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2020-2021学年河南省名校联盟高一下学期期末考试物理试题
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这是一份2020-2021学年河南省名校联盟高一下学期期末考试物理试题，共13页。试卷主要包含了 本试卷共8页， 一小木块等内容，欢迎下载使用。
物 理
考生注意：
1. 本试卷共8页。时间90分钟，满分110分。答题前，考生先将自己的姓名、考生号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2021年5月19日，我国发布了“天问一号”探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。着陆火星前探测器成功实施了近火星制动，如图所示是“天问一号”探测器进入环火星椭圆轨道，然后实施近火星制动，顺利完成“太空刹车”，探测器被火星捕获，进入环火星圆形轨道，最后择机着陆火星。则（ ）
A. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道运行时，点速度小于点速度
B. “天问一号”探测器由环火星椭圆轨道进入环火星圆形轨道应该在点加速
C. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道和环火星圆形轨道上通过点时的加速度相等
D. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道运行的周期比环火星圆形轨道的周期小
2. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，以某一位置为坐标原点，以运动方向为正方向，建立一维坐标系。若某一时刻甲、乙两车经过坐标原点后它们运动的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 乙车运动的加速度大B. 在处甲车追上了乙车
C. 位移段，乙车的平均速度大D. 位移段，甲车的平均速度大
3. 在某次抗洪救援演练中，一条可视为质点的救灾冲锋舟要渡过一条两岸平行的河流。已知冲锋舟在静水中的速度大小为，河水的流速大小为，冲锋舟渡河的最短时间为。若冲锋舟在静水中的速度大小为，河水的流速大小为，河宽不变，则冲锋舟渡河的最短距离为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为的斜面。在水平面上点正上方点处水平向右以的速度抛出一个小球。同时，位于斜面底端点的滑块在平行于斜面的恒定拉力作用下，沿斜面由静止向上加速运动，经时间恰好在点被小球击中。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25，点与点之间距离为。已知，，重力加速度取，不计空气阻力，则滑块的质量为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A. B.
C. D.
6. 一小木块（可视为质点）在水平地面上做直线运动，时的速度大小为，此时对其施加一水平作用力。在内与小木块的速度方向相反、大小为，在内与小木块的速度方向相同、大小为。在前内小木块的图象如图所示，重力加速度取，则（ ）
A. 在前内小木块的加速度大小为
B. 在前内小木块受到水平地面的摩擦力大小为
C. 在内摩擦力对小木块做功为
D. 在内力的平均功率为
7. 如图所示，一光滑圆形轨道竖直固定在地面上，轨道的半径为。轨道的最低点有一质量为的小球（可视为质点），以的初速度沿轨道做逆时针运动，并滑过轨道的最高点。重力加速度取，则小球滑过点时受到的弹力大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，一质量为的小型遥控无人机，在恒定升力的作用下竖直起飞，经过后，无人机达到最大速度，改变升力，此后无人机匀速上升。假设无人机竖直飞行时所受的阻力大小不变，重力加速度取。则该无人机（ ）
A. 起飞时的加速度大小为
B. 在竖直上升过程中所受阻力的大小的
C. 竖直向上加速阶段位移大小为
D. 上升至离地面处所需的最短时间为
9. 下面关于经典力学、狭义相对论和量子力学的说法中正确的是（ ）
A. 牛顿运动定律不适用于研究“天问一号”探测器的高速发射
B. 经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形
C. 狭义相对论和量子力学的出现彻底否定了经典力学
D. 真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的
10. 2021年4月28日，在全运会田径测试赛女子撑杆跳高的决赛中，选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力，则（ ）
A. 徐惠琴在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力大小相等
B. 徐惠琴在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态
C. 徐惠琴在上升过程中撑杆的弹性势能转变为运动员的机械能
D. 徐惠琴落到软垫后一直做减速运动
11. 下列关于开普勒行星运动定律和万有引力的说法中正确的是（ ）
A. 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是沿椭圆轨道的切线方向
B. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变
C. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点比在远日点受到太阳的万有引力大
D. 树上的苹果所受的重力与地球对月球的引力是同一性质的力
12. 在竖直方向运动的电梯内，有一名质量为的乘客随电梯一起向下做匀速直线运动。当到达离地面时，制动系统开始启动，经过后，电梯做匀减速运动并刚好到达地面，重力加速度取，则乘客在做匀减速运动过程中（ ）
A. 乘客减速时的加速度大小为
B. 乘客受到的支持力大小为
C. 乘客的机械能减少了
D. 乘客受到的合力对乘客做的功为
二、非选择题：本题共6小题，共62分。
13.（7分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图所示的实验装置进行实验。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系一直径为的金属小球.另一端固定于点，记下小球静止时球心的位置，在处放置一个光电门。现将小球拉至球心距处高度为处，由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间，计算并比较小球减少的重力势能和小球增加的动能，就能验证机械能守恒定律。请回答以下问题：
（1）某次测量中，测得小球的直径，小球通过光电门时的挡光时间，高度，小球质量为，当地重力加速度取。计算小球减少的重力势能__________，小球动能的增加量__________。（结果均保留三位有效数字）
（2）实验结论：_____________________________________________________________。
（3）由第（1）问的计算结果可知与之间存在差异，你认为造成的原因是____________________。
14.（8分）在“验证动能定理”实验中，某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验，实验步骤如下：
（1）挂砂桶前，为了消除____________的影响，应调节长木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到纸带上所打的点____________，小车做匀速运动。
（2）砂桶内盛上适量的细砂，测出砂桶和细砂的质量以及小车质量。将盛上适量细砂的砂桶用轻细绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。将砂桶由静止释放，砂桶带动小车运动，打出的纸带如图乙（中间部分未画出），为打下的第一个点。已知打点计时器的打点时间间隔为，当地重力加速度大小为。当时，小车所受的合外力大小为__________。
（3）为验证从点到点的运动过程中小车所受合外力做功与小车动能变化的关系，测出、两点间的距离为，、两点间距离为，则点速度大小为___________，需要验证的关系式为__________（用已知和所测物理量的符号表示）。
15.（8分）2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。“天问一号”着陆巡视器质量为，其在火星表面着陆前的动力减速阶段可视为在竖直方向做匀变速直线运动，探测器制动打开后，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程。已知火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度为，忽略火星大气阻力。求：
（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）着陆巡视器在火星表面着陆前的动力减速阶段受到的制动力大小。
16.（12分）如图所示，一根长为且不可伸长的轻质细绳，一端固定于点，另一端系着质量为的小球（可视为质点），点距地面的竖直距离为。点为点在地面上的垂直投影点。如果使小球绕轴在水平面内做圆周运动，当细绳承受的拉力恰为时断裂，已知重力加速度取，，，求：
（1）当细绳承受的拉力恰为最大时，小球的角速度；
（2）细绳断裂后，小球落地点与悬点的水平距离。
17.（13分）2021年“五一”假期前两天，全国快递投递量同比增长超两成。如图所示，某快递公司使用的电动快递包裹传输机示意图，传送带与水平面的倾角为，传送带在电动机的带动下以的恒定速率逆时针运转。现把一质量为的包裹（可视为质点）轻轻放在皮带的底端，包裹由静止被传送到顶端，已知包裹与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取。在传送带将包裹从底端传送到的顶端的过程中，求：
（1）传送带对包裹做的功；
（2电动传输机的电动机做的功。
18.（14分）如图所示，斜面与半径为的竖直放置的光滑圆轨道相切于点。小圆弧的右侧部分是半圆形轨道，点、为圆轨道的最低点和最高点。将质量为的小物块（可视为质点）从轨道的处由静止释放，物块经点时对轨道的压力为。重力加速度取。
（1）求点与点的高度差﹔
（2）若物块在斜面上距离点处由静止开始滑下，物块离开点后落在斜面上的点与半圆形轨道的圆心在同一水平线上，求物块与斜面间的动摩擦因数。（结果保留一位有效数字）
河南名校联盟
2020—2021学年高一（下）期末考试
物理答案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.【答案】C
【解析】根据开普勒第二定律可知近火星点速度大，远火星点速度小，选项A错误；由环火星椭圆轨道进入环火星圆形轨道应该在点减速，因要由离心运动变为圆周运动，速度要变小，选项B错误﹔在同一点万有引力产生的加速度相等，选项C正确；由开普勒第三定律可知轨道半径大的周期大，选项D错误。
2.【答案】C
【解析】由公式，可知甲车的加速度大于乙车的加速度，选项A错误﹔由图知在之前，甲车的平均速度小于乙车的平均速度，故当甲车到达处时，乙车已经在甲车之前了，故不在此点相遇，乙车平均速度大，选项C正确，选项B、D错误。
3.【答案】D
【解析】由题意可知，河宽，若冲锋舟在静水中的速度为，河水的流速为，冲锋舟以最短距离渡河时，设合速度与河岸夹角为，则，则渡河的最短距离，则选项D正确。
4.【答案】B
【解析】小球离开点后做平抛运动，水平位移大小为，由几何关系可知滑块的位移大小为，由得滑块向上运动的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得滑块的质量为，选项B正确。
5.【答案】D
【解析】汽车在弯道上行驶速度最大时，最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律知：，可得；在段汽车做匀减速直线运动，在弯道以最大速度行驶时，减速运动的加速度最小，则，解得，即最小加速度大小为。则选项D正确。
6.【答案】D
【解析】由题图知，在前内小木块运动的加速度大小，选项A错误﹔第内有，第内有，则，故，，选项B错误；在内的位移大小为，根据功的公式可得在内摩擦力对滑块做的功为，选项C错误；根据图象可知，在内的平均速度大小，所以在内，力的平均功率，选项D正确。
7.【答案】A
【解析】小球从轨道最低点开始运动至点的过程中，机械能守恒，则，得。假设小球在点受到的弹力方向竖直向下，大小为，由牛顿第二定律有，得小球受到的弹力为。选项A正确。
8.【答案】D
【解析】由题意知无人机以恒定升力起飞时的加速度，选项A错误﹔由牛顿第二定律，解得，选项B错误；竖直向上加速阶段，，选项C错误﹔匀速阶段，无人机从地面起飞竖直上升至离地面处所需的最短时间，选项D正确。
9.【答案】BD
【解析】牛顿运动定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标准是相对于光速而言的，可判定牛顿运动定律适用于研究“天问一号”探测器的高速发射，选项A错误；相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，选项B正确；相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，选项C错误﹔根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，选项D正确。
10.【答案】AC
【解析】徐惠琴在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是作用力与反作用力，大小相等，选项A正确；在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态，在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态，选项B错误；徐惠琴在上升过程中撑杆的弹性势能转变为运动员的机械能，选项C正确；徐惠琴落到软垫后，开始阶段软垫的作用力小于重力，则她仍然要做一段加速运动后才做减速运动，选项D错误。
11.【答案】ACD
【解析】所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，物体做曲线运动，运动的方向总是沿轨道的切线方向，选项A正确；对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，近日点速率大，远日点速率小，选项B错误；根据万有引力公式可知，地球在椭圆轨道上运行时，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，选项C正确；地球对月球的引力来自地球的引力，重力也来自地球的引力，选项D正确。
12.【答案】AC
【解析】设乘客做匀速直线运动时的速度为，根据，解得，乘客减速时的加速度大小，方向向上，选项A正确；根据牛顿第二定律可知，解得，选项B错误；乘客的机械能减少量等于支持力做功的大小，选项C正确；乘客受到的合力对乘客做的功等于乘客动能的改变量，即，选项D错误。
二、非选择题：本题共6小题，共62分。
13.（7分）
【答案】（1）0.205（2分） 0.200（2分）
（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律（1分）
（3）空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功（2分）
【解析】（1）小球减少的重力势能；小球动能的增加量为，代入数据得。
（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律。
（3）由于空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功，因此动能的增加量会小于重力势能的减少量。
14.【答案】（1）摩擦力（1分） 间距均匀（1分） （2）（2分）
（3）（2分） （2分）
【解析】（1）挂砂桶前，调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车，纸带上所打的点间距均匀，小车做匀速直线运动，表明此时已消除了摩擦力的影响。
（2）合力等于轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于砂桶和细砂的重力，所以小车所受的合外力为。
（3）匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故；动能增加量为：，合力做的功为：，需要验证的关系式为：。
15.【解析】（1）由（1分）
解得火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度的比值
（2分）
即火星表面的重力加速度（1分）
（2）着陆巡视器着陆过程可视为竖直向下的匀减速直线运动
由（1分）
可得（1分）
由牛顿第二定律有（1分）
解得此过程中着陆巡视器受到的制动力大小（1分）
16.【解析】（1）当细绳承受的拉力恰为最大时，对小球受力分析，如图所示
竖直方向（1分）
得：，即细绳与水平方向的夹角为（1分）
向心力（1分）
解得：（2分）
（2）细绳断裂后，小球做平抛运动，则其平抛运动的初速度为：
（2分）
竖直方向：（2分）
水平方向：（1分）
细绳断裂后，小球落地点与悬点的水平距离（2分）
17.【解析】（1）包裹轻放在传送带上时，受力分析如图所示.根据牛顿第二定律得沿斜面方向：
（2分）
可知，包裹上升的加速度为（1分）
当包裹的速度为时，位移（2分）
之后包裹将以的速度完成的路程，由功能关系得：
（2分）
（2）电动机做功使包裹机械能增加，同时包裹与传送带间因摩擦产生热量，由得
（1分）
相对位移（2分）
因摩擦产生的热量（1分）
故电动机做的功为（2分）
18.【解析】（1）滑块由点运动到点的过程中，根据动能定理，有：
①（2分）
在点，圆形轨道的支持力和物块重力的合力提供向心力，故：
②（2分）
由①②解得：（1分）
（1分）
（2）由题意可知，物块落在斜面上的点与圆心在同一水平线上，即物块离开点后落到轨道上距地面高为，如图所示，设斜面倾角为，由几何关系（1分）
解得：，故（1分）
物块离开点后做平抛运动，有：，（2分）
物块从斜面释放到运动到点，由动能定理：
（3分）
代入数据解得物块与斜面间的动摩擦因数为（1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
C
D
B
D
D
A
D
BD
AC
ACD
AC
物 理
考生注意：
1. 本试卷共8页。时间90分钟，满分110分。答题前，考生先将自己的姓名、考生号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2021年5月19日，我国发布了“天问一号”探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。着陆火星前探测器成功实施了近火星制动，如图所示是“天问一号”探测器进入环火星椭圆轨道，然后实施近火星制动，顺利完成“太空刹车”，探测器被火星捕获，进入环火星圆形轨道，最后择机着陆火星。则（ ）
A. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道运行时，点速度小于点速度
B. “天问一号”探测器由环火星椭圆轨道进入环火星圆形轨道应该在点加速
C. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道和环火星圆形轨道上通过点时的加速度相等
D. “天问一号”探测器在环火星椭圆轨道运行的周期比环火星圆形轨道的周期小
2. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，以某一位置为坐标原点，以运动方向为正方向，建立一维坐标系。若某一时刻甲、乙两车经过坐标原点后它们运动的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 乙车运动的加速度大B. 在处甲车追上了乙车
C. 位移段，乙车的平均速度大D. 位移段，甲车的平均速度大
3. 在某次抗洪救援演练中，一条可视为质点的救灾冲锋舟要渡过一条两岸平行的河流。已知冲锋舟在静水中的速度大小为，河水的流速大小为，冲锋舟渡河的最短时间为。若冲锋舟在静水中的速度大小为，河水的流速大小为，河宽不变，则冲锋舟渡河的最短距离为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为的斜面。在水平面上点正上方点处水平向右以的速度抛出一个小球。同时，位于斜面底端点的滑块在平行于斜面的恒定拉力作用下，沿斜面由静止向上加速运动，经时间恰好在点被小球击中。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25，点与点之间距离为。已知，，重力加速度取，不计空气阻力，则滑块的质量为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A. B.
C. D.
6. 一小木块（可视为质点）在水平地面上做直线运动，时的速度大小为，此时对其施加一水平作用力。在内与小木块的速度方向相反、大小为，在内与小木块的速度方向相同、大小为。在前内小木块的图象如图所示，重力加速度取，则（ ）
A. 在前内小木块的加速度大小为
B. 在前内小木块受到水平地面的摩擦力大小为
C. 在内摩擦力对小木块做功为
D. 在内力的平均功率为
7. 如图所示，一光滑圆形轨道竖直固定在地面上，轨道的半径为。轨道的最低点有一质量为的小球（可视为质点），以的初速度沿轨道做逆时针运动，并滑过轨道的最高点。重力加速度取，则小球滑过点时受到的弹力大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，一质量为的小型遥控无人机，在恒定升力的作用下竖直起飞，经过后，无人机达到最大速度，改变升力，此后无人机匀速上升。假设无人机竖直飞行时所受的阻力大小不变，重力加速度取。则该无人机（ ）
A. 起飞时的加速度大小为
B. 在竖直上升过程中所受阻力的大小的
C. 竖直向上加速阶段位移大小为
D. 上升至离地面处所需的最短时间为
9. 下面关于经典力学、狭义相对论和量子力学的说法中正确的是（ ）
A. 牛顿运动定律不适用于研究“天问一号”探测器的高速发射
B. 经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形
C. 狭义相对论和量子力学的出现彻底否定了经典力学
D. 真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的
10. 2021年4月28日，在全运会田径测试赛女子撑杆跳高的决赛中，选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力，则（ ）
A. 徐惠琴在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力大小相等
B. 徐惠琴在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态
C. 徐惠琴在上升过程中撑杆的弹性势能转变为运动员的机械能
D. 徐惠琴落到软垫后一直做减速运动
11. 下列关于开普勒行星运动定律和万有引力的说法中正确的是（ ）
A. 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是沿椭圆轨道的切线方向
B. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变
C. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点比在远日点受到太阳的万有引力大
D. 树上的苹果所受的重力与地球对月球的引力是同一性质的力
12. 在竖直方向运动的电梯内，有一名质量为的乘客随电梯一起向下做匀速直线运动。当到达离地面时，制动系统开始启动，经过后，电梯做匀减速运动并刚好到达地面，重力加速度取，则乘客在做匀减速运动过程中（ ）
A. 乘客减速时的加速度大小为
B. 乘客受到的支持力大小为
C. 乘客的机械能减少了
D. 乘客受到的合力对乘客做的功为
二、非选择题：本题共6小题，共62分。
13.（7分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图所示的实验装置进行实验。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系一直径为的金属小球.另一端固定于点，记下小球静止时球心的位置，在处放置一个光电门。现将小球拉至球心距处高度为处，由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间，计算并比较小球减少的重力势能和小球增加的动能，就能验证机械能守恒定律。请回答以下问题：
（1）某次测量中，测得小球的直径，小球通过光电门时的挡光时间，高度，小球质量为，当地重力加速度取。计算小球减少的重力势能__________，小球动能的增加量__________。（结果均保留三位有效数字）
（2）实验结论：_____________________________________________________________。
（3）由第（1）问的计算结果可知与之间存在差异，你认为造成的原因是____________________。
14.（8分）在“验证动能定理”实验中，某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验，实验步骤如下：
（1）挂砂桶前，为了消除____________的影响，应调节长木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到纸带上所打的点____________，小车做匀速运动。
（2）砂桶内盛上适量的细砂，测出砂桶和细砂的质量以及小车质量。将盛上适量细砂的砂桶用轻细绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。将砂桶由静止释放，砂桶带动小车运动，打出的纸带如图乙（中间部分未画出），为打下的第一个点。已知打点计时器的打点时间间隔为，当地重力加速度大小为。当时，小车所受的合外力大小为__________。
（3）为验证从点到点的运动过程中小车所受合外力做功与小车动能变化的关系，测出、两点间的距离为，、两点间距离为，则点速度大小为___________，需要验证的关系式为__________（用已知和所测物理量的符号表示）。
15.（8分）2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。“天问一号”着陆巡视器质量为，其在火星表面着陆前的动力减速阶段可视为在竖直方向做匀变速直线运动，探测器制动打开后，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程。已知火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度为，忽略火星大气阻力。求：
（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）着陆巡视器在火星表面着陆前的动力减速阶段受到的制动力大小。
16.（12分）如图所示，一根长为且不可伸长的轻质细绳，一端固定于点，另一端系着质量为的小球（可视为质点），点距地面的竖直距离为。点为点在地面上的垂直投影点。如果使小球绕轴在水平面内做圆周运动，当细绳承受的拉力恰为时断裂，已知重力加速度取，，，求：
（1）当细绳承受的拉力恰为最大时，小球的角速度；
（2）细绳断裂后，小球落地点与悬点的水平距离。
17.（13分）2021年“五一”假期前两天，全国快递投递量同比增长超两成。如图所示，某快递公司使用的电动快递包裹传输机示意图，传送带与水平面的倾角为，传送带在电动机的带动下以的恒定速率逆时针运转。现把一质量为的包裹（可视为质点）轻轻放在皮带的底端，包裹由静止被传送到顶端，已知包裹与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取。在传送带将包裹从底端传送到的顶端的过程中，求：
（1）传送带对包裹做的功；
（2电动传输机的电动机做的功。
18.（14分）如图所示，斜面与半径为的竖直放置的光滑圆轨道相切于点。小圆弧的右侧部分是半圆形轨道，点、为圆轨道的最低点和最高点。将质量为的小物块（可视为质点）从轨道的处由静止释放，物块经点时对轨道的压力为。重力加速度取。
（1）求点与点的高度差﹔
（2）若物块在斜面上距离点处由静止开始滑下，物块离开点后落在斜面上的点与半圆形轨道的圆心在同一水平线上，求物块与斜面间的动摩擦因数。（结果保留一位有效数字）
河南名校联盟
2020—2021学年高一（下）期末考试
物理答案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.【答案】C
【解析】根据开普勒第二定律可知近火星点速度大，远火星点速度小，选项A错误；由环火星椭圆轨道进入环火星圆形轨道应该在点减速，因要由离心运动变为圆周运动，速度要变小，选项B错误﹔在同一点万有引力产生的加速度相等，选项C正确；由开普勒第三定律可知轨道半径大的周期大，选项D错误。
2.【答案】C
【解析】由公式，可知甲车的加速度大于乙车的加速度，选项A错误﹔由图知在之前，甲车的平均速度小于乙车的平均速度，故当甲车到达处时，乙车已经在甲车之前了，故不在此点相遇，乙车平均速度大，选项C正确，选项B、D错误。
3.【答案】D
【解析】由题意可知，河宽，若冲锋舟在静水中的速度为，河水的流速为，冲锋舟以最短距离渡河时，设合速度与河岸夹角为，则，则渡河的最短距离，则选项D正确。
4.【答案】B
【解析】小球离开点后做平抛运动，水平位移大小为，由几何关系可知滑块的位移大小为，由得滑块向上运动的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得滑块的质量为，选项B正确。
5.【答案】D
【解析】汽车在弯道上行驶速度最大时，最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律知：，可得；在段汽车做匀减速直线运动，在弯道以最大速度行驶时，减速运动的加速度最小，则，解得，即最小加速度大小为。则选项D正确。
6.【答案】D
【解析】由题图知，在前内小木块运动的加速度大小，选项A错误﹔第内有，第内有，则，故，，选项B错误；在内的位移大小为，根据功的公式可得在内摩擦力对滑块做的功为，选项C错误；根据图象可知，在内的平均速度大小，所以在内，力的平均功率，选项D正确。
7.【答案】A
【解析】小球从轨道最低点开始运动至点的过程中，机械能守恒，则，得。假设小球在点受到的弹力方向竖直向下，大小为，由牛顿第二定律有，得小球受到的弹力为。选项A正确。
8.【答案】D
【解析】由题意知无人机以恒定升力起飞时的加速度，选项A错误﹔由牛顿第二定律，解得，选项B错误；竖直向上加速阶段，，选项C错误﹔匀速阶段，无人机从地面起飞竖直上升至离地面处所需的最短时间，选项D正确。
9.【答案】BD
【解析】牛顿运动定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标准是相对于光速而言的，可判定牛顿运动定律适用于研究“天问一号”探测器的高速发射，选项A错误；相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，选项B正确；相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，选项C错误﹔根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，选项D正确。
10.【答案】AC
【解析】徐惠琴在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是作用力与反作用力，大小相等，选项A正确；在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态，在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态，选项B错误；徐惠琴在上升过程中撑杆的弹性势能转变为运动员的机械能，选项C正确；徐惠琴落到软垫后，开始阶段软垫的作用力小于重力，则她仍然要做一段加速运动后才做减速运动，选项D错误。
11.【答案】ACD
【解析】所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，物体做曲线运动，运动的方向总是沿轨道的切线方向，选项A正确；对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，近日点速率大，远日点速率小，选项B错误；根据万有引力公式可知，地球在椭圆轨道上运行时，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，选项C正确；地球对月球的引力来自地球的引力，重力也来自地球的引力，选项D正确。
12.【答案】AC
【解析】设乘客做匀速直线运动时的速度为，根据，解得，乘客减速时的加速度大小，方向向上，选项A正确；根据牛顿第二定律可知，解得，选项B错误；乘客的机械能减少量等于支持力做功的大小，选项C正确；乘客受到的合力对乘客做的功等于乘客动能的改变量，即，选项D错误。
二、非选择题：本题共6小题，共62分。
13.（7分）
【答案】（1）0.205（2分） 0.200（2分）
（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律（1分）
（3）空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功（2分）
【解析】（1）小球减少的重力势能；小球动能的增加量为，代入数据得。
（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律。
（3）由于空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功，因此动能的增加量会小于重力势能的减少量。
14.【答案】（1）摩擦力（1分） 间距均匀（1分） （2）（2分）
（3）（2分） （2分）
【解析】（1）挂砂桶前，调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车，纸带上所打的点间距均匀，小车做匀速直线运动，表明此时已消除了摩擦力的影响。
（2）合力等于轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于砂桶和细砂的重力，所以小车所受的合外力为。
（3）匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故；动能增加量为：，合力做的功为：，需要验证的关系式为：。
15.【解析】（1）由（1分）
解得火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度的比值
（2分）
即火星表面的重力加速度（1分）
（2）着陆巡视器着陆过程可视为竖直向下的匀减速直线运动
由（1分）
可得（1分）
由牛顿第二定律有（1分）
解得此过程中着陆巡视器受到的制动力大小（1分）
16.【解析】（1）当细绳承受的拉力恰为最大时，对小球受力分析，如图所示
竖直方向（1分）
得：，即细绳与水平方向的夹角为（1分）
向心力（1分）
解得：（2分）
（2）细绳断裂后，小球做平抛运动，则其平抛运动的初速度为：
（2分）
竖直方向：（2分）
水平方向：（1分）
细绳断裂后，小球落地点与悬点的水平距离（2分）
17.【解析】（1）包裹轻放在传送带上时，受力分析如图所示.根据牛顿第二定律得沿斜面方向：
（2分）
可知，包裹上升的加速度为（1分）
当包裹的速度为时，位移（2分）
之后包裹将以的速度完成的路程，由功能关系得：
（2分）
（2）电动机做功使包裹机械能增加，同时包裹与传送带间因摩擦产生热量，由得
（1分）
相对位移（2分）
因摩擦产生的热量（1分）
故电动机做的功为（2分）
18.【解析】（1）滑块由点运动到点的过程中，根据动能定理，有：
①（2分）
在点，圆形轨道的支持力和物块重力的合力提供向心力，故：
②（2分）
由①②解得：（1分）
（1分）
（2）由题意可知，物块落在斜面上的点与圆心在同一水平线上，即物块离开点后落到轨道上距地面高为，如图所示，设斜面倾角为，由几何关系（1分）
解得：，故（1分）
物块离开点后做平抛运动，有：，（2分）
物块从斜面释放到运动到点，由动能定理：
（3分）
代入数据解得物块与斜面间的动摩擦因数为（1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
C
D
B
D
D
A
D
BD
AC
ACD
AC
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