2020-2021学年高一第二学期期末考试物理试卷及答案解析

2020-2021学年高一第二学期期末考试物理试卷

一.选择题（共10小题，满分50分，每小题5分）

1.（5分）关于物理学家及其贡献，下列说法正确的是（）

A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量

B.开普勒发现，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等

C.开普勒认为，所有行星的轨道的半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值相等

D.伽利略发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上

2.（5分）关于曲线运动的概念理解，下列说法正确的是（）

A.做曲线运动的物体，若合力突然消失，一定做匀速直线运动

B.变速运动一定是曲线运动

C.做曲线运动的物体，加速度一定是变化的

D.曲线运动不可能是一种匀变速运动

3.（5分）据说，当年牛顿躺在树下被一个从树上掉下的苹果砸中，从而激发灵感发现了万

有引力定律。若苹果以4m/s的速度砸中牛顿头部，不计空气阻力，取重力加速度大小g

=10m/s2,则该苹果下落前距牛顿头部的高度为（）

A.0.4mB.1.6mC.0.8mD.3.2m

4.（5分）火星是地球的邻居，己知火星的半径是地球的"质量是地球的"自转周期与地

球基本相同，地球表面重力加速度是g。若某同学在地球表面上能够跳起的最大高度是h,

忽略星球自转的影响，下列描述正确的是（）

9

A.该同学在火星表面所受的万有引力是地球表面的二

4

2

B.火星表面的重力加速度是地球表面的一

9

4

C.火星表面的重力加速度是地球表面的一

9

9”

D.该同学以相同的速度在火星上跳起，上升的最大高度是3

5.（5分）甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s和3m/s,两船从同一渡口过河，已

知甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则

水的流速为（）

A.3m/sB.4.75m/sC.4m/sD.3.75m/s

6.（5分）如图所示，某段滑雪场的雪道倾角为30°,质量为50kg的运动员从距底端高为

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10m处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度大小为3m/s2,取重力加速度大小g=

10m/s2,该运动员在下滑过程克服摩擦力所做的功为（）

A.2000JB.3000JC.5000JD.1000J

7.（5分）两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,A以速度vi斜向上抛出，B以V2

竖直上抛，它们在空中恰好相遇，如图所示。A、B质量相等且均可视为质点。重力加速

度大小为g,不计空气阻力。下列分析正确的（）

A.相遇时，A、B两球克服重力做功的功率相等

B.相遇时，A、B速度大小相等

C.从抛出到相遇，A、B两球动能的变化量相等

D.两位同学抛球时，A、B两球的动能相等

8.（5分）如图所示，长度为1m的轻杆绕。点在竖直平面内以2rad/s的角速度做匀速圆周

运动，杆的另一端连有一质量为0.3kg的小球（视为质点）.a、b分别为其运动轨迹的最

低点和最高点。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2,下列分析正确的是（）

b

A.小球运动到b点时，轻杆对小球的作用力大小为1.8N

B.小球运动到a点时，轻杆对小球的作用力大小为3N

C.小球从a点运动到b点过程中，轻杆对小球做功为3J

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D.小球从b点运动到a点过程（转动半周）中，重力做功的平均功率为一W

n

9.（5分）某遥控玩具车在足够大的水平路面上做直线运动，在0〜1s内的v-t图象如图所

示，1s末达到额定功率。已知玩具车的质量为1kg,整个过程中玩具车所受阻力大小为

2N,则下列分析正确的是（）

A.玩具车的额定功率为10W

B.0〜1s内玩具车受到的牵引力大小为5N

C.玩具车能达到的最大速度为7.5m/s

D.玩具车能达到的最大速度为5m/s

10.（5分）半径为1m的光滑半圆槽竖直固定在光滑水平地面上，其直径与水平地面垂直。

质量为0.1kg的小球（视为质点）以10m/s的初速度向左进入半圆轨道，小球通过最高点

后做平抛运动。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.小球刚进入半圆轨道时对轨道的压力大小为10N

B.小球通过最高点时对轨道的压力大小为5N

C.小球落地时速度方向与水平地面的夹角为30°

D.小球做平抛运动的水平位移为2遍m

二.实验题（共5小题，满分50分）

11.（4分）某学校老师在研究性学习课上给同学们讲了两弹簧串联后的等效劲度系数k与

原两弹簧劲度系数ki、k2的关系式为:=；+；,该研究性学习小组为了证明这个结

kk]k2

论的正确性，设计了如图甲所示的实验，即把两根劲度系数分别为ki和k2的弹簧连接起

来进行探究，已知重力加速度为g。

（1）某次测量指针如图乙所示，指针示数为cm；

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（2）设每个钩码的质量为m,若测量多次并计算得出每增加一个钩码指针A示数的平均

伸长量为AXA，指针B示数的平均伸长量为△XB，则可求得1<=,ki=,

111

k2=_______o从而验证:=—+二的正确性。

kkik2

12.（9分）某同学利用图甲所示装置验证动能定理，实验步骤如下:

甲乙

（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观

察到小车做运动。（选填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）

（2）调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，将钩码由静止释放，钩码带动小车运

动并打出纸带如图乙所示，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点，如图乙

所示，每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出。已知电源频率为50Hz,则相邻

两计数点的时间间隔是So

（3）图乙中B、C、D、E各点到A的距离分别为2.88cm、7.20cm、12.96cm、20.16cm,

则打下C点时小车的瞬时速度大小是m/s,打下D点时小车的瞬时速度大小是

m/s（保留两位有效数字）。

（4）若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图乙给出的

数据中求得的物理量为o

13.（10分）一辆电动小汽车沿平直轨道从甲位置开往乙位置，起动加速度为2m/s2,加速

行驶5s,然后匀速行驶10s,立即刹车，匀减速滑行10m正好到达乙位置。

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求：（1）小汽车匀加速行驶的距离；

（2）小汽车匀速行驶的速度和距离；

（3）小汽车刹车后滑行的加速度和时间；

（4）甲、乙两位置间的距离；

14.（12分）图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图。整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙

的AB段轨道与光滑四分之一圆轨道BC在B点相切，且切线水平，点A距水面的高度

h=8m,圆弧轨道BC的半径r=2.5m,圆心。恰好在水面处。一质量m=60kg的游客（视

为质点）从A点由静止开始滑下，到B点时恰好沿切线方向滑离轨道（对圆弧轨道的压

力恰好为0）,并落在水面D点。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2,求：

（1）游客从A点运动到B点过程中，克服摩擦力所做的功；

（2）D点到C点的距离。

15.（15分）如图所示，一小球从平台边缘的a点以vo=56m/s的速度水平飞出，经过一

段时间后下落到与平台连接的斜面上的b点。已知斜面的倾角0=30°,不计空气阻力，

取重力加速度大小g=10m/s2,求：

（1）小球在空中飞行的时间；

（2）小球运动到b点时的速度大小；

（3）小球运动过程中与斜面的最远距离。

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2020-2021学年高一第二学期期末考试物理试卷

参考答案与试题解析

选择题（共10小题，满分50分，每小题5分）

1.（5分）关于物理学家及其贡献，下列说法正确的是（）

A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量

B.开普勒发现，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等

C.开普勒认为，所有行星的轨道的半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值相等

D.伽利略发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上

【解答】解：A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G,故A错误；

B、开普勒发现，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,

故B正确；

C、开普勒认为，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值相等,

故C错误；

D、开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故D

错误。

故选：Bo

2.（5分）关于曲线运动的概念理解，下列说法正确的是（）

A.做曲线运动的物体，若合力突然消失，一定做匀速直线运动

B.变速运动一定是曲线运动

C.做曲线运动的物体，加速度一定是变化的

D.曲线运动不可能是一种匀变速运动

【解答】解：A、曲线运动的条件是合力与速度不共线，物体做曲线运动时，若合力突然

消失，一定做匀速直线运动，故A正确；

B、变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，故B错误；

C、曲线运动的物体，加速度不一定是变化的，如平抛运动，故C错误；

D、平抛运动的加速度不变，是匀变速曲线运动，故D错误。

故选：Ao

3.（5分）据说，当年牛顿躺在树下被一个从树上掉下的苹果砸中，从而激发灵感发现了万

有引力定律。若苹果以4m/s的速度砸中牛顿头部，不计空气阻力，取重力加速度大小g

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=10m/s2,则该苹果下落前距牛顿头部的高度为（）

A.0.4mB.1.6mC.0.8mD.3.2m

2.2

【解答】解：根据v?=2gh得：h=另=7n=o.8m

因当年牛顿躺在树下，那么苹果下落前距牛顿头部的高度为0.8m,故C正确，ABD错

误。

故选：C。

11

4.（5分）火星是地球的邻居，已知火星的半径是地球的一，质量是地球的一，自转周期与地

29

球基本相同，地球表面重力加速度是g。若某同学在地球表面上能够跳起的最大高度是h,

忽略星球自转的影响，下列描述正确的是（）

9

A.该同学在火星表面所受的万有引力是地球表面的一

4

B.火星表面的重力加速度是地球表面的:

9

4

C.火星表面的重力加速度是地球表面的一

9

9/1

D.该同学以相同的速度在火星上跳起，上升的最大高度是女

【解答】解:A.根据万有引力定律的表达式，该同学在地球表面受到的万有引力：F=生竽,

在火星表面所受的万有引力：.£^4故A错误：

F=（2）=9FJ

BC、根据在星球表面，万有引力等于重力得，鬻=mg,解得：g=粤，已知火星与

R20相

地球半径、质量的关系，代入后可以求得在火星表面的重力加速度：£=熟事故B

（2）

错误，C正确；

D、根据速度-位移公式有：h=苏，以相同的初速度在火星上竖直跳起时，能上升的最

大高度是：田=畀=和，故D错误。

故选：Co

5.（5分）甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s和3m/s,两船从同一渡口过河，已

知甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则

水的流速为（）

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A.3m/sB.4.75m/sC.4m/sD.3.75m/s

【解答】解：两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船

的静水速与合速度垂直。如图：

vV_

根据几何关系可知，tanO=mL，sinO=丁

水水

其中tan?。=^_sin2g'v甲=5m/s,v乙=3m/s

联立解得v水=3.75m/s,故D正确，ABC错误。

故选：D。

6.（5分）如图所示，某段滑雪场的雪道倾角为30°,质量为50kg的运动员从距底端高为

10m处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度大小为3m/s2,取重力加速度大小g=

lOm/s2,该运动员在下滑过程克服摩擦力所做的功为（）

A.2000JB.3000JC.5000JD.1000J

【解答】解：由牛顿第二定律可得：mgsin30°-f=ma

则运动员所受摩擦力为：f=mgsin30°-ma=50x10x|A/-SOx3JV=ICON

所以运动员在下滑过程中克服摩擦力做的功为

必=f.茄磊=10°义毕/=2000/

2

故A正确，BCD错误。

故选：A,

7.（5分）两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,A以速度vi斜向上抛出，B以V2

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竖直上抛，它们在空中恰好相遇，如图所示。A、B质量相等且均可视为质点。重力加速

度大小为g,不计空气阻力。下列分析正确的（）

A.相遇时，A、B两球克服重力做功的功率相等

B.相遇时，A、B速度大小相等

C.从抛出到相遇，A、B两球动能的变化量相等

D.两位同学抛球时，A、B两球的动能相等

【解答】解：A、由于两球经过相同的时间相遇，说明两个小球在竖直方向的初速度相同，

相遇时竖直方向的速度也相同，根据P=mgv可知相遇时，A、B两球克服重力做功的功

率相等，故A正确；

BD、根据A选项分析可知，两个小球相遇时竖直方向的速度相同，左边的同学是斜上抛，

水平方向的速度不为零，所以两个小球相遇时，A球的速度大于B球的速度，A球的动

能大于B球的动能，故BD错误；

C、根据动能定理可得，动能的变化等于克服重力做的功，B|Imgh=AEk,所以从抛出到

相遇，A、B两球动能的变化量相等，故C正确；

故选：AC,

8.（5分）如图所示，长度为1m的轻杆绕O点在竖直平面内以2rad/s的角速度做匀速圆周

运动，杆的另一端连有一质量为0.3kg的小球（视为质点）。a、b分别为其运动轨迹的最

低点和最高点。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2,下列分析正确的是（）

b

a

A.小球运动到b点时，轻杆对小球的作用力大小为1.8N

B.小球运动到a点时，轻杆对小球的作用力大小为3N

C.小球从a点运动到b点过程中，轻杆对小球做功为3J

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D.小球从b点运动到a点过程（转动半周）中，重力做功的平均功率为一W

n

【解答】解：A、小球运动到b点时，假设杆对小球为支持力，根据牛顿第二定律可得：

m9~—ma）2r,解得风=血9—巾32r=0.3xION—0.3x2之xIN=1.8N，假设成

立，故轻杆对小球的作用力大小为1.8N,故A正确；

B、小球运动到a点时，根据牛顿第二定律可得：F-mg=ma）2r,解得F=mg+m32r=0.3

X10N+0.3X22X1N=4.2N,故B错误;

11

C、小球从a点运动到b点过程中，根据动能定理可得：W-2mgr=[m卢-

解得W=2mgr=2X0.3X10X1J=6J,故C错误；

D、小球从b点运动到a点过程（转动半周）中，重力做功为WG=mg・2r=0.3X10X2

X1J=6J,运动的时间弋=%=耳=上、=gs,重力做功的平均功率为P=4=?W=

乙乙（JJ'L2

17

.W,故D正确;

故选：ADo

9.（5分）某遥控玩具车在足够大的水平路面上做直线运动，在0〜1s内的v-t图象如图所

示，1s末达到额定功率。已知玩具车的质量为1kg,整个过程中玩具车所受阻力大小为

2N,则下列分析正确的是（）

A.玩具车的额定功率为10W

B.0〜1s内玩具车受到的牵引力大小为5N

C.玩具车能达到的最大速度为7.5m/s

D.玩具车能达到的最大速度为5m/s

【解答】解：AB、由v-t图象知：玩具车的加速度a=3m/s2,由牛顿第二定律知F-f

=ma,得F=5N,Is末玩具车速度为3m/s,则其额定功率P=Fv=15W,故A错误，B

正确；

CD、当牵引力等于阻力时，达到最大速度即：P=fvm，解得故C正确，D

错误。

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故选：BC«

10.（5分）半径为1m的光滑半圆槽竖直固定在光滑水平地面上，其直径与水平地面垂直。

质量为0.1kg的小球（视为质点）以10m/s的初速度向左进入半圆轨道，小球通过最高点

后做平抛运动。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.小球刚进入半圆轨道时对轨道的压力大小为10N

B.小球通过最高点时对轨道的压力大小为5N

C.小球落地时速度方向与水平地面的夹角为30°

D.小球做平抛运动的水平位移为2乃m

【解答】解：A、小球刚进入半圆轨道时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律得：

N|-mg=m-

。R

代入数据解得半圆轨道对小球的支持力为：Ni=11N

根据牛顿第三定律得小球刚进入半圆轨道时对轨道的压力大小为：Niz=Ni=llN,故A

错误；

B、设小球通过轨道最高点的速度为V2，由机械能守恒得：-mv]=-mv\+2mgR

代入解得小球通过轨道最高点的速度为：V2=2gm/s

对小球在最高点受力分析，根据牛顿第二定律得：

诏

N2+mg=m—

代入数据解得半圆轨道对小球的支持力为：N2=5N

根据牛顿第三定律得小球通过最高点时对轨道的压力大小为:N2'=N2=5N,故B正确；

D、小球从最高点到落地，做平抛运动，在竖直方向上，由运动学公式得：2R=%t2

水平方向上，有：X=V2t

联立解得小球水平位移为：x=2V6m,故D正确；

C、小球落地时竖直方向上的速度为：Vy=gt=271Um/s

小球落地时，速度方向与水平地面夹角的正切值为：tan0=2=|^=乎，则小球落地

v22V15J

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时，速度方向与水平地面的夹角不是30°,故C错误。

故选：BD«

二.实验题（共5小题，满分50分）

11.（4分）某学校老师在研究性学习课上给同学们讲了两弹簧串联后的等效劲度系数k与

一111

原两弹簧劲度系数k|、k2的关系式为:=1+丁•，该研究性学习小组为了证明这个结

kfcjk2

论的正确性，设计了如图甲所示的实验，即把两根劲度系数分别为k|和k2的弹簧连接起

来进行探究，已知重力加速度为g。

（1）某次测量指针如图乙所示，指针示数为16.00cm：

（2）设每个钩码的质量为m,若测量多次并计算得出每增加一个钩码指针A示数的平均

伸长量为AXA，指针B示数的平均伸长量为AXB，则可求得k=_-—ki=

卫且，k2=卫且o从而验证*=；+；的正确性。

△乂人——AXR-kk2

【解答】解：（1）由图乙所示刻度尺可知，其分度值为1mm,示数为16.00cm。

（2）钩码静止，处于平衡状态，由平衡条件得：

mg=k(AXA+AXB)>mg=kiAxA>mg=k2AxB，

解得：k=—.k尸整，k2=粤;

mgmgmg

故答案为：（1）16.00；（2）

△X^+AXg'AXyj'XXB

12.（9分）某同学利用图甲所示装置验证动能定理，实验步骤如下:

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小车

打点计时器

(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观

察到小车做匀速运动。(选填“匀速”“匀加速”或“匀减速”)

(2)调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，将钩码由静止释放，钩码带动小车运

动并打出纸带如图乙所示，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点，如图乙

所示，每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出。已知电源频率为50Hz,则相邻

两计数点的时间间隔是0.12s。

(3)图乙中B、C、D、E各点到A的距离分别为2.88cm、7.20cm、12.96cm、20.16cm,

则打下C点时小车的瞬时速度大小是0.42m/s,打下D点时小车的瞬时速度大小是

0.54m/s(保留两位有效数字)。

(4)若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图乙给出的

数据中求得的物理量为C、D间的距离。

【解答】解：(1)调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到小车做匀速运动，恰

好平衡摩擦力。

(2)电源频率为50Hz,打点计时器打点的时间间隔T=：=白s=0.02s,

每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出，相邻计数点间的时间间隔t=6X0.02s

=0.12s；

(3)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，

(1296X102

打下C点时小车的瞬时速度大小vc=弟=7^<?m/s=0.42m/s

(2016X12

打下D点时小车的瞬时速度大小VD=罢=,7Jn??0m/s=0.54m/s；

(4)动能的变化量等于合外力的功，验证动能定理除需要测出钩码和小车质量、小车经

过C、D位置的速度外，还需要测出CD间的距离。

故答案为：(1)匀速;(2)0.12；(3)0.42；0.54；(4)C、D间的距离。

13.(10分)一辆电动小汽车沿平直轨道从甲位置开往乙位置，起动加速度为2m/s2,加速

行驶5s,然后匀速行驶10s,立即刹车，匀减速滑行10m正好到达乙位置。

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求：(1)小汽车匀加速行驶的距离；

(2)小汽车匀速行驶的速度和距离；

(3)小汽车刹车后滑行的加速度和时间；

(4)甲、乙两位置间的距离；

【解答】解：(1)由位移公式得匀加速行驶的距离：xi=3的好

解得：xi=25m

(2)由速度公式得匀速行驶的速度：v=aiti

解得：v=10m/s

匀速行驶的距离：X2=Vt2

解得：X2=100m

(3)减速过程由速度位移的关系式得：a2=$J

解得：a2—~5m/s2

将减速过程看做反方向的加速运动，则v=a2t3

解得：t3=2s

(4)由位移关系得甲、乙两位置间的距离：x=xi+x2+x3=25m+100m+10m=135m

答：(1)小汽车匀加速行驶的距离是25m；

(2)小汽车匀速行驶的速度是10m/s,距离是：