广东省部分重点学校2020-2021学年高一下学期期末检测物理试题 Word版含答案

广东省部分重点学校10185400118364002020-2021学年第二学期期末测试
高一物理试题
（满分：100分 考试时间75分钟）
第I卷（选择题 共59分）
一、单项选择剧（每小题3分，共39分，在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，选对的得3分，选错或不选得0分）
1．下面关于科学家做的贡献，说法正确的是（ ）
A．开普勒独立观测了行星数据并总结出了开普勒三大定律
B．牛顿通过扭称实验测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为 “第一个称量地球质量的人”
D．爱因斯坦发现了相对论并成功推翻牛顿力学体系
2．做匀速圆周运动的物体，保持不变的量是（ ）
A．加速度 B．合外力 C．动能 D．机械能
3．如图，某运动员驾驶着一动力滑翔伞以最大功率在空中飞行．此型号的动力飞行伞在静风时最大的飞行速度为15m/s，当时的风速为4m/s，则此时运动员相对于地面的速度可能是（ ）
A．20m/s B．15m/s C．10m/s D．4m/s
4．某人向放在水平面正前方的小桶水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧，不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛球时，下列做出的调整不合理的是（　　）
A．抛出点高度不变，减小初速度 B．降低抛出点高度，同时减小初速度
C．降低抛出点高度，同时增大初速度 D．初速度大小不变，提高抛出点高度
5．如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1： R2 = 2：1，A、B分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是
A．A、B两点的线速度之比为vA： vB = 2：1
B．A、B两点的线速度之比为vA： vB = 1：1
C．A、B两点的角速度之比为
D．A、B两点的角速度之比为
6．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑．如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时
A．两名学员的线速度相等
B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大
D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
7．在光滑水平板上做匀速圆周运动的物体m，通过板中间的小孔与砝码M相连，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到重力、支持力和向心力的作用
B．小球圆周运动半径越大，角速度越小
C．小球圆周运动线速度越大，周期越小
D．假如砝码重力突然变小，小球圆周运动的半径也随之变小
8．如图是在牛顿著作里画出的一副原理图．图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹．物体的速度越大，落地点离山脚越远．当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星．若卫星的运动可视为匀速圆周运动，已知：①引力常数；②地球质量；③地球半径④地球表面处重力加速度；⑤地球自转周期，则由上述数据可以计算出第一宇宙速度的是（ ）

A．①②③ B．①②⑤ C．①④ D．③⑤
9．地球半径为R，地球附近的重力加速度为g0，则在离地面高度为h处的重力加速度是（ ）
A．false B．false C．false D．false
10． “辞别月宫去，采得月壤归” ——北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成．如图所示是嫦娥五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭圆轨道．轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道3的远月点．则下列说法中正确的是（　　）
A．卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期
B．卫星在轨道2经过A点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率
C．卫星在轨道2经过A点时的加速度大于在轨道3经过A点时的加速度
D．卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上C点所具有的机械能
11．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h，不计空气阻力．则（　　）
A．物体的机械能保持不变
B．物体的重力势能减少了2mgh
C．物体的动能增加2mgh
D．物体的机械能增加mgh
12．如图，以恒定功率行驶的汽车，由水平路面驶上斜坡后，速度逐渐减小，则汽车
A．牵引力增大，加速度增大 B．牵引力增大，加速度减小
C．牵引力减小，加速度增大 D．牵引力减小，加速度减小
13．一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v-t图像如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体在运动过程中（ ）
A．摩擦力做功为false
B．物体速度变化为零，所以F平均功率为零
C．F做功false
D．F=2μmg
二、多项选择题（每小题4分，共20分；在每小题给出的四个选项中，有两个或多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，选错的或不选的得0分）
14．我国载人飞船 “神舟十二号”绕地球运行一圈的时间约为90分钟，与与地球同步卫星相比，飞船 “神舟十二号”（ ）
A．离地面较高 B．加速度较大
C．线速度较大 D．角速度较大
15．如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中是个半圆形轨道，其直径等于h，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（　　）
A． B．
C． D．
16．如图，质量相等的A、B两小球分别用细线悬在等高的O1、O2处，将两球拉至与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放．已知false，设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时（　　）
A．A球动能大于B球动能
B．A球机械能等于B球机械能
C．A球加速度大于B球加速度
D．A球受到的拉力等于B球受到的拉力
17．如图所示为地铁用于安全检查的装置，主要由水平传送带和Ⅹ光透视系统两部分组成．传送过程传送带速度不变．用v表示传送带速率，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品经历过了前后两个阶段的运动，则
A．物品所受摩擦力和运动方向相反
B．v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同
C．μ相同时，v增大为原来的2倍，物品前一阶段的位移增大为原来的4倍
D．电动机因传送质量为m的物体多消耗的电能为false
18．有一种被称为“魔力陀螺”的玩具如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示．在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为false，false、false两点分别为轨道的最高点与最低点．质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心false且大小恒为false，当质点以速率false通过false点时，对轨道的压力为其重力的7倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为false，重力加速度为false，则（ ）
A．强磁性引力的大小false
B．质点在false点对轨道的压力小于在false点对轨道的压力
C．只要质点能做完整的圆周运动，则质点对false、false两点的压力差恒为false
D．若强磁性引力大小为false，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过false点的最大速率为vBm=false
第II卷（非选择题共41分）
三．实验题（共10分）
19．在用打点计时器 “验证机械能守恒”的实验中

（1）下列叙述正确的是（ ）
A．为了减少空气阻力，应选用比较轻的重锤
B．实验需要用到天平
C．应该选用点迹清晰、特别是第1、2点间距离接近2mm的纸带
D．打点计时器应接在电压为4V-6V的直流电源上
（2）选出一条纸带如下图所示，其中0点为起始点，A、B、C为三个点，打点计时器通以50Hz交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=9.51cm，OB=12.42cm，OC=15.7cm．这三个数据中不符合有效数字要求的是_____cm，应该写成_____cm．
（3）该同学用200g的重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_________，而动能的增加量为________（均保留3位有效数字）．
四．计算题（共31分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数位计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
20．跳台滑雪是勇敢者的运动．山坡可以看成一个斜面，测得A、B间高度H=40m，山坡倾角θ=45°，求如图所示，一位质量为50kg的运动员由A点沿水平方向滑出，到山坡中点着陆．（不计空气阻力，g取10m/s2）：
（1）运动员起眺后在空中飞行的时间；
（2）运动员落在中点时的速度；
（3）运动员着落时重力的瞬时功率；
（4）如果运动员从A点飞出的初速度增大为原来的1.5倍，求运动员在空中飞行的时间．
21．如图所示，一小物块（视为质点）从false高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径false=2m的光滑竖直圆环内侧，弯曲轨道AB在B点与圆环轨道平滑相接．之后物块沿CB圆弧滑下，由B点（无机械能损失）进入右侧的粗糙水平面上压缩弹簧．已知物块的质量false，与水平面间的动摩擦因数false，弹簧自然状态下最左端D点与B点距离false，false，求：
（1）物块从A滑到B时的速度大小；
（2）物块到达圆环顶点C时对轨道的压力；
（3）若要使物块能做完整圆周运动，求静止释放最小高度H；
（4）若从H=10m释放，弹簧最短时压缩量为1m，求此时弹簧弹性势能．
参考答案
1．D
【解析】
开普勒通过研究他的老师第谷的观测的行星数据，总结出了开普勒三大定律，故A错误；卡文迪许用扭秤测出了引力常量G，被称为第一个“称”出地球质量的人，故B错误，C正确；以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，爱因斯坦发现的相对论并没有推翻牛顿力学体系，只是说明牛顿的体系不适用于微观、高速的领域，故D错误．
2．C
【详解】
匀速圆周运动的加速度是大小不变，方向时刻变化的，所以是变加速曲线运动；
做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小保持不变，但方向时刻改变，故是变力；
做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，故动能不变；
在竖着方向做匀速圆周运动的物体速度大小不变，高度改变，所以机械能改变．
故选C．
3．B
【解析】
由题意可知，在静风时最大的飞行速度为15m/s，当时的风速为4m/s，因此当两者同向时，相对地面的速度最大，即为v大=15+4=19m/s，
而两者反向时，相对地面的速度最小，即为v小=15﹣4=11m/s；则相对地面的速度在最小与最大速度之间，故B正确，ACD错误；
故选B．
4．D
【详解】
设水平抛出小球的速度为false，抛出点高度为h，水平位移为x，则根据平抛规律有
false
因此，为能把小球抛进小桶，需要减小水平位移x，则应减小初速度或者降低抛出点的高度．
故选D．
5．B
【解析】AB为同线传动，故AB线速度大小相等，故A错误，B正确．由 可得：A、B两点的角速度之比为ωA：ωB=1：2．故CD错误．故选B．
6．D
【详解】
A．两名学员的线速度大小和方向均不相同；
B．坐在副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大，因此在角速度相同的前提下，所受的向心加速度更大，更容易被甩出去，故B错误；
C．学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小；
D．汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力．
故选D．
7．B
【详解】
向心力是由物体受到合力充当的，因此小球受到重力、支持力和绳子的拉力作用，A错误；
根据向心力F=mrω2可知：F大小不变时，r增大，则ω减小；故B正确；
根据T=2πR/v，当圆周运动的半径不变时，v越大，T越小，故C错误；
小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动．砝码的重力提供向心力，当砝码的重量减小，此时向心力大于砝码的重力，从而做离心运动，导致半径变大．当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小球又做匀速圆周运动，故D错误．
故选：B．
8．A
【详解】
根据万有引力提供向心力得， false，第一宇宙速度false，则已知地球的质量、半径和引力常数，可以求出第一宇宙速度
根据重力提供向心力得，false，解得第一宇宙速度false，已知地球表面的重力加速度和地球的半径，可以求出第一宇宙速度，故A正确，BCD错误，
故选A﹒
9．B
【解析】
根据牛顿第二定律得
false=mg，
得g=false
因为在地球表面的物体受到的向心力等于万有引力false=mg0，
得GM=R2g0
所以在离地面高度为h处的重力加速度g=false，
故选：B．
10．D
【详解】
A．根据开普勒第三定律
false
轨道2的半长轴小于轨道3的半长轴，故卫星在轨道2的周期小于在轨道3的周期，故A错误；
B．“嫦娥五号”要由轨道1变轨到轨道2，必须在A点加速，所以“嫦娥五号”卫星在轨道2经过A点时的速率大于在轨道1经过A点时的速率，故B错误；
C．在A点根据牛顿第二定律有
false
得
false
故卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度，故C错误；
D．由于“嫦娥五号”要由轨道2变轨到轨道3，必须在A点加速，机械能增加，所以“嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，故D正确．
故选D．
11．D
【详解】
由质量为m的物向下运动h高度，重力做功为mgh，则物体的重力势能减小mgh，故B错误；物体的加速度为2g，说明除重力做功之外，还有其他力对物体做功，物体的机械能应增加，故A错误；合力对物体做功W=mah=2mgh，根据动能定理得知，物体的动能增加2mgh，故C错误；由上物体的重力势能减小mgh，动能增加2mgh，则物体的机械能增加mgh，故D正确．
12．B
【详解】
由于汽车以恒定功率行驶，所以根据公式false可知速度减小时，汽车的牵引力逐渐增大，汽车的加速度方向沿坡向下，对汽车进行受力分析：汽车受到重力、牵引力、阻力false．设斜坡与水平面的夹角为false，由牛顿第二定律得
false
随F增大，a逐渐减小．
故选B．
13．C
【解析】
对过程和过程，由动量定理解得；
速度图线与横轴所围面积为位移则，解得；
由动能定理可得，速度图线与横轴所围面积为位移则，解得；
F在这段时间内做功不为零，所以平均功率也不为0．
故选C．
14．BCD
【解析】
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力；
A．由牛顿第二定律得：false=m（false）2R，解得：R=false，神舟十二号飞船的周期小于同步卫星的周期，则神舟十二号飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，即：R神舟十二号＜R同步卫星，则同步卫星离地面较高，故A错误；
B．由牛顿第二定律得：false=ma，解得：a=false，由于R神舟十二号＜R同步卫星，则神舟十二号的加速度较大，故B正确；
C．由牛顿第二定律得：false=mfalse，解得：v=false，由于R神舟十二号＜R同步卫星，则神舟十二号的线速度较大，故C正确；
D．由牛顿第二定律得：false=mω2R，解得：ω=false，由于R神舟十二号＜R同步卫星，则神舟十二号的角速度较大，故D正确；
故选BCD．
15．AC
【详解】
A．小球到达右侧斜面上最高点时的速度为零，根据机械能守恒定律得
mgh+0=mgh′+0
则
h′=h
故A正确；
B．小球离开轨道后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，运动到最高点时在水平方向上有速度，即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得
false
则
h′＜h
故B错误．
C．小球离开轨道做竖直上抛运动，运动到最高点速度为零，根据机械能守恒定律得
mgh+0=mgh′+0
则
h′=h
故C正确；
D．小球在内轨道运动，通过最高点最小的速度为
false
故在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得
false
则
h′＜h
即不能过最高点；
故D错误．
故选AC．
16．ABD
【详解】
A．根据动能定理得
false
可见，动能与绳长成正比，所以A球的动能大于B球的动能，故A正确；
B．A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，设初始位置为势能零点，则在初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等，故B正确；
C．从最高点到最低点，由机械能守恒定律
false
则
false
则A球加速度等于B球加速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律得
false
解得
false
则拉力的大小与绳的长度无关，所以两绳拉力大小相等，即两球受到的拉力也相等，故D正确．
故选ABD．
17．BC
【解析】
前阶段，物品的速度小于传送带的速度，相对传送带向后运动，受到与运动方向相同的滑动摩擦力作用，在这个滑动摩擦力作用下向传送方向做初速度为零的匀加速直线运动，当物品的速度与传送带的速度相同时，两者无相对运动或者相对运动趋势，摩擦力为零，A错误；过程中物体的加速度为false，加速运动时间false，所以摩擦产生的热量为false，故v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，B正确；物品加速位移false，当μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的4倍，C正确．电动机多消耗的电能可以跟没有物品放上去之时相比，应该是等于物品增加的动能和系统增加的内能，故D错误．
18．AD
【详解】
A．在A点，对质点，由牛顿第二定律有
false
根据牛顿第三定律有
false
解得
false
故A正确；
BC．质点能完成圆周运动，在A点根据牛顿第二定律有
false
根据牛顿第三定律有
false
在B点，根据牛顿第二定律有
false
根据牛顿第三定律有
false
从A点到B点过程，根据动能定理
false
解得
false，false
故BC错误；
D．若磁性引力大小恒为2F，在B点，根据牛顿第二定律
false
当FB=0，质点速度最大，vB=vBm
false
解得
false
故D正确．
故选AD．
19．（1）C（2）15.7，15.70，（3）0.244J，0.240J
【详解】
（1）A．要选用体积较小，质量较大的重锤进行实验才能减少空气阻力，故A错误．
B．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，所以不需要天平测出重锤的质量，故B错误．
C．根据h=1/2gt2=1/2×10×0.022m=2mm知，应该选用点迹清晰、特别是第1．2点间距离接近2mm的纸带，所以C选项是正确的．
D．打点计时器应接4-6V的交流电源，故D错误，所以C选项是正确的．
（2）这三个数据中不符合有效数字要求的是15.7cm，应该写成15.70cm．
（3）重锤重力势能的减小量
△Ep=mgh=0.2×9.8×0.1242J≈0.244J，B点的瞬时速度false，则动能的增加量false．
20．（1）t =2s （2）10 m/s （3）104W （4）false
【解析】
解：（1）人做平抛运动，下落到中点时的竖直高度为20m
false
t =2s
（2）∵斜面夹角为45°，∴水平位移等于竖直下落高度
false
v =10 m/s
（3）运动员落在中点时，竖直方向速度vy=gt=20 m/s
因此重力的瞬时功率P=mg·vy=104W
（4）根据平抛运动规律，设落到山坡上用时为t，则水平位移x=v0t，竖直位移false，又false，解得：false，
落点跟A点的水平距离为∶false；即水平距离跟初速度的平方成正比，初速度增加为之前的1.5倍，则水平距离也增大为2.25倍，即x’=20×2.25=45m，说明此时运动员是平抛运动后落到了平地上．
false false
21．（1）false；（2）100N；（3）5m （4）190J
【详解】
（1）物块从A滑到B的过程由动能定理得
false
解得
false
（2）物块从A滑到C的过程由动能定理得
false
在C点由牛顿第二定律得
false
解得
false
（3）物块恰好能做完整的圆周运动，则false，false
false，false=5m
（4）从B点到弹簧压缩最短时的过程由功能关系得
false
解得
false