山东省日照市2020年高一(下)物理期末质量跟踪监视模拟试题含解析

山东省日照市2020年高一(下)物理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)一辆汽车从静止开始启动，先匀加速达到某一速度后以恒定功率运动，最后做匀速运动．下列汽车的速度v、位移x、加速度a及汽车牵引力做的功W随时间t的变化图象可能正确的是
A．B．
C．D．
2．(本题9分)关于波动下列说法正确的是（）
A．波不但传递能量，还能传递信息
B．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
C．没有机械波就没有机械振动
D．波传播的速度和质点振动速度相同
3．如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则
A．乒乓球的左侧感应出负电荷
B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C．乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用
D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
4．(本题9分)如图所示，质量为m、带电荷量为+q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为（）
A．继续匀速下滑
B．将加速下滑
C．将减速下滑
D．上述三种情况都有可能发生
5．(本题9分)关于功的概念，以下说法正确的是
A．力是矢量，位移是矢量所以功也是矢量
B．功有正、负，所以功也有方向
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移
D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移方向间夹角的余弦三者的乘积6．(本题9分)一辆卡车在丘陵地区以不变的速率行驶，地形如图，图中卡车对地面的压力最大处是
A．a处B．b处C．c处D．d处
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)一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s．取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果错误的是（）
A．合外力做功50J B．阻力做功-500J
C．重力做功500J D．支持力做功50J
8．用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，则下列说法正确的是（）A．小球过最高点时，绳子张力可以为零
B．小球过最高点时的速度是0
C．小球做圆周运动过最高点时的最小速度是√gR
D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反
9．物体静止在水平面上，在竖直向上的拉力F作用下向上运动，不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度x的大小关系如图所示，其中曲线上点A处的切线斜率最大，x2～x3的图线为平行于横轴的直线。

则下列判断正确的是（）
A ．在x 2处物体的动能最大
B ．在x 1处物体所受的拉力最大
C ．0～x 2过程中拉力F 始终做正功
D ．x 2～x 3过程中合外力做功为零
10． (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
11． (本题9分)在如图所示的竖直平面内，在水平线MN 的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C 与MN 重合，线框由静止释放，沿轴线DC 方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v －t 图，可能正确的是：（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
12． (本题9分)如图所示,长度为L 的轻绳连着一个质量为m 的小球,悬于O 点．O 点正下方P 处有一个小钉子．刚开始让轻绳拉直,与竖直方向夹角为o 60θ=,将小球由静止释放,不考虑空气阻力,不计轻绳撞到钉子的机械能损失．已知重力加速度为g ．下列说法正确的是（ ）
A ．当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子瞬间前后,小球的角速度变大
B ．当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子之前的瞬间,小球对绳的张力为3mg
C ．钉子离悬点越近,当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后,绳子越容易断
D ．若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动,则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为1:5
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)某物理兴趣小组设计了一个如图所示的验证机械能守恒定律的实验装置，实验主要步骤如下：
A ．测出小钢球的直径d=10.50mm ；
B ．用一根轻质细线将质量m=60g 的小钢球栓接起来，细线的另一端固定于悬点O ，让小钢球静止在最低点，用毫米刻度尺量出悬点到球心的长度100.00l cm =；
C ．在小钢球运动的最低点前后放置一组光电门，然后将细线拉至水平位置后，由静止释放小钢球，同时启动数字毫秒计时器，小钢球通过光电门的挡光时间 2.5t ms ∆=
（1）小球运动到最低点的速度为__________m/s ．（结果保留三位有效数字）
（2）上述过程中小钢球减少的重力势能P E ∆=__________J ，小钢球增加的动能
K E ∆=___________J ．（29.8/g m s =，结果均保留三位有效数字）
14． (本题9分)某物理小组的同学设计了一个小钢球通过凹形桥最低点时的速度的实验。

所用器材有：小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为0.25m R =）。

请完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a ）所示，托盘秤的示数为0.70kg ；
（2）将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b ）所示，该示数为________kg ；
（3）将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小钢球，记录各次的m 值如下表所示：
序号 1
2 3 4 5 (kg)m
2.3 2.2 2.3 2.1 2.0 （4）根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N ；小钢球通过最低点时的速度大小为________m/s （重力加速度大小取210m/s ，速度计算结果保留2位有效数字）。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，半径R ＝0.5 m 的光滑圆弧面CDM 分别与光滑固定斜面体ABC 和粗糙斜面MN 相切于C 、M 点，O 为圆弧圆心，D 为圆弧最低点。

斜面体ABC 顶端B 安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P 、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，P 、Q 恰好保持静止状态。

若P 、C 间距为L 1＝0.25 m ，斜面MN 足够长，物块P 质量m 1＝3 kg ，与MN 间的动摩擦因数μ＝
13。

某时刻烧断细绳求：(sin 370.6,cos370.8︒︒==，g 取10 m/s 2)
(1)Q 质量的大小。

(2)物块P 在MN 斜面上滑行的总路程及最终经过D 点的速度大小。

16． (本题9分)大家都看过杂技演员表演“水流星”（如图）．一根细绳系着盛水的杯子，随演员的抡动，杯子在竖直平面做圆周运动．用长L ＝1.2m 的绳系沿两个装有m ＝0.5kg 水的杯子，杯子以绳子中点为圆心在竖直平面内做圆周运动便成为“水流星”（g ＝10m/s 2）．求：
（1）杯子在最高点水不流出时．杯的最小速度是多少？
（2）若过最高点时速度为3m/s ．此时水对杯子底的压力多大？
17．特种兵过山谷的一种方法可简化为如图所示的模型:将一根长为2d 、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d 的A 、B 两等高处，细绳上有小滑轮P ，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面，开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m 的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态AP 竖直.(不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大
小及摩擦，重力加速度为g 若甲将滑轮由静止释放求乙在滑动中速度的最大值(结果可带根式)
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】
AC 、汽车先做匀加速直线运动，速度随时间均匀变化，然后P 保持不变，速度增大，牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动，故AC 错误；
B 、匀加速直线运动时，根据212
x at =知，图线是抛物线的分支，然后做变加速直线运动，图线是曲线，最后做匀速直线运动，图线为倾斜的直线，故B 错误； D 、开始牵引力不变，牵引力功21•
2W Fs F at ==，牵引力功与时间成抛物线关系，然后功率不变，根据W=Pt 知，功与时间成线性关系，故D 正确；
故选D ．
【点睛】对于机车启动问题，要根据牛顿第二定律和汽车功率P=Fv 进行讨论，弄清过程中速度、加速度、牵引力、功率等变化情况．
2．A
【解析】
在纵波中质点振动的方向可能与的传播方向相同，Ｂ错；机械波形成的两个条件是机械振动和介质，所以没有机械波的时候可能有机械振动，Ｃ错；波传播的速度和质点振动速度毫无关系，Ｄ错；
3．D
【解析】
从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A 错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向
左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确．
【学科网考点定位】考查了库仑力，静电感应
【方法技巧】静电感应的实质是电荷间的相互作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸，对于一个不带电的导体，在电场中两侧感应出的电荷是等量异种电荷
4．A
【解析】
试题分析：没有电场时，滑块沿绝缘斜面匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件得到滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡．当当滑块滑至竖直向下匀强电场区时，再分析这两个力是否平衡，判断滑块的运动状态．
解：设斜面的倾角为θ．滑块没有进入电场时，根据平衡条件得
mgsinθ=f
N=mgcosθ
又f=μN
得到，mgsinθ=μmgcosθ，即有sinθ=μcosθ
当滑块进入电场时，设滑块受到的电场力大小为F．根据正交分解得到
滑块受到的沿斜面向下的力为（mg+F）sinθ，沿斜面向上的力为μ（mg+F）cosθ，
由于sinθ=μcosθ，所以（mg+F）sinθ=μ（mg+F）cosθ，即受力仍平衡，所以滑块仍做匀速运动．
故选A
【点评】本题增加电场力，相当于增加物体的重力，对物体的运动情况没有影响．基本题．
5．D
【解析】
【详解】
A．功是物体之间能量转化的量度，它是标量。

故A错误。

B．功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，是表示力对物体的做功效果。

故B错误。

C．当力的方向和物体位移的方向垂直时，力对物体就不做功，所以物体的位移并不一定是零。

故C错误。

D．根据功的定义可知，一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。

故D正确。

6．D
【解析】a处、c处卡车做圆周运动，处于最高点，加速度竖直向下，卡车处于失重状态，卡车对地面的
压力小于其重力。

b 处、d 处卡车做圆周运动，处于最低点，加速度竖直向上，卡车处于超重状态，卡车对地面的压力大于其重力；向心加速度，卡车以不变的速率行驶，d 处轨道半径较小，则d 处加速度较大，d 处卡车对地面的压力较大。

故卡车对地面的压力最大处是d 处，答案是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．BCD
【解析】
【详解】
A. 根据动能定理，则合外力做功2211=252J 50J 22mv ⨯⨯= ，选项A 正确；
B. 阻力做功21700J 2
f W mv mgh =-=-，选项B 错误； C. 重力做功W G =mgh=750J ，选项C 错误；
D. 支持力做功为零，选项D 错误；
此题选择错误的选项，故选BCD.
8．AC
【解析】
A 、小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力，此时拉力为零，故A 正确；
B 、
C 、小球刚好能过最高点时满足的条件是小球受的重力提供向心力，即：，即，故B 错误，C 正确．
D 、因轻绳只能被拉长提供拉力，故在最高点绳的拉力只能是和重力方向相同，D 错误．故选AC ．
【点睛】圆周运动问题重在分析向心力的来源，利用牛顿第二定律列方程，记住刚好能过最高点的临界情况．
9．BC
【解析】
【详解】
A.x 1～x 2过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；x 2时刻图象的斜率为零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在x 2处，即在x 2处物体的动能不是最大的，选项A 错误；
B.由图可知，x 1处物体图象的斜率最大，则说明此时机械能变化最快，由E=Fh 可知此时所受的拉力最大；故B 正确；
C. 由图象可知，0～x 2过程中物体的机械能增大，拉力F 始终做正功；故C 正确；
D.x 2～x 3过程中机械能保持不变，故说明拉力一定为零；合外力等于重力，做功不为零；故D 错误； 10．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.
11．CD
【解析】
【分析】
【详解】
根据楞次定律的“来拒去留”可知线框受到向上的安培力，线框由静止向下做加速运动，设线框的有效切割
磁感线的长度为L ，线框的电阻为R ，则有F BIL =，根据欧姆定律可得BLv I R =，故22B L v F R
=，根据牛顿第二定律可得mg F ma -=，故22mg F B L v a g m mR
-==-，运动过程中，L 在变大，v 在变大，故加速度在减小，即速度时间图像的斜率再减小，故AB 错误；由于不知道当线框完全进入磁场时重力和安培力的关系，所以之后线框的速度可能继续增大，可能恒定不变，故CD 正确
12．AD
【解析】
当小球摆到最低点时，轻绳撞到钉子瞬间前后，小球的线速度不变，根据v=ωr 可知，半径减小，则角速度变大，选项A 正确；小球摆到最低点时，由机械能守恒定律：021(1cos60)2
mgl mv -=，在最低点：21v T mg m l -=，解得T 1=2mg ，选项B 错误；在最低点绳子碰到钉子时，根据2
v T mg m x
-=，钉子离悬点越远，则x 越小，则T 越大，即钉子离悬点越远，当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后绳子越容易断，选
项C 错误；若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动，则在最高点的速度v '=
速度v ''''2
5v a g r '==；绳子碰到钉子以前的向心加速度为2
v a g l
==，则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为1:5，选项D 正确；故选AD. 点睛：本题关键抓住摆球摆动过程中机械能守恒，碰到钉子前后小球的线速度不变，并能挖掘隐含条件，根据机械能守恒定律、牛顿第二定律及临界条件结合进行研究．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (1)4.20 (2)0.588 0.529
【解析】
（1）最低点小球的速度为：3
0.01050/ 4.20/2.510d v m s m s t -===∆⨯ （2）小钢球减少的重力势能20.069.810010J 0.588J P E mgh -∆==⨯⨯⨯=；小球增加的动能为
22110.06 4.20J 0.529J 22
k E mv ∆==⨯⨯=； 14．1.20 1.2 2.3
【解析】
【分析】
【详解】
(2)[1] 最小分度为0.1kg ，注意估读到最小分度的下一位，为1.20kg 。

(4)[2][3] 根据表格知最低点小球和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为： 2.3 2.2 2.3 2.1 2.21075
F m g N N ++++=⨯=+=+桥 解得：
N=1．2N
根据牛顿运动定律知：
2
0v N m g m R
-= 代入数据解得：
v=2．3m/s
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)4kg ；(2)1.0m ；2m/s
【解析】
【详解】
(1)由力学平衡可得：
sin37sin53Q p m g m g ︒︒=
解得：4kg Q m =；
(2)全过程功能关系：
sin53cos53p P m gx m g s μ︒︒=⋅
解得：s=1.0m ；
20(1cos53)p P v m gR m R ︒-=
解得：02m/s v =
16．（1/s （2）2.5N
【解析】
（1）水在杯子中做圆周运动设其半径为r ．由几何关系得0.62
L r m == 过最高点临界条件：mg ＝m 2
v r
解得最小速度v m/s ．
（2）若过最高点时速度v ＝m/s ．设此时杯子底部对水的压力为N ．由牛顿第二定律：N ＋mg
＝m 2
v r
解得 N ＝2.5N
据牛顿第三定律知此时水对杯底的压力为2.5N
17．v =
【解析】
【详解】
设AP 的长度为l ,由几何关系易知: 222(2)l d d l +=-
乙在最低点时有最大速度v ，设此时乙距AB 线的高度为h ，有
222(/2)h d d =-
由机械能守恒定律得，
21()2B m h l mv -=
得v =。