2020-2021学年广东省广雅、执信、二中、六中、省实五校高一（下）期末联考 物理 Word版含解析

2020学年第二学期高一期末

广雅、执信、二中、六中、省实五校联考试卷物理

第一部分选择题（共46分）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 平抛运动是匀变速曲线运动

B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动

C. 物体重力势能的值与参考平面的选择无关

D. 物体受到的合外力为零，则其机械能一定守恒

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．平抛运动的加速度不变，因此是匀变速曲线运动，选项A正确；

B．匀速圆周运动加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动，选项B错误；

C．参考平面不同，根据mgh计算出来的重力势能不同，选项C错误；

D．物体在竖直方向上匀速上升时，合外力为0，机械能不守恒，选项D错误；

故选A。

2. 无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动。某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧，如图所示。关于该段运动，下列说法正确的是（　　）

A. 飞行者速度始终不变

B. 飞行者所受合外力始终不为零

C. 在A处，空气对飞行者没有作用力

D. 在B处，空气对飞行者没有作用力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．飞行者运动的速度方向不断发生变化，因此速度是改变的，故A错误；

B．故飞行者做曲线运动，需要不断改变运动方向，其所受合力不为零，故B正确；

CD．飞行者不受空气作用力的话，则仅受到重力的作用，其合力指向曲线的凸面，不符合曲线运动的规律，故CD错误；

故选B。

3. 汽车发动机通过变速箱将动力传输给运动系统，一般赛车的变速箱有1挡到5挡5个逐次增高的前进挡位，在发动机输出功率不变时，挡位越高车速越快，加大油门可以增大发动机的输出功率。如图所示是赛车越野比赛时正在爬坡的情形，为了能够顺利爬上陡坡，司机应该（　　）

A. 拨1挡，减小油门 B. 拨1挡，加大油门

C. 拨5挡，减小油门 D. 拨5挡，加大油门

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】赛车爬坡时要克服重力做功，因此需要较大的牵引力，由功率P=Fv得牵引力为

为了能够顺利爬上陡坡，应增大发动机的输出功率和减小速度v，才能获得更大的牵引力F，因此应拨1挡，加大油门。

故选B。

4. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. P点在水平方向做匀速运动

B. P点在竖直方向做匀速运动

C. Q点的加速度大小始终不变

D. Q点做匀速直线运动

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．P点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为

x=lOPcos（ + ωt）

则可看出P点在水平方向也不是匀速运动，A错误；

B．P点在竖直方向相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为

y=lOPsin（ + ωt）

则可看出P点在竖直方向不是匀速运动，B错误；

C．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，因Q点相对于P点的位置不变，则Q点绕另一个圆心做匀速圆周运动，加速度大小不变，C正确；

D．Q点的运动轨迹是一个圆周，故D错误。

故选C。

5. 2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 天问一号从调相轨道进入停泊轨道时，需在P点处点火加速

B. 天问一号在调相轨道上运行周期比在停泊轨道上的大

C. 在停泊轨道上，天问一号在P点的加速度比在N点的小

D. 在停泊轨道上，天问一号在P点时的线速度比N点的小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．从调相轨道进入停泊轨道，需要做近心运动，因此在P点处应减速，A错误；

B．根据开普勒第三定律

可知，天问一号在调相轨道上的半长轴大，则天问一号在调相轨道上运行周期比在停泊轨道上的大，B正确；

C．根据牛顿第二定律

可知，P点的加速度比在N点的大，C错误；

D．在停泊轨道上运动过程中，P点是离火星最近的点，N点是离火星最远的点，所以经过P点时的线速度比N点大，D错误。

故选B。

6. 跳台滑雪是2022年北京冬奥会的比赛项目之一。如图所示，设可视为质点的滑雪运动员，从斜坡顶端O处水平滑出，在空中恰好通过P点，OP连线与水平方向夹角为37°，不计空气阻力，sin37°=0.6，则滑雪运动员到达P点时的动能与滑出O点时的动能比值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动．设水平位移x，竖直位移为y，OP=L，结合几何关系，有水平方向上

竖直方向上

联立可得

运动员达到P点的速度

故滑雪运动员到达P点时的动能与滑出时的动能比值为

所以D正确；ABC错误；

故选D。

7. “草船借箭”是后人津津乐道的三国故事。假设草船质量为M，以速度v1迎面水平驶来时，对岸士兵弓箭齐发，每支箭的质量为m，共有n支箭射中草船，射中时箭的水平速度都相同，且全部停留在草船中，草船因此停下来．忽略草船和箭受到的空气阻力、草船受到水的水平阻力，则射中前瞬间每支箭的水平速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】在草船与箭的作用过程中，系统动量守恒，设每支箭的速度大小为v2，则有

Mv1+nm（-v2）=0

解得

故选B。

8. 电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从O点向右沿直线OA运动到A点，关于该过程下列说法正确的是（　　）

A. 电子的速度先增大后减小 B. 电子受到的电场力先增大后减小

C. 电子电势能先增大后减小 D. 电子的动能先增大后减小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据场强方向，从O到A电子所受电场力方向与运动方向相反，一直做减速运动，故A错误；

B．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，从O到A的表示电场强度先变大后变小，从O到A电场力先增大后减小，故B正确；

CD．电场力一直做负功，电子的动能一直减小，电势能一直增加，故CD错误。

故选B。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确.全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

9. 2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心成功将地球同步卫星天通一号03星发射升空，标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展，关于该卫星下列说法正确的是（　　）

A. 绕地的速率在7.9km/s至11.2km/s之间

B. 绕地速率比月球绕地球的小

C. 绕地的角速度比月球绕地球的大

D. 绕地的向心加速度比月球绕地球的大

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．7.9km/s是卫星的最小发射速度，最大环绕速度，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力，由

得

天通一号03星的轨道半径要小于月球的轨道半径，所以天通一号03星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力，由

得

天通一号03星的轨道半径要小于月球的轨道半径，所以天通一号03星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确；

D．根据万有引力提供向心力，由

得

天通一号03星轨道半径要小于月球的轨道半径，所以天通一号03星绕地球运行的向心加速度比月球绕地球运行的向心加速度大，故D正确；

故选CD。

10. 如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升货物A到高处。已知在提升A过程中，汽车始终向右匀速行驶。关于该过程，下列说法正确的是（　　）

A. 货物A减速上升 B. 货物A加速上升

C. 绳子拉力大小等于货物A的重力大小 D. 绳子拉力对货物做正功

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得

vA=vcosθ

车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，绳子拉力大于重物的重力，且拉力做正功，故AC错误，BD正确。

故选BD。

11. 一同学将小球从地面以100J的初动能竖直向上抛出，上升时经过A点，动能减少20J，重力势能增加12J。设空气阻力大小不变，小球可视为质点，以地而为零势能而，则（　　）

A. 小球所受重力大小是空气阻力大小的1.5倍

B. 到达最高点时，小球的重力势能增加100J

C. 落回地面前瞬间，小球机械能为20J

D. 下降过程，小球的动能和重力势能相等时其动能为15J

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A．物体以100J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，当上升到A点时，动能减少了20J，重力势能增加了12J，机械能损失了8J。对从抛出点到A点的过程，根据功能关系

mgh+fh=20J

fh=8J

则得：空气阻力与重力大小之比为

f：mg=2：3

所以A正确；

B．根据功能关系可知：合力做功为-20J，空气阻力做功为-8J，合力做功是阻力做功的2.5倍，则当上升到最高点时，动能为零，动能减小了100J，合力做功为-100J，则阻力做功为-40J，机械能减小40J，因此在最高点时机械能为100J-40J=60J，故B错误；

C．由上知，从A点到最高点机械能减小40J，当下落过程中，由于阻力做功不变，所以又损失了40J。因此该物体回到出发点A时的机械能为100J-40J-40J=20J。故C正确；

D．在最高点时机械能为100J-40J=60J，即重力势能为60J

mg=1.5f

下降过程中阻力做功

fx=40J

设下降离地面x2时，动能和重力势能相等，有

60-mgx2-f（x-x2）=mgx2

则得

x2=x

f（x-x2）=30J

则动能和重力势能相等时的机械能为30J，故D正确；

故选ACD。

第二部分　非选择题

三、实验题（共16分）

12. 用如图（a）所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，在如图（b）所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系（已知g=10m/s2）。

（1）下列说法正确的是________________。

A.斜槽轨道必须光滑，且小球每次要从斜槽同一位置由静止释放

B.需调节斜槽，保证其末端水平

C.需调节硬板，保证硬板在竖直平面内

D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表

（2）在图（b）中实验记录到有一个位置明显发生偏差的点，其产生的原因可能是：该次实验时，小球在斜槽释放的位置与其它几次相比偏________（“高”或“低”）。

（3）根据图（b）记录的点可求得钢球平抛的初速度大小为___________m/s（结果保留两位有效数字）。

【答案】    ①. BC    ②. 低    ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]A．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A错误；

BC．为保证小球做平抛运动，安装斜槽时其末端切线必须水平，且让小球出射方向与硬板平行，让其在竖直面运动，故BC正确；

D．小球平抛运动的时间可以根据竖直位移求出，不需要秒表，故D错误。

故选BC。

(2)[2]由图可知，第5个点明显不到线上，水平方向的位移小了很多，是由于水平方向的初速度太小，所以原因是：小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次的位置偏低。

(3)[3]在竖直方向上，根据

得

小球做平抛运动的初速度

13. 如图甲所示，某实验小组进行验证机械能守恒定律实验．正确实验操作后，得到了一条图乙所示的打点纸带，选取纸带上某个点标为0，然后每两个打点取一个计数点，分别标为1．2．3．4．5．6，分别测出与O点的距离为。

（1）实验时选用的重锤质量应该适当_______（选填“大”或“小”）些，体积应适当_______（选填“大”或“小”）些；

（2）已知打点计时器的打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为，其中的计算式为_______；

（3）若重锤的质量为m，重力加速度为g，取打下点O时刻重锤位置为重力势能的零势能点，分别算出各个计数点时刻对应重锤的势能和动能，计数点3时对应重锤的势能_______；

（4）在坐标系中描点作出如图丙所示的和图线；求得图线斜率是，图线斜率绝对值是，在误差允许的范围内，、关系满足_______时可知重锤机械能守恒。

（5）实验中由于打点计时器与纸带间的阻力、重锤受到的空气阻力的影响，将会导致（4）中______（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

【答案】    ①. 大    ②. 小    ③.     ④.     ⑤.     ⑥. 小于

【解析】

【详解】（1）[1][2]为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些，体积小一些，这样可以减少误差。

（2）[3]从图中可以看出《验证机械能守恒定律》实验装置采用的是重物的下落运动，可以认为是匀变速运动，求某点的速度利用中间时刻的速度与某段时间内的平均速度相同。故有

（3）[4]打计数点3时刻在打计数点时刻的下方，所以

（4）[5]重物下落机械能守恒，减少的重力势能等于增加的动能，斜率为绝对值，所以。

（5）[6]由于阻力的影响，重力势能减小量大于动能增加量，则k1<k2。

四、计算题（共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

14. 2021年5月出现“超级血色月全食”的天文现象，引起某同学对月球的关注。该同学查资料后得知：月球半径为R，月球表面处重力加速度为g，引力常量为G，求：

（1）月球的质量M；

（2）月球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）月球表面的物体所受的万有引力等于重力，有

可得月球的质量

（2）近月卫星的线速度为月球的第一宇宙速度，由

联立解得

15. 如图（甲）所示，长为L=4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处平滑连接，有一质量为m=lkg的滑块（大小不计）从A处由静止开始受水平力F作用面运动，F随位移变化的关系如图（乙）所示（水平向右为正），滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10m/s2。（计算结果可含根号）

（1）求滑块在水平面上运动x1=2m时的速度大小；

（2）求滑块到达B处时的速度大小；

（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做功是多少？

【答案】（1）m/s；（2）m/s；（3）0.5J

【解析】

【分析】

【详解】（1）在前2m内

得

v=m/s

（2）对滑块从A到B的过程，由动能定理得

其中

得

vB=m/s

（3）当滑块恰好能到达最高点C时，有

对滑块从B到C的过程，由动能定理得

代入数值得

W=-5 J

即克服摩擦力做的功为5 J

16. 如图，质量为m=1kg的小滑块（视为质点）在半径为R的四分之一光滑圆弧的最高点A，由静止开始释放，它运动到B点时速度为v=2m/s。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长L=1m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，不计空气阻力。

（1）求光滑圆弧的半径R以及滑块经过圆弧B点时对圆弧的压力大小；

（2）若设置μ=0，求滑块从C第一次运动到D的时间及弹簧的最大弹性势能；

（3）若最终滑块停在D点，求μ的取值范围。

【答案】（1）0.2m，30N；（2），8J  ；（3）0.125≤μ<0.75或μ=1

【解析】

【详解】（1）从A到B，由动能定理得

mgR＝mv2

代入数据得

R＝0.2m

滑块在B点，受到重力和支持力，在B点，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

F＝30N

由牛顿第三定律得

＝30N

（2）CD间运动，有

加速度

a=gsinθ=6m/s2

匀变速运动规律

得

到D点时滑块速度为

在地面上，滑块压缩弹簧，当滑块动能全部转化弹簧弹性势能时弹簧的最大弹性势能

（3）最终滑块停在D点有两种可能∶

a.滑块恰好能从C下滑到D，则有

得到

μ1=1

b.滑块在斜面CD间多次反复运动，最终静止于D点，当滑块恰好能返回C

得到

μ2=0.125

当滑块恰好静止在斜面上，则有

得到

μ3=0.75

所以，当0.125≤μ<0.75，滑块在CD间反复运动，最静止于D。

综上所，μ的取值范围是0.125≤μ<0.75或μ=1