湖南省长沙市重点名校2017-2018学年高一下学期期末质量跟踪监视物理试题含解析

湖南省长沙市重点名校2017-2018学年高一下学期期末质量跟踪监视物理试题
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．已知某一电流表G 的满偏电流，内阻
，要把它改装成一个量程为3V 的电压表，
则应在电流表G 上 A ．串联一个400Ω的电阻 B ．串联一个100Ω的电阻 C ．并联一个400Ω的电阻 D ．并联一个100Ω的电阻 【答案】A 【解析】 【详解】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
故A 符合题意，BCD 不符合题意。

2． (本题9分)河宽400m ，船在静水中速度为4m ／s ，水流速度是3m ／s ，则船过河的最短时间是( ) A ．140s B ．100s
C ．120s
D ．133s
【答案】B 【解析】 【分析】
渡河时间最短时要求在垂直于河岸的方向上速度的分量最大，所以当船头垂直于河岸时，渡河时间最短． 【详解】
船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而
400
s 100s 4
d t v =
==船 故B 正确，ACD 错误． 故选B ． 【点睛】
利用渡河问题来考查矢量的合成与分解是常见的一种题型．关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河．
3．(本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为；bc是半径为的四分之一圆弧，与ab相切于b点。

一质量为的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。

重力加速度大小为。

小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为（）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】
【详解】
由题意知水平拉力为F=mg；设小球达到c点的速度为v，从a到c根据动能定理可得：
，解得：，小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，可得：，此段时间内水平方向的位移为：，小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为，代入可得：，故A正确，BCD错误。

4．(本题9分)如图所示，某公园有喷水装置，若水从小鱼模型口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，下列说法中正确的是
A．喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越短
B．喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越近
C．喷水速度一定，喷水高度越高，水喷得越近
D．喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间不变
【答案】D 【解析】
AD 、据题可将光的运动看作平抛运动，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，则有：竖直方向有：212
h gt =
，则2h t g =，可知水从喷出到落入池中的时间由喷水口高度决定，与喷水速度无关，
所以喷水口高度一定，运动时间一定，故A 错误，D 正确； B 、水平方向有：00
2h
x v t v g
==，则知喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越远，故B 错误； C 、水平方向有：002h
x v t v g
==，喷水速度一定，喷水高度越高，水喷得越远，故C 错误； 故选D ．
【点睛】水从小鱼模型口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，可看作平抛运动，根据平抛运动的规律列式分析．
5． (本题9分)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。

关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 B ．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大 C ．行星公转周期与行星的质量有关
D ．所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比 【答案】B
【解析】A 、根据第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；所以A 错误。

B 、根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。

所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大；所以B 正确。

C 、D 、开普勒第三定律中的公式
，
可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，式中的k 只与中心体的质量有关，即与恒星质量有关，故C 、D 错误。

故选B 。

【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。

6． (本题9分)如图所示，有关地球人造卫星轨道的正确说法有（ ）
A ．a 、b 、c 均可能是卫星轨道
B ．卫星轨道只可能是 a
C ．a 、b 均可能是卫星轨道
D ．b 可能是同步卫星的轨道 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是地球卫星，轨道面必定经过地球中心，所以a 、b 均可能是卫星轨道，c 不可能是卫星轨道，故AB 错误，C 正确；同步卫星的轨道必定在赤道平面内，所以b 不可能是同步卫星，故D 错误．故选C ． 【点睛】
本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心．
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．a 、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R 和2R(R 为地球半径)．下列说法中正确的是 ( )
A ．a 、b ∶1
B ．a 、b 的周期之比是1∶
C ．a 、b 的角速度大小之比是∶4
D ．a 、b 的向心加速度大小之比是9∶4
【答案】CD 【解析】 【详解】
A ．根据万有引力提供向心力得：222
224Mm v r G m m r m ma r r T
πω====；A.线速度v =
，它们距
地面的高度分别是R 和2R （R 为地球半径）．所以轨道半径是2：3，则a 、b 故A 错误；
B ．周期2T =a 、b 的周期之比是B 错误；
C ．角速度ω=
a 、
b 的角速度大小之比是4，故C 正确； D ．向心加速度2GM
a r
=，则a 、b 的向心加速度大小之比是9:4，故D 正确； 【点睛】
根据万有引力提供向心力表示出线速度、角速度、周期、向心加速度，据此判断所给各量的大小关系． 8． (本题9分)如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个相邻等势面，并满足ab bc U U ，a 、b 间的距离小于b 、c 间的距离，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下从M 点运动到P 点的运动轨迹，下列说法正确的是
A ．三个等势面中，c 的电势一定最高
B ．粒子在M 点的动能一定比在P 点时的动能小
C ．粒子在M 点的电势能一定比在P 点时的电势能小
D ．粒子从M 点到N 点电场力做的功小于从N 点到P 点电场力做的功 【答案】AB 【解析】 【详解】
带电粒子所受的电场力指向轨迹内侧，由于粒子带负电，因此电场垂直于等势线向上，c 的电势一定最高，故A 正确．从M 到P 过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，因此，粒子在M 点的电势能一定比在P 点时的电势能大，粒子在M 点时的动能一定比在P 点时的动能小．故B 正确，C 错误．MN 间的电势差等于NP 间的电势差，根据W=qU 知，粒子从M 点到N 点电场力做的功等于粒子从N 点到P 点电场力做的功，故D 错误．故选AB. 【点睛】
掌握带电粒子的运动轨迹与力的方向的关系是解题的前提，灵活应用场强方向与等势面垂直，以及电场力做功与动能、电势能变化的关系是解题的关键．
9． (本题9分)真空中有两点电荷1q 、2q 分别位于直角三角形的顶点C 和顶点B 上，D 为斜边AB 的中点∠ABC=30°，如图所示，已知Ａ点电场强度的方向垂直AB 向下，则下列说法正确的是（ ）
A ．1q 带正电，2q 带负电
B ．1q 带负电，2q 带正电
C ．1q 电荷量的绝对值等于2q 电荷量的绝对值的二倍
D ．1q 电荷量的绝对值等于2q 电荷量的绝对值的一半
【答案】AD 【解析】 【详解】
（1）A 点电场强度的方向垂直AB 向下，E A 为A 点的合场强，将E A 分解到AC 和AB 方向如图所示，可知点电荷q 1的电场强度方向由C 指向A ，则q 1为正电，知点电荷q 2的电场强度方向由A 指向B ，则q 2为负电，A 正确，B 错误；
（2）设AB=2L ，则AC=ABsin30°=L ，从场强分解的图中可知
2
1
sin 30E E =，即212E E =．又根据点电荷场强公式，112q E k L
=，()2
222q E k L =，结合212E E =，解得212q q =，故C 错误，D 正确；
故本题选AD ． 【点睛】
将A 点场强E A 分解到AC 和AB 方向，从而判断两电荷场强的方向，再判断电性；分别计算两电荷的场强，根据两场强E 的比值关系，求出两电荷量之比
10．如图，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向．图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹，其中b 和c 是从同一点抛出的，不计空气阻力，则
A ．a 的飞行时间比b 的长
B ．b 和c 的飞行时间相同
C ．a 的水平速度比b 的小
D ．b 的初速度比c 的大 【答案】BD 【解析】 【详解】
AB ．b 、c 的高度相同，大于a 的高度，根据h=
12
gt 2，得2h
t g =b 、c 的运动时间相同，a 的飞行时
间小于b的时间．故A错误,B正确；
C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度．故D正确．【点睛】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.
11．(本题9分)如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度为3g/4，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（）
A．重力势能增加了3/4 mgh B．动能损失了mgh
C．机械能损失了1/2mgh D．所受合外力对物体做功为-3/2 mgh
【答案】CD
【解析】
【分析】
物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，知重力势能的变化．根据牛顿第二定律求出摩擦力大小，根据物体克服摩擦力做功等于物体机械能的损失，求解机械能的损失．根据合力做功，求解动能的损失．
【详解】
由题，物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh．故A错误．根
据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，得到摩擦力大小为f=1
4
mg，物体克服摩擦力做功为W f=f•2h=
1
2
mgh，
所以物体的机械能损失了1
2
mgh．故C正确．合力对物体做功为W合=-ma•2h=-
3
2
mgh，则根据动能定理
得知，物体动能损失3
2
mgh．故B错误，D正确．故选CD．
【点睛】
本题考查对几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，除重力以外的力做功与机械能的变化有关．
12．(本题9分)质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g 为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中（）
A．物体的动能减少了0.6mgs
B．物体的重力势能增加了0.5mgs
C．物体的机械能减少了0.4mgs
D．物体克服摩擦力做功0.1mgs
【答案】ABD
【解析】
【分析】 【详解】
由题知合外力为0.6F ma mg ==，由动能定理K Fs E -=∆,得物体的动能减少了0.6mgs ，A 对．sin 300.5P E mgs mgs ∆=︒=，B 对．因此物体机械能的改变量
0.60.50.1K P E E E mgs mgs mgs ∆=∆+∆=-+=-，C 错误；除重力以外的其它力做功改变机械能，因此
摩擦力做功改变机械能，因此摩擦力做功为0.1mgs ，D 正确 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC ．己知物体是由原点O 水平抛出的，C 点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v 0＝____m/s ，物体经过B 点时的速度的大小v B ＝__m/s ．（取g ＝10m/s 2）
【答案】2 22 【解析】 【分析】 【详解】 根据2
12
h gt =
得： 220.450.310
h t s s g ⨯=
== 则平抛运动的初速度：
00.6m/s=2m/s 0.3
x v t =
= 相等的时间间隔：
0.1x T s v =
='
C 点竖直方向上的分速度v yc =gt=3m/s ，则B 点竖直方向上的分速度 v yB =v yc -gT=2m/s 则
2222m/s 22m/s B v =+=
点晴：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移求出运动的
时间，再根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度．根据水平位移求出相等的时间间隔，根据运动学公式求出B 点竖直方向上的瞬时速度，根据平行四边形定则求出合速度的大小．
14． (本题9分)某同学在用频闪照相“研究平抛运动”实验中，记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，得到如图所示坐标。

取g=102m/s ,则闪光频率是____Hz ，小球做平抛运动的初速度v 0=__m/s ，小球从开始做平抛运动到B 点所用的时间t B =___s
【答案】10 2 0.2 【解析】 【详解】
第一空：物体在竖直方向上2y gT ∆=，则2401515
100.1s 10
y T g -∆--=
=⨯=，则闪光频率是f=10Hz ，
第二空：物体在水平方向的速度，即物体的初速度2
020102m /s 0.1
AB x v T -⨯===；
第三空：B 点竖直方向上的分速度为2
4010m /s 2m /s 220.1
AC By y v T -⨯===⨯，那么小球从开始做平抛运动到
B 点所用的时间2
s 0.2s 10
By B v t g
=
=
=； 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)如图所示，质量为5kg 的木板B 静止于光滑水平面上，物块A 质量为5kg ，停在B 的左端质量为1kg 的小球用长为0.45m 的轻绳悬挂在固定点O 上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A 发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为0.2m ，物块与小球可视为质点，不计空气阻力已知A 、B 间的动摩擦因数为0.1，为使A 、B 达到共同速度前A 不滑离木板，重力加速度2
10/g m s =，求：
（1）碰撞后瞬间物块A 的速度大小为多少； （2）木板B 至少多长；
（3）从小球释放到A 、B 达到共同速度的过程中，小球及A 、B 组成的系统损失的机械能． 【答案】（1）1/m s （2）0.25m （3）1.25J 【解析】 【分析】 【详解】
()1小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得： 2
1
2
mgh mv =
解得：23/v gh m s ==
碰后小球往上反弹，由机械能守恒可得： '212
mgh mv =' 解得：22/v gh m s '='=
由动量守恒定律得：'A A mv mv m v =-+， 解得：1/A v m s =
()2以A 、B 为研究对象，由动量守恒定律：()A A A B m v m m vB =+
解得：0.5/B v m s = 根据能量守恒得：()2
21122
A A A A
B m gL m v m m v μ=-+ 解得：0.25L m =
3（）
系统损失的机械能来源于碰撞及摩擦生热根据功能关系知系统损失的机械能为： 2211
()22
A B B E mgh mv m m v ∆=--+'
解得： 1.25E J =
故本题答案是：()11/m s ()20.25m ()31.25J
16． (本题9分)小明踩着滑板沿水平方向以v 0=3m/s 的速度离开平台，假设经过t=0.4s 以不变的姿势着地，如图所示，小明和滑板的总质量m=50kg ，取g=10m/s 2，不计空气阻力．求： （1）平台的高度h ；
（2）着地前瞬间速度v 及重力的瞬时功率P 。

【答案】（1）0.8m ；（2）2000W 【解析】 【详解】
（1）小明做平抛运动，根据平抛运动规律：平台的高度h=12gt 2=1102
⨯⨯0.42m=0.8m 。

（2）着地前瞬间的竖直速度v y =gt=4m/s ，着地前瞬间速度v=220y v v +=2234+m/s=5m/s ；重力的瞬时功率P=mgv y =50⨯10⨯4W=2000W 。

17．如图所示，光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接，导轨半径为R ．一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C 点．试求：
（1）弹簧开始时的弹性势能．
（2）物体从B 点运动至C 点克服阻力做的功．
（3）物体离开C 点后落回水平面时的速度大小．
【答案】 (1)3mgR (2)0.5mgR (3)
52
mgR 【解析】
试题分析：（1）物块到达B 点瞬间，根据向心力公式有：
解得： 弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能，所以有
（2）物块恰能到达C 点，重力提供向心力，根据向心力公式有：
所以：
物块从B 运动到C ，根据动能定理有：
解得：
（3）从C 点落回水平面，机械能守恒，则：
考点：本题考查向心力，动能定理，机械能守恒定律 点评：本题学生会分析物块在B 点的向心力，能熟练运用动能定理，机械能守恒定律解相关问题．。