2021年高一物理下学期期末模拟试卷五新人教版

高一（下）期末物理试卷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R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

压力大小为凡则下列关系正确的是（）

A.<B.C.D.6一定等于零

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

时功率2,则/：2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£随位移”变化规律的是（）

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.质量为必的小球从桌面竖直上抛。桌面离地面的高度为“小球能达到距地面的

最大高度为2,则小球的初动能为（）

A.1B.2C.（2+/）D.（2一/）

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8

到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板力和短槽横臂的挡板，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「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。处

C.探究向心力和半径的关系时一，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6和挡板。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A和挡板，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）、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）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a、6、c处在同一高度。现将小物块a和6由静

止释放，a沿光滑斜面下滑，6做自由落体运动；同时将小物块c沿水平方向以速

度刚出。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a、8两个物块做功相同

B.a、6两个物块落地瞬间重力的瞬时功率相同

C.。、c两个物块落地瞬间的机械能不相同

D.6、。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％物块的几何线

度为/，并作如下简化：物块的体积与3成正比，水流对物块的作用力与22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.当水的流速为2y时，能搬运石块的

重力为（）

A.2GB.4GC.16cD.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。

关于本实验下列说法正确的是。

A.斜槽轨道的末端应保持水平

B.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

（0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”）

（乃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/点的坐

标为（40,20）,g取/0/V则钢球从。点到达/点的时间=$

钢球平抛的初速度o=/。

16.利用如图装置做“验证机械能守恒定律“实验。

（/）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

B.直流电源

C.天平（含祛码）

（为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

B.先接通打点计时器的电源再释放重物

(为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4△。

A.大于

6.等于

C小于

(分实验时，某同学用刻度尺测出重物下落高度力，并根据=y/2—计算出该时

刻的速度%这种计算速度的方法在本实验中______(填"正确”或“不正确”)。

原因是O

17.如图所示，一个质量=2的物体静止在光滑水平地面上，在水平恒力=4

作用下开始运动，求：

(7)3末物体速度！/的大小；

(2)3内物体位移x的大小；

(3)3内水平恒力厂做的功。

•-------

////////////////Z//7/

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必的小沙袋，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：

(2)小沙袋做圆周运动的周期7;

(0小沙袋做圆周运动的角速度；

(为细绳对小沙袋的拉力入

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

2的水平面与轨道在方点相切。一质量=0.1的物体(可视为质点)静止

在水平面上的力点。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腼轨道运动，取=/0/2。

(7)若已知物体到达〃点时速度为=4/，求：

①物体运动到〃点时的动能大小；

②物体在〃点时受到轨道压力的大小；

(3如果小球恰好能通过〃点，求物体在4点的初速度。

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。已知地球的半径为忆地球表面的

重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转的影响。

(7)求地球的质量M；

(0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"的匀速圆周运动，成为地球的卫

星。则这个抛出速度/至少为多大？

(为假设没有空气阻力，在距地球表面高度为人处以速度〃5水平抛出一个物体(已

知方远小于后-为第2问中所求的抛出速度)，并根据公式—2和=°

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

15.4相同0.22

16.46。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：（7）根据牛顿第二定律得：

解得：=2/2

3s末物体的速度大小为：==2x3/=6/

2

（幻3内物体的位移大小为：=-2

得：=9

（3）3内水平恒力厂做的功为：=

得：=36

答：（1）3末物体速度/的大小是6/；

（03内物体位移x的大小是9m；

⑼3内水平恒力尸做的功是36人

18.解：（7）小沙袋做圆周运动的周期：=-

（幻小沙袋做圆周运动的角速度：=—

得：=—

（■?）细绳对小沙袋的拉力提供向心力，可得：=2

d22

得：=-—

答：（/）小沙袋做圆周运动的周期7为一；

（为小沙袋做圆周运动的角速度为二；

A22

（为细绳对小沙袋的拉力F为2-「0

2

19.解：（?）①根据动能的表达式=-9

得物体运动到〃点时的动能=0.8

②物体在〃点时，根据牛顿第二定律得

解得=3

（为物体恰好通过〃点，由重力提供向心力，有=—

从4到〃，根据动能定理得

--2--2--2

22

解得=6/

答：（7）①物体运动到。点时的动能大小是〃8；

②物体在。点时受到轨道压力的大小是3小

（幻如果小球恰好能通过〃点，物体在4点的初速度是6/。

20.解：（7）对于地面上质量为必的物体，有：

~二

解得：=---

（为质量为力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:

解得：=J—=V

（为不恰当；物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力一重力，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=（2与=o不再适用。

答：（/）地球的质量材为---：

（为这个抛出速度V至少为V-;

（》不恰当；物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力一重力，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=T2与=°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。正

确，ABD错误。

故选：a

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：/、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，

所以力错误。

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8正确。

久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，n|Fn

重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故c正确，4劭错误。

故选:Co

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：4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/错误；

从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6错误；

a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：Do

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。

2

5.解：汽车通过拱形路面时，根据牛顿第二定律得，-'=一,解得支持

力为：'=-2，根据牛顿第三定律知压力广等于支持力'，汽车对路面

的压力小于重力。故4正确，BC0错误。

故选：儿

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=知，第1s末和第2s末的瞬时速度之比为1：2,根据=

知，/：2=1：2,故6正确，力、a。错误。

故选：6。

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=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。

2

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：—=一,可

得线速度=J二，可知线速度减为原来的制，半径增加为原来的4倍，即离地球更

远了，故C错误；

/、周期=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4正确；

B、角速度=尸，可知半径增加为原来的4倍，角速度减小为原来的摘，卫星的

角速度减小，故6错误；

D、根据牛顿第二定律得向心加速度,半径增加为原来的4倍，向心加速度减

小为原来的卫星的向心加速度减小，故〃错误。

故选：Ac

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，故力比■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：/、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，故月正确；

从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6错误；

。、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；

久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0,小球从抛出到最高点，根据动能定理得：0-0=

—(2~/)，所以o=(2~/),故46c错误，〃正确。

故选：D。

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：力氏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A和挡板。处，故4正确，6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6和挡板。处，故。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。处，故〃正确。

本题选错误的，

故选：B。

该实验采用控制变量法，根据=2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=,

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，故力错误；

8、第一宇宙速度79/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8错误；

G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：a

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：4、根据=知从释放到落地过程中重力对a、6两个物块做功相同，

故4正确；

2

8、a、6初速度为零，根据动能定理知：=-2~0,末速度大小相等，但是

方向不同，重力的瞬时功率=cos不同，故8错误；

C、以地面为零势能面，6的机械能为应助，。的机械能为+gi，所以机械能

不同，故C正确；

D、c做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，运动时间与b相同，重力做功期财相同，

所以重力的平均功率相等，故〃正确。

本题选择不正确的，

故选：

重力做功=，根据动能定理知末速度大小关系，重力的瞬时功率=

cos,根据运动学知识分析运动时间，平均功率-=一。

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：=

水的冲力：=.22

设石块的密度为，体积为V,则石块的质量：==•3

石块的重力：==•=-3

石块受到的阻力：=•=^3

联立可得：.22=3

可知：0C2

则：a3oc6

所以当'=2时，能搬运石块的重力'=64.故/以错误，〃正确

故选：瓦

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：（/）、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1正确；

员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6错误；

a钢球与斜槽间是否有摩擦，对实验没有影响，故c错误：

故选:A,

（为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；

（为已知。点为钢球的抛出点，

由于竖直方向自由落体运动，则根据:2得，小球平抛运动的时间为:

根据水平方向匀速运动，则小球平抛运动的初速度为：。=一=合二/=2/；

故答案为：（7）;（为相同；（3）022,

（7）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；

（为根据下降的高度比较平抛运动在空中运动的时间；

（为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