1、安徽省示范高中培优联盟2021年春季联赛（高一） 物理本试卷分第I卷（选择题）和第卷（在选择题）两部分，第I卷第1至第6页，第卷第7至第8页。全卷满分年分，考试时间90分钟。考生注意事项：1、答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。2、答第I卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，并选涂其他答案标号。3、答第卷时，务须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡指定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的
2、黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，草稿纸上答题无效。4、考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。第I卷（选择题共40分）一、选择题在题共年小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求。有多项符合题目要求的，全部选对的 得4分，,对但不全的得0分，有选错的得0分。）年我国“北斗”系统实现在全球范围内提供服务，现北斗系统中有一颗地球同步卫星，离地面的高度为5.6R，某时刻与离地面高度为2.3R的地球空间站相隔最近。已知地球半径为R，地球自转周期为，卫星和空间站的运行轨道在同一平面内且
3、运行方向相同。则下列说法正确的是（）空间站内部的物体处于完全失重状态，不受地球的引力作用空间站可能在某时刻出现在北京上空再经过小时，卫星和空间站又相隔最近卫星想和空间站对接，可以对卫星向前喷气减速实现 高铁是现代社会出行的主要交通工具之一，中国高铁引领世界标准，不断创造出举世瞩目的成就。如图所示，高铁进站的过程近似看做匀减速运动，高铁车头依次经过A、B、C三个位置，已知AB间距离等于BC间距离，测得AB段的平均速度为，BC段平均速度为。则车头经过A点时火车的瞬时速度为（ ） 从空间某点以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球，不计空气阻力。则当它们的速度大小变为初速度的倍时，这些小球所处的位
4、置位于（）同一直线上同一圆周上同一椭圆上同一抛物线上4.如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mAK，mB，mC，物体A、B、C之间及C与地面间的动摩擦因数均为，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，若要用力将C物体拉动，则作用在C物体上水平向左的拉力最小为（取g）（ ） 有甲、乙两只船，它们在静水中航行的速度分别为和，现在两船从同一渡口向河 对岸开去，已知甲船用最短时间渡河，乙船以最短航程渡河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，则水流速度为 （ ） 15/4 20/3 .16/3 80/9 如图，某城市音乐喷泉广场的水池中等间隔地安装了许多个规格相同的喷管，如图为
5、某一喷 管，喷管与水面的夹角为，管口横截面积为S且与水面相平。该喷管开启后，经测量，落水点 与喷管口间水平距离为L，则可估算从该喷管喷出的水，空中水柱的体积为 （ ） SL/sinSL/cosSL/2sinSL/sin2如图所示，长为L的细绳的一端连着小球，另一端固定在O点，O点距离天花板的竖直高度为 h，开始时小球静止在最低点，细绳竖直。现给小球一个向左的初速度，若要小球在绳子不松驰 的情况下撞到天花板，已知重力加速度为g，则小球撞到天花板时速度v的最小值为 （ ） 2gL gL2gh gh 如图所示，光滑水平面上静置一质量为m的长木板B，木板上表面各处粗糙程度相同，一质量 也为m的小物块A
6、（可视为质点）从左端以速度v冲上木板。当vv0时，小物块A历时t0恰好运动到木板右端与木板共速，则 （ ） 若vv0/2,A、B相对运动时间为t0/2 若vv0/2，A、B相对静止时，A恰好停在木板B的中点 若v2v0，A经历t0/2到达木板右端 若v2v0，A从木板B右端离开时，木板速度小于v0如图所示，一质量为m的小球从犃点以速度v0竖直上抛，与此同时受到一个恒定的 外力作用，小球运动到最高点B时速度大小v。已知重力加速度为g，则小球从A运 动到B过程 （ ）做匀变速曲线运动 速度的大小可能一直减小 速度的大小一定是先减小后增大 外力大小可能等于1/2 mg如图所示，位于水平面内的圆盘圆心
7、为o点，轻杆AO垂直并且固定于粗糙的圆盘上，长度为 l的细绳一端固定于o上方/5 l处的A点，另一端与放置于圆盘上的物体栓接，初始时细绳恰 好伸直，现让圆盘以AO为轴转动起来，当转动的角速度缓慢增大时（物体始终没有离开圆盘，已知重力加速度为g），下列说法正确的是 （ ） 小球始终受三个力的作用 物块所受到的摩擦力先增大后减小 细绳的拉力一直增大 要使物块不离开水平面，转动的角速度的最大值第卷（非选择题共分）二、实验题（小题分；小题分，共分。） （分）在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是： 如图所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的犃点，另一端栓上两根绳套，每根绳套分别 连着一个
8、弹簧测力计； 沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为A点，读 取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别 标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向； 再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法 记录其方向。 （）步骤、中，都将橡皮筋的活动端拉至O点，这样做的目的是 。 （）图是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中 是F1和F2合力的实 际测量值。 （）甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验，所用弹簧测力计的量程为 ，他们都把橡皮筋的一端固定在木板上的A点，橡皮
9、筋的另一端通过细绳连接弹簧测力 计，用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，如图所示，此时细绳都与 木板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小。 甲同学实验中的F1和F2的方向互相垂直，F1、F2； 乙同学实验中的F1和F2方向间的夹角约为，F1F2； 丙同学实验中的F1和F2方向间的夹角约为，F1F2=。 这三位同学中操作不合适的是哪一位？并说明原因 。 （分）研究“在外力不变的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置如图甲 所示。（）实验中，为了使小车受到的拉力近似等于砂和砂桶所受的重力，砂和砂桶的总质量m与 小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是 。这样在保持砂和
10、砂桶质量不变，只改变小车上砝码的质量时，就可以认为小车所受拉力不变。 （） 在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图乙所示，该纸带上相邻两个计数点间还有个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是，则小车的加速度大小是 ，当打点计时器打B点时小车的速度是 。（结果保留位有效数字） （）在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多 组数据，以小车上砝码的质量为横坐标，相应加速度的倒数1/a为纵坐标，在坐标纸上作出 如图丙所示的1/a关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律如果图中纵轴上的截距为， 图线的斜率为，则小车受到的拉力大小为 ，小车的质量为 。 三、计
11、算题（小题分；小题分；小题分；小题分，共分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位。） 13（分）如图甲所示，绷紧的传送带与水平方向的夹角为，传送带的v-t图象如图乙所示。 t时刻质量为的楔形物体（可视为质点）从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，后物体开始减速，在t时物体恰好到达最高点犃。重力加速度为。对物 体从B点运动到A点的过程，（，）求： （）后物体减速的加速度大小； （）物体与传送带间相对位移的大小。 （分）假设地球可视为质量分布均匀的球体，由于地球的自转，地球表面上不同纬度处物体 的重力有所差别，已
12、知某物体在两极处重力的大小为G1，在赤道处大小为G，求在北纬处 该物体的重力大小。 （分）如图甲所示，A、B两物块静止在光滑水平面上，两物块接触但不粘连，A、B的质量分 别为mA，mB。t时刻对物块犃施加一水平向右推力F1，同时对物块B施加 一水平向右拉力F，使A、B从静止开始运动，力F1、F2随时间变化的规律如图乙所示。求： （）t时B对A的弹力； （）整个过程，A、B两物体匀加速直线运动阶段位移大小； （）t时B物块速度比A物块速度大多少。 （分）如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB与水平面的夹角，水平固定轨道BC在B点与AB平滑相连，竖直墙壁CD左侧地面上紧靠墙壁固定一倾斜角的斜面。小物
13、块（视为质点）从轨道AB上距离B点L处由静止释放，然后从C点水平抛出，最 后垂直打在斜面上，小物块运动过程一切阻力不计，重力加速度g， ，。求： （）小物块从C点平抛时的速度大小； （）竖直墙壁CD的高度H； （）改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时速度的最小值。2021 年春季联赛高一物理试题答案一、选择题（每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）1.【答案】D【解析】空间站 B 内部的物体处于完全失重状态，但仍受到万有引力作用
14、，A 选项错误；空间站 B 运转在赤道平面内，所(3.3R)3 = (6.6R)3 2h ，所以经历时间 24h,不可能相隔最= 6,可知： TB以不可能出现在北京上空，B 选项错误；由T 2T 2BA近，C 选项错误；卫星 A 向前喷气减速，半径减小，可以实现与空间站 B 对接，D 选项正确。2.【答案】C2 vAB vBCvA + vC【解析】A 到 C 过程： vAC = = 24m / s ，可知： vAC = 24m / s ;AB 段：2vAB + vBCvA + vBvB + vC= 30m / s ，BC 段： vBC = 20m / s ,由以上式子得： vB = 26m /
15、 s .所以，C 选项正确.vAB223【答案】At ； y = 0 + vy t ；【解析】设初速度大小为 v ，从抛出经历时间 t，当速度大小为 3v 时，水平方向： x = v0002vy = 2 2v0 ，由以上式子得: y =2 x ,所以小球位于同一直线上，A 选项正确。4【答案】Cf A = mmA g = 2N , B、C 间最大静摩擦力 fB = m(mA + mB )g = 5N , C、地面间最大【解析】A、B 间最大静摩擦力静摩擦力 fC = m(mA + mB + mC )g = 9N, 由于 f A fB , 所以B、C 整体向左运动，对 A： T = f A =
16、2N , 对B、C整体： F =5.【答案】Bf A + fC + T ，得到： F = 13N 。C 选项正确v，所以 v = 20 m / s 。B 选项正确3v2 + 52【解析】设喷管口喷出水的速度大小为 v ，从喷管口到落入水面时间t , 则： t = 2v0 sinq ， L = v cosqt00gS L空中水柱的体积： V = v t S ,得：V =； 故 B 选项正确。0cosq12345678910DCACBBDADACBD7.【答案】Dv2l【解析】若要小球在绳子不松驰的情况下恰好撞到天花板，此时绳子的拉力为零，则： mg cosq= mhcosq=联立解得 v =gh
17、 ，所以 D 选项正确。l8【答案】ADv0【解析】由于 A、B 两物体加速度大小 a 相等，设经历时间t，A 恰好运动到 B 的右端 v - at = at ，得： t =;00002av0 + v共v02v共v0v0t0v0t02v共 =，若 v =，由v - at1 = at1 ，得t1 = 4a =，木板的长度： L = t0 - t0 =，相222211v t对位移Dx = v t -at -at =，不是停在木板 B 的中点，所以 A 选项正确，B 选项错误；若 v = 2v ，由220 0011122811= (2 - 3)v0L = v t -at -at22，得t = (2
18、- 3)t= at v，木板的速度 v，所以C 选项错误，D2222022木202选项正确；9.【答案】AC【解析】由于受到恒定的外力，加速度不变，又因为力与速度不共线，所以小球做匀变速曲线运动，A 选项正确；由于外力的方向右下方，所以速度的大小一定是先减小后增大。所以 B 选项错误，C 选项正确；外力最小值是 0.6mg.所以 D 选项错误。10.【答案】BD【解析】小球可能受到重力，支持力，摩擦力，绳子的拉力四个力的作用，A 选项错误；在摩擦力达到最大值之前，绳子的拉力为 0，摩擦力为静摩擦力，并且摩擦力随角速度的增加而变大，当绳子出现拉力之后，随角速度的增加，绳子的拉力增大，摩擦力减小，
19、因此 B 选项正确，C 选项错误；当圆盘对物体的弹力为零时， mg tana= mw2r ，其中tana= 3 ；43r =l ，得： w =，所以 D 选项正确。5二、实验题（本题有 2 道小题，第 11 小题 6 分；12 小题 9 分，共 15 分。）11.（6 分）【答案】(1)使 F 与 F1、F2 共同作用的效果相同（2 分）(2)F（2 分）(3)乙 （1 分）两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围（1 分）【解析】(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，这样做的目的是与 F1、F2 共同作用的效果相同，体现等效替代的方法。（2）F1 和 F2 合力的实际测量值是用
20、一根弹簧测力计拉的，故 F 是 F1 和 F2 合力的实际测量值。（3）乙两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围5g4l12. （9 分）【答案】（1） M ? m（1 分）(2)0.390 （2 分）0.377 （2 分）1kb（2 分）(3)（2 分）k【解析】（1） 据牛顿第二定律得，对 m ： mg - F= ma对 M：F = MaM解得： F =mgM + m当 M ? m 时，砂和砂桶的总质量 m 远小于小车和车上砝码的总质量，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力。xBDxOBxAC(2)a0.390 m/s2，vB0.377 m/s.4T22T1(3)根据牛顿第二定律得 F(mM
21、)a，=1 m + M,可解得 M ，F1b.aFFkk三、计算题（本题有 4 道小题，共 45 分，请规范解答，写出重要的演算步骤和文字说明）13（8 分）解析：（1）t=0s-t=2s 时间内物体匀速运动，根据平衡条件： mg sinq= f滑 = 6N 2 分2s 后，假设物体随传送带一起减速： a = Dv = 1m / s21 分Dt对物体由牛顿第二定律： mg sinq-f静 = ma2 分f静 = 5N f滑假设成立，因此 2s 后物体减速的加速度大小 a = 1m / s21 分得到：（2）根据 v-t 图像可知 t=0st=2s 时间内物体与传送带间相对位移大小Dx = 1
22、(4 - 2) 2m = 2m2 分2G Mm=G11 分14.（9 分）解析：在两极，万有引力等于重力，即R2在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得G Mm - F = mw2 R2 分NR2并且： FN = G21 分在纬度为 60物体随地球自转的向心力：Fn = nm2Rcos600 1 分2GMnGMn R2根据余弦定理，可得:G2= Fcos6002 分2- 2+ F0R2nn= 13G2 + G22 分联立上式解得：G012215.（14 分）解析：（1） t = 4s 时刻 A、B 还未分离，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律，则有：F1 + F2= (mA +
23、 mB )a1 分对 A，根据牛顿第二定律：F1+FBA=mAa1 分得： FBA = 6N,方向水平向左2 分（2）由于 A、B 两物体分离前F1+F2 = 20N，为一定值，因此分离前两物体做匀加速直线运动。对 A、B 整体根据牛顿第二定律：F1+F2 = （mA + mB）aa = 4m/s22 分得：设 t 时刻 AB 分离，此时 A、B 间弹力，则有：FN=0,F1= F2,即：F2=4F12 分n 4n根据乙图知此时 t = 6.4s，F1=4N,F2=16N则从开始运动到 A、B 分离，物体 B 运动的位移大小：x = 1 at2=81.92m1 分2vAB=at=25.6m/s
24、2 分（3）t=6s 时，AB 达到共同速度此后 AB 分离，t=6.4s-t=8s 时间内，A、B 物块加速度随时间变化图像如图1 分t=8s 时，B 物块速度与 A 物块速度差值：v = 86.4 5m/s = 4m/s2 分2即 B 物块速度与 A 物块速度大了 4m/s16.（14 分）解析(1)对小物块从 A 到 B 过程分析，根据牛顿第二定律有：mgsin 30ma， v2 = 2aL2 分B解得：vCvB=6 m/s；1 分(2) 物块落在斜面上时： tana= v0= v0，得到平抛的时间： t = 0.8 s2 分vygt设水平位移为 x，竖直位移为 y，对平抛运动，有：xvCt=4.8m，1 分y1gt =3.2m2，1 分2结合几何关系，有 CD 的高度 H= y + x tana解得：H=6.8m2 分(3) 设小物块从轨道上 A点静止释放，运动到 B 点时的速度为 vB，从 C 点离开平台做平抛运动，Hy 3x4xv t，y1gt2，2 分B2落在斜面上瞬时速度：2v = v + 2gy2、Bx2=g + 2gy 2 y= 8(H - y)2g + 2gy9yH 2= 813g(+y - 2H )9y42 分H 2= 13y 时，当且仅当：y4即 y 68 13 m = 244 m 时，速度最小，6565代入数据，解得vmin = 4 6m / s1 分