2021年高一物理下学期联考试题(含解析)

2021年高一物理下学期联考试题（含解析）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．其中1题—8题只有一个选项正确，9题—12题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1、如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s. 则在此过程中，拉力F对物块所做的功为（）
A．Fs B．Fscosθ C．Fssinθ D．Fstanθ
【答案】B
【解析】
把拉力F分解：水平方向为Fcosθ，竖直方向为Fsinθ，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以w=Fcosθ•s=Fscosθ。

故选B。

【考点】功
2、由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么，卫星的（）
A．速率变小，周期变小 B．速率变小，周期变大
C．速率变大，周期变大 D．速变率大，周期变小
【答案】D
【解析】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有，得：，，所以当轨道半径减小
时，其速率变大，周期变小，故D正确。

故选D。

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用
3、一子弹以速度v飞行恰好射穿一块铜板，若子弹的速度是原来的3倍，那么可射穿上述铜板的数目为（）
A. 3块
B. 6块
C. 9块
D. 12块
【答案】C
【解析】
子弹以速度v运动时，恰能水平穿透一块固定的木板，根据动能定理有：
设子弹的速度为2v0时，穿过的木板数为n，则有：
联立两式并代入数据得：n=9块。

故选C。

【考点】动能定理
4、一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为2r时，所受万有引力为（）
A．F B．3F C．F D．F
【答案】C
【解析】
根据万有引力定律，有：、，故。

故选C。

【考点】万有引力定律
5、如图所示，一个小球m用细绳系着在水平面上作匀速圆周运动。

小球在转动的过程中（）A．受到拉力、重力、向心力 B．受到拉力、重力
C．处于平衡状态 D．拉力做了正功
【答案】B
AB、小球做匀速圆周运动，受重力和拉力，合力提供向心力，向心力是效果力，不是重复受力，故A错误B正确；
C、小球做匀速圆周运动，速度时刻改变，一定具有加速度，不是平衡状态，故C错误；
D、拉力与速度垂直，不做功，故D错误。

故选B。

【考点】匀速圆周运动
6、如图所示，以的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在为的斜面上，可知
物体完成这段飞行的时间是（）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图；
则，则，所以。

故选C。

【考点】平抛运动
7、地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，下式关于地球密度的估算式正确的是（）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】
设地球表面有一物体质量为m，地球的质量为M．
物体在地球表面时，所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，则有：
解得：
地球可以看做球体，其体积为
根据密度的定义：。

【考点】万有引力定律
8、用水平恒力F作用在一个物体上，使该物体从静止开始沿光滑水平面在力的方向上移动距离s，恒力F 做的功为W1，此时恒力F的功率为P1，若使该物体从静止开始沿粗糙的水平面在恒力F的方向上移动距离s，恒力F做的功为W2，此时恒力F的功率为P2，下列关系正确的是（）
A．W1＜W2，P1＜P2 B．W1＞W2，P1＞P2
C．W1＝W2，P1＞P2 D．W1＝W2，P1＝P2
【答案】C
【解析】
两次水平恒力相等，位移相等，根据知，恒力F所做的功相等．在光滑水平面上运动的加速度大，根据位移时间公式知，在光滑水平面上的运动时间短，根据知，P1＞P2，故C正确。

故选C。

【考点】功
9、在一次“蹦极”运动中，人由高空落下，到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是（）A．重力对人做负功B．人的重力势能减少了
C．橡皮绳对人做负功D．橡皮绳的弹性势能增加了
【答案】BCD
【解析】
AB、人由高空跳下到最低点的整个过程中，人一直下落，则重力做正功，重力势能减少，故A 错误B正确；
CD、橡皮筋处于拉伸状态，弹力方向向上，而人向下运动，故橡皮绳的弹力对人做负功，橡皮筋的弹性势能增加，故CD正确。

故选BCD。

【考点】功能关系
10、一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h.关于此过程，下列说法中不正确的是（）
A．提升过程中手对物体做功m(a＋g)h
C．提升过程中合外力对物体做功mah
C．提升过程中物体的重力势能增加m(a＋g)h
D．提升过程中物体克服重力做功m(a＋g)h
【解析】
A、设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得，即，提高过程中手对物体做功为，故A正确；
B、提高过程中合外力对物体做功，故B正确；
C、D、提高过程中物体克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，故CD错误。

故选CD。

【考点】功能关系；功
11、质量为m的汽车，发动机功率恒为P，摩擦力f，牵引力F，汽车静止开始，经时间t行驶位移L时，速度达最大V m，求发动机所做的功（）
A.Pt
B.fv m t
C. +fL
D.FL
【答案】ABC
【解析】
A、发动机所做的功，故A正确；
B、汽车启动达到最大速度时汽车的牵引力与阻力相等，根据功率的表达式得：，故B正确；
C、根据动能定理研究汽车由静止开始到最大速度的过程，其中
得，故C正确；
D、整个F是变化的，所以牵引力的功不能用Fs表示，故D错误。

故选ABC。

【考点】功率、平均功率和瞬时功率
12、如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，受到阻力为f，射入深度为d，此过程木块位移为s，则（）
A．子弹损失的动能为f(s+d)
B．木块增加的动能为f s
C．子弹动能的减少等于木块动能的增加
D．子弹、木块系统总机械能的损失为fd
【答案】ABD
【解析】
A、对子弹运用动能定理得，．故子弹损失的动能为，故A正确；
B、对木块运用动能定理得，．则木块获得的动能为fs，故B正确；
C、子弹减少的动能转化为木块增加的动能和系统增加的内能，故子弹动能的减少大于木块动
能的增加，故C错误；
D、系统损失的机械能转化为产生的内能，故D正确。

故选ABD。

【考点】能量守恒定律；动能定理
第Ⅱ卷非选择题（共52分）
二.实验题（12分）按照题目要求填空。

13. (4分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…
(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、…；
(3)作出W－v草图；
(4)分析W－v图象．如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系．
以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是________．
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距
离来进行计算。

【答案】D
【解析】
A、当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算．因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故A正确；
B、小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故B正确；
C、本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故C正确；
D、本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系．这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故D错误。

【考点】探究功与速度变化的关系
14. (8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。

那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量E p＝_______J，此过程中打点计时器打点B时的速度V B = m/s,物体动能的增加量E k =______J。

由此可得到的结论是：。

(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字)
【答案】2.28 2.13 2.27 在误差允许的范围内机械能守恒
【解析】
物体重力势能的减小量；
B点的瞬时速度，则物体动能的增加量，
实验的结论是：在误差允许的范围内机械能守恒。

【考点】验证机械能守恒定律
三、本题共40分.按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，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．
15. (8分)某一行星有一质量为m的卫星，以半径r，周期T做匀速圆周运动，行星的半径是R，万有引力常量为G,求：
（1）行星的质量；
（2）行星表面的重力加速度是多少？
【答案】
【解析】
行星对卫星的万有引力提供向心力，则：
得：
在行星表面：
得：
【考点】万有引力定律
16．(10分)一汽车质量为2000kg，行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。

若汽车以3000N的恒定牵引力在水平公路上从静止开始前进100m时关闭发动机。

求：
（1）汽车前进100m时的速度；
（2）汽车关闭发动机后还能滑行多远。

【答案】v=10m/s2x=50m
设汽车前进100m时的速度为v，则对汽车应用动能定理得：
代入数据解得：v=10m/s2
汽车关闭发动机后，对汽车应用动能定理得：
代入数据解得：x=50m
【考点】动能定理
17．(8分)如图所示，在竖直平面内有一条1/4圆弧形轨道AB，其半径为1m，B点的切线方向恰好为水平方向。

一个质量为2kg的小物体，从轨道顶端A点由静止开始沿轨道下滑，到达轨道末端B点时的速度为4m/s，然后做平抛运动，落到地面上的C点。

若轨道末端距地面的高度h为5m（不计空气阻力，g=10m/s2），求：
（1）物体在AB轨道克服阻力做的功；
（2）物体落地时的动能；
【答案】W=4J E k=116J
【解析】
（1）设小物体在AB轨道上克服阻力做功为W，对于从A至B过程，根据动能定理得：
代入数据解得：W=4J
2)设落地时的动能为E k，从B到C过程由动能定理得：
代入数据解得：E k=116J
【考点】动能定理
18．(14分) 如图所示，倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P 点，不计空气阻力.
求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小；
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；
（3）滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。

【答案】
【解析】
（1）根据几何关系知，OP间的距离x=2R，
根据得，，
则滑块在最高点C时的速度。

（2）对最低点到C点的过程运用动能定理得，
解得，
对最低点由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律得：滑块到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg。

（3）从D到最低点过程中，运用动能定理得：
解得
【考点】向心力；牛顿第二定律
二、实验
13、D （4分）
14、2.28（2分）2.13 （2分）2.27（2分）在误差允许的范围内机械能守恒（2分）
三、计算题（以下解题过程仅供参考，学生在解答过程中如有不同解法，若解法正确，同样得分）。

15、解：行星对卫星的万有引力提供向心力，则：
............. ..... ....① 3分
由①式得：..... ..... ..... ② 1分
在行星表面：.... ..... ....③ 3分
联立②、③得：....... ..... ④ 1分
16、解：设汽车前进100m时的速度为v，则对汽车应用动能定理得：.......................① 4分
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代入数据解得：v=10m/s2........ ..... ..② 1分
设汽车关闭发动机后还能滑行的距离为x,则对汽车应用动能定理得：.......... ..... ..... ③ 4分
代入数据解得：x=50m.......... ..... . ④ 1分
17.解：1）设小物体在AB轨道上克服阻力做功为W，对于从A至B过程，根据动能定理得：
.........................① 3分
代入数据解得：W=4J. ... ..... ..... ...② 1分
2)设落地时的动能为E k，从B到C过程由动能定理得： (3)
代入数据解得：E k=116J............ (1)
18. （14分）
（1）根据几何关系知，OP间的距离x=2R，
根据得，，
则滑块在最高点C时的速度。

（2）对最低点到C点的过程运用动能定理得，
解得，
对最低点由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律得：滑块到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg。

（3）从D到最低点过程中，运用动能定理得：
解得29633 73C1 珁 •24191 5E7F 广27316 6AB4 檴I
40349 9D9D 鶝33290 820A 舊28209 6E31 渱21681 54B1 咱38032 9490 钐37586 92D2 鋒33567 831F 茟
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