云南省丽江市2019-2020学年物理高一下期末联考模拟试题含解析

云南省丽江市2019-2020学年物理高一下期末联考模拟试题
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)从国家海洋局获悉，2018年我国将发射3颗海洋卫星，它们将在地球上方约500 km高度的轨道上运行，由于轨道经过地球两极上空，所以该卫星又称为极地轨道卫星．下列说法中正确的是（）A．海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直
B．海洋卫星绕地球运动的周期可能为24 h
C．海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能
D．海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径的三次方与周期二次方的比
【答案】A
【解析】
【详解】
海洋卫星经过地球两极上空，而地球的同步卫星轨道在地球赤道平面内，所以两轨道平面相互垂直，故A
正确；海洋卫星的高度小于地球同步卫星的高度，由
2
22
4
Mm r
G m
r T
π
=可知，半径越小，周期越小，所以
海洋卫星的周期小于地球同步卫星的周期，即小于24h，故B错误；由
2
2
Mm v
G m
r r
=，得v
所以卫星的轨道半径越大，速度越小，由于两卫星的质量关系未知，所以无法比较两者的动能，故C错误；行星的轨道半径的三次方与周期二次方的比值与中心天体有关，由于海洋卫星绕地球转动，而地球绕太阳转动，所以两者的比值不同，故D错误；故选A．
【点睛】
本题考查了万有引力提供向心力，第一宇宙速度，线速度、角速度与轨道半径的关系，同步卫星的特点．比较两物体的线速度，角速度、周期与半径的关系只要找准相同的物理量就能顺利解决此类题目.
2．(本题9分)在发射宇宙飞船时，利用地球的自转可以尽量减少发射时火箭所提供的能量，那么最理想的发射场地应在地球的（）
A．北极
B．赤道
C．南极
D．除以上三个位置以外的其他某个位置
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由于要充利用自转的速度，所以在地球上发射卫星的地点，自转的线速度越大越好，根据v rω
=可知，地球上各点自转的ω是一样的，那么需要更大的线速度则在自转半径最大的地方建立发射场就好，又因为地球是围绕地轴在转动的，转动半径随纬度的增加而减小，故要使发射时自转线速度最大，则自转半径最大，而自转半径最大处在赤道即纬度最低的地方，故最理想的发射场地应在地球的赤道，B正确．3．(本题9分)如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,见动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动.（）
A．小球所受合外力沿水平方向
B．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口,小球所受合外力越大
C．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口,小球所受合外力越小
D．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口,小球做圆周运动的线速度越小
【答案】A
【解析】
小球做匀速圆周运动受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力，方向沿水平方向，故A正确．
由受力图可知，小球受到的合外力为F合=mgtanθ，则小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，小球
所受合外力不变，选项BC错误；根据牛顿第二定律得：mgtanθ=m
2
v
r
，解得v=grtanθ，小球做匀速
圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，轨道半径越大，则线速度越大，故D错误；故选A．
点睛：本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，再由牛顿第二定律和圆周运动结合进行分析，是常用的方法和思路．
4．如图所示，利用倾角为α的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离，这时木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止。

关于此过程，下列说法正确的是（）
A．木箱克服摩擦力做功mgh
B ．摩擦力对木箱做功为零
C ．摩擦力对木箱做功为cos αmgL μ，其中μ为动摩擦因数
D ．摩擦力对木箱做功为mgh 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能原理，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功mgh ；该摩擦力为静摩擦力，静摩擦力为
max cos αf f mg μ≤=
所以摩擦力对木箱做功为
cos αf W fL mgL μ=≤
故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

5．如图所示，一质量为m 的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F 作用下，让小圆环由位置A （AO 在同一水平面上）缓慢运动到B 点，已知此时细绳BO 段长为l ，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g ，则此过程中力F 所做的功为
A ．-mglcosθ
B ．-Fl （1-sinθ）
C ．-Flcos 2θ
D ．无法确定
【答案】A 【解析】 【详解】
小圆环由A （AO 在同一水平面上）缓慢运动到B 点过程中，应用动能定理可得：cos 00F W mgl θ+=-，解得：此过程中力F 所做的功cos F W mgl θ=-．
A．与计算结果相符，故A项正确．
B．与计算结果不符，故B项错误．
C．与计算结果不符，故C项错误．
D．可以进行计算，故D项错误．
6．(本题9分)物体做自由落体运动，以下有关其相对于地面的重力势能与下落速度的关系图，正确的是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
设物体原来高度为h0，具有重力势能为E p0＝mgh0，下落过程中有E p＝mg＝E p0－mg2t2
＝E p0－mv2，即C正确．
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,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是( )
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B ．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零
C ．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为零
D ．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 【答案】BD 【解析】
A 、由公式2
v F mg m R
+=知,只有速度v gR =时，小球在圆周最高点时所受的向心力为重力，A 错误；
B 、速度v gR =
时，小球在圆周最高点时绳子的拉力为零，B 正确；
C 、若小球刚好能在竖直平面内作圆周运动，则其在最高点的速率v gR =
，C 错误；
D 、由公式2
v F mg m R
-=知小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力，D 正确；
故选BD ． 【名师点睛】
在最高点和最低点，重力和绳子拉力的合力提供向心力，都指向圆心．根据向心力公式，可求出最高点的最小速度；可知最低点的拉力大于重力．
8． (本题9分)一辆车由甲地出发，沿平直公路开到乙地刚好停止，其速度图象如图所示，那么0—t 和t —3t 两段时间内，下列说法正确的是（ ）
A ．加速度大小之比为2:1
B ．位移大小之比为1:2
C ．平均速度大小之比为1:2
D ．平均速度大小之比为1:1 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．速度-时间图象的斜率表示加速度，根据
∆=
∆v
a t
可知前ts 内与后2ts 内速度变化大小相同，所用时间之比为1：2，所以加速度大小之比为2：1，A 正确；
B ．速度-时间图象与时间轴围成的面积表示位移，前ts 内为：
12
vt x =
2ts 内的位移为：
222
v
x t vt =⨯=
所以位移大小之比为12:1:2x x =，B 正确。

CD ．由于位移大小之比为1：2，时间之比为1：2，所以平均速度：
x v t
=
所以平均速度大小之比为1：1，C 错误；D 正确。

故选ABD 。

9． (本题9分)汽车由静止开始做匀加速直线运动，经1 s 速度达到3 m/s ，则( ) A ．在这1 s 内汽车的平均速度是3 m/s B ．在这1 s 内汽车的平均速度是1.5 m/s C ．汽车再向前行驶1 s ，通过的位移是3 m D ．汽车的加速度是3 m/s 2 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
根据平均速度公式为：
．故A 错误，B 正确；汽车做匀加速运动，位移与时间
的关系：，所以再向前开行1s ，汽车通过的位移为4.5m ，
故C 错误；根据速度时间关系汽车的加速度为：．故D 正确．所以BD 正确，AC
错误． 【点睛】
此题考查了匀变速直线运动的规律的应用；关键是掌握加速度的求解公式
、平均速度的公式
；注意在求解物体的位移时，用平均速度求解是首选的解题方法；再求位移时首选位移时间公
式．当然此题的解法很多，可尝试一题多解．
10． (本题9分)一个人用手把一个质量为m=1kg 的物体由静止向上提起1m ，这时物体的速度为2m/s ，
则下列说法中正确的是
A．手对物体所做的功为12J B．合外力对物体所做的功为2J C．合外力对物体所做的功为12J D．物体克服重力所做的功为10J 【答案】ABD
【解析】
【详解】
A、由动能定理得：W-mgh=1
2
mv2-0，得手对物体所做的功为：W=
1
2
mv2+mgh=
1
2
×1×22+1×10×1=12J，故A
正确．
B、C、由动能定理得：合外力做功为 W合=1
2
mv2-0=
1
2
×1×22=2J，故B正确，C错误．
D、物体克服重力做功为：W=mgh=1×10×1J=10J，故D正确；
本题选错误的故选C．
【点睛】
本题的关键要掌握动能定理的基本运用，知道合外力做功与动能变化的关系，以及知道合外力做功等于各力做功的代数和．
11．(本题9分)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）
A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必小于B球的线速度
C．A球的运动周期必大于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示
向心力
2
2
tan
mg mv
F m r
r
ω
θ
===得：
tan
g
r
ω
θ
=，
tan
gr
v
θ
=
A、由于球A运动的半径大于B球的半径，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的线速度必大于B球的线速度，故A正确，B错误；
C、由周期公式
2
T
π
ω
=，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C正确；
D、球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D错误．
故选AC．
12．(本题9分)如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点。

下列说法中正确的是（）
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零
B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等
C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等
D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等
【答案】BD
【解析】
【详解】
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，返回到A点时的速度小于原来速度大小，由动能定理可知合外力做负功，故A错误；
B．小球从A到C与从C到B的过程，合外力做功相同，由动能定理可知这两个过程中减少的动能相等，故B正确；
C．小球从A到C比从C到B用时短，由动量定理可知从A到C速度的变化量小，故C错误；
D．小球从A到C与从C到B的过程，滑动摩擦力做功相同，说明损失的机械能相等，故D正确。

故选BD。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学在《验证机械能守恒定律》实验中，让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着
的纸带通过打点计时器打出一系列的点。

选取一条理想的纸带如图所示，O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D为相邻四个连续的计数点。

已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2。

根据这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为______J；从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了______J。

（计算结果保留3位有效数字）。

通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能________（选填“略大于”或“等于”或“略小于”）重锤增加的动能，分析其原因________________________
【答案】7.61 7.63 “略大于” 纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功, 重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能
【解析】
【详解】
第一空.利用匀变速直线运动的推论，所以动能为，第二空.重力势能减小量，
第三空.通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能略大于重锤增加的动能，
第四空.其原因为纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功, 重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能。

14．(本题9分)用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：
(1)适当垫高木板是为了____________________________________________；
(2)通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”)；
(3)若实验做了n次，所用橡皮条分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…v n，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W－v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v2的关系是
_________．
【答案】(1)平衡摩擦力；(1)后面部分；(3)W与v1成正比
【解析】
【详解】
第一空.实验时将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力．适当垫高木板是为了平衡摩擦力；
第二空.橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度．所以应使用纸带的后面部分．
第三空.W-v 1图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W 与速度v 的平方成正比．即：W=kv 1． 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m A =3kg 的小车A 以v 0=4m/s 的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为m B =1kg 的小球B （可看作质点），小球距离车面h=0.8m ．某一时刻，小车与静止在光滑水平面上的质量为m C =1kg 的物块C 发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度g=10m/s 1．求：
（1）小车系统的最终速度大小v 共； （1）绳未断前小球与砂桶的水平距离L ； （3）整个过程中系统损失的机械能△E 机损． 【答案】 (1)3.1m/s （1）0.4m （3）14.4J 【解析】
试题分析：根据动量守恒求出系统最终速度；小球做平抛运动，根据平抛运动公式和运动学公式求出水平距离；由功能关系即可求出系统损失的机械能． （1）设系统最终速度为v 共，由水平方向动量守恒： (m A ＋m B ) v 0=(m A ＋m B ＋m C ) v 共 带入数据解得：v 共=3.1m/s
（1）A 与C 的碰撞动量守恒：m A v 0=(m A ＋m C )v 1 解得：v 1=3m/s
设小球下落时间为t ，则： 2
12
h gt = 带入数据解得：t=0.4s 所以距离为：01()L v v =－ 带入数据解得：L=0.4m
（3）由能量守恒得：()()2201122
B A B A B E m gh m m v m m m v ∆=+
+-++共损 带入数据解得：14.4E J ∆=损 点睛：本题主要考查了动量守恒和能量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒；然后才能列式求解．
16．如图所示，一对平行金属极板相距2d cm =，两板间匀强电场方向向下，场强大小31.610/E V m =⨯，其中下极板接地（零电势）．A 点距下板为1 1.5h cm =，B 板距下板为20.5h cm =，试求：（电子电荷量为191.610e C -=-⨯）
（1）两金属板之间的电势差大小；
（2）将一个电子从A 点移动到B 点电场力做的功？电子的电势能是增加还是减少？
【答案】（1）32?V ；
（2）182.5610J --⨯，增加
【解析】
【分析】
【详解】
（1）两金属板之间的电势差大小：321.610210/32?U Ed V m V -==⨯⨯⨯=
（2）A ．B 两点间的电势差：321.610 1.50.510/16?AB AB U Ed V m V -==⨯⨯
-⨯=（），将一个电子从A 移到B 电场力做的功：AB AB W qU =191.61016J -=-⨯⨯182.5610J -=-⨯，因为电场力做负功，所以电子的电势能增加了．
【点睛】
考查电场中U Ed W qU ==，，注意前者要求电场强度恒定；电势能的增减可由电场力做功的正负来确定，还可以由电荷的电量正负与电势高低来确定．
17． (本题9分)如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内，轨道的B 点与水平面相切，其半径为OA ＝OB ＝R 。

有一小物体自A 点由静止开始沿圆弧轨道下滑到B 点，然后沿水平面前进s ，到达C 点停止。

已知当地的重力加速度为g 。

试求：
（1）物体到达B点时的速率v；
（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ。

【答案】（1）（2）
【解析】
（1）设小物体的质量为m，以水平面为参考面，由A到B，根据机械能守恒有：
mgR＝
解得：
（2）由A到C，根据动能定理有：mgR－μmgs＝0
解得：
点睛：动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功．一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究．对于一个量的求解可能有多种途径，我们要选择适合条件的并且简便的．。