1、2020-2021学年高一下学期物理期末备考金卷（尖优生A）一、单选题1（2021全国高一期末）如图所示，一同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为，该同学质量为，绳和踏板的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，踏板速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力最接近（）ABCD【答案】D【详解】在最低点，根据牛顿第二定律有以绳长为圆周运动半径，解得每根绳子的拉力实际运动中人的重心到悬点的距离小于绳长，故每根绳子平均承受的拉力应大于350N。故D正确。故选D。2（2021全国高一期末）“太空加油站”可以给飞往月球、小行星或火星的飞行器重新补充燃料，延长飞行器的使用寿命。若某“太空加油站”在同步卫
2、星运行轨迹所在平面内的圆周轨道上运行，其轨道半径比同步卫星的轨道半径小，则下列说法正确的是（）A“太空加油站”的线速度大于同步卫星的线速度B“太空加油站”的角速度小于同步卫星的角速度C在“太空加油站”工作的宇航员处于超重状态D可以在蒲江长秋山上空发射一颗同步卫星，用以监控山火林火【答案】A【详解】万有引力提供向心力解得，A由可知轨道半径小的线速度大，太空加油站的轨道半径小，则其线速度大，故A正确；B由可知轨道半径小的角速度大，太空加油站的轨道半径小，则其角速度大，故B错误；C在太空加油站工作的宇航员只受万有引力作用，完全充当向心力，处于完全失重状态，故C错误；D同步卫星轨道在赤道正上方，而蒲江
3、长秋山处于北半球，在蒲江长秋山上空不可能发射一颗同步卫星，和长秋山保持静止不动，故D错误。故选A。3（2021全国高一期末）图是某-家用体育锻炼的发球机，从同一点沿不同方向发出A、B两球，返回同一水平面时，两球落至同一位置。如果不计空气阻力，关于两球的运动，下列说法正确的是（）A两球运动至最高点时，两球速度相等B两球运动过程中，A加速度大于B球加速度C两球飞行时间相等D从抛出至落回同一水平面，A球速度变化量大于B球速度变化量【答案】D【详解】C小球在竖直方向做竖直上抛运动，其上升和下降的时间相等，竖直方向为自由落体运动，由，得其运动的总时间为由此可知小球A在空中运动的时间大于小球B在空中运动的
4、时间，故C错误；A由于两小球都做斜抛运动，水平方向都是匀速直线运动，运动到最高点时只有水平方向的速度，由于两球的水平位移相等，由，可知两球运动至最高点时小球A的速度小于小球B的速度，故A错误；B两球运动过程中都只受重力作用，加速度都是重力加速度g，故B错误；D根据速度变化量，由于小球A在空中运动的时间大于小球B在空中运动的时间，所以从抛出至落回同一水平面，A球速度变化量大于B球速度变化量，故D正确。故选D。4（2021全国高一期末）某女子铅球运动员分别采用原地推铅球和滑步推铅球两种方式进行练习，图为滑步推铅球过程示意图。她发现滑步推铅球比原地推铅球可增加约2米的成绩。假设铅球沿斜向上方向被推出
5、，且两种方式铅球出手时相对地面的位置和速度方向都相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A两种方式推出的铅球在空中运动的时间可能相同B采用原地推铅球方式推出的铅球上升的高度更高C两种方式推出的铅球在空中运动到最高点时的速度都相同D滑步推铅球可以增加成绩，可能是因为延长了运动员对铅球的作用位移【答案】D【详解】ABC两种方式推出的铅球在空中运动的时间不可能相同，滑步推铅球时，铅球出手时的速度大小增大，其竖直方向的分速度，与水平方向的分速度都增大，则在空中的运动时间更长，上升的高度更高，在最高点的速度较大，所以ABC错误；D滑步推铅球可以增加成绩，可能是因为延长了运动员对铅球的作用位移，做功更多，
6、让铅球出手速度增大，所以D正确；故选D。5（2021全国高一期末）如图，内壁光滑的玻璃管内用长为的轻绳悬挂一个小球。当玻璃管绕竖直轴以角速度匀速转动时，小球与玻璃管间恰无压力。下列说法正确的是（）A仅增加绳长后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力B仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，需减小C仅增加小球质量后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力D仅增加角速度至后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力【答案】B【详解】A当玻璃管绕竖直轴以角速度匀速转动时，小球与玻璃管间无压力，设绳与竖直方向的夹角为，对小球受力分析后有仅增加绳长后，小球所需的向心力增大，则小球所受合力增大，则小球将受到上玻璃管壁斜向下方
7、的压力，A错误；B仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，则小球所受合力不变，需要减小角速度，B正确；C仅增加小球质量后，根据可知，向心力公式两边都有，因此质量约掉，则小球将不受玻璃管壁斜向上方的压力，C错误；D仅增加角速度后，小球所需的向心力增大，则小球所受合力增大，则小球将受到上玻璃管壁斜下方的压力，D错误。故选B。6（2021三门峡市外国语高级中学高一期末）经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周
8、期相同的匀速圆周运动现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用、表示，且：则以下选项错误的是（）A、做圆周运动的线速度之比为2：5B两颗恒星的公转周期相等，且可表示为C、做圆周运动的角速度之比为1：1D做圆周运动的半径为【答案】B【详解】D双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为，则有解得解得故D正确，不符合题意；A根据知，所以故A正确，不符合题意；B根据万有引力提供向心力，有解得联立故B错误，符合题意；C、做圆周运动，双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，故C正确，不符合题意；故选B。7（2021全国高一期末）质量分别为2m和m的A、B两个物体分别在水平恒力F1和
9、F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受到摩擦力的作用减速到静止，其vt图像如图所示，则下列说法正确的是（）AF1、F2大小相等BF1、F2对A、B两个物体做功之比为11CA、B两个物体受到的摩擦力大小之比为12D全过程中摩擦力对A、B两个物体做功之比为12【答案】B【详解】C撤去F1、F2后受到摩擦力的作用减速到静止过程，由v-t图像可知 ，由牛顿第二定律有 ，解得 则AB两物体受到的摩擦力大小之比为1:1，C错误；D由于v-t图像的面积表示位移，全过程两物体图形面积相等，则两物体运动的位移一样，所以全过程中摩擦力对A、B两个物体做功之比为1:1，D错误；A两物加速运动时，由v-t图像可
10、知，由牛顿第二定律有 ，解得，A错误；B由v-t图像可知加速过程中两物体的位移之比为s1:s2=1:2，且F1：F2=2:1，所以F1、F2对A、B两个物体做功之比为11，B正确。故选B。8（2021全国高一期末）如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的
11、功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2下列关系中正确的是AW1W2，P1P2，Q1Q2BW1W2，P1Q2CW1W2，P1P2，Q1Q2DW1W2，P1P2，Q1Q2【答案】B【详解】拉力对小物体做的功由物体对地位移决定，即WFL，故W1=W2；拉力的功率为，第二次运动过程中小物体的对地速度比第一次大，所以所用时间较短，功率较大，即P1P2；物体和传送带之间因摩擦而产生的热量由二者相对位移决定，即Qfs相对，第一次二者相对位移为L，第二次相对位移为L-v2tL，故Q1Q2，故 B正确，ACD错误。二、多选题9（2021湖北黄冈市高一期末）如图所示，是某海洋馆中一喷水装置
12、示意图，A、B、C是位于同一水平面的三个喷水平台的喷水口，AB=BC=CA=0.8m。任一喷口喷出的水做斜抛运动后恰好可到达另两个喷口中的一个，图中虚线是水在空中的运动轨迹，轨迹最高点到喷水口的高度差均为0.2m。该装置工作机制是：当A喷口喷出的水刚到达喷口B，A喷立即停止喷水，当A喷出的水全部到达B喷口时，B喷口才开始工作，依次类推，始终保证任一时刻最多只有一个喷口喷水。已知喷口每秒喷出的水量均为0.009，忽略空气阻力，重力加速度取g=10，则（）A水从喷口喷出时的速度大小为B喷出的水在空中运动的最小速度为4m/sC空中水的体积最多为D从A喷口开始喷水至B喷口开始喷水历时0.8s【答案】A
13、CD【详解】A水在空中运动的时间为 则水从喷口喷出时的水平速度大小为 竖直速度则水从喷口喷出时速度为选项A正确；B喷出的水在空中运动时，在最高点的速度最小，最小速度为v1=2m/s，选项B错误；C空中水的体积最多为选项C正确；D从A喷口开始喷水至B喷口开始喷水历时2t=0.8s选项D正确。故选ACD。10（2021河南郑州市高一期末）甩水拖把如图所示将拖把的托盘连同周边的拖布条全部放入脱水桶，使上方的固定套杆和旋转杆竖直，手握固定套杆让把手从旋转杆的顶端向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起转动某型号的甩水拖把部件的数据为：托盘半径为，拖布条长度为，脱水桶的半
14、径为某次脱水时，固定套杆从最高处由静止匀加速向下运动，脱水桶从静止开始转动，历时，固定套杆刚好运动到底端，此时，刚好有水从拖布条甩出则下列说法正确的是（）（固定套杆每下降，旋转杆带动脱水桶转动1圈，当固定套杆静止不动或向上运动时，固定套杆对旋转杆既不施加动力、也不施加阻力，固定套杆从最高处沿旋转杆下降到达底端的过程中，旋转杆恰好转动了4圈）A脱水桶匀速转动B紧贴脱水桶内壁的布条表面附着的水先被甩出C脱水桶内壁与托盘外缘处的向心加速度之比为D拖布条表面附着的水刚被甩出时，脱水桶内壁处的线速度大小为【答案】BC【详解】A根据题述，固定套杆从最高处由静止匀加速向下运动，脱水桶从静止开始转动，做匀加速
15、转动，选项A错误；B由向心力公式可知紧贴脱水桶内壁的布条表面附着的水先被甩出，选项B正确；C由向心加速度公式可知，脱水桶内壁与托盘外缘处的向心加速度之比等于半径之比，为，选项C正确；D由题意知，内旋转杆下降，脱水桶转过4圈，脱水桶内壁转过的弧长为固定杆匀加速向下运动，脱水桶匀加速转动，即内壁线速度大小均匀增加，转了4圈，转过的弧长与速度、时间的关系用微元法一小段一小段的话可类比匀变速直线运动的规律，所以故选项D错误。故选BC。11（2021全国高一单元测试）水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来如图所示，a、b分别表示甲、乙的动能E和位移x的图象，下列说法正确
16、的是（ ）A若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大B若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小C若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大D若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小【答案】AC【解析】根据动能定理，得 -mgs=0-E0即mgs=E0，可知图线斜率大小等于mg由图amagbmbg当相同时，mamb，即甲的质量一定比乙大当m相等时，ab，故B、D均错误12（2021全国高一单元测试）如图所示，在匀速转动的水平转盘上，沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，A和B质量都为m，它们位于圆心两侧，与圆心距离分别为RAr，RB2r，A、B与
17、盘间的动摩擦因数相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘缓慢加速到两物体恰要与圆盘发生相对滑动时，下列说法正确的是（）A在加速过程中，A、B所受静摩擦力均一直增大B此时绳子张力为T3mgC此时烧断绳子物体A仍将随盘一块转动D若将A沿半径方向向外移动一小段距离，A、B仍能与圆盘保持相对静止【答案】BD【详解】AA、B两物体相比，根据向心力公式：F=m2r，可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B先有滑动的趋势，此时B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心，即B所受的摩擦力一直增加，而A受到的摩擦力先增加，再减小，然后反向增加，选项A错误；B当刚要发生相对滑动时，以B
18、为研究对象，有T+mg=2mr2以A为研究对象有T-mg=mr2由以上两式得T=3mg 故B正确；C此时烧断绳子，则A的向心力 即A的最大静摩擦力不足以提供向心力，而A做离心运动，故C错误。D若将A沿半径方向向外移动一小段距离r，则此时对A对B两式相减可得 则A、B仍能与圆盘保持相对静止；选项D正确。故选BD。三、实验题13（2021金昌市金川高级中学高一期中）某研究性学习小组首先根据小孔成像原理估测太阳半径，再利用万有引力定律估算太阳的密度准备的器材有不透光圆筒，一端封上不透光的厚纸，其中心扎一小孔，另一蹦封上透光的薄纸（如图甲所示）；毫米刻度尺。某次实验中该组同学绘出了太阳通过小孔成像的光
19、路图（如图乙所示），图中CD线段表示太阳的直径，AB 线段表示太阳的像。已知地球绕太阳公转的周期为T，万有引力常量为G，则（1）设太阳到地球的距离为r，根据图中小孔成像原理估测太阳半径的表达式为R=_。（2）由本实验中所测量的物理最，推算出的太阳密度的表达式为=_。【答案】 【详解】（1）1设太阳的半径为R，太阳到地球的距离为r，由成像光路可知则解得（2）2地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为M，地球质量为m，则体积由密度公式联立解得14（2021江苏苏州市南京师大苏州实验学校高一月考）为了测量玩具遥控汽车的额定功率，某学习小组用天平测出小车质量为0.5 kg，小车的最大
20、速度由打点计时器打出的纸带来测量（如图所示）。主要实验步骤有：A给小车尾部系一条长纸带并让纸带穿过打点计时器；B接通打点计时器电源（电源频率50 Hz），使小车以额定功率沿水平地面直线加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，使其沿地面直线向前滑行直至停止；C学习小组分析后选择了认为符合要求的一段纸带，从某点开始每5个连续点标为一个记数点，并将表示每两个相邻记数点间距离的字母和测量数据在纸带上做了记录。（所有结果均保留3位有效数字） 由纸带知遥控汽车的最大速度为v=_m/s； 实验小组在计算关闭发动机后的遥控汽车滑行过程的加速度时，选择了纸带上后5段数据，经过分析又舍掉了一段不合理数据
21、。请你判断哪段数据不合理_ （用字母表示），舍掉了不合理数据后加速度的计算表达式为a=_ （请用时间间隔T及纸带上表示记数点间距离的字母表示），计算出的加速度大小为_m/s2； 遥控汽车滑行过程的阻力大小为f=_N，其额定功率P=_W。【答案】2.01或（2.00） s5 2.00 1.00 2.01或（2.00） 【详解】1打点计时器电源频率是，每隔打一次点。因从某点开始每5个连续点标为一个记数点，故相邻两记数点间的时间间隔由图看出，汽车在1、2两点间的位移最大，速度最大，所以最大速度为2由知可知数据不合理，应舍去。3由加速度表达式为4代入数据得加速度大小为5由牛顿第二定律有，遥控汽车滑行过
22、程的阻力大小为6汽车速度最大时，功率达到额定值，其额定功率四、解答题15（2021河南高一月考）随着2022年北京冬奥会的临近，滑雪运动在我国受到人民群众的广泛欢迎。一名滑雪探险运动员从山坡上滑下，如图所示，这一段山坡由两段斜坡组成，靠近山顶的一段陡峭的斜坡倾角为53，第二段连接坡底的斜坡倾角为37，第一段和第二段山坡长度之比为，二者之间通过一段长度为的水平滑道平滑连接。运动员在坡顶由静止开始滑下，经过一段时间的运动，恰好落在坡底处。已知运动员质量为60kg，从飞离水平滑道到落到坡底经历的时间为3s，不计空气阻力，重力加速度取，。求：从坡顶到坡底的竖直高度h和运动员从水平滑道飞出的速度大小。【
23、答案】15.75m，20m/s【详解】由题知，运动员从坡顶滑下，脱离水平滑道后的运动为平抛运动，运动草图和落到坡底时的速度矢量图如图所示。落到坡底时竖直方向的速度为所以第二段山坡的高度为因为根据几何关系有联立各式解得所以得由平抛运动知识知，运动员落到坡底时有解得16（2021河南焦作市高一月考）图1是某教具“离心轨道”，它可以形象地演示“过山车”的运行原理，其演示过程可简化成图2所示的“小滑块轨道”模型。已知图中轨道光滑且处于竖直平面内，其中圆弧轨道的半径，B、C两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点，现将一质量可视为质点的小滑块，自轨道段上距B点的高度为h的位置由静止释放。重力加速度g取。（1）
24、欲使小滑块顺利通过C点h的最小值多大？（2）在实际操作时发现，若将小滑块自（1）问所得高度由静止释放，小滑块总无法通过C点，而是会中途脱轨，这是为什么？若调整释放高度，当时，小滑块恰能通过C点完成圆周运动，则小滑块自释放到C点的过程中克服阻力所做的功多大？【答案】(1) ； (2) 由于轨道及空气有阻力，小球到达C点之前就会脱离轨道，故无法到达C点。 【详解】(1) 小滑块顺利通过C点的最小速度满足从A到C由动能定理得解得(2)由于轨道及空气有阻力，小球到达C点之前就会脱离轨道，故无法到达C点。根据动能定理得解得17（2021金华市方格外国语学校高一月考）在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑成
25、为未来汽车的发展方向。其中有一种以氢气为燃料的汽车，质量为，发动机的额定功率为，在平直公路上行驶时，所受的摩擦阻力恒为车重的0.15倍。若该汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为，达到额定功率后，汽车保持该功率不变又继续行驶8s后开始匀速行驶。重力加速度，试求：（1）汽车匀速行驶时的速度大小；（2）汽车匀加速运动阶段所经历的时间；（3）汽车从静止到刚开始匀速行驶的过程中所经过的总位移。【答案】（1）；（2）；（3）93.3m【详解】(1)汽车匀速行驶时匀速行驶时的速度大小为(2)汽车匀加速运动阶段，由牛顿第二定律可得又满足匀加速运动阶段所经历的时间为联立可得(3)汽车匀加速运动阶段的位
26、移为以额定功率变加速阶段，由动能定理可得解得汽车从静止到刚开始匀速行驶的过程中所经过的总位移为18（2021江西省铜鼓中学高一月考）如图所示，半圆形光滑轨道与水平地面相切于A点，半径R=0.1m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体，斜面C端离地高度h=0.15m，E端固定一个轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑，现给一质量为0.1kg的小物体一水平初速度，从A处进入圆轨道，离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处，且速度方向恰好平行于斜面，物体沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回C点，物体与滑面间动摩擦因数为，斜面倾角为30，不计物体与弹簧碰撞的机械能损耗，问：（1）为多少
27、？（2）运动到CD的中点时速度可能为多少？（3）物体在CD面上能滑行的总路程为多少？【答案】（1）；（2）,1m/s；（3）1.6m【详解】（1）物块从B到C做平抛运动，则有vy2=2g（2R-h）在C点时有代入数据解得从A点到B圆周运动，由动能定理有解得（2）在C点的速度为物块从C点下滑到返回C点的过程，根据动能定理得代入数据解得L=0.4m物块下滑第一次经过CD的中点时，速度为，由动能定理有解得物块上滑第二次经过CD的中点时，速度为，由动能定理有解得物块下滑第三次经过CD的中点时，速度为，由动能定理有解得物块上滑第四次经过CD的中点时，速度为，由动能定理有无解；则运动到CD的中点时速度可能为,1m/s；（3）最终物块在DE段来回滑动，从C到D，根据动能定理得解得
