湖南省湘潭市第一中学2020-2021学年高一（下）等级考物理试题（含解析）

这是一份湖南省湘潭市第一中学2020-2021学年高一（下）等级考物理试题（含解析），共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理试卷（等级性考试）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 适用微观粒子领域的理论为（　　）
A. 经典力学 B. 狭义相对论
C. 量子力学 D. 广义相对论
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．经典力学只适用于宏观低速的物体，不适用于微观高速的物体，故A错误；
B．狭义相对论是研究时间和空间的关系，故B错误；
C．量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律，故C正确；
D．广义相对论是描写物质间引力相互作用的理论，故D错误。
故选C。
2. 质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A. 线速度越大，周期一定越小 B. 角速度越大，周期一定越小
C. 向心加速度越大，周期一定越小 D. 圆周半径越小，周期一定越小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据圆周运动线速度与周期的关系

线速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故A错误；
B．根据圆周运动角速度与周期的关系

角速度越大，周期一定越小，故B正确；
C．根据圆周运动向心加速度与周期的关系

向心加速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故C错误；
D．圆周半径越小，不确定线速度或者向心加速度的情况下，周期不一定越小，故D错误。
故选B。
3. 质点做曲线运动从A到B速率逐渐增加，如图所示，有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是(　　)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故A错误；B、由图示可知，速度方向与加速度方向相同，物体做直线运动，不做曲线运动，故B错误；C、由图示可知，加速度在速度的右侧，物体运动轨迹向右侧凹，故C错误；D、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角小于90度，物体做加速曲线运动，故D正确；故选D．
【点睛】知道物体做曲线运动条件，分析清楚图示情景即可正确解题．
4. 下列有关功的说法，正确的是（　　）
A. 只要物体发生了位移，就一定有力对它做了功
B. 功有正有负，是矢量
C. 物体既受了力，又发生了位移，则力不一定对物体做了功
D. 做匀速运动的物体所受力均不做功
【答案】C
【解析】
【详解】A．力对物体做功的条件是：有力且在力的方向上发生位移，两个条件同时满足则力就对物体做功，故A错误；
B．功有正有负，力对物体做正功表明力是促进物体运动的，力对物体做负功表明力是阻碍物体运动的，功是标量，故B错误；
C．物体既受了力，又发生了位移，但力的方向如果与位移垂直，则该力不做功，故C正确；
D．功是力对空间的积累效应，只要物体在运动过程中在某个力的方向上发生位移，则该力就做功，例如起重机匀速向上拉升货物，钢索的拉力和重力均做了功，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸，拉绳速度大小为，当船头的绳索与水平面夹角为时，船的速度为（　　）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】将O点的速度沿绳分解，垂直绳分解，可知

解得

故选A。
6. 鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示．当翼面与水平面成角并以速率匀速水平盘旋时的半径为

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】分析鹰受力情况，由重力和机翼升力的合力提供向心力，作出鹰的受力图，由牛顿第二定律列式分析．
【详解】鹰在高空中盘旋时，对其受力分析，如图：

根据翼面的升力和其重力的合力提供向心力，得：
，
化简得： ．
A．，与分析结果不符，故A错误；
B．，与分析结果相符，故B正确；
C．，与分析结果不符，故C错误；
D．，与分析结果不符，故D错误．
【点睛】本题主要考查了基本的圆周运动的应用，较为简单．
7. 已知引力常量G和下列某组数据不能计算出地球的质量，这组数据是（　　）
A. 月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离
B. 地球绕太阳运行周期及地球与太阳之间的距离
C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期
D. 若不考虑地球自转，已知地球的半径及地球表面重力加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．已知月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离，万有引力提供向心力

解得地球的质量

不符合题意，A错误；
B．已知地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离，万有引力提供向心力

解得太阳的质量

符合题意，B正确；
C．万有引力提供向心力

解得地球的质量

结合线速度的大小可计算，从而求解地球质量，不符合题意，C错误；
D．若不考虑地球自转，则

解得地球质量

不符合题意，D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错得得0分。
8. 假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，若倾斜的雪坡倾角为θ，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A. 如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同
B. 如果v0不同，该战士落到雪坡时的速度方向相同，在空中运动时间不同
C. 该战士在空中经历的时间是
D. 该战士在空中经历的时间是
【答案】BC
【解析】
【详解】雪坡的倾角等于位移与水平方向的夹角，根据平抛运动的规律可知

解得平抛运动的时间为

如果v0不同，该战士在空中运动时间不同，根据平抛运动的规律，位移与水平方向夹角的正切值等于速度与水平方向夹角的正切值的一半，故落地雪坡的速度方向相同，战士的水平位移为

知初速度不同，水平位移不同，落点位置不同，速度方向相同，故BC正确，AD错误。
故选BC。
9. “嫦娥三号”探测器由“长征三号乙”运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。假设“嫦娥三号”先后分别在如图所示的环月圆轨道和椭圆轨道上运行，则（　　）

A. “嫦娥三号”在椭圆轨道上运行的周期小于在环月圆轨道运行的周期
B. “嫦娥三号”由环月圆轨道变轨为椭圆轨道时，应在点发动机点火使其加速
C. “嫦娥三号”在椭圆轨道上运行时点的加速度等于在环月圆轨道运行时点的加速度
D. “嫦娥三号”进入环月椭圆轨道后关闭发动机，探测器从点运行到点过程中速度增大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．根据开普勒第三定律可知

椭圆轨道上运行的半长轴小于环月圆轨道运行的半径，因此“嫦娥三号”在椭圆轨道上运行的周期小于在环月圆轨道运行的周期，故A正确；
B．“嫦娥三号”由环月圆轨道变轨为椭圆轨道时，需要做近心运动，所以在P点减速，故B错误；
C．“嫦娥三号”在椭圆轨道上运行时，万有引力提供向心力

解得

椭圆轨道和圆形轨道P点相切，所以到球心的距离相等，“嫦娥三号”在椭圆轨道上运行时点的加速度等于在环月圆轨道运行时点的加速度，故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，因此探测器从Q点运行到P点过程中速度减小，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带沿顺时针方向以恒定速度v匀速运转，则传送带对物体做功的情况可能是（ ）

A. 始终不做功 B. 先做负功后不做功
C. 先做正功后不做功 D. 先做负功后做正功
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．设物体刚滑上传送带时的速度大小为，当时，物体随传送带一起匀速运动，传送带与物体之间不存在摩擦力，传送带对物体始终不做功，选项A正确；
B．当时，物体相对传送带向右运动，物体所受滑动摩擦力方向向左，则物体先匀减速运动，直到速度减为v时随传送带一起匀速运动，传送带对物体先做负功后不做功，选项B正确；
C．当时，物体相对传送带向左运动，物体所受滑动摩擦力方向向右，则物体先匀加速运动，直到速度增为v时随传送带一起匀速运动，传送带对物体先做正功后不做功，选项C正确；
D．物体进入传送带时无论先加速运动还是先减速运动，最终都做匀速运动，不可能出现先做负功后做正功的情况，选项D错误。
故选ABC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：
A．以O为原点，画出与y轴相垂直的水平轴x轴；
B．把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置；
C．每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹；
D．用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽；
E．在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直直线，定为y轴．
在上述实验中，缺少的步骤F是__________________________________，
正确的实验步骤顺序是__________________．
【答案】 ①. 调整斜槽使放在斜槽末端的小球可以停留在任意位置 ②. DFEABC
【解析】
【详解】[1]保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，所以在上述实验中缺少调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置以说明斜槽末端切线已水平；
[2]实验顺序是：先安装实验器材，让小球做平抛运动，最后去下白纸进行数据处理，故实验步骤合理的顺序为DFEABC；
12. 在“探究平抛运动的规律”实验中，若改用频闪相机获得平抛的运动轨迹，如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则


（1）小球平抛的初速度v0 = _____ m/s
（2）闪光频率f =_____Hz
（3）小球过B点的速率vB = _____ m/s
【答案】 ①. ②. 10 ③. 2.5m/s
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]从A点到B点，平抛竖直方向上做匀加速直线运动，由匀加速直线运动的推论可知

其中，解得

从A点到B点，平抛水平方向上做匀速直线运动

解得

（2）[2]通过（1）计算可知，频闪的周期为0.1s，闪光频率

（3）[3] 从A点到C点，平抛竖直方向上做匀加速直线运动，B点竖直方向的速度等于AC段竖直方向中间时刻的瞬时速度，因此

水平方向做匀速直线运动，B点水平方向的速度为1.5m/s，所以球过B点的速率

13. 如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动，其圆周半径为R。
（1）若是轻绳拉着小球运动，求小球在最高点的最小速度是多少?
（2）若是轻杆拉着小球运动，求小球在最高点的最小速度是多少?
（3）若是轻杆拉着小球运动，当小球在最高点速度时，求杆对球的作用力。

【答案】（1）；（2）0；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）轻绳拉着小球运动，小球在最高点时由于绳不能提供支持力，只有重力提供向心力，此时的速度最小

解得

（2）轻杆拉着小球运动，小球在最高点时杆可以提供支持力，所以最小速度为零。
（3）轻杆拉着小球运动，小球在最高点时若只有重力提供向心力，则

解得

此时的速度为小球与杆之间无作用力时的速度，当小球在最高点速度时

此时，杆对小球提供支持力，根据圆周运动合力提供向心力可知

杆对球的作用力

14. 如图所示，一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下初速度为零斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因素μ=0.1则运动员滑至坡底的过程中，求：（不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）重力做功多少？
（2）合力做了多少功？
（3）合力做功的功率是多大？

【答案】（1）15000J；（2）13000J（3）
【解析】
【分析】
详解】（1）重力做功

（2）运动员滑至坡底的过程中，摩擦力做负功

合力做功为

（3）运动员滑至坡底的过程中，由牛顿第二定律可知

解得

运动员滑至坡底的过程中，做匀加速直线运动


解得

合力做功的功率

联立解得

15. “嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步，已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，试求：
（1）月球的质量M；
（2）如果在月球表面做平抛运动实验，物体抛出时离地面高度为h（h远小于R），水平位移为L，则物体抛出时初速度v0是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设“嫦娥一号”的质量为m，根据牛顿第二定律有
①
解得
②
（2）设月球表面的重力加速度大小为g，月球表面质量为m0的物体所受万有引力等于重力，即
③
设物体做平抛运动的时间为t，则根据平抛运动规律有
④
⑤
联立②③④⑤解得
⑥