2021张家口高一下学期期末考试物理试题含答案

张家口市2020—2021学年度高一年级第二学期期末考试

物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考场填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时将答案写在答题卡上写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.相同杯子自同样高度落到地面或地毯时，落在地面上的杯子会破碎落在地毯上的杯子不会碎，关于该现象分析正确的是

A.落在地面上的杯子动量变化大

B.地面对杯子的力的冲量大

C.落在地毯上的杯子对地毯的冲量大

D.地毯与杯子作用时间长，作用力小些

2.如图为自行车绕固定点O做圆周运动的示意图a、b分别是前、后轮轮轴上的一点，则a点和b点做圆周运动的说法正确的是

A.角速度相同 B.线速度相同

C.向心加速度相同 D.周期不相同

3.复兴号动车组在世界上首次实现速度自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。已知运行速度在的高铁列车运行时受到的阻力与速度的平方成正比。若两列相同高铁列车分别以和的速度匀速自北京运行至上海，则两列高铁列车消耗的电能之比约为

A.5：7 B.25：49 C.125：343 D.7：5

4.在两个大物体的引力场空间中存在着一些点在这些点处的小物体可相对于两个大物体基本保持静止，这些点称为拉格朗日点中国探月工程中的“鹊桥号”中继星是世界上首运行于地月拉格朗日点的通信卫星，如图所示，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，关于处于拉格朗日和点上同等质量的卫星，下列说法正确的是

A.两卫星绕地球做圆周运动的角速度不相等

B.两卫星绕地球做圆周运动的向心力相同

C.两卫星绕地球做圆周运动的周期相同

D.以地球为参考系两卫星的动能相等

5.南北向公路上，一辆质量为的小汽车向北以的速度行驶迎面与质量为的小货车正碰，碰后两辆车接在一起向北行驶一段距离，然后停止。据此可判断碰前小货车的速率满足

A.小于 B.大于小于

C.大于小于 D.大于小于

6.如图为某游乐场翻滚过山车照片拍此照片的前后一段时间内过山车携带游客做匀速圆周运动，游客a恰好在轨迹最高点，游客b与游客a处在同一列车上两游客质量相等，忽略空气阻力，关于两游客在如图位置受力说法正确的是

A.过山车给游客b的作用力与游客b受的重力之和方向竖直向下

B.过山车给游客a的作用力大于给游客b的作用力

C.过山车给游客a的作用力等于给游客b的作用力

D.过山车给游客a的作用力小于给游客b的作用力

7.电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量在电梯工作中使轿厢与“对重”间的重量差保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。已知某电梯轿厢质量和“对重”质量均为，轿厢和“对重”分别系在绕过定滑轮的钢丝绳两端，定滑轮与钢丝绳的质量可忽略不计。在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作。某次运行中电梯把质量为的同学自一楼运送到七楼，该过程中同学上升高度为，重力加速度，忽略空气阻力，则该过程中电动机做功约为

A. B. C. D.

8.第24届冬奥会将于2022年2月在北京和张家口举行冬奥会冰壶项目深受观众喜爱。某次冰壶训练中，冰壶乙静止在圆形区域内，运动员用冰壶甲撞击冰壶乙如图为冰壶甲与冰壶乙碰撞前、后的v—t图像，已知冰壶质量均为，两冰壶发生正碰，碰撞时间极短，则在该次碰撞中损失的机械能为

A. B. C. D.

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，16分。在每小题给出的四个选项中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

9.2021年5月15日“祝融号”火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部。“天问一号”成为中国首颗人造火星卫星，“祝融号”成为中国首个火星巡视器。“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆地火转移轨道无动力到达火星附近，在火星附近被火星引力俘获后环绕火转移轨道火星飞行。关于天问一号运行过程描述正确的是

A.“天问一号”的发射速度v满足

B.“天问一号”的发射速度v满足

C.“天问一号”到达火星附近需要加速才能被火星捕获

D.“天问一号”到达火星附近需要减速才能被火星捕获

10.如图所示，两根细绳a和b长度分别为L和，细线的上端固定在天花板上的同一点，下端分别系一相同的小球A、B，现使两个小球在水平面内做匀速圆周运动，有些时刻两小球处于同一铅垂线上，已知A球做圆周运动的半径为，下列说法中正确的是

A.两球运动的向心加速度为

B.两球做圆周运动的周期为

C.两球做圆周运动的线速度为

D.两球做圆周运动的动能为

11.2019年12月17日我国第一艘国产航母山东舰正式服役。山东舰舰载机歼—15着舰速度在左右，靠阻拦系统经过几秒减速至零。飞机着舰并成功钩住拦阻索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过拦阻索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。如图为某次舰载机着舰，自成功钩住拦阻索至停止运动的v—t图像已知歼—15质量为，除拦阻索力外，忽略歼—15所受其他阻力。则

A.舰载机该过程在山东舰上的位移约为

B.舰载机该过程在山东舰上的位移约为

C.该过程拦阻索对舰载机做的功约为

D.该过程拦阻索对舰载机做的功约为

12.为早日实现无人驾驶，如图所示，华为公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车以恒定的牵引力从静止启动加速运动，经过时间，速度刚好达到，之后汽车以恒定功率P运行至最大速度，汽车速度由0到所用时间为t，已知设汽车在运动过程中所受阻力保持不变，下列说法正确的是

A.当汽车速度达到时，加速度的大小为

B.当汽车速度达到时，加速度的大小为

C.汽车速度由0增至，克服阻力做功为

D.汽车速度由增至，克服阻力做功为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.（8分）某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）实验过程中，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v，以下的三种测量方案中正确的一个是__________。

A.用打点计时器打出的纸带测出下落时间t，通过计算出瞬时速度v

B.用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v

C.用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v

（2）根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落高度h，则以为纵坐标，h为横坐标画出的图像应是下列选项中的__________。

14.（8分）现利用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片数字计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验测得滑块A的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙。

（1）通过分析可知：纸带的__________端（填“A”或“B”）与小车A左侧相连；

（2）滑块A在碰撞前速度大小，滑块A在碰撞后速度大小=__________，滑块B碰撞后的速度大小为=__________（保留三位有效数字）；

（3）设两滑块碰撞前、后的动量分别为p和，则和=__________（保留三位有效数字）

15.（8分）2021年2月10日19时52分，我国首颗火星探测器“天问一号”成功进入环火轨道，已知天问一号的质量为，环火轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为，引力常量为G，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动，求：

（1）天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；

（2）天问一号在环火轨道的周期大小。

16.（10分）水上闯关类游戏中，经常有一种“大转盘”的关卡。如图所示，一个圆盘正在绕一通过它中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，在圆盘上有一名质量为M的闯关者（可视为质点）到转轴的距离为d，已知闯关者与圆盘之间的滑动摩擦因数为μ，且闯关者与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，为了使闯关者与圆盘保持相对静止，求：

（1）圆盘的转动角速度的取值范围；

（2）若圆盘转动的角速度为，则该闯关者受到的摩擦力为多少？

17.（12分）2021年5月29日，中国空间站天和核心舱迎来第一位“访客”，空间站与天舟二号货运飞船形成组合体；6月17日，神舟十二号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱向前端口，“天和”“天舟”“神舟”构成三舱组合体，若给神舟十二号装配离子发动机，离子发动机基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为飞船提供推力神舟十二号飞船的质量为，离子以的速率远大于探测器的飞行速率）向后喷出，流量为（流量指单位时间内喷射的质量）在神舟十二号成功对接于空间站和天舟二号组合体后，发动机工作测出的三舱组合体速度变化是。求：

（1）神舟十二号飞船获得的平均推力大小

（2）空间站与天舟二号组合体的质量

18.（14分）天问一号火星探测器在成功抵达火星之后被一分为二，其中一部分继续围绕火星轨道绕行，而另一部分携带着“祝融号”火星车成功着陆火星表面。在论证着陆方案时其中之一是气囊包裹法，假设携带“祝融号”火星车部分在距火星地面时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的“祝融号”下落到地面后又弹跳到高处，这样上下碰撞了若干次后，才静止在火星表面上。假设“祝融号”下落及反弹运动均沿竖直方向。已知火星的半径为地球半径的二分之一，质量为地球的九分之一，地球表面的重力加速度为。

（1）根据上述数据，求火星表面的重力加速度。

（2）若被众气囊包裹的“祝融号”第一次碰撞火星地面时，其机械能损失为其碰撞地面前机械能的10%，不计空气的阻力，求“祝融号”与降落伞脱离时的速度。

（3）若“祝融号”第二次碰撞火星地面时，机械能损失仍为其碰撞地面前机械能的10%，不计空气阻力，求“祝融号”第二次碰撞火星表面后弹跳的最大高度。（计算结果均保留两位有效数字）

高一物理参考答案

1.D解析：地毯柔软，与杯子的作用时间较长，根据动量定理，作用力小，D正确。

命题意图：本题以生活中杯子落在地面为背景，考查动量定理知识，主要考查理解能力、科学态度与责任的学科素养，突出对基础性、应用性的考查要求。

2.A解析：a、b两点做周期相同的圆周运动，半径不同，角速度相同，线速度不同，向心加速度不同，A正确。

命题意图：本题以自行车转弯为背景，考查圆周运动相关概念知识，主要考查模型建构能力，体现科学思维，突出对基础性、应用性的考查要求。

3.B解析：高铁列车匀速运行，牵引力等于阻力，则牵引力，牵引力的功率，列车运行时间，所以消耗的电能，因此消耗的电能之比为25：49，B正确。

命题意图：本题以高铁列车运行中阻力与速度关系为情境载体，考查功率概念能量守恒等知识，主要考查推理论证能力、体现科学思维、科学态度与责任的学科素养，突出对基础性、应用性的考查要求。

4.C解析：两卫星相对于两个大物体的中心基本保持静止，因此绕地球做圆周运动的周期相等，角速度相等，处于点上的卫星做圆周运动的半径比处于点上的卫星大，所以处于点上的卫星速度大，动能大，C正确。

命题意图：本题以拉格朗日点为背景模型，过分析卫星运动考查线速度、角速度、周期相关内容，主要考查理解能力、推理论证能力，突出对基础、应用性的考查要求。

5.A解析：碰撞过程内力远大于外力，动量近似守恒，以向北为正方向，有：，且满足，解得，A正确。

命题意图：本题以汽车事故为情境载体，考查动量守恒定律，主要考查理解能力、推理论证能力，体现科学思维、科学探究。

6.D解析：b做匀速圆周运动，合力指向圆心，A错误；两游客速率相等，向心力大小相等，方向指向圆心，如图，根据照片可得，，游客a所处位置，根据余弦定理，时F最小，所以过山车给游客a的作用力小于给游客b的作用力，D正确。

命题意图：本题以过山车为情境载体，考查向心力等必备知识，主要考查推理论证能力、模型建构能力，体现科学思维、科学探究。

7.A解析：电梯运送乘客自静止开始，最终也静止。该过程动能变化为零，根据动能定理，，解得，A正确。

命题意图：本题以电梯对重为情境载体，考查能量守恒、功能关系，考查理解能力、推理论证能力、体现科学思维、科学态度与责任的学科素养，突出对基础性、应用性的考查要求。

8.C解析：根据图像判断两冰壶在t=3.0s时发生碰撞，此时冰壶甲速度为，碰后冰壶甲速度为，设碰后冰壶乙速度为，根据动量守恒定律得：，解得，所以机械能损失，C正确。

命题意图：本题以冰壶运动情境为载体，考查动量守恒和能量关系，主要考查理解能力、推理论证能力，考查物理观念、科学思维，突出对综合性、应用性的考查要求。

9.BD解析：天问一号在地球附近脱离地球束缚，没脱离太阳束缚，因此发射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，B正确；到达火星附近，如果不做减速，天问一号将沿地火转移轨道继续绕太阳做椭圆运动，因此需要在火星附近减速才能被火星捕获，D正确。

命题意图：本题以天问一号发射情境为载体，考查第二宇宙速度问题，主要考理解能力、推理论证能力，体现科学思维、科学态度与责任的学科素养，突出对综合性、应用性的考查要求。

10.AD解析：设细绳a，b与竖直方向的夹角分别为α和β，，所以两球A和B的向心加速度分别为，A正确；根据r，可知B错误；根据，可知C错误；相同的小球，动能与速度的平方成正比，D正确。

命题意图：本题以两个小球圆锥摆情境为载体，考查力和运动的关系，主要考查理解能力、推理论证能力，考查科学思维。

11.AC解析：v—t图像围成的面积表示位移，，根据动能定理得：，解得，A，C正确。

命题意图：本题以山东舰舰载机着舰为载体，考查v—t图像和动能定理，考查理解能力、推力能力和分析综合能力，体现科学思维、科学态度与责任的学科素养。

12.AD解析：当汽车速度刚好达到最大值时，合外力为零，即，当汽车速度达到时，由牛顿第二定律可得：，联立可得：，A正确，B错误；汽车速度由0增至的过程，功率不恒定，所以选项C错误，在时间内汽车为恒功率加速过程，由动能定理可得：，联立可得：，D正确。

命题意图：本题以机车启动为情境载体，考查牛顿第二定律、动能定理等必备知识，主要考查推理论证能力、模型建构能力，体现科学思维、科学态度与责任的学科素养，突出对基础性、应用性的考查要求。

13.答案：（每空4分）（1）B（2）C

解析：（1）该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能守恒。如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体运动的规律求解速度，那么就不需要验证了。其中A，C两项都是运用自由落体运动的规律求解的，故AC错误；B是运用匀变速直线运动的规律求解的，所以B正确。

（2）在验证机械能守恒定律的实验中，有：，则有﹐g是常数，所以图像为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g，即重力加速度，故选C.

命题意图：本题以课本实验为基础，考查验证机械能守恒定律实验，考查学生对实验原理的理解、考查实验探究能力和科学探究能力。

14.答案：（每空2分）（1）B（2）0.880  2.50（3）0.546

解析：（1）根据滑块A的质量，滑块B的质量，滑块A碰后速度小于碰前速度，所以纸带B端与小车相连。

（2）根据速度的定义，滑块运动的瞬时速度大小，纸带上相邻两点的时间间隔为，则可视为很短。

设滑块A碰撞后瞬时速度大小为，

设滑块B碰撞后的速度大小为，

代入题给实验数据得.

（3）两滑块碰撞后的动量.

命题意图：本题通过滑块碰撞过程考查动量守恒定律实验，考查对动量守恒定律的理解能力，实验数据处理能力和科学探究能力。

15.（8分）答案：（1）（2）

解析：（1）设火星的质量为M，则火星对天问一号的引力

设火星表面有一质量为m的物体则.

由以上两式解得：

（2）火星对天问一号的引力提供了向心力有：

解得：

命题意图：本题以“天问一号”围绕火星运行情境为载体，考查对天体环绕模型基础知识的理解能力和推理能力，重点考查物理观念。

16.（10分）答案：（1）（2）

解析：（1）当摩擦力达到最大静摩擦力时，角速度最大，设此时角速度为，则

解得：

所以圆盘转动的角速度的取值范围为

（2）由于时，闯关者与转盘间的静摩擦力提供向心力，则

解得：

命题意图：本题以闯关游戏中人在转盘上的圆周运动为载体，考查对圆周运动的临界问题和向心力问题的理解能力和推理能力，重点考查物理观念和科学思维。

17.（12分）答案：（1）（2）

解析：（1）设时间内发动机喷出离子的质量为，对这部分离子，根据动量定理有

联立可得：

由牛顿第三定律知，飞船受到的平均推力与F等大反向，故飞船获得的平均推力大小为，

（2）三舱组合体的加速度为

对整体，由牛顿第二定律得：

解得空间站与天舟二号组合体的质量为

命题意图：本题以神舟十二号和空间站对接为载体，考查动量定理和牛顿运动定律，考查理解能力、建模能力和应用数学处理物理问题的能力，重点考查科学思维。

18.（14分）答案：（1）（2）（3）

解析：（1）在星球表面有：

可得

（2）设探测器在高处向下的速度为，则有：

代入数据，解得：

（3）设“祝融号”第二次碰撞火星表面后弹跳的最大高度为，则

命题意图：本题以“祝融号”降落火星为背景，考查天体运行和能量守恒的知识，考查学生的理解能力、逻辑推理能力和应用数学处理物理问题的能力，重点考查物理观念中的能量观。