2020-2021学年广东省惠州市高一(下)期末物理试卷

2020-2021学年广东省惠州市高一（下）期末物理试卷
一、单项选择题：共8小题，每题4分，共32分。

在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1．（4分）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
2．（4分）在水平路面上转弯的汽车，向心力来源于（）
A．重力与支持力的合力B．滑动摩擦力
C．重力与摩擦力的合力D．静摩擦力
3．（4分）由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）
A．轨道平面可以不同B．轨道半径可以不同
C．质量可以不同D．速率可以不同
4．（4分）将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则（）
A．t1＞t0t2＜t1B．t1＜t0t2＞t1
C．t1＞t0t2＞t1D．t1＜t0t2＜t1
5．（4分）高空坠物极易对行人造成伤害。

若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）
A．10N B．102N C．103N D．104N
6．（4分）两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，它们滑行的距离是（）
A．乙大B．甲大C．一样大D．无法比较7．（4分）两个滑块P和Q用弹簧相连，置于水平的光滑地面上，滑块P紧靠竖直的墙，如图所示。

现突然撤掉推Q的外力，则在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中（）
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量不守恒，机械能守恒
C．动量守恒，机械能不守恒
D．动量不守恒，机械能不守恒
8．（4分）滑雪运动深受人民群众喜爱。

某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直圆面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）
A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变
二、多项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。

在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的，全部选对得6分，少选且正确得3分，未选、错选不得分。

）9．（6分）河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，船在静水中船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（）
A．船渡河的最短时间是60s
B．要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直
C．船在河水中航行的轨迹是一条直线
D．船在河水中的最大速度是5m/s
10．（6分）如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，地球所处轨道的四个位置分别对应中国北半球的四个节气（）
A．地球在冬至的运行线速度最小
B．地球在夏至的运行线速度最小
C．从冬至到夏至，地球运动的速度先增大后减小
D．从秋分到冬至，地球运动的速度越来越大，地球的机械能守恒
11．（6分）如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同，此后（）
A．a、c两车运动速率相等
B．a、b两车的运动速率相等
C．三辆车的速率关系为v c＞v a＞v b
D．a、c两辆车的运动方向一定相反
12．（6分）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，物块（）
A．加速度逐渐减小
B．经过O点时的速度最大
C．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
D．弹簧弹性势能先减小后增大，O点时弹簧弹性势能最小
三、实验题：共2小题，共15分，考生根据要求作答。

13．（7分）如图所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，图2中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40cm，则平抛小球的初速度v0为m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度v C 为m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。

14．（8分）用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）关于图甲所示的“验证机械能守恒定律”实验中，以下说法正确的是。

A.必须要测出重锤的质量
B.选用重锤时，质量和密度都较大的好
C.进行实验时，应先松开悬挂纸带的夹子，释放纸带
D.纸带上第1、2两点间距若不接近2mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都会很
大
（2）图乙是另一位同学在实验中得到的一条纸带。

他选取了纸带上点迹清晰且间距较大的一段，把该段的第一个点记为O，A、B、C、D、E各点距O点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5，各相邻点的时间间隔为T，当地重力加速度大小为g，则B点的速度表达式为v B＝。

若B点和D点的速度v B、v D为已知量，要验证重锤从B到D的过程中机械能是否守恒，则需满足关系式，重锤的机械能守恒。

四、计算题：共2小题，共29分，考生根据要求作答。

15．（14分）一列火车总质量m＝500t机车发动机的额定功率P＝2×106W，在水平直线轨道上行驶时，轨道对列车的阻力f是车重的0.01倍2，求：
（1）列车在水平轨道上行驶的最大速度；
（2）火车在水平轨道上以72km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P'；
（3）若发动机保持额定功率P工作，火车从静止开始行驶50s后，速度达到10m/s时；
（4）若火车从静止开始，保持a＝0.2m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间（保留2位有效数字）。

16．（15分）山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。

图中A、B、
C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8m，h2＝4.0m，x1＝4.8m，x2＝8.0m。

开始时，质量分别为M＝10kg和m＝2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，空气阻力不计，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）大猴子水平跳离的速度最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

2020-2021学年广东省惠州市高一（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：共8小题，每题4分，共32分。

在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1．（4分）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
【解答】解：开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律；
牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，B正确。

故选：B。

2．（4分）在水平路面上转弯的汽车，向心力来源于（）
A．重力与支持力的合力B．滑动摩擦力
C．重力与摩擦力的合力D．静摩擦力
【解答】解：在水平路面上拐弯，向心力来源于静摩擦力。

故D正确，A、B。

故选：D。

3．（4分）由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）
A．轨道平面可以不同B．轨道半径可以不同
C．质量可以不同D．速率可以不同
【解答】解：A、它若在除赤道所在平面外的任意点，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上。

所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上；
B、因为同步卫星要和地球自转同步，根据万有引力提供向心力得：G2，因为ω一定，
所以r 必须固定；
C、许多国家发射了地球同步轨道卫星，故C正确；
D、根据万有引力提供向心力得运转速度为v＝，所以速率也不变。

故选：C。

4．（4分）将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则（）
A．t1＞t0t2＜t1B．t1＜t0t2＞t1
C．t1＞t0t2＞t1D．t1＜t0t2＜t1
【解答】解：不计阻力时，物体做竖直上抛运动，
当有阻力时，设阻力大小为f
mg+f＝ma，
上升时间
有阻力上升位移与下降位移大小相等，下降时有
mg﹣f＝ma2，，
根据，可知t1＜t2故ACD错误，B正确。

故选：B。

5．（4分）高空坠物极易对行人造成伤害。

若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）
A．10N B．102N C．103N D．104N
【解答】解：每层楼高约为3m，鸡蛋下落的总高度h＝（25﹣1）×4m＝72m；
自由下落时间t1＝＝s＝3.8s，
与地面的碰撞时间约为t6＝2ms＝0.002s，
全过程根据动量定理可得：mg（t8+t2）﹣Ft2＝4
解得冲击力F＝950N≈103N，故C正确。

故选：C。

6．（4分）两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，它们滑行的距离是（）
A．乙大B．甲大C．一样大D．无法比较
【解答】解：材料相同的物体在同一水平面上滑动，动摩擦因数相同甲＝a乙，
因为E K甲＝E K乙且m甲＞m乙，
所以v甲＜v乙，
根据速度位移公式得：
所以x甲＜x乙。

故选：A。

7．（4分）两个滑块P和Q用弹簧相连，置于水平的光滑地面上，滑块P紧靠竖直的墙，如图所示。

现突然撤掉推Q的外力，则在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中（）
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量不守恒，机械能守恒
C．动量守恒，机械能不守恒
D．动量不守恒，机械能不守恒
【解答】解：从释放Q到弹簧恢复到原长过程中，P、Q和弹簧组成的系统受到墙壁的弹力作用，系统动量不守恒；
在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中，只有弹簧弹力对系统做功，P，故ACD错误；
故选：B。

8．（4分）滑雪运动深受人民群众喜爱。

某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直圆面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）
A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变
【解答】解：A、滑雪运动员的速率不变，速度是变化的，由牛顿第二定律可知。

故A 错误。

B、运动员下滑过程中受到重力，由图可知，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，运动
员的速率不变，所以滑动摩擦力也逐渐减小。

C、滑雪运动员的速率不变则动能不变，合外力对运动员做功为0。

D、运动员从A到B下滑过程中的动能不变而重力势能减小。

故D错误。

故选：C。

二、多项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。

在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的，全部选对得6分，少选且正确得3分，未选、错选不得分。

）9．（6分）河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，船在静水中船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（）
A．船渡河的最短时间是60s
B．要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直
C．船在河水中航行的轨迹是一条直线
D．船在河水中的最大速度是5m/s
【解答】解：AB、当静水速与河岸垂直时，t＝＝。

故A错误。

C、船在沿河岸方向上做变速运动，两运动的合运动是曲线。

D、若要使船以最短时间渡河，
那么船在河水中的最大速度是v max＝＝2m/s。

故选：BD。

10．（6分）如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，地球所处轨道的四个位置分别对应中国北半球的四个节气（）
A．地球在冬至的运行线速度最小
B．地球在夏至的运行线速度最小
C．从冬至到夏至，地球运动的速度先增大后减小
D．从秋分到冬至，地球运动的速度越来越大，地球的机械能守恒
【解答】解：AB、根据开普勒第二定律可知：对每一个行星而言，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，速度大，所以在冬至日前后，在夏至日前后，故A错误；
C、根据开普勒第二定律可知，地球运动的速度一起是减小的；
D、根据开普勒第二定律可知，地球运动的速度越来越大，故地球的机械能守恒。

故选：BD。

11．（6分）如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同，此后（）
A．a、c两车运动速率相等
B．a、b两车的运动速率相等
C．三辆车的速率关系为v c＞v a＞v b
D．a、c两辆车的运动方向一定相反
【解答】解：若人跳离b、c车时速度为v
人跳离c车的过程，有0＝﹣M车v c+m人v，
人跳上和跳离b过程，有m人v＝﹣M车v b+m人v，
人跳上a车过程，有m人v＝（M车+m人）•v a，
所以：v c＝，v b＝0，v a＝。

即：v c＞v a＞v b，并且v c与v a方向相反。

故AB错误。

故选：CD。

12．（6分）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，物块（）
A．加速度逐渐减小
B．经过O点时的速度最大
C．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
D．弹簧弹性势能先减小后增大，O点时弹簧弹性势能最小
【解答】解：A、物块竖直方向受到重力和水平面的支持力；水平方向受到滑动摩擦力和弹簧的弹力，弹簧的弹力一直减小直至零，后小于滑动摩擦力，故全过程中，故A错误；
B、O点为弹簧在原长时物块的位置，合外力不为零，当弹力与滑动摩擦力平衡时，速度
最大，故B错误；
C、从A到B过程中弹﹣W克f＝0，所以全过程中所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做
的功；
D、弹簧先压缩后伸长，则弹簧弹性势能先减小后增大，此时弹簧的弹性势能为零，故D
正确。

故选：CD。

三、实验题：共2小题，共15分，考生根据要求作答。

13．（7分）如图所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是AC。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，图2中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是C。

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40cm，则平抛小球的初速度v0为 2.0m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度v C 为 4.0m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。

【解答】解：（1）“研究平抛物体运动”的实验过程中：A、末端水平是必须的，故选项A正确、在描点时，则每次释放小球应从静止开始从同一位置释放，选项C正确；D，选项D错误
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y＝＝，所以y﹣x3图象是一条过原点的直线，故选项C 符合要求；
（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点、B、C，测得A1为6.0cm，y2为45.5cm，A、B两点水平间距△x为40cm1＝，而y4＝，联立可求得：v4＝2.0m/s，t8＝0.3s，所以vc＝＝。

故答案为：（1）AC
（2）C
（3）4.0 4.4
14．（8分）用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）关于图甲所示的“验证机械能守恒定律”实验中，以下说法正确的是。

A.必须要测出重锤的质量
B.选用重锤时，质量和密度都较大的好
C.进行实验时，应先松开悬挂纸带的夹子，释放纸带
D.纸带上第1、2两点间距若不接近2mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都会很
大
（2）图乙是另一位同学在实验中得到的一条纸带。

他选取了纸带上点迹清晰且间距较大的一段，把该段的第一个点记为O，A、B、C、D、E各点距O点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5，各相邻点的时间间隔为T，当地重力加速度大小为g，则B点的速度表达式为v B＝。

若B点和D点的速度v B、v D为已知量，要验证重锤从B到D的过程中机械能是否守恒，则需满足关系式2g（d4﹣d2）＝v D2﹣v B，重锤的机械能守恒。

【解答】解：（1）A、根据mgh＝4可知，只需要验证gh＝v7即可，不需要测量质量；
B、实验中为了减小阻力的影响，质量较大的重锤；
C、实验时应先接通电源，故C错误；
D、物体自由下落时根据公式h＝8，其中t＝T＝0.02s，由此可知，若纸带上第1，则
可以在靠前位置中清晰的一段点中选某一个点作为研究过程的初位置；
故选：B。

（2）根据匀变速直线运动的推论得：
v B＝＝，若B点和D点的速度v B、v D为已知量，那么重锤从B到D的过程中，
动能增加量：ΔE k＝mv D6﹣mv B4；
重力势能减小量：ΔE p＝mg（d4﹣d2）；
要验证重锤从B到D的过程中机械能是否守恒，则需满足：
mg（d5﹣d2）＝mv D2﹣mv B2，即2g（d6﹣d2）＝v D2﹣v B2关系式，重锤的机械能守恒。

故答案为：（1）B；（2）4﹣d2）＝v D5﹣v B2。

四、计算题：共2小题，共29分，考生根据要求作答。

15．（14分）一列火车总质量m＝500t机车发动机的额定功率P＝2×106W，在水平直线轨
道上行驶时，轨道对列车的阻力f是车重的0.01倍2，求：
（1）列车在水平轨道上行驶的最大速度；
（2）火车在水平轨道上以72km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P'；
（3）若发动机保持额定功率P工作，火车从静止开始行驶50s后，速度达到10m/s时；（4）若火车从静止开始，保持a＝0.2m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间（保留2位有效数字）。

【解答】解：（1）列车质量m＝500t＝5×105kg，
列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力f＝kmg＝2.01×5×105×10＝4×104N；
此时列车的加速度为零，速度达最大v m，
则：v m＝＝m/s＝40m/s；
（2）当v＝72km/h＝20m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率P′＝Fv＝F f v＝5×104N×20W＝4×106 W；
（3）由动能定理可得，Pt﹣F f s＝mv2
解得s＝1.8×103m；
（4）根据牛顿第二定律得牵引力F′＝F f+ma＝5×105N+5×105×4.2N＝1.4×105 N，在此过程中，发动机功率增大．
当功率为额定功率时速度大小为v m′，
即v m′＝＝＝m/s
据v m′＝at，
得：t＝＝s＝
答：（1）列车在水平轨道上行驶的最大速度为40m/s；
（2）火车在水平轨道上以72km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P'为1×106W；（3）若发动机保持额定功率P工作，火车从静止开始行驶50s后，列车通过的路程为8.5×103m；
（4）若火车从静止开始，保持a＝8.2m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间为67s。

16．（15分）山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。

图中A、B、
C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8m，h2＝4.0m，x1＝4.8m，x2＝8.0m。

开始时，质量分别为M＝10kg和m＝2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，空气阻力不计，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）大猴子水平跳离的速度最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

【解答】解：（1）根据，解得。

（2）根据机械能守恒定律得，，解得。

（3）根据牛顿第二定律得，。

根据几何关系得，
联立解得F＝216N。

答：（1）大猴子水平跳离的速度最小值为8m/s。

（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小为7m/s。

（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小为216N。