2021年广东省高一（下）期末物理试卷
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（4分）在无风的情况下，由于重力和空气阻力的共同作用，雨滴在地面附近竖直向下做匀速运动，在这个过程中（ ）
A．雨滴受到的重力做正功，其机械能增大
B．雨滴受到的重力做负功，其机械能减小
C．雨滴受到的合力做功大于零，其动能减小
D．雨滴受到的合力做功为零，其动能不变
2．（4分）如图所示，用跨过定滑轮的轻绳将物体A和物体B相连，物体A静止于光滑水平面上。已知物体A和物体B质量分别为3kg和1kg，取重力加速度大小g＝10m/s2，物体A对绳的拉力与地面对物体A的支持力大小分别为（ ）
A．30N，30N B．10N，20N C．10N，30N D．20N，30N
3．（4分）自行车转动结构的示意图如图所示，A点为大齿轮边缘上的点、B点为小齿轮边缘上的点，大齿轮的半径为小齿轮半径的3倍，假设自行车匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度大小之比为3：1
B．A、B两点的角速度大小之比为3：1
C．A、B两点的转速之比为1：3
D．A、B两点的向心加速度大小之比为1：9
4．（4分）随着我国全面进入主汛期，防汛形势十分严峻。各地区各部门坚持人民至上生命至上全力以赴抗洪抢险。某船积极参加抗洪，已知该船在静水中的最大速度为5m/s。现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定河宽d＝100m。船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为60°，则（ ）
A．渡河时间为20s
B．河水流速为10m/s
C．实际渡河位移为
D．调整船头斜向上游，都无法到达正对岸
5．（4分）甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于4s处，则下列说法正确的是（ ）
A．甲车做匀加速直线运动
B．乙车的初位置在s0＝64m处
C．乙车的加速度大小为4m/s2
D．2s末两车相遇，此时甲车的速度大于乙车的速度
6．（4分）物体以一定的初速度水平抛出，忽略空气阻力，经过2s落在水平地面上，落地瞬间的速度与水平方向的夹角的正切值为，取重力加速度大小g＝10m/s2，则（ ）
A．物体在水平方向的位移大小为30m
B．物体的位移大小为20m/s
C．物体落地瞬间的速度大小为20m/s
D．物体位移与水平方向的夹角的正切值为
7．（4分）“天琴计划”是中国科学院发起的一个科研计划，旨在探测引力波。发射微重力技术实验卫星“太极一号”是该计划的一部分，现已成功完成。“太极一号“卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为地球半径的n倍，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，则“太极一号”卫星的运行周期为（ ）
A． B． C． D．
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（6分）月球是地球的一颗天然卫星，而火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的运行轨道近似为圆。已知火卫一的周期为火卫二周期的四分之一，则两颗卫星相比（ ）
A．火卫一的线速度较大
B．火卫二的轨道半径较大
C．火卫一的向心加速度较小
D．火卫一的角速度较小
9．（6分）随着经济发展，电梯已经走进百姓的日常生活.某同学将一个已经校准的台秤放入电梯轿厢，电梯静止时，他站在台秤上，此时台秤的示数为40kg。电梯在竖直方向运动，某时刻台秤的示数为50kg。取重力加速度大小g＝10m/s2，则（ ）
A．该同学的加速度大小可能为2m/s2
B．该同学的加速度大小一定是2.5m/s2
C．电梯可能在减速下降
D．电梯可能在减速上升
10．（6分）如图所示，在水平桌面的右边缘处以速度v0斜向上抛出质量为m的物体（可视为质点），抛出后物体落在水平地面上。已知桌面比地面高H，取水平桌面所在平面为零势能面，Ek、Ep、E分别表示运动过程中的动能、重力势能和机械能，h表示物体距离水平地面的高度，物体运动过程中不计空气阻力，则在物体下落过程中，下列图像关系可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
三、非选择题：共54分.
11．（7分）图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，在白纸上描绘出小钢球平抛运动的轨迹，然后研究平抛运动的规律。
（1）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并建立直角坐标系，图丙图像坐标原点和坐标系的选择正确的是 ；
（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，取重力加速度大小g＝10m/s2，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O （选填“是”或“不是”）抛出点。
（3）实验结果发现，测出的小钢球做平抛运动的初速度跟实际值相比有较大的误差，可能的原因是 。
A．斜槽轨道末端水平段过长
B．没有平衡斜槽轨道的摩擦力
C．小球没有每次都从斜槽同一高度静止释放
12．（9分）在利用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动规律的实验中，我们选用电火花计时器记录物体的运动过程.某组同学在该实验中得到的一条清晰纸带如图乙所示，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，电火花计时器打点的时间间隔为0.02s。
（1）下列说法正确的是 ；
A.实验时应先接通电源再释放小车
B.实验时应先释放小车再接通电源
C.电火花计时器应接220V的交流电源
D.电火花计时器应接4V～6V的直流电源
（2）计算出打下D点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小a＝ m/s².（结果保留两位有效数字）
（3）如果电火花计时器打点的时间间隔比0.02s短，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
13．（10分）雄鹰翱翔在蓝天。某段时间内，雄鹰的运动可以看成在水平面内绕某中心点做匀速圆周运动，示意图如图所示。已知在时间t内雄鹰通过的弧长为s，雄鹰与中心点的连线在这段时间内转过的角度为θ，雄鹰的质量为m，取重力加速度大小为g，雄鹰在空中飞翔时可认为只受重力和升力（周围空气施加的），雄鹰在运动中可以视为质点。求：
（1）雄鹰的向心加速度的大小；
（2）雄鹰受到的升力的大小。
14．（12分）一质量为m＝2kg的小物块静止于水平地面上的A点，用F＝20N的水平拉力作用4s后撤去，物块继续滑动6s后停在B点。取重力加速度大小g＝10m/s2，求：
（1）物块与地面间的动摩擦因数。
（2）A、B两点间距离。
15．（16分）如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道PQ竖直放置，底端与一水平传送带相切，一质量m＝0.5kg的小物块（视为质点）从圆弧轨道最高点P由静止释放。已知圆弧轨道半径R＝1.25m，传送带的长度L＝5m，传送带以速度v＝3m/s顺时针匀速转动，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：
（1）小物块到达最低点Q时的速度大小以及此时小物块对圆弧轨道的压力大小；
（2）小物块从传送带的左端运动到右端所需要的时间；
（3）整个过程中因摩擦而产生的热量。
试题解析
1．解：AB、雨滴下落过程重力竖直向下，位移方向竖直向下，重力方向与位移方向相同，重力对雨滴做正功；雨滴匀速下落，雨滴的动能不变而重力势能减小，雨滴的机械能减少，故AB错误；
CD、雨滴做向下做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，雨滴所受合力为零，合力做功为零，由动能定理可知，雨滴的动能不变，故C错误，D正确。
故选：D。
2．解：物体A和B均保持静止，合力为零；
先对B受力分析，B受重力mg和绳子的拉力T，物体B处于平衡状态，故有
T＝mg＝1×10N＝10N；
即绳子上的拉力为10N，同牛顿第三定律可知，A对绳子的拉力为10N；
再对物体A受力分析，A受重力Mg、地面的支持力N和拉力T，根据平衡条件，有
T N＝Mg
解得
N＝Mg﹣T＝（M﹣m）g＝（30﹣10）×10N＝20N，故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．解：A、两齿轮用同一链条相连，边缘处的点线速度大小相等，可得
vA：vB＝1：1
故A错误；
B、根据线速度与角速度的关系式可得：
带入数据，可得：ωA：ωB＝1：3
故B错误；
C、根据角速度与转速的关系式，可得：
带入数据，可得：nA：nB＝1：3
故C正确；
D、根据向心加速度与角速度关系式，可得A、B两点的向心加速度大小之比为：
带入数据，可得：aA：aB＝1：3
故D错误。
故选：C。
4．解：A、当船在静水中的速度与河岸垂直时，渡河时间最短，则渡河时间为：ts＝20s，故A正确；
B、船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为60°，如图所示：
则河水流速：v水m/s，故B错误；
C、根据几何关系可知，实际渡河位移：x mm，故C错误；
D、船在静水中的速度大于河水流速，调整船头斜向上游，可以到达正对岸，如图所示，故D错误。
故选：A。
5．解：A、位移﹣时间图象的斜率等于速度，可知甲车的速度不变，做匀速直线运动，故A错误；
BC、乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于4s处，则t＝4s时，速度为零，反过来看成初速度为0加速度为a的匀加速直线运动，则xat2，根据图象可知，s0a•42，8a•22，联立解得：a＝4m/s2，s0＝32m，故B错误，C正确；
D、2s时两车相遇，此时甲的速度v甲m/s＝4m/s，乙的速度为v乙＝at＝4×2m/s＝8m/s，甲车的速度小于乙车的速度，故D错误。
故选：C。
6．解：A、物体落地时的竖直分速度：vy＝gt＝10×2m/s＝20m/s，如图1所示，根据平行四边形定则得：，解得物体平抛运动的初速度：，则平抛运动在水平方向上的位移大小：x＝v0t＝15×2m＝30m，故A正确；
B、物体下降的高度：h，如图2所示，根据平行四边形定则得，物体的位移大小：s10m，故B错误；
C、如图1所示，根据平行四边形定则得，物体落地瞬间的速度大小：vm/s＝25m/s，故C错误；
D、如图2所示，根据平行四边形定则得，物体位移与水平方向夹角的正切值：，故D错误。
故选：A。
7．解：对于“太极一号“卫星，轨道半径为：r＝nR
根据万有引力提供向心力可得：mnR
在地球表面，对于质量为m′的物体，根据万有引力和重力的关系可得：m′g
联立解得：T，故A正确、BCD错误。
故选：A。
8．解：B、根据开普勒第三定律可得k，已知火卫一的周期为火卫二周期的四分之一，则可知火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径，故B正确；
A、由万有引力提供向心力有：m，解得：v，火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径，则火卫一的线速度较大，故A正确；
C、根据牛顿第二定律可得ma，解得a，火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径，则火卫一的向心加速度较大，故C错误；
D、由万有引力提供向心力有：mrω2，解得：ω，火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径，火卫一的角速度较大，故D错误。
故选：AB。
9．解：AB、电梯静止时，该同学站在台秤上，此时台秤的示数为40kg，则该同学质量为m＝40kg，
电梯在竖直方向运动，某时刻台秤的示数为50kg，则此时台秤对该同学的支持力为FN＝50×10N＝500N，利用牛顿第二定律可得
FN﹣mg＝ma
代入数据可得a＝2.5m/s2，方向竖直向上
故A错误，B正确；
CD、由题意可知，加速度竖直向上，故电梯可能的运动状态是向上的加速运动或向下的减速运动，故C正确，D错误。
故选：BC。
10．解：D、物体做斜抛运动，只有重力做功，物体的机械能守恒，其E﹣h图线应为平行于横轴的水平线，故D正确；
ABC、物体做斜抛运动，重力先做负功再做正功，物体的重力势能先增大后减小，动能先减小再增大，故ABC错误。
故选：D。
11．解：（1）坐标原点为小球在斜槽末端时，小球球心在木板上的投影，故C正确，ABD错误。
故选：C.
（2）由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比不是1：3，可知O点不是抛出点；
（3）A、为了减小实验误差，斜槽末端切线必须水平，从而保证小球抛出时初速度水平，误差与长度无关，故A正确；
BC、斜槽轨道不需要光滑，只要保证小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，从而保证每次小球平抛运动的初速度相等，故B错误，C正确。
故答案为：（1）C，（2）不是，（3）C
12．解：（1）AB.实验应先接通电源后释放小车，故A正确，B错误。
CD.电火花计时器用220V交流电故C正确D错误
故选择AC.
（2）纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，则T＝0.1s，根据匀变速直线运动规律：vDm/s＝0.71m/s
计算加速度用逐差法．即Δx＝aT2，各点间距离Δx＝2cm.故有am/s2＝2.0m/s2
（3）根据Δx＝aT2测量值：我们代入的是0.02s的时间，实际值是真实情况下的时间即测量值中的T偏大。故a偏小
故答案为：（1）.AC （2）.0.71，2.0 （3）.偏小
13．解：（1）设雄鹰做匀速圆周运动时的角速度为ω，则
由几何关系的
s＝rθ
雄鹰的向心加速度
a向＝ω2r
解得a向
（2）雄鹰运动时的向心力
F向＝ma向
解得F向
对雄鹰受力分析可知，雄鹰受到的升力大小
整理得
答：（1）雄鹰的向心加速度的大小为；
（2）雄鹰受到的升力的大小为。
14．解：（1）对静止的物块A受力分析，在水平方向由牛顿第二定律得F﹣μmg＝ma1
4s撤去拉力后，由牛顿第二定律得μmg＝ma2
4s末物块的速度由运动学公式得v1＝a1t1
同理可得v2＝a2t2
解得μ＝0.4.
（2）设前4s的位移为x1，由位移公式得
设后6s的位移为x2，由位移公式得
则A、B两点间的距离x＝x1 x2＝48m 72m＝120m.
答：（1）物块与地面间的动摩擦因数为0.4。
（2）A、B两点间距离为120m。
15．解：（1）物块从P到Q过程，根据动能定理可得：mgR0
解得：vQ＝5m/s；
在轨道的最低点，对物块根据牛顿第二定律可得：FN﹣mg＝m
解得：FN＝15N，根据牛顿第三定律可得此时小物块对圆弧轨道的压力大小为15N；
（2）小物块在传送带上运动的加速度大小为：aμg＝0.4×10m/s2＝4m/s2
小物块减速到传送带速度时经过的时间为：t1s＝0.5s
经过的位移为：x1m＝2m＜L＝5m
小物块匀速运动的时间为：t2s＝1s，
小物块从传送带的左端运动到右端所需要的时间为：t＝t1 t2＝0.5s 1s＝1.5s；
（3）小物块相对于传送带滑动过程中，传送带的位移：x2＝vt1＝3×0.5m＝1.5m
整个过程中因摩擦而产生的热量：Q＝μmg（x1﹣x2）
解得：Q＝1J。
答：（1）小物块到达最低点Q时的速度大小为5m/s，此时小物块对圆弧轨道的压力大小为15N；
（2）小物块从传送带的左端运动到右端所需要的时间为1s；
（3）整个过程中因摩擦而产生的热量为1J。
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