【物理】广东省珠海市香洲区2019-2020学年高一下学期期末模拟考02卷（解析版）

【物理】广东省珠海市香洲区2019-2020学年高一下学期期末模拟考02卷（解析版）

广东省珠海市香洲区2019-2020学年高一下学期 期末模拟考02卷 一、 单选题 ‎1．关于运动的合成与分解，下列说法不正确的是（　　）‎ A．竖直上抛运动可以分解为竖直向上的匀速运动和竖直向下的自由落体运动 B．合运动与其分运动具有等时性 C．两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动 D．两个直线运动的合运动仍是直线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A. 竖直上抛运动可以分解为竖直向上的匀速运动和竖直向下的自由落体运动，故A错误；‎ B. 分运动具有独立性，等时性，故B错误；‎ C. 两个匀速直线运动合成，合加速度为零，则合运动仍然是匀速直线运动，故C错误；‎ D. 两个直线运动的合运动不一定是直线运动，如平抛运动，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2．摩天轮是游乐场内一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是 A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变 B．摩天轮转动一周的过程中，乘客所受合外力做正功 C．在最高点，乘客处于失重状态 D．摩天轮转动过程中，乘客所受重力的瞬时功率保持不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A．机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，重力势能在变化，所以机械能在变化，故A错误；‎ B．摩天轮匀速转动一周，乘客动能的变化量为零，由动能定理知乘客所受合外力的功为零，故B正确；‎ C．圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力F，向心力向下，加速度向下，乘客处于失重状态，故C正确；‎ D．摩天轮转动过程中，速度方向改变，根据 P=mgvcosθ 可知，乘客重力的瞬时功率时刻改变，故D错误。‎ ‎3．关于曲线运动，下 列说法中正确的是 A．变速运动一定是曲线运动 B．曲线运动一定是变速运动 C．曲线运动的物体所受的合外力一定是变力 D．曲线运动的物体加速度方向可以与速度方向在同一直线上 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、B、曲线运动物体的速度方向在不断改变，是变速运动，但变速运动不一定就是曲线运动，如匀变速直线运动，故A错误，B正确．C、做曲线运动的物体所受的合外力可能是恒力，如平抛运动，故C错误．D、据曲线运动的条件，所受合外力的方向即加速度的方向与运动方向不在一条直线上，故D错误．故选B．‎ ‎4．下列说法中正确的是(　　)‎ A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B．根据表达式F＝G可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．在由开普勒第三定律得出的表达式＝k中，k是一个与中心天体无关的常量 D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A错误；‎ B．表达式适用于质点间引力的计算，当趋近于零时，物体不能看成质点，该不再成立，所以不能得到万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误；‎ C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，是一个与中心天体质量有关的常量，故C错误；‎ D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎5．如图所示，质量为m可视为质点的小球在光滑的固定竖直圆轨道内侧做圆周运动。已知重力加速度为g，小球在最高点受到轨道弹力的大小为mg。不计空气阻力，则小球在最低点受到轨道弹力的大小为 A．3mg B．4mg C．5mg D．7mg ‎【答案】D ‎【解析】‎ 在最高点时：，从最高点到最低点，由机械能守恒定律：‎ 在最低点时：，联立解得N=7mg A．3mg，与结论不相符，选项A错误；‎ B．4mg，与结论不相符，选项B错误；‎ C．5mg，与结论不相符，选项C错误；‎ D．7mg，与结论相符，选项D正确。‎ ‎6．2018年1月31日，天幕上演150多年一遇的“超级蓝血月全食”。如图所示，当月亮、地球、太阳完全在一条直线上时，地球在中间，整个月亮全部进入地球的本影区(‎ 图中灰色区域)，形成月全食。这次月全食发生时，月亮几乎处在近地点的位置，因此称为超级月全食。月球的轨道为图中的椭圆。下列说法正确的是(忽略太阳对月球的万有引力)‎ A．月亮在近地点时的速度等于地球的第一宇宙速度 B．月球在整个椭圆轨道上运行中机械能不变 C．月球远离近地点的过程中万有引力做正功 D．月球在近地点时的加速度小于在远地点时的加速度 ‎【答案】B ‎【解析】A、根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，线速度越小，则地球的第一宇宙速度大于近地点所在圆轨道上运行的速度，故A错误；‎ B、月球绕地球运动过程仅受地球的万有引力，机械能守恒，故B正确；‎ C、月球远离近地点的过程中，万有引力的方向与运动方向的夹角大于，地球对月球万有引力做负功，故C错误；‎ D、月球在远地点所受的万有引力小于在近地点的万有引力，根据牛顿第二定律得，在远地点的加速度小于在近地点的加速度，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎7．如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的公路上以初速度开始加速行驶，经过时间 t前进了L的位移，达到最大速度，设此过程中电动机输出功率恒为额定功率P，在达到最大速度的过程中，根据以上条件可求出的物理量是( )‎ A．小车受到的阻力 B．小车运动的最大速度 C．电动机对外所做的功 D．小车克服摩擦力做的功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 小车以恒定的功率运动，则随速度的增加牵引力减小，可知加速度减小，则小车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时速度最大，由于加速度变化，可知根据初速度v0、时间t和距离L不能求解加速度a，也就不能求解最大速度vm，根据F-f=ma不能求解阻力f以及阻力功Wf，但是根据W=Pt可求解电动机对外做功，故选项C正确，ABD错误；故选C.‎ ‎8．如图所示，一对男、女溜冰运动员质量分别为和，面对面拉着一弹簧测力计做匀速圆周运动的溜冰表演，不计冰面的摩擦。则男女两人（ ）‎ A．做圆周运动的向心力之比为 B．做圆周运动的运动半径之比为 C．做圆周运动的角速度之比为 D．做圆周运动的向心加速度之比为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A.男女两名运动员靠弹簧测力计的拉力提供向心力，两向心力大小相等，故A项不合题意.‎ BC.两名运动员的角速度相等，根据知，男女两名运动员的运动半径之比等于质量反比，即，故B项符合题意，C项不合题意.‎ D.根据知，两人的角速度相等，半径之比为，则向心加速度之比为，故D项不合题意.‎ 二、多选题 ‎9．通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是 A．所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内 B．所有的地球同步卫星的质量都相等 C．所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运动的角速度都相等 D．所有的地球同步卫星离地心的距离都相等 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ A．所有的地球同步卫星的必要条件之一：是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，故A正确．‎ BCD．同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，周期等于地球自转的周期，由万有引力等于向心力，知无法计算卫星质量m，但高度是一定的，故B错误，CD正确．‎ 故选ACD．‎ ‎10．半径R=4cm的圆盘可绕圆心O水平转动，其边缘有一质量m=1kg的小物块（可视为质点），若物块随圆盘一起从静止开始加速转动，其向心加速度与时间满足a0=t2，物块与圆盘间的动摩擦因数为0.6，则：‎ A．2s末圆盘的线速度大小为0.4m/s B．2s末物块所受摩擦力大小为4N C．物块绕完第一圈的时间约为1.88s D．物块随圆盘一起运动的最大速度约为0.5m/s ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎2s末圆盘的向心加速度a=4m/s2，根据得：s，故A正确；物块随圆盘一起从静止开始加速转动，静摩擦力的分量提供向心力，则f′=ma=1×4=4N，所以摩擦力不为4N，故B错误；根据，得：v=0.2t，所以速度随时间均匀增加，则t时间内的平均速度，所以绕完第一圈的时间，解得：t=1.58s，故C错误；当静摩擦力达到最大值时，速度取最大值，此时摩擦力的分量提供加速度，若，解得：，所以最大速度不是0.5m/s，故D错误．故选A ‎11．如图所示，一个倾角为300，高h=1m的直角三角形木块BCD固定于水平面上，现有一小球以v0的水平初速度从A点抛出做平抛运动，最终落的斜面BD上，且ABCD构成一个矩形（g=10m/s2），下列说法正确的是（ ）‎ A．若小球垂直落在斜面上，‎ B．若小球垂直落在斜面上，‎ C．若为了使小球以最短位移落在斜面上，‎ D．若为了使小球以最短位移落在斜面上，‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 若小球垂直落在斜面上，则；由几何关系： ；联立解得v0=2m/s，选项A错误，B正确；若为了使小球以最短位移落在斜面上，则由几何关系可知：；，联立解得：，选项D正确，C错误；故选BD.‎ ‎12．如图所示，圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.6m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地时水平位移的大小x=0.8m，重力加速度g=10m/s2。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　）‎ A．物块运动到达地面的时间t=0.4s B．物块做平抛运动的初速度大小 C．物块与转台间的动摩擦因数 D．物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离d=1m ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A．物体做平抛运动，则 ，解得，故A正确；‎ B．平抛运动的初速度为，故B正确；‎ C．当摩擦力不足以提供向心力时，开始做平抛运动，则有，解得，故C错误；‎ D．根据几何关系可知物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离，故D正确；‎ 故选ABD。‎ 三、实验题 ‎13．在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：‎ 从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=_____ J，动能的增加量△EK=_____J（保留三位有效数字）．‎ ‎【答案】0.482J 0.475J ‎ ‎【解析】‎ 物体重力势能减小量△E P =mgh=1×9.8×0.0492J=0.482J 中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：‎ ‎ ‎ 动能的增加量．‎ ‎14．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1……，橡皮筋对小车做功使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带求出。‎ ‎（1）实验器材除装置图中的器材、交流电源和导线外，还需要_______‎ A．刻度尺 B．秒表 C．弹簧测力计 ‎（2）实验中木板略微倾斜，目的是_______‎ A．使释放小车后，小车能匀加速下滑 ‎ B．增大小车下滑的加速度 C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D．可使得小车在橡皮筋的作用下弹出后做匀速运动 ‎（3）若根据多次测量数据画出的W－v图像如下图所示，可知W与v的关系符合实际的是图____‎ ‎【答案】A CD C ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）因为需要计算小车的速度，所以需要刻度尺测量纸带打点之间的距离；‎ ‎（2）实验中木板略微倾斜，目的是为了平衡摩擦力，让橡皮筋做的功等于合力对小车做的功，也可以使小车在橡皮筋的作用下弹出后做匀速运动；‎ ‎（3）根据公式， 因此图像是二次函数图像，故选C。‎ 四、 解答题 ‎15．已知甲、乙两船在静水中速度分别是v1、v2，它们要从同一河岸同一点出发到达对岸，其中甲船要以最短时间渡河，乙船要以最短位移渡河，结果是两船到达对岸同一点，那么两船所用时间t1、t2的比值是______‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直．如图： 两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比，则：；由图可知：； ；其中：tanθ=；；则：.‎ ‎16．如图所示，水平传送带AB的右端与在竖直面内的用内径光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小.传送带的运行速度v0=4.0m/s，将质量m=1kg的可看做质点的滑块无初速地放在传送带的A端.已知传送带长度L= 4.0 m，离地高度h=0.4 m，“9”字全髙H= 0.6 m，“9”字上半部分圆弧半径R=0.1m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10 m/s2，试求：‎ ‎(1).滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间.‎ ‎(2).滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向.‎ ‎(3).滑块从D点抛出后的水平射程.‎ ‎【答案】(1) 2s (2)30N，方向竖直向上 (3) 1.1m ‎【解析】‎ ‎(1)滑块在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律得知μmg=ma 得a=2m/s2‎ 加速到与传送带速度相同所需时间为 ‎ 此过程位移 ‎ 此时物块恰好到达B端，所以滑块从A端运动到B端的时间为t=2s． (2)滑块由B到C的过程中机械能守恒，则有 ‎ 滑块滑到轨道最高点C时，由牛顿第二定律得 解得FN=30N 根据牛顿第三定律得到，滑块对轨道作用力的大小FN′=FN=30N 方向竖直向上． (3)滑块从C到D的过程中机械能守恒，得 ‎ 解得 ‎ D点到水平地面的高度HD=h+（H-2R）=0.8m 由HD=gt′2得 ‎ ‎ 所以水平射程为x=vDt′=1.1m ‎17．一个质量为m的小球从空中某位置静止释放，0﹣t0时间内加竖直向上的恒力F1，小球能加速上升；t0时刻撤去外力，2t0时刻小球回到了松手释放的位置；2t0﹣3t0时间内，小球在重力作用下持续运动：3t0﹣4t0时间内重新加竖直向上的恒力F2（F2＞F1，F2与F1均为未知量），4t0时刻小球再次回到第一次撤去外力位置。全程不计空气阻力，已知重力加速度为g，求：‎ ‎(1)从释放到第一次撤去外力，恒力F1所做的功？‎ ‎(2)F1与F2大小之比？‎ ‎【答案】(1) (2)4:21‎ ‎【解析】‎ ‎（1）取竖直向上为正方向。在0﹣t0时间内，根据牛顿第二定律和运动学可知：‎ F1﹣mg＝ma v1＝a1t1‎ 同理 t0﹣2t0时间内，有：‎ ‎ ‎ 据题有：x2＝﹣x1。‎ 联立可得：‎ 即为：‎ 因此，从释放到第一次撤去外力，恒力F1所做的功为：‎ ‎（2）2t0﹣3t0时间内，初速度为：‎ 末速度为 位移为：‎ ‎3t0﹣4t0时间内，有：‎ 解得：a3＝6g 由牛顿第二定律得：F2﹣mg＝ma3‎ 解得：F2＝7mg 即：‎ ‎18．神舟九号飞船，从酒泉卫星发射中心点火升空．这次载人航天的一项重要任务就是实现与目标飞行器的手控对接．最终组合体将在圆形轨道上运动．如图所示，是北京航天控制中心的大屏幕上出现的一幅飞船运行轨迹图，它记录了神舟九号飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°…）．‎ ‎（1）根据以上信息，“神舟”九号搭载的三名宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为多少？‎ ‎（2）设飞船离地面的高度为h，地球的半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转周期为T．宇航员在地球自转一周的时间内可以看到的”日出”次数n为多少？（用所给的字母表示）‎ ‎【答案】（1） 次（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）分析图示信息可知，飞船每运行一周，地球自转角度为 则飞船运行的周期为 故宇航员在24h内，看到的日出日落次数为次 故根据以上信息，“神舟”九号搭载的三名宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为16次．‎ ‎（2）飞船做围绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：‎ ‎①‎ 在地面附近有：‎ 联立①②可得：‎ 所以宇航员在一天内可以看到的次数为