江西省新余市2020年高一(下)物理期末监测模拟试题含解析

江西省新余市2020年高一(下)物理期末监测模拟试题
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)如图所示，轻绳的一端固定在O 点，另一端系一质量为m 的小球（可视为质点）．当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力T 、轻绳与竖直线OP 的夹角θ满足关系式T=a+bcosθ，式中a 、b 为常数．若不计空气阻力，则当地的重力加速度为（ ）
A ．2b m
B ．2b m
C ．3b m
D ．3b m
【答案】D
【解析】
试题分析:在最高点时：设此时物体的速度为V 1，由题意可知：θ=1800，绳的拉力T 1=a-b ；
根据向心力公式有：21mV mg a b r
+-= 在最低点时：设此时物体的速度为V 2，由题意可知：θ=00，绳的拉力T 1=a+b ；
根据向心力公式有：22mV a b mg r
+-= 只有重力做功，由机械能守恒定律：
222111(2)22mV mV mg r =+ 解得：3b g m
=;所以D 正确． 考点： 向心力公式，机械能守恒定律．
2． (本题9分)如图所示，两个小球A B 、分别用轻质细线悬挂于O 点，在同一水平面内做匀速圆周运动，此时悬挂小球A 的细线与竖直方向的夹角为1θ，悬挂小球B 的细线与坚直方向的夹角为2θ，则（ ）
A ．A
B 、的角速度大小之比为12tan :tan θθ
B ．A B 、的线速度大小之比为21tan :tan θθ
C ．A B 、的向心加速度大小之比为12tan :tan θθ
D ．悬挂小球A 的细线与悬挂小球B 的细线的拉力大小之比为12tan :tan θθ
【答案】C
【解析】
【详解】
D ．两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：
1A T cos mg θ=
2B T cos mg θ=
则悬挂小球A 的细线与悬挂小球B 的细线的拉力大小之比为
2112
:cos :cos cos cos A B T mg mg T θθθθ== 故D 错误；
A ．在水平方向上做圆周运动，向心力为
2sin tan n F T m h θωθ==
解得
ω=A B 、的角速度大小之比为1：1，故A 错误；
B ．水平方向上做圆周运动，向心力为
2
sin tan n mv F T h θθ
== 解得
v θ=
A B 、的线速度大小之比为12tan :tan θθ，故B 错误；
C ．在水平方向上做圆周运动，向心力为
sin n F T ma θ==
解得
tan a g θ=
故A B 、的向心加速度大小之比为12tan :tan θθ，故C 正确；
故选C ．
【点睛】
小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．
3．(本题9分)质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t＝0时质点的速度为零．在图中所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大
A．t1B．t2C．t3D．t4
【答案】B
【解析】
试题分析：质点受到一个变力F的作用，从静止开始运动，在0～t1时间内，力F逐渐增大，在t1时刻达到最大值，这一段时间质点做变加速直线运动，它的加速度也是在t1时刻达到最大.而后，力F逐渐变小，至t2时刻减为零，这一段时间质点仍做变加速直线运动，只是加速度在逐渐变小，而速度仍在逐渐增大.从t2~t3这段时间，力F变为反向，并且逐渐增大，相应的加速度也将变为反向，数值也是逐渐增大，它做的是变减速直线运动，速度方向仍是向前.在t3~t4这段时间，力F逐渐变小，加速度也逐渐变小，质点继续做变减速直线运动，直到t4时刻速度减为零.通过以上分析不难看出，质点在t2时刻速度达到最大值，故B正确．
考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动规律．
4．(本题9分)如图所示，小球P粘在细直杆的一端，球随杆一起绕O作圆周运动，球在最高点时杆对球的作用力：（）
A．一定是拉力
B．一定是支持力
C．无作用力
D．可能是拉力，也可能是支持力，也可能无作用力
【答案】D
【解析】
试题分析：对小球受力分析，受重力，杆的作用力，假设杆的作用力向下，如图；
由牛顿第二定律得，
2
v
F G m
r
+=；解得，
2
v
F m G
r
=-；讨论：
①当F=0时，无作用力；
②当F＞0时，一定是拉力；
③当F＜0时，一定是支持力；故D正确；
考点：考查了圆周运动实例分析
5．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球，忽略空气阻力．在小球从抛出到落至水平地面的过程中
A．动能变化量不同，动量变化量相同
B．动能变化量和动量变化量均相同
C．动能变化量相同,动量变化量不同
D．动能变化量和动量变化量均不同
【答案】C
【解析】
【详解】
小球从抛出到落地过程中，只有重力做功，下落的高度相同，根据动能定理可得，两种情况下动能变化量相同；根据题意竖直上抛运动时间必平抛运动的时间长，根据p mgt
∆=可知动量变化量不同，C正确．6．关于静电场，下列说法正确的是（）
A．电势等于零的物体一定不带电
B．电场强度为零的点，电势一定为零
C．同一电场线上的各点，电势一定相等
D．无论是正电荷，还是负电荷，只要在电场力做正功的情况下，一定由高电势能处向着低电势能处移动【答案】D
【解析】
【详解】
A．因为零电势点是人为规定的，则电势等于零的物体也可能带电，选项A错误；
B．电场强度为零的点，电势不一定为零，例如在两个等量同种电荷连线的中点处，选项B错误；
C．沿电场线电势降低，则同一电场线上的各点，电势不相等，选项C错误；
D．无论是正电荷，还是负电荷，只要在电场力做正功的情况下，一定由高电势能处向着低电势能处移动，选项D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．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
【答案】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mgsinα=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；
8．(本题9分)要使两个物体之间的万有引力减小到原来的1
4
，可采用的方法是()
A．使两物体之间的距离增至原来的2倍，质量不变B．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变
C．使其中一个物体的质量减为原来的1
4
，距离保持不变
D ．使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
14 【答案】ABC
【解析】 根据万有引力定律的表达式：2
Mm F G r = A 项：使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变，万有引力减小到原来的
14
，故A 正确； B 项：使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的14
，故B 正确； C 项：使其中一个物体质量减为原来的14，距离不变，万有引力减小到原来的14
，故C 正确； D 项：使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的14，万有引力不变，故D 错误． 点晴：要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比．不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．
9． (本题9分)运动员把质量是500g 的足球从地面上的某点踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s.根据以上信息,下列说法正确的是( 不计空气阻力,取210m/s g =)( )
A ．足球在空中运动的时间大约是1.4s
B ．足球的落地点离踢出点的水平距离大约是56m
C ．运动员对足球的做的功是150J
D ．足球在上升过程中机械能不守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．踢出足球后足球最斜抛运动，最高点时竖直方向速度为0，根据斜抛运动公式知到达最高点的时间为：
1t == 下落时间与上升时间相等，故在空中运动的时间大约是：
12 2.8s t t ==≈
故A 错误.
B ．踢出球后足球在水平方向做匀速直线运动，由题意知水平速度020m/s v =，由A 选项分析可知水平位移：
020 2.8m 56m x v t ==⨯=
故B 正确.
C ．运动员对足球做的功根据动能定理得：
212
W mgh mv =+ 计算得出150J W =，故C 正确.
D ．因足球运动过程中忽略空气阻力，只有重力做功，故机械能守恒，所以D 错误.
10． (本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车．现有一质量为2m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则( )
A ．小球在小车上到达的最大高度为
B ．小球离车后，对地将做自由落体运动
C ．小球离车后，对地将向右做平抛运动
D ．此过程中小球对车做的功为
【答案】AD
【解析】 【分析】 小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小。

【详解】
设小球离开小车时，小球的速度为v 1，小车的速度为v 2，整个过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：2mv 0=mv 1+2mv 2，由动能守恒定律得：，解得：，，所以小球与小车分离后对地将向左做平抛运动，故BC 错误；当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h ，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：2mv 0=3m•v ，由机械能守恒定律得：，解得：，故A 正确；对小车运用动能定理得，小球对小车做功：，故D 正确。

所以AD 正
确，BC错误。

【点睛】
本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，知道当小球与小车的水平速度相等时，小球上升到最大高度。

11．(本题9分)如图所示，一个物体在与水平面的夹角为θ的斜向上的拉力F的作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动，在物体通过距离S的过程中运动的时间为t，则（）
A．力F对物体做的功为FS B．力F对物体做的功为FScosθ
C．力F对物体的冲量为Ft D．力F对物体的冲量为Ftcosθ
【答案】BC
【解析】
由题意及功的公式可得，力F对物体所做的功：W=FScosθ；故A错误；B正确；根据冲量的定义可知，力F对物体的冲量为Ft．故C正确，D错误；故选BC.
12．(本题9分)关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：
A．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度
B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
【答案】AB
【解析】
【详解】
ABC. 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是地球上发射卫星的最小速度，根据
2
2
Mm v
G m
r r
=可得：
GM
v
r
=，近地卫星轨道半径最小，环绕速度最大，AB正确C错误．
D. 在近地轨道进入椭圆轨道，需要点火加速离心，所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度，D错误．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于重物动能的增加量，实验装置如图所示，则：
（1）以下步骤仅是实验操作的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按合理的顺序排列_________（填代号）；
A ．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电电源连接起来
B ．用天平称出重物的质量
C ．把纸带的一段固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定的高度
D ．用秒表测出重物下落的时间
E ．释放纸带
F ．重复几次，得到3~5条符合要求的纸带
G ．接通电源
（2）在选纸带时，若打第一点的速度为零，需要满足所打的第1、2点的距离大约为_______； A ．1mm B ．2mm C ．1cm D ．2cm
【答案】 (1)ACGEF (2)B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据实验过程，则实验的合理顺序排列：ACGEF ；
（2）若打第一点的速度为零，根据自由落体运动的规律可知所打的第1、2点的距离大约为
22119.80.02222
h gt m mm ==⨯⨯≈，故选B. 14． (本题9分)在研究平抛物体运动规律的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长都是L = 1.6 cm ，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的A 、B 、C 、D 所示，则小球从A 到B 的运动时间是_______ s ，平抛的水平初速度v 0=______m/s ．g 取10 m/s 1．
【答案】0.04 0.80
【解析】
竖直方向是匀加速运动(T 为计时单位)2y S gT L V
＝＝ 解得:0.04L T s g
== 水平方向是匀速运动02L v T ＝ 解得0220.80/L v gL m s T L g
====
故本题答案是: (1). 0.04 (1). 0.80
点睛:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速运动和竖直方向上匀加速运动来求解.
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．小球在外力作用下，由静止开始从A 点出发做匀加速直线运动到B 点时撤除外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为R 的光滑半圆轨道，恰能在圆轨道上做圆周运动，到达最高点C 后抛出，最后落回到原来的出发点A 处，如图所示，重力加速度为g ，试求
（1）小球在C 点的速度；
（2）AB 之间的距离；
（3）小球在AB 段运动的加速度为多大
【答案】 (1) v gR =
(2) 2s R = (3) 54
a g = 【解析】
【详解】 （1）根据题意，在C 点时，满足:
2
v mg m R
=① 解得:v gR =。