球的支持力N 2增大，则小球对挡板的压力也增大，B 正确；
C ．圆柱体对半圆柱体的弹力过两者球心，故圆柱体对半圆柱体的弹力方向与半圆柱体的位移夹角不垂直，故做功，C 错误；
D ．半圆柱体受到的摩擦力
2cos 3f mg mg μθμ=⋅=
当两者分离时，根据几何知识可知，半圆柱体上移的距离为 3r ，故克服摩擦力做功为
3W fx mgr μ==
大于
3
mgr μ，D 正确．
故选D. 【点睛】
解决本题的关键是灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合分析受力情况．同时，要熟练运用数学知识求解半圆柱体移动的距离． 10．BD 【解析】 【详解】
A ．在空中匀速下降的跳伞运动员，速度恒定，即动能恒定，但高度下降，所以重力势能减小，故机械能不守恒，A 不符合题意；
B ．沿光滑曲面自由下滑的物体，运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，B 符合题意；
C ．被起重机匀速吊起的重物，速度恒定，即动能恒定，但高度上升，所以重力势能增加，故机械能不守恒，C 不符合题意；
D ．以g 的加速度竖直向上做匀减速运动的物体，加速度竖直向下，大小为g ，所以合力等于重力，即只有重力做功，机械能守恒，D 符合题意． 11．CD 【解析】
【详解】
A ．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A 错误；
B ．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B 错误；
C ．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则
2
v mg m R
=
得：
v =
C 正确；
D ．过山车在斜面h=3R 高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：
21
22
mv mg h R '=-（） 解得；
v '=所以轨道对车的支持力为
2
v F m mg mg R
'=-＝
故D 正确； 12．ACD 【解析】 【详解】
A.平抛运动的物体只受重力，则其运动的加速度不变恒为重力加速度g ；故A 正确.
B.做匀速圆周运动的物体，所受的力产生向心加速度只改变速度大小而不改变速度的方向，则其加速度始终与线速度垂直，向心加速度的方向时刻变化，大小不变，不是恒定的加速度；故B 错误.
C.自由落体运动的加速度为重力加速度g 恒定；故C 正确.
D.竖直上抛运动的物体只受重力，加速度为恒定的重力加速度g ；故D 正确. 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．AB -mgh B 2
C A 2
()8m h h T
- C 不正确 【解析】 【详解】
(1)[1]A.打点计时器使用的是交流电源，故A 正确；
B.在该实验中需要测量点迹间的距离，需要刻度尺，故B 正确；
C.在验证机械能守恒时， mgh=212
mv 既需要验证 gh=2
2
v 即可，与质量无关，故不需要天平，故C 错误．
(2)[2][3]从打下O 点到打下B 点的过程中，重锤重力势能的减少量
△E p =mgh B
B 点的速度为：
2C A B h h v T
-= 则增加的动能为：
2
2k 2()128C A B m h h E mv T
-∆== (3)[4]大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物在下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故ABD 错误，C 正确．
(4)[5]若机械能守恒，有 mgh=
212mv 则
v 2=2gh
可知v 2-h 图线为过原点的一条倾斜直线，且斜率为2g 才能说明机械能守恒，故不正确．
14．AB 2L 系统误差
【解析】
【分析】
根据实验原理判断出实验注意事项，滑块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小物块离开桌面时的速度，再知道小物块的质量，就可以计算出小物块的动能。

根据212h gt =
，和0L v t =，可得2202g v L h
=，因为功与速度的平方成正比，所以功与2L 正比。

【详解】
（1）为了使n 根相同橡皮筋对小物块做的功就等于系一根橡皮筋时对小物块做的功的n 倍，各条橡皮筋保证完全一样，故A 正确；每次实验时必须使用同一个小物块，保证小物块获得的速度与弹簧做功成正比，故B 正确；为了保证每根橡皮筋对小物块做功相同，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，
但不能超过弹性限度，故C 错误；橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小物块做功的具体数值，故D 错误；故选AB.
（2）根据212h gt =，和0L v t =，可得2202g v L h
=，因为功与速度的平方成正比，所以功与2L 正比，故应以W 为纵坐标、2L 为横坐标作图，才能得到一条直线。

（3）一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差。

由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差。

【点睛】
明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论。

还要知道系统误差和偶然误差的区别，系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生，如停表测时间时，停表不准确，慢了，测的时间间隔总是偏小。

偶然误差的特点是它的随机性。

如果我们对一些物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除。

既然是误差就不可消除，只能是改进方法，多次做试验，以减小误差。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．72
mv 0 【解析】
【详解】
小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v ，由题意知v 的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v 0，由此得v ＝2v 0.碰撞过程中，小球速度由v 变为反向的34
v ，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速度的方向为正方向，则斜面对小球的冲量为I ＝m 3
()4v －m·
(－v) 解得I ＝72
mv 0.
16．（1）032v RGt ρπ=
（2）v = 【解析】
【详解】 (1)根据竖直上抛运动的特点可知：0102v gt -
= 所以：g=02v t
设月球的半径为R,月球的质量为M,则：
2GMm mg R = 体积与质量的关系：34·3
M V R ρπρ==
联立得：032v RGt
ρπ= （2）由万有引力提供向心力得
2
2GMm v m R R
=
解得;v =
综上所述本题答案是：（1）032v RGt ρπ=
（2）v = 【点睛】
会利用万有引力定律提供向心力求中心天体的密度，并知道第一宇宙速度等于v =。

17． (1)5000J (2)12.5m (3)20m
【解析】
【详解】
(1)由机械能守恒定律可知，人第一次到达A 点时的动能 0501010J 5000J kA E mgL ==⨯⨯=
(2) 人第一次速度达到最大时，重力等于弹力，即
mg k L =∆
解得
500=m 2.5m 200
mg L k ∆== 距离蹦极台的距离
01=12.5m L L L +∆=
(3)从开始下落到B 点的过程，由机械能守恒定律：
22201()2
mgL k L L =- 解得
L 2=20m （L 2=5m 舍掉）。