2020-2021学年湖南长沙市雅礼教育集团高一(下)期中物理试卷(附答案详解)

20202021年湖南长沙市雅教育集团高一下）期中物理试卷一、单选题（本大题共6小题，24.0分

在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法理想实验法控制变量法、极限思想法、微元法和建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的

在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫极限思想法B.

根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了控制变量法C.

在推导某个变力做功的表达式时，有时可以把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段力所做的功相加，这里采用了微元法D.

如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的

合力。这里采用了理想实验法关于功率的概念，下列说法中正确的B.C.D.

功率是描述力对物体做功多少的物理量力做功时间越短，力的功率一定越大力做功越多，力的功率一定越大力对物体做功越快，力的功率一定越大

两个互相垂直的和作在同一物体上，物体通过一段位移过程中，物体克服做8J，对体做功20J，则和的合力对物体做的功

B.

C.

D.

7月日，我国把握了最佳发射时机，在文昌发射站发射了首颗火星探测器“天问一号”了便于计算作如此简化星的公转周期大约是地球公转周期的倍地和火星在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动下说法正确的是B.C.D.

地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度地球的公转半径约为火星公转半径的一半火星探测器“天问一号”的发射速度应足𝑘𝑠𝑘𝑠下一次发射火星探测器的最佳时机还需等2年右时间第1页，共页

一辆小汽车在水平路面上由静止启动4内做加

的匀加速直线运动，之后保持以额定功率运动，再经过达最大速度。已知汽车的质量

3

汽受到地面的阻力为车重倍取力加速

则下说法正确的是

加速过程汽车牵引力做功

B.C.D.

汽车启动过程中牵引力最大为汽车的额定功率为16汽车的最大速度

3

在港珠澳大桥建设过程中曾首次启用如图甲所示的“振华”起重船试吊港珠澳大桥“最终接头”先“最终接头”的底部位于水面下方h处使之在水中保持静止约半个小时后再起吊“最终接头”重新回到水面以上完成“最终接头”从起吊水水的试吊作业图乙最接头”可视为一个质量均匀分布、质量为的形重物，其长、宽、高分为a、、c，当地海水密度，力加速度为，若起吊过程“最终接头”底始终与水平面平行，忽略水的阻力，“最终接头”从底部位于水面下方h处新起吊使底部刚好回到水面过中吊绳的拉力对“最终接头”至少做的功

B.

C.

D.

二、多选题（本大题共4小题，20.0分

宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月望狼”中蕴含了一些物理知识，关于拉弓过程，下列说法正确的B.C.D.

弓的弹性形变越大，弹性势能越小弓的弹性形变越大，弹性势能越大人对弓做功越多，弹性势能越大人对弓做功越多，弹性势能越小第2页，共页

2𝑓222𝑓22

某物体在运动过程中，所受重力做负功、合外力做正功，下列说法正确的)C.

物体重力势能减小物体动能减小

B.D.

物体重力势能增加物体动能增加

如图，轻弹簧一端固定在倾角的斜面底端。一质量为m的体从距弹簧上端处由静止释放向运动位移L后在低点。已知弹簧始终在弹性限度内，物体与斜面间的动摩擦因数为，力加速度为g。则物体向下运动过B.C.D.

摩擦产生的热量摩擦产生的热量弹簧弹性势能的最大值为弹簧弹性势能的最大值为如甲为某缓冲装置模型，劲度系数足的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值f。杆向右移动不超过l

时，装置可安全工作。一质量为的车以速度撞弹簧后，轻杆恰好向右移动l，此过程其速度v时间t变的图如图乙所示知在

时间内线曲线，在～时间内，图线为直线。已知装置安全工作时，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦。下列说法正确的

在～

时间内，小车运动的位移为B.

在时，小车速度

√2

2𝑓𝑙C.D.

在在～

时刻，小车恰好离开轻弹簧时间内，轻杆摩擦产生热𝑓𝑙第3页，共页

三、实验题（本大题共2小题，16.0分用图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、处做圆周运动的轨迹半径之比为：2：1，回答以下问题：在实验中，主要利用______来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A.

理想实验法B.

微元法C

控制变量法D

等效替代法探向心力与角速度之间的关系时，应让质量相同的小分别放在处同时选择半______填相”或“不同的两个塔轮。A.

挡板A与板B.

挡板A与板CC

挡板B与板小利用如图所装做“验证机械能守恒定律”实验。除夹子的重物、纸带、铁架台含夹、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材______。A.

交流电源

第4页，共页

𝐴𝐵𝐴𝐵𝐶𝑝

刻度尺C

天含砝码实中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所的条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、C，测得它们到起始点O的离分别、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为T，重物的质为，从打O点打点的过程中，重物的重力势能减少eq\o\ac(△,)𝐸

______，能增加eq\o\ac(△,)𝑘。大数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动的增加量，可能的原因是_。四、简答题（本大题共1小题，10.0分一卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，地球表面处重力加速度为g引力常量为，求：地的质量卫运动的线速度．五、计算题（本大题共2小题，30.0分将小球以的度水平抛出当球落到水平地面时其平位移恰好等于下落的高度重加速度g取小在空中飞行的时间；小最初的离地高度；小落地瞬间的速率．

，：第5页，共页

如所示均可视为质点且质量均的块a和b放在倾角的固定光滑且足够长的斜面上斜面底端和间固定连接有一根轻弹簧现物体处于静止状态，此时弹簧压缩量，从某时刻开始，对加沿斜面向上的外力，使b始做匀加速直线运。经过一段时间后，物块a分；再经过同样长的时间，到达弹簧的原长位置，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度为𝑠，：求簧的劲度系数；求块开始运动到与a分离时的位移大小；已弹簧的弹性势𝑝

为劲度系数，l

指相对于原长的形变，么在b离之后还沿斜面向上运动的距离。第6页，共页

𝑊答案和解析𝑊1.【答案】C【解析】解：、物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫理想化物理模型法，故A错；B、为研究某一时或某一位置时的瞬时功率，根据功率的定义式，当时间间隔非常小时就可以用这一间隔内的平均率表示间隔内某一时刻的瞬时功率应了极限思维法，故B错；C、推导某个变力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段力所做的功相加，这里采用了微元法，故正；D合力分力是等效替代关系果一个力的作用效果与另外两个力的作效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了等效替代法，故D错。故选：。质点是实际物体在一定条件下的科学抽象采用了建立理想化物理模型的方法时间间隔非常小时用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率应了极限思维法；推导变力做功时，常常采用微元法；合力与分力是等效替代关系。在高中物理学习中我会遇到种不同的物理分析方法些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。2.【答案】D【解析】解：、率是描述做功快慢的物理量，故A错；B、因为，以力做功的间越短，力的功率不一定越大，还要看做功的大小，𝑡时间短做的功也不一定多，则功率也不一定最大，故误；C、对物体做功多，如果用的时间也很长，那么功率也不一定大，故错；D、率描述做功快慢的物理量，故做功越快，功率一定越大，故D确。故选：D功率的定义式：𝑡功率是表示做功快慢的物理量，与单独的功或时间无关，据此解答。本题是一道关于功率的题目解的关键是知道功率的定义式知道功率的物理意义是第7页，共页

2火地地火𝑥𝐴𝐶𝑡𝑥𝑡𝐴𝐵𝑥𝑥2𝜋2𝜋2𝜋描述力做2火地地火𝑥𝐴𝐶𝑡𝑥𝑡𝐴𝐵𝑥𝑥2𝜋2𝜋2𝜋3.【答案】C【解析解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和；由于力对体做

，力2

对物体做功

，所以与的力对物体做的总功就，故C正，错误。故选：。功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和。本题考查总功的计算，明确功是标量，求标量的和，几个量直接相加求代数和即可。4.【答案】D【解析】解：、有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：𝑚2

𝑚，得：

𝐺𝑀2

由于𝑟𝑟，，故错误；B、信号传播速度变，由

𝐴𝐶

𝐴𝐵𝐴𝐵

得，当火星离地球最近时，地球上发出的指令到达火星所需时间：𝑡

𝐴𝐵𝐴𝐶

𝑡𝐴𝐶

钟分分钟，故B错；4C、一宇宙速度是在地球表面运行的卫星做匀速圆周运动的速度，第二宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度天问一号”脱离地球引力的束缚仍受太阳引力的束缚，故在地球上的发射速度应大于第二宇宙速𝑚/，故C错；D、球公转周期为1年火星的公转周期约是地球公转周期的，两者的角速度之差为

𝜋，则地球再一次追上火星的用时𝑡2

2𝜋

年故D𝜋正确。故选：D万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出加速度，然后比较加速度大小关系；根据运动学公式求出从地球上发出的指令传到火星上再返回地球约需要的时间第宇宙速度第二宇宙速度的定义分佳发射时机相当于求的是地球与火星再一次出现最短距离时所用的时间。该题考查了人造卫星的相关知识于万有引力定律的应用掌握万有引力提供向心第8页，共页

𝑡4力，并能够根据题意选择不同𝑡45.【答案】C【解析受到的阻力大小为=×2

3

，汽车在前4s内加速度的加速直线运牛顿第二定律得，得

3

3

3

，加速运动的位移为

，此，匀速过程牵引力做功

3

𝐽

匀加速运动的末速度𝑡

𝑠，汽车的额功率为：

3

汽车的功率达到额定功率后开始做变加速运动，此过程牵引力做功

故加速过程汽车牵引力做功𝐽，故A错，C正；B、汽车做匀加速线运动时牵引力不变，达到额定功率后，知着速度的增大，牵引力逐渐减小，当加速度减至零时牵引力等于阻力，牵引力不再变化，所以汽车做匀加速运动时牵引力最大，故汽车启动过程中牵引力最大

3

，故误；D汽最大速度牵力于阻力时达到最大速度

，故

3

，D错。故选：。汽车在前4s内加速度

的匀加速直线运动据牛顿第定律即可求出此过程汽车牵引力的大小，由位时公式求位移大小，再根据功的计算公式求牵引力做的功。汽车的功率达到额定功率后由知着速度增大牵引力减小所汽车匀加速运动时牵引力最大；根据求额定功率。汽车速度最大时，牵引力等于阻力，，求出最大速度。该题考查了功率的计算解决本的关键要理清汽车的运动过程知道牵引力等于阻力时汽车做匀速运动，速度最大，对于变加速过程，能根据动能定理求位移。第9页，共页

6.【答案】【解析解“振华30轮把“最终接头”从底部距离水面以处刚好重新回到水面，则需要把“最终接头”的重心拉到水面上，克服重力做功mgh；从“最终接头”从底部距离水面下h上到上部在水面，浮力做功，从上部在水面到底部到水面，由于浮力与位移呈线性关系，该阶段平均浮力做功为2

，整个过程浮力做的总功𝑏，2“最终接头”从底部位于水面下方h处新起吊使底部刚好回到水面此过程中吊绳的拉力对“最终接头”至少做的功，对应为从重心到达水平面时的速度刚好为零的情况，即至少做的功为克服重力做功和浮力做功的代数和

故2正确，BCD错。故选：A。至少做的功为克服重力和浮力做功的代数和。明确至少做功的含义，明确浮力做功分为两个过程是解题的关键。7.【答案】BC【解析】解：、弹性势能大小与形变量有关，知在弹性限度内，弓的弹性形变越大，弹性势能越大，故错误B正；在弹性限度内对弓做功越多弓的弹性形变越大性势能越大确，D错。故选：BC弹性势能的大小与形变量有关，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大，人对弓做功要越多。解决本题的关键要理解并掌握弹性势能与形变量的关系道形变量越大弹性势能越大。8.【答案】第10页，共15页

克克𝑝𝑝𝑓𝑓𝑓【解析】解：、因重力做功，故重力势能增加，故A错B正克克𝑝𝑝𝑓𝑓𝑓CD、因合外力做正功，据动能定理可知，物体的动能增加，故C错，D正。故选：BD明确功能关系的应用，知道重力做功量度了重力势能的改变；明确动能定理的应用，知道合外力的功等于物体动能的改变。本题考查对功能关系的掌握，要注意明确各种常见功能关系的应用，如重力做功、电场力做功、合外力的功以及安培力做功等。9.【答案】【解析解AB、物体向下运动过程中克服摩擦力做功为

，则摩擦产生的热量为

，故A正，错；CD、物体向下运动过程，物体的重力势能减小，转化为内能和弹簧的弹性势能，即有

解得弹簧弹性势能的最大值

故错误，D正。故选：AD摩擦产生的热量等于物体克服摩擦力做的功体下滑过程中体的重力势能转化为摩擦产生的内能和弹簧的弹性势能，根据能量守恒计算弹簧弹性势能的最大值。本题需要掌握功能关系和能量守恒定律键要明确涉及几种能断能量是如何转化的。【案【解析解、小车把弹簧压缩时两者一起推动杆向右减速运动，这个过程𝑘中受到的摩擦力不变簧压缩量先增大车与杆的速度相等保不变，直到杆的速度减为0所以

时间内，小车运动的位移为，A正；𝑘B、

时间内，弹簧弹力做功可以用平均力求解时弹力等于f对小车列动能定理得：𝑓

解得：

√，错；第11页，共15页

相对相对𝐶C、相对相对𝐶

时刻，由图像知速度始终为正值，矢量的正负表示运动方向，所以小车始终向右运动，故C错；D、～

时间内，轻杆摩擦产生热等于：，其中相对位移为l，所以轻杆摩擦产生热等于𝑙，D正确，故选：AD在～

时间内，小车运动的位移等于弹簧的压缩量，由胡克定律和摩擦力公式相结合求解；根据功能关系求时小车的度；由图像知速度始终为正值，矢量的正负表示运动方向，所以小车始终向右运动；根据⋅𝑥

求解轻杆摩擦产生热量．正缓冲装置是一种实用装置在产和生活中有着广泛的应用本题就是根据某种缓冲装置改编的一道物理试题，试题设计新颖，物理思想深刻．正确解答这道试题，要求考生具有扎实的高中物理基础以及很强的分析和解决问题的能力，属于难题。【案B不【解析解究向心力的大小F与量角速和径r之关系的实验应采用控制变量法，故C正确错；探向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应控制两球的质量与两球做圆周运动的轨道半径相等而两球的角速度不同，即应选择两个质量相同的球，分别放在挡板与板A处，同时选择半径不同的两个塔轮。故答案为：；𝐵；同。探多变量因素实验应采用控制变量法；根实验目的和实验方法确定需要控制的变量，根据题意分析答题。本题考查了探究向心力与质量、半径与角速度间关系实验，本实验采用控制变量法，即对涉及多个物理量的问题，要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。【案AB

2

𝐴

2

重物下落过程要克服阻力做功第12页，共15页

2𝑝𝑘𝐵【解析】解：电磁打点计时器使用交流电源，处理实验据时需要用刻度尺测出计数点间的距离2𝑝𝑘𝐵重物下落过程机械能守恒，由机械能守恒定律得

2

2

，实验需要验证的表达式是，验不需要测量重物的质量，实验不需要天平；故选。2重下落过程做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的推论可知，打B时的速度𝐴𝐶，2从打O点B点过中，重物的力势能减少eq\o\ac(△,)

𝐵

，动能增加eq\o\ac(△,)

2𝐶28

𝐴

2

。重下落过程受到空气阻力与纸带和限位孔间摩擦力的作用物要克服阻力做功，因此重力势能的减少量大于动能的增加量故答案为：𝐴；(2)；𝐶82

𝐴

2

；重下落过程要克服阻力做功。电打点计时器使用交流电源，根据实验原理与实验器材分析答题。做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，根据匀变速直线运动的推论求出打点的瞬时速度据重力势能的计公式求出重力势能的减少量，根据动能的计算公式求出动能的增加量。重下落过程要克服阻力做功，重力势能的减少量大于动能的增加量。本题考查了验证机械能守恒定律实验，理解实验原理是解题的前提；知道实验原理、实验注意事项，应用匀变速直线运动的推论即可解题。【案】解：在球表面重力与万有引相等有：

2

可得地球质量为

2根万有引力提供向心力得：

2

2解得：√答：地的质量为

2卫运动的线速度√．第13页，共15页

0𝑦𝑦0【解析在球表面重力与万有引力相等，由重力加速和地球半径及引力常量求得地球质量0𝑦𝑦0根万有引力提供向心力列式求解．万有引力