2020-2021学年人教版高一物理下学期期末模拟试卷（五）（含答案）

2020-2021学年人教版高一物理下学期期末模拟试卷5

1.牛顿发现万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常量的科学家是（）

A.第谷B.开普勒C.卡文迪许D.伽利略

2.物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（）

A.速度大小一定是变化的B.速度方向一定是变化的

C.合力一定是变化的D.加速度一定是变化的

3.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一小物块

随圆盘一起运动。关于小物块受力情况，下列说法正确的是（）

A.小物块受重力、支持力

B.小物块受重力、支持力、向心力

C.小物块受重力、支持力、静摩擦力

D.小物块受重力、支持力、静摩擦力、向心力

4.下列情形中，物体机械能守恒的是（）

A.加速上升的电梯B.沿斜面匀速下滑的木箱

C.在平直路面上减速的汽车D.在空中做自由落体运动的小球

5.一辆质量为机的小汽车，以某一速率经过拱形路面的最高点，车对拱形路面顶部的

压力大小为F，则下列关系正确的是（）

A.F<mgB.F~mgC.F>mgD.F一定等于零

6.一个小球做自由落体运动，在第1s末重力的瞬时功率为此，在第2s末重力的瞬时

功率「2，则心：P2等于（）

A.1：1B.1：2C.1：3D.1：4

7.近年来，中国航天事业不断创新发展，我国已成为人造卫星大国。我国发射的某人

造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由于实际需要实施变轨，变轨后卫星仍做匀速

圆周运动，但卫星的线速度减小到原来的一半，则（）

A.卫星的周期增大B.卫星的角速度增大

C.卫星离地球更近了D.卫星的向心加速度增大

8.某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，若不计空气阻力，下列图

象中能正确表示该物体的机械能E随位移x变化规律的是（）

A.B.

9.如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道

曲线”飞行，下列说法正确的是（）

A.炮弹在上升过程中动能减小B.炮弹在下落过程中机械能增加

C.炮弹到达最高点时速度为零D.炮弹到达最高点时加速度为零

10.质量为m的小球从桌面竖直上抛。桌面离地面的高度为阳，小球能达到距地面的最

大高度为h2,则小球的初动能为（）

A.mgh、B.mgh2C.mg（h2+/ii）D.mg（九2一九i）

11.我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B

到转轴的距离是挡板4的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转

轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀

速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂

的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出

两个球所受向心力的相对大小。则关于这个实验，下列说法中不正确的是（）

A.探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,

将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处

B.探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，

将质量相同的小球分别放在挡板8和挡板C处

C.探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将

质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处

D.探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将

质量不同的小球分别放在挡板4和挡板C处

12.2020年2月15日，北斗导航系统第41颗卫星（地球同步卫星，离地高度约36000函）、

第49颗卫星（倾斜地球同步轨道卫星）、第50、51颗卫星（中圆地球轨道卫星，离地

高度约2000/on）已完成在轨测试，正式入网工作，推进了中国2020年建成覆盖全

球的北斗卫星导航系统计划顺利实施。下列说法正确的是（）

A.中圆地球轨道卫星周期大于24小时

B.地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度

C.倾斜地球同步轨道卫星不会静止在北京上空

D.中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小

13.如图所示，质量相同的三个小物块6、c处在同一高度。现将小物块a和b由静

止释放，。沿光滑斜面下滑，〃做自由落体运动；同时将小物块c沿水平方向以速

度％抛出。不计空气阻力，下列说法不正确的是（）

A.从释放到落地过程中重力对〃、人两个物块做功相同

B.a、b两个物块落地瞬间重力的瞬时功率相同

C.仄c两个物块落地瞬间的机械能不相同

D.b、c两个物块在运动过程中重力做功的平均功率相同

14.风化侵蚀的产物有可能被风、流水、冰川和海浪挟带而离开原位置，地理学家把这

种现象叫做“搬运”。为了讨论水流的搬运作用，设水的流速为v,物块的几何线

度为/,并作如下简化：物块的体积与尸成正比，水流对物块的作用力与GM成正

比，物块受到的阻力与物块的重力成正比。

已知水的流速为v时，能搬运石块的重力为G.当水的流速为2V时，能搬运石块的重

力为()

A.2GB.4GC.16GD.64G

15.用如图所示装置研究平抛运动。钢球从斜槽上滚下，离开斜槽轨道后做平抛运动。

每次都使钢球从斜槽上由静止滚下，在钢球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接钢球,

使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下该位置。通过

多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢

球做平抛运动的轨迹。

(1)关于本实验下列说法正确的是。

4斜槽轨道的末端应保持水平

8.每次释放钢球的初位置可以不同

C.钢球与斜槽间有摩擦会使实验的误差增大

(2)实验中，斜槽轨道末端点到钢球落地点的高度相同，若钢球每次从斜槽上不同

的初始位置滚下，那么钢球每次在空中运动的时间。(填“相同”或“不相

同”)

(3)如图所示是实验中记录的一段轨迹，已知。点为钢球的抛出点，测得A点的坐

标为(40cm,20cm),g取lOm/s2,则钢球从。点到达A点的时间t=s,钢

球平抛的初速度为=m/So

16.利用如图装置做“验证机械能守恒定律“实验。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、刻度尺、导线及开关

外。在下列器材中，还必须使用的器材是。

A.交流电源

区直流电源

C天平(含祛码)

(2)使用打点计时器的方法正确的是。

A.先释放重物再接通打点计时器的电源

8.先接通打点计时器的电源再释放重物

(3)由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，比较重物下落过程中任意两点间的动能

增加量与势能减少量时会发现^Ek△Ep。

4.大于

B.等于

C.小于

(4)实验时，某同学用刻度尺测出重物下落高度儿并根据v=J讦计算出该时刻

的速度丫，这种计算速度的方法在本实验中(填"正确”或”不正确”)。原

因是。

17.如图所示，一个质量m=2kg的物体静止在光滑水平地面上，在水平恒力尸=4N作

用下开始运动，求：

(l)3s末物体速度v的大小；

(2)3s内物体位移x的大小；

(3)3s内水平恒力F做的功。

•-----------

///Z////ZZZ/Z//Z///Z/

18.2020春季新冠疫情期间，某同学居家自学圆周运动知识。如图所示，他用一根无

弹性细绳拴住一个质量为m的小沙袋，让小沙袋在水平面内做半径为r的匀速圆周

运动，同时测出小沙袋运动"周所需时间为人若小沙袋所受向心力近似等于手通

过绳对小沙袋的拉力，求：

(1)小沙袋做圆周运动的周期T；

(2)小沙袋做圆周运动的角速度3;

(3)细绳对小沙袋的拉力凡

19.如图所示，BC。是半径/?=0.4m的竖直圆弧形光滑轨道，。是轨道的最高点，长

L=2m的水平面AB与轨道在3点相切。一质量m=0.1kg的物体(可视为质点)静

止在水平面上的A点。物体与水平面之间的动摩擦因数〃=0.4,现给物体一个初

速度，使它经过水平面后沿BC£＞轨道运动，取g=10m/s2。

(1)若已知物体到达。点时速度为%=4m/s,求：

①物体运动到。点时的动能大小；

②物体在D点时受到轨道压力风的大小；

(2)如果小球恰好能通过。点，求物体在A点的初速度以。

AB

20.万有引力定律的发现和应用推动了自然科学的发展和进步。有了万有引力定律，我

们能“称量“地球质量，也实现了飞天的梦想。已知地球的半径为R,地球表面的

重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转的影响。

(1)求地球的质量M；

(2)假如你站在地球表面将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球

落回到地球表面的落点就越远。所以可以设想，如果没有空气阻力，速度足够大,

小球就不再落回地球表面，它将绕地球做半径为R的匀速圆周运动，成为地球的卫

星。则这个抛出速度丫至少为多大？

(3)假设没有空气阻力，在距地球表面高度为〃处以速度0.5〃水平抛出一个物体(已

知人远小于R；v为第2问中所求的抛出速度)，并根据公式八=：必2和％=170t计算

出该物体的水平位移。请问：这样计算是否恰当？为什么？

答案

1.C2.B3.C4.D5.A6.B7.A

8.D9.A10.D11.B12.C13.B14.D

15.A相同0.22

16.ABC不正确该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只

受重力，机械能守恒，如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，

就不需要验证了

17.解：(1)根据牛顿第二定律得：

F—ma

解得：a=2mls2

3s末物体的速度大小为：v=at=2x3m/s=6m/s

(2)3s内物体的位移大小为：x=^at2

得：x—9m

(3)3s内水平恒力F做的功为：W^Fx

得：W=367

答：(l)3s末物体速度v的大小是6m/s；

(2)3s内物体位移x的大小是9m;

(3)3s内水平恒力F做的功是36人

18.解：(1)小沙袋做圆周运动的周期：T=：

(2)小沙袋做圆周运动的角速度：3若

得：3=等

(3)细绳对小沙袋的拉力提供向心力，可得：F=ma)2r

得:尸=笔立

答：(1)小沙袋做圆周运动的周期T为3;

(2)小沙袋做圆周运动的角速度为等；

(3)细绳对小沙袋的拉力F为如沪。

19.解：(1)①根据动能的表达式Ek=?7n诏

得物体运动到。点时的动能a=0.8;

②物体在。点时，根据牛顿第二定律得

Z7_LVD

FN+mg=m-f

解得FN=3N

(2)物体恰好通过。点，由重力提供向心力，有mg=血7

从A到。，根据动能定理得

11

—fimgL—2mgR=-mv2--mv^

解得力=6m/s

答：(1)①物体运动到。点时的动能大小是0.8J；

②物体在D点时受到轨道压力风的大小是3M

(2)如果小球恰好能通过D点,物体在A点的初速度勿是6TH/S。

20.解：(1)对于地面上质量为加的物体，有：

Mm

6铲=mg

解得：加=等

(2)质量为m的物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动，据牛顿第二定律有：

Mmv2

G^=mT

解得：V=栏=9

(3)不恰当；物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力-重力，做平抛运动；

随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不能再看作恒力(重力加速度方向变化)：公

式/i=[gt?与％=q)t不再适用。

答：(1)地球的质量M为等；

(2)这个抛出速度v至少为J时;

(3)不恰当；物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力-重力，做平抛运动；

随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不能再看作恒力(重力加速度方向变化)；公

式/l=1gt2与％=120t不再适用。

【解析】

1.解：发现万有引力定律的科学家是牛顿，他提出了万有引力定律。牛顿发现万有引

力定律之后，并没有测得引力常量，引力常量是由卡文迪许用扭秤实验测得的。故C

正确，A3。错误。

故选：Co

依据物理学的发展史和各个人对物理学的贡献可以判定各个选项。

本题需要掌握物理学的发展历史，明确各个课本提到的各个人物对于物理学的贡献，属

于基础记忆考查。

2.解：A、曲线运动的速度一定在变化，但速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动，

所以A错误。

8、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动的速度方向一定变

化，故B正确。

C、。、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不

一定变化，由牛顿第二定律可知，加速度的大小和方向也不一定变化，如平抛运动，所

以C错误，。错误。

故选：B。

既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动；

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化.

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，

对于它们的特点要掌握住.

3.解：小物块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物块受力分析，受重力、支持力

和静摩擦力，如图所示，|I.

重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故C正确，ABO错误。（广"]

故选:C«

对小物块进行受力分析，分析时按照重力弹力摩擦力的顺序，并且

找一下各力的施力物体，再根据圆周运动的特点知道是哪些力提供了向心力，即可得知

各选项的正误。

向心力是由物体实际受力的一个力或几个力的合力提供的，也可理解为是沿半径方向上

的所有力的合力提供。

分析和解决匀速圆周运动的问题，关键是要把向心力的来源搞清楚。

向心力是按效果命名的力，并不是一种新性质的力，受力分析时决不能额外加上一个向

心力。

4.解：A、加速上升的电梯动能增大，重力势能增大，物体机械能增加，机械能不守恒,

故A错误；

8、沿着斜面匀速下滑的木块动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故B错误;

C、在平直路面上减速的汽车，动能减小，重力势能不变，故机械能不守恒，故C错误;

。、在空中做自由落体运动的小球，只有重力做功，机械能守恒，故。正确。

故选：D。

根据机械能守恒的条件分析答题；只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒。或者分

析动能和势能变化明确机械能是否守恒。

本题考查了机械能守恒的判断，知道机械能守恒的条件是只有重力做功，同时还要注意

掌握根据动能和重力势能变化分析机械能是否守恒的方法。

5.解：汽车通过拱形路面时，根据牛顿第二定律得，mg-F'=m^,解得支持力为:

F'=mg-根据牛顿第三定律知压力厂等于支持力F',汽车对路面的压力小于重

力。故A正确，错误。

故选：Ao

汽车在最高点，靠竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出支持力的

大小。

解决本题的关键知道汽车做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，基础

题。

6.解：根据。=gt知，第1s末和第2s末的瞬时速度之比为1：2,根据P—ingv知，P1：

P2=1：2,故B正确，A、C、。错误。

故选：B。

自由落体运动做初速度为零的匀加速直线运动，结合速度时间公式求出第1s末和第2s

末的速度之比，根据P=得出重力的瞬时功率之比。

解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法。

7.解：C、卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有：G萼可

得线速度u=辟可知线速度减为原来的;时，半径增加为原来的4倍，即离地球更远

了，故C错误；

A、周期丁=晤，可知半径增加为原来的4倍，周期增加为原来的8倍，卫星的周

期增大，故A正确；

B、角速度3=后,可知半径增加为原来的4倍，角速度减小为原来的3倍，卫星的角

速度减小，故B错误；

D、根据牛顿第二定律得向心加速度a=皆，半径增加为原来的4倍，向心加速度减小

为原来的卷，卫星的向心加速度减小，故。错误。

16

故选：Ao

卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，根据分析线速度与半径的关系，

再由半径关系分析其它描述圆周运动的物理量与半径的关系。

根据万有引力提供圆周运动向心力，由此确定描述圆周运动的物理量与轨道半径的关系,

熟练掌握相关规律是解决问题的关键。

8.解：某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，物体受到重力和支持

力，由于支持力方向和位移方向垂直，故支持力不做功，只有重力做功，故物体在下滑

过程中机械能守恒，故ABC错误，。正确；

故选：

某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，只有重力做功，故在下滑过程

中机械能守恒。

本题主要考查了机械能守恒，关键是正确的受力分析，分析各力做功情况即可判断。

9.解：A、炮弹在上升过程中，炮弹受到重力和阻力作用，炮弹的速度减小，则动能减

小，故A正确；

8、炮弹在下落过程中由于受到阻力作用，且阻力做负功，则机械能减小，故B错误；

C、炮弹到达最高点是竖直方向的速度减为零，而水平方向的速度不为零，故C错误；

。、在最高点受重力和空气阻力，合力不为零，加速度不为零，故。错误；

故选：A。

炮弹到达最高点是竖直方向的速度减为零，而水平方向的速度不为零，方向受力可判断

加速度是否为零；炮弹在上升过程中，重力、空气阻力都做负功，动能减小，机械能减

小，下落过程中，重力做正功，重力势能减小，空气阻力做负功，机械能减小。

明确最高点的含义，知道动能、机械能的变化与那些力做功对应即可正确判断动能、机

械能的变化。

10.解：设小球的初动能为眼（）,小球从抛出到最高点，根据动能定理得：0-

-mg（h2-hj,所以-b），故ABC错误，£>正确。

故选：Do

小球在上升的过程中，只有重力做功，根据动能定理或机械能守恒列式即可求出初动能

的大小。

本题考查动能定理的应用，本题也可以直接根据机械能守恒求解，要注意二者列式的区

别。

11.解：A3、当探究向心力和角速度的关系时，应使两个质量相同的小球，放到半径相

同的档板处，以不同的角速度转动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，

将质量相同的小球分别放在挡板4和挡板C处，故4正确，B错误；

C、探究向心力和半径的关系时，应使两个质量相等的小球，放在半径不同档板处，以

相同的角速度运动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小

球分别放在挡板B和挡板C处，故C正确；

。、探究向心力和质量的关系时，应使两个质量不同的小球，放到半径相同的档板处，

以相同的线速度运动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的

小球分别放在挡板A和挡板C处，故。正确。

本题选错误的，

故选：Bo

该实验采用控制变量法，根据F=m32r可知：应抓住角速度不变、半径不变，研究向

心力与质量的关系；根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合v=根据线

速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。

本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变，

知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。

12.解：4、卫星的轨道半径越大，周期越大，所以中地球轨道卫星的运行周期小于地

球同步卫星运行周期，小于24小时，故A错误；

B、第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度，

则地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故B错误；

C、倾斜地球同步轨道卫星与地球自转周期相同，但是运转方向不同，所以倾斜地球同

步轨道卫星不会静止在北京上空，故C正确；

。、卫星绕地球做圆周运动，轨道半径越大，其运行速度越小，中地球轨道卫星比同步

卫星卫星离地心更近，故中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度大，故。错误。

故选：Co

卫星运动是万有引力充当向心力，第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是

卫星发射的最小速度，卫星的轨道半径越大，周期越大，线速度越小。

本题以覆盖全球的北斗卫星导航系统计划考查了人造卫星问题，知道地球同步卫星要与

地球的自转周期相同，要求同学们熟练应用万有引力相关公式求解。

13.解：A、根据W=mg/i知从释放到落地过程中重力对a、b两个物块做功相同，故A

正确；

B、a、。初速度为零，根据动能定理知：mgh=^tnv2-0,末速度大小相等，但是方

向不同，重力的瞬时功率P=mgucos。不同，故B错误；

C、以地面为零势能面，的机械能为c的机械能为7ng/i+?n诏，所以机械能不

同，故C正确；

D、。做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，运动时间与人相同，重力做功〃密力相同，

所以重力的平均功率相等，故。正确。

本题选择不正确的，

故选：Bo

重力做功VV=mghr根据动能定理知末速度大小关系，重力的瞬时功率P=mgvcosd,

根据运动学知识分析运动时间，平均功率5=3。

本题关键是明确三个小球的运动规律，然后根据功、动能定理和运动学公式列式分析即

可求解。

14.解：当水流的冲力与时刻受到的阻力大小相等时，水可以搬运石块，即：F=f

水的冲力：F=a-l2v2

设石块的密度为p,体积为匕则石块的质量：m=pV=b-pl3

石块的重力：G=mg=pV-g=b-pgl3

石块受到的阻力：f=k-G=kb-pgl3

联立可得：a-l2v2=kb-pgl3

可知：Ixv2

则：Goc/30cvf>

所以当”=2"时，能搬运石块的重力G'=64G.故ABC错误，。正确

故选：Do

写出石块的质量与长度/之间的关系式，结合质量与重力的关系，由共点力平衡的条件

即可正确答。

本题是实际问题，关键是建立物理模型，抓住受力平衡的条件，将问题简化、合理建模

即可正确解答。

15.解：(1)4、只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运

动，故A正确；

每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度，故8错误；

C、钢球与斜槽间是否有摩擦，对实验没有影响，故C错误：

故选：Ao

(2)小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，但平抛运动的时间由高

度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同；

(3)已知O点为钢球的抛出点，

由于竖直方向自由落体运动，则根据：y=：gt2得，小球平抛运动的时间为：t=

2x20x10-2

S=0.2s,

10

根据水平方向匀速运动，则小球平抛运动的初速度为：VO=7=把浮M/S=2m/s；

故答案为:(1)4(2)相同;(3)0.2；2.

(1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤；

(2)根据下降的高度比较平抛运动在空中运动的时间；

(3)根据竖直位移求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度。

本题考查了研究平抛运动规律实验，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，结合运动学公式和推论灵活求解。

16.解：(1)48、打点计时器使用交流电源，故A正确，B错误；

C、实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测

量质量，则不需要天平，故C错误。

故选