广东省广州市番禺区2021年高一下期末物理试卷（含答案解析）

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1、广东省广州市番禺区广东省广州市番禺区 2020-2021 学年高一下期末物理试题学年高一下期末物理试题 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，共小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符题只有一项符合题目要求，每小题合题目要求，每小题 4分；第分；第 810 题有多项符合题目要求，全部选对的得题有多项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全分，选对但不全的得的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 1. 下列运动，不能用牛顿力学规律描述的是（ ） A. 天问一号绕火星运动 B. 粒子接近光速运动 C. 人随

2、电梯上升 D. 高铁从广州驶向杭州 2. 如图，飞机与货物以 4m/s 的速度水平匀速飞行，同时以 3m/s 的速度匀速收拢绳索将货物接到飞机里，绳索始终竖直，该过程中（ ） A. 绳索的拉力大于货物的重力 B. 货物相对地面做曲线运动 C. 货物的速度大小为 7m/s D. 货物的速度大小为 5m/s 3. 小明在离墙一定距离的同一点，先后将 A、B 两飞镖沿同一方向水平掷出，不计空气阻力，两飞镖插在墙靶上的情况如图所示，且两插点在同一条竖直线上，下列说法正确的是（ ） A. 镖 A的运动时间和镖 B的运动时间相等 B. 镖 A的运动时间比镖 B的运动时间长 C. 镖 A掷出时的初速度比镖

3、B 掷出时的初速度大 D. 镖 A掷出时的初速度比镖 B 掷出时的初速度小 4. 转笔（Pen Spinning）是一项讲究技巧休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中包含了许多物理知识。如图，某转笔高手让笔绕笔杆上某点 O 做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 笔杆上的点离 O点越远角速度越大 B. 笔杆上的点离 O点越远周期越小 C. 笔杆上的点离 O点越远线速度越大 D. 笔杆上的点离 O点越远向心加速度越小 5. 如图，A、B两颗卫星围绕地球做匀速圆周运动，则（ ） A. A 的周期大于 B的周期 B. A 的角速度大于 B 的角速度 C. A 的运行速率大于 B的运行速率 D.

4、A向心加速度大于 B 的向心加速度 6. 引体向上是国家学生体质健康标准中规定的测试项目。高一某男生 1 分钟内完成了 15 个引体向上，若该男生质量为 60 kg，每次引体向上重心升高的高度约为其身高的 0.4 倍，210m/sg 。则每次引体向上过程中，该男生克服重力做功的平均功率约为（ ） A. 7 W B. 100 W C. 250 W D. 400W 7. 甲、乙两车沿同一直线运动，它们的v t图像分别如图所示。在 0-t1时间内（ ） A. 甲车的动能增大 B. 乙车的动能增大 C. 甲车的牵引力做功多 D. 乙车的牵引力做功多 8. 如图所示， 拉力 F 将物体沿斜面向下拉， 已

5、知拉力大小与摩擦力大小相等， 则下列说法中正确的是 （ ） A. 物体的动能增加 B. 物体的动能保持不变 C. 物体总机械能增加 D. 物体的总机械能保持不变 9. 如图， 某公路急转弯处是一圆弧， 当汽车行驶速率为cv时， 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处（） A. 车速低于cv时，车辆就向内侧滑动 B. 车速高于cv时，车辆就向外侧滑动 C. 路面结冰时，与未结冰时相比，cv的值变小 D. 路面结冰时，与未结冰时相比，cv的值不变 10. “复兴号”动车组的总质量为 m，在平直的轨道上行驶。该动车组有 4 节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为 P，动车组所受的

6、阻力与其速率成正比（f =kv） 。动车组能达到的最大速度为 vm。 若动车组从静止开始运动，则下列正确的是（ ） A. 若动车组匀加速启动，则牵引力逐渐增大 B. 若动力车输出功率恒定，则动车组做匀加速运动 C. 若动力车输出功率变为4P，则动车组的最大速度为m2v D. 若动力车输出功率变为P2，则动车组的最大速度为m2v 二、实验题（每空二、实验题（每空 2 分，共分，共 16 分）分） 11. 图甲是“探究平抛运动特点”的实验装置。 （1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端切线_，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。 （2）图乙是正确实验取得的数据。其中 O为抛出点

7、，取重力加速度大小 g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度为_m/s。 12. 某同学设计图甲的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从 A 点自由下落，下落过程中经过 A点正下方的光电门 B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 t，已知小球的质量为 m，直径为 d，当地重力加速度大小为 g。 （1）小球通过光电门时的速度 v=_； （2） 若AB之间距离为H， 则小球从A到B过程中， 减少的重力势能为_， 增加的动能为_； （3）调整 AB 之间距离 H，多次重复上述过程，作出21t随 H的变化图像如图乙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率为 k0=_； （4）在实验中根

8、据数据实际绘出21Ht图像直线斜率为 k（kk0） ，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力 mg 的比值fmg=_（用 k、k0表示） 。 三、计算题（三、计算题（13 题题 10 分，分，14 题题 12 分，分，15 题题 16 分，共分，共 38分）分） 13. 如图，用 F=10N 的水平拉力，使物体从 A点由静止开始沿光滑水平面运动至 B点，所用时间 t=2s，已知 A、B 之间的距离 s=4m，则： （1）A到 B 过程，拉力 F的平均功率； （2）在 B 点时，拉力 F的瞬时功率。 14. 半径为 R、质量为 M的星球表面有一长为 L的细线，其一端固定在 P 点，另一端拴质量为

9、 m的小球，小球在水平面绕圆心 O 做匀速圆周运动， 细线与竖直方向的夹角为 ， 引力常量为 G， 忽略星球自转的影响。求： （1）星球表面的重力加速度大小； （2）细绳受到的拉力大小； （3）小球的线速度大小。 15. 如图， 一篮球质量 m=0.60kg， 运动员使其从距离地面高度 h1=1.8m处由静止自由落下， 反弹高度 h2=1.2m. 若使篮球从距离地面高度 h3=1.5m的高度静止下落， 并在开始下落的同时向下拍球， 球落地后反弹高度也为1.5m。设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间 t=0.20s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能比值 k恒定，重力加速度大小 g=10m/s

10、2，不计空气阻力。 求 （1）比值 k 的大小； （2）运动员拍球过程中对篮球所做的功； （3）运动员拍球时对篮球作用力的大小。 广东省广州市番禺区广东省广州市番禺区 20202020- -20212021 学年高一下期末物理试题学年高一下期末物理试题 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，共小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符题只有一项符合题目要求，每小题合题目要求，每小题 4分；第分；第 810 题有多项符合题目要求，全部选对的得题有多项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全分，选对但不全的得的得 3 分，

11、有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 1. 下列运动，不能用牛顿力学规律描述的是（ ） A. 天问一号绕火星运动 B. 粒子接近光速运动 C. 人随电梯上升 D. 高铁从广州驶向杭州 【答案】B 【解析】 【详解】天问一号绕火星运动、人随电梯上升、高铁从广州驶向杭州都属于宏观低速运动，故经典力学均能适用，而粒子接近光速运动属于微观高速运动，经典力学不适用，故 ACD错误，B正确。 故选 B。 2. 如图，飞机与货物以 4m/s 的速度水平匀速飞行，同时以 3m/s 的速度匀速收拢绳索将货物接到飞机里，绳索始终竖直，该过程中（ ） A. 绳索的拉力大于货物的重力 B. 货物相对地面做曲线运动

12、C. 货物的速度大小为 7m/s D. 货物的速度大小为 5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A货物在竖直方向上以 3m/s 的速度匀速向上运动，处于平衡状态，故绳索的拉力等于货物的重力，A错误； B货物在水平方向上和竖直方向上均做匀速直线运动，故相对地面的合运动也是匀速直线运动，B 错误； CD货物对地合运动的速度大小为 2234 m/s5m/sv C错误，D 正确。 故选 D。 3. 小明在离墙一定距离的同一点，先后将 A、B 两飞镖沿同一方向水平掷出，不计空气阻力，两飞镖插在墙靶上的情况如图所示，且两插点在同一条竖直线上，下列说法正确的是（ ） A. 镖 A的运动时间和镖 B的运动时

13、间相等 B. 镖 A的运动时间比镖 B的运动时间长 C. 镖 A掷出时的初速度比镖 B 掷出时的初速度大 D. 镖 A掷出时的初速度比镖 B 掷出时的初速度小 【答案】C 【解析】 【详解】 AB 镖AB在同一点抛出， 做平抛运动， 根据图所示， A下落的高度小一点， 根据运动学公式212hgt得 2htg 故镖 A的运动时间比镖 B的运动时间短，AB错误； CD镖 AB在同一点抛出，抛出点距离靶的水平距离相等，由运动学公式0 xv t，得 0 xvt 镖 A 的运动时间比镖 B的运动时间短， 故镖 A掷出时的初速度比镖 B 掷出时的初速度大， C正确， D 错误。 故选 C。 4. 转笔（P

14、en Spinning）是一项讲究技巧的休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中包含了许多物理知识。如图，某转笔高手让笔绕笔杆上某点 O 做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 笔杆上的点离 O点越远角速度越大 B. 笔杆上的点离 O点越远周期越小 C. 笔杆上的点离 O点越远线速度越大 D. 笔杆上的点离 O点越远向心加速度越小 【答案】C 【解析】 【详解】A笔杆上各点绕 O 点是同轴转动，角速度相同，A错误； B笔杆上各点角速度相同，由2T可知，笔杆上的各点周期相同，B错误； C笔杆上各点是同轴转动，角速度相同，由vr可知，笔杆上的点离 O点越远，转动半径越大，线速度越大，C正确； D

15、笔杆上各点角速度相同，由2ar可知，笔杆上的点离 O点越远，转动半径越大，向心加速度越大，D 错误。 故选 C。 5. 如图，A、B两颗卫星围绕地球做匀速圆周运动，则（ ） A. A的周期大于 B 的周期 B. A 的角速度大于 B 的角速度 C. A 的运行速率大于 B的运行速率 D. A的向心加速度大于 B的向心加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A由图可知ABrr，由开普勒第三定律可知 3322ABABrrTT 因此ABTT，故 A正确； B由角速度与周期公式2T可得 AB 故 B 错误； CD由万有引力提供向心力可得 2GMar GMvr 由于ABrr，因此 ABaa ABvv 故

16、CD错误。 故选 A。 6. 引体向上是国家学生体质健康标准中规定的测试项目。高一某男生 1 分钟内完成了 15 个引体向上，若该男生质量为 60 kg，每次引体向上重心升高的高度约为其身高的 0.4 倍，210m/sg 。则每次引体向上过程中，该男生克服重力做功的平均功率约为（ ） A. 7 W B. 100 W C. 250 W D. 400W 【答案】B 【解析】 【详解】一次引体向上所用的时间大约为 60s4s15t 高一男生身高约为 1.70 m，则每次引体向上过程中，该男生克服重力做功的平均功率约为 60 10 1.7 0.4W=102W4mg hPt B正确，ACD错误； 故选

17、B。 7. 甲、乙两车沿同一直线运动，它们的v t图像分别如图所示。在 0-t1时间内（ ） A. 甲车的动能增大 B. 乙车的动能增大 C. 甲车的牵引力做功多 D. 乙车的牵引力做功多 【答案】A 【解析】 【详解】A甲车的速度增大，则甲车的动能增大，故 A 正确； B乙车的速度减小，则乙车的动能减小，故 B错误； CD根据图像不能比较两车速度变化量的大小，两车质量关系未知，所以不能比较动能变化量的大小，由动能定理可知不能比较合外力做功的大小，也不能比较牵引力做功大小，故 CD 错误； 故选 A。 8. 如图所示， 拉力 F 将物体沿斜面向下拉， 已知拉力大小与摩擦力大小相等， 则下列说法

18、中正确是 （ ） A. 物体的动能增加 B. 物体的动能保持不变 C. 物体的总机械能增加 D. 物体的总机械能保持不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB拉力大小与摩擦力大小相等，则拉力和摩擦力合力为零，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，物体速度增加，动能增加，A正确，B错误； CD拉力和摩擦力合力为零，拉力和摩擦力的合力做功为零，支持力不做功，总功等于重力的功（相对于只有重力做功） ，物体的总机械能保持不变，C错误，D 正确。 故选 AD。 9. 如图， 某公路急转弯处是一圆弧， 当汽车行驶的速率为cv时， 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则当汽

19、车在该弯道处（） A 车速低于cv时，车辆就向内侧滑动 B. 车速高于cv时，车辆就向外侧滑动 C. 路面结冰时，与未结冰时相比，cv的值变小 D. 路面结冰时，与未结冰时相比，cv的值不变 【答案】D 【解析】 分析】 【详解】AB汽车速度为cv恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明没有受到径向的静摩擦力，路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，提供圆周运动向心力；车速低于cv，所需的向心力减小，汽车有向内侧滑的趋势，此时摩擦力指向外侧，阻止汽车向内侧滑动；车速高于cv，所需的向心力增大，汽车有向外侧滑的趋势，此时摩擦力指向内侧，阻止汽车向外侧滑动，故 AB错误； CD当路面结冰

20、时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，路面的倾角不变，则cv的值不变。故 C错误，D正确。 故选 D。 10. “复兴号”动车组的总质量为 m，在平直的轨道上行驶。该动车组有 4 节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为 P，动车组所受的阻力与其速率成正比（f =kv） 。动车组能达到的最大速度为 vm。 若动车组从静止开始运动，则下列正确的是（ ） A. 若动车组匀加速启动，则牵引力逐渐增大 B. 若动力车输出功率恒定，则动车组做匀加速运动 C. 若动力车输出功率变为4P，则动车组的最大速度为m2v D. 若动力车输出功率变为P2，则动车组的最大速度为m2v 【答案】AC 【解析】 【详

21、解】A若动车组匀加速启动则有 Ffma 则动车的牵引力 Fmafmakv 随着速度的增加，动车的牵引力 F 逐渐增大，故 A正确； B若动车输出功率恒定，则据 PFv 动车加速度 PkvFfvamm 可知当功率一定时，随着速度增加，动车的加速度减小，动车不可能做匀加速运动，故 B 错误； C动车速度最大时，牵引力与阻力相等，则 2mmP Fv fvkv= 可得 mPvk 即动车的最大速度与功率的平方根成正比，所以若动车的输出功率变为4P，则动车阻的最大速度为m2v，故 C 正确； D动车速度最大时，牵引力与阻力相等，则 2mmP Fv fvkv= 可得 mPvk 即动车的最大速度与功率的平方根

22、成正比， 所以若动车的输出功率变为P2， 则动车阻的最大速度为m22v，故 D 错误。 故选 AC。 二、实验题（每空二、实验题（每空 2 分，共分，共 16 分）分） 11. 图甲是“探究平抛运动特点”的实验装置。 （1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端切线_，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。 （2）图乙是正确实验取得的数据。其中 O为抛出点，取重力加速度大小 g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度为_m/s。 【答案】 . 水平 . 初速度相同 . 1m/s 【解析】 【分析】 【详解】 (1)12调节斜槽末端切线水平， 每次让小球从同一位置由静止释放， 是为

23、了每次平抛初速度相同。 (2)3水平、竖直方向分别满足 0 xv t 212ygt 代入图中数据解得0=1m/sv。 12. 某同学设计图甲的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从 A 点自由下落，下落过程中经过 A点正下方的光电门 B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 t，已知小球的质量为 m，直径为 d，当地重力加速度大小为 g。 （1）小球通过光电门时的速度 v=_； （2） 若AB之间距离为H， 则小球从A到B过程中， 减少的重力势能为_， 增加的动能为_； （3）调整 AB 之间距离 H，多次重复上述过程，作出21t随 H的变化图像如图乙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则

24、该直线斜率为 k0=_； （4）在实验中根据数据实际绘出21Ht图像的直线斜率为 k（kk0） ，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力 mg 的比值fmg=_（用 k、k0表示） 。 【答案】 . dt . mgH . 222mdt . 22gd . 00kkk 【解析】 【详解】 （1）1已知经过光电门的时间和小球的直径 d，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故 dvt （2）2由题意得，小球从 A 到 B过程中，减少的重力势能为 pEmgH 3增加的动能为 22k2122mdEmvt （3）4若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有 pkEE 即 22dgHt 解

25、得 2212gHtd 那么该直线斜率为 022gkd （4）5因存在阻力，则有 222mfHmdtgH 即 222122()gfHtdmd 即实际实验时，图线的斜率为 022 fkkmd 联立解得，小球下落过程中所受平均阻力与小球所受重力的比值为 00fkkmgk 三、计算题（三、计算题（13 题题 10 分，分，14 题题 12 分，分，15 题题 16 分，共分，共 38分）分） 13. 如图，用 F=10N 的水平拉力，使物体从 A点由静止开始沿光滑水平面运动至 B点，所用时间 t=2s，已知 A、B 之间的距离 s=4m，则： （1）A到 B 过程，拉力 F的平均功率； （2）在 B

26、点时，拉力 F的瞬时功率。 【答案】 （1）20W； （2）40W 【解析】 【详解】 （1）A到 B 过程，拉力 F 做的功 40JWFs 平均功率 20WWPt （2） ）设在 B 点时物体的速度为 v，则有 2vst 解得 24m/ssvt 则在 B点时拉力 F的瞬时功率 40WPFv 14. 半径为 R、质量为 M的星球表面有一长为 L的细线，其一端固定在 P 点，另一端拴质量为 m的小球，小球在水平面绕圆心 O 做匀速圆周运动， 细线与竖直方向的夹角为 ， 引力常量为 G， 忽略星球自转的影响。求： （1）星球表面的重力加速度大小； （2）细绳受到的拉力大小； （3）小球的线速度大小

27、。 【答案】 （1）2GMR； （2）2cosmGMR； （3）tansinGMLR 【解析】 【详解】 （1）由黄金代换得 2GMgR 解得 2GMgR （2）对小球，由平行四边形定则得 2coscosmgmGMTR （3）对小球，由合力提供向心力得 2tansinvmgmL 解得 tansinGMLvR 15. 如图， 一篮球质量 m=0.60kg， 运动员使其从距离地面高度 h1=1.8m处由静止自由落下， 反弹高度 h2=1.2m. 若使篮球从距离地面高度 h3=1.5m的高度静止下落， 并在开始下落的同时向下拍球， 球落地后反弹高度也为1.5m。设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用

28、时间 t=0.20s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能比值 k恒定，重力加速度大小 g=10m/s2，不计空气阻力。 求 （1）比值 k 的大小； （2）运动员拍球过程中对篮球所做的功； （3）运动员拍球时对篮球作用力的大小。 【答案】 （1）32； （2）4.5J； （3）9N 【解析】 【详解】 （1）由 2k11112Emvmgh 2k22212Emvmgh 可得 k11k221.831.22EhkEh （2）第二次从 1.5m的高度静止下落，同时向下拍球，在篮球反弹上升的过程中，由动能定理可得 k4400Emgh 第二次从 1.5m的高度静止下落，同时向下拍球，篮球下落过程中，由动能定理可得 3k3WmghE 因篮球每次和地面撞击前后动能的比值不变，则有比例关系 k2k4k1k3EEEE 代入数据可得 4.5JW （3）因作用力是恒力，在恒力作用下篮球向下做匀加速直线运动，因此有牛顿第二定律可得 Fmgma 在拍球时间内运动的位移为 212xat 做得功 WFx 联立可得 9NF （-15NF 舍去）