2021-2022学年上海市第十中学高一（下）期末阶段练习物理试题含解析

2021-2022学年上海市第十中学高一（下）期末阶段练习物理试题

物理试卷

一、选择题（共80分，第1-25小题，每小题2分；第26-35小题，每小题3分。每小题只有一个正确选项）

1. 下列说法符合物理学史的是（   ）

A. 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

B. 牛顿提出了万有引力定律，是第一个“能称出地球质量”的人

C. “月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律

D. 经典力学理论在天体力学研究中，取得了巨大的成就，大到天体，小到微观粒子均适用

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．开普勒提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，A错误；

B．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，被人们称为“能称出地球质量的人”，B错误；

C．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律，C正确；

D．经典力学只适用于宏观物体和低速运动的问题，不适用于微观物体和高速运动的问题，D错误。

故选C。

2. 经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”是指（　　）

A. 声音在空气中的传播速度

B. 第一宇宙速度

C. 高铁列车允许行驶的最大速度

D. 接近真空中光的传播速度

【答案】D

【解析】

【详解】相对论的创始人是爱因斯坦，据相对论理论，时间、空间与物体的运动速度有关，如：相对质量公式为

是物体静止时的质量，M是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速．所以这里的：“高速”应该是指接近真空中光的传播速度。

故选D。

3. 设某人在速度为0.5c飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是（　　）

A. 飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c

B. 飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c

C. 在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是

D. 在地面上任何地方观察者看到的光速都是c

【答案】D

【解析】

【详解】根据狭义相对论的两个基本假设之一：光速不变原理可知，即光在真空中沿任何方向传播速度都是c，则观察者在地面上和在飞船中观测光的速度均为c。

故选D。

4. 恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和最终死亡的过程。超巨星、巨星、 白矮星和黑矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态，这四种形态中存在年龄最大的是（　　）

A. 超巨星 B. 巨星 C. 白矮星 D. 黑矮星

【答案】D

【解析】

【详解】恒星演化过程大致为：原始星云原恒星巨大恒星超巨星超新星白矮星黑矮星，可知存在年龄最大的是黑矮星，D正确，ABC错误；

故选D。

5. 有关匀速圆周运动的特点正确的是（　　）

A. 速度不变，加速度不变 B. 速度变化，加速度不变

C. 速度不变，加速度变化 D. 速度变化，加速度变化

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向是切线方向，时刻改变，故速度是变化的；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向不断改变，故加速度也是改变的，故选D。

6. 若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，如图所示，则可能的轨迹是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】物体做曲线运动时，某点的速度方向为该点的切线方向，合力方向与速度方向不在同一直线上，且指向曲线弯曲的内侧，轨迹在合力与速度之间，C正确，ABD错误；

故选C。

7. 将自行车转弯近似看成它绕某个定点O（图中未画出）做圆周运动。如图所示为自行车转弯过程中某时刻的俯视图，A点、B点分别为自行车前、后轮轴中心上的点，虚线表示前、后轮转弯的轨迹，则A点和B点的（　　）

A. 线速度相同

B. 角速度相同

C. 向心加速度相同

D. 线速度、角速度和向心加速度都不同

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】B．将自行车转弯近似看成它绕某个定点O（图中未画出）做圆周运动，则相当于轴同一转轴转动，所以A点和B点具有相同的角速度，则B正确；

ACD．但是A点和B点到圆心的距离不相等，则轨道半径不同，所以线速度不同，向心加速度也不同，且线速度与向心加速度的方向也不同，所以ACD错误；

故选B。

8. 一电动车在水平面内以恒定速率沿图示轨迹行驶，在a、b、c位置所受向心力大小分别为Fa、Fb、Fc则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据向心力公式

速率不变，图中，所以

故选A。

9. 如图所示，物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向上的速度vy（取向下为正）随时间变化的图象是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】平抛运动在竖直方向上是自由落体运，竖直方向的速度为

所以速度与时间成正比。

故选A。

10. 如图所示，A、B为小区门口自动升降杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的 过程，下列判断正确的是（　　）

A. A、B 两点线速度大小之比 1：2

B. A、B 两点角速度大小之比 1：1

C. A、B 两点向心加速度大小之比 1：2

D. A、B 两点向心加速度的方向不同

【答案】B

【解析】

【详解】AB． A、B 两点同轴转动，则角速度相等，即角速度大小之比 1：1；根据v=ωr可知，因为rA=2rB，则A、B 两点线速度大小之比 2：1，A错误，B正确；

CD．根据a=ω2r可知，因为rA=2rB，A、B 两点向心加速度大小之比 2：1，且A、B 两点向心加速度的方向相同，均指向转轴，CD错误。

故选B。

11. 关于运动的合成，下列说法不正确的是（　　）

A. 合运动的速度可能比分运动的速度小

B. 两个分运动的时间，一定与它们合运动的时间相等

C. 两个匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动

D. 两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，A正确；

B．分运动与合运动具有等时性，B正确；

C．两个匀速直线运动的合运动，则没有加速度，一定是匀速直线运动，C正确；

D．平抛运动是曲线运动，是水平匀速直线和竖直方向的自由落体运动的两个直线运动的合运动，所以两个分运动是直线运动的合运动，不一定是直线运动，D错误。

故选D。

12. 如图，光滑水平地面上一质量为3kg的物体，在F=10N的水平拉力作用下由静止开始移动2m，该过程中F做功为（　　）

A. 6J B. 15J C. 20J D. 30J

【答案】C

【解析】

【详解】根据功的定义为力乘以力的作用点在力方向的位移，有

故选C。

13. 下列说法中正确是（　　）

A. 力对物体做了负功，力和物体运动方向相反

B. 力对物体做功多，力一定大

C. 力对物体不做功，物体位移一定为零

D. 力对物体做了负功，也可以说成物体克服该力做了功

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

可知，大于90°时力对物体做负功，力和物体运动方向不一定相反，A错误

B．根据

可知，力对物体做功多，力不一定大，B错误；

C．根据

可知，力对物体不做功，物体位移不一定为零，C错误；

D．力对物体做了负功，也可以说成物体克服该力做了功，D正确；

故选D。

14. 功率大的机器和功率小的机器比较有（　　）

A. 功率大的机器做功多

B. 功率小的机器做功的时间较短

C. 功率大的机器在相同时间内能做的功较多

D. 功率大的汽车比功率小的汽车行走的距离大

【答案】C

【解析】

【详解】功率是描述做功快慢的物理量，功率大的机器做功快在相同时间内能做的功较多，做功多少、做功时间、做功距离与功率无关，ABD错误，C正确。

故选C。

15. 下列关于动能的说法正确的是（    ）．

A. 质量相等的甲、乙两个物体，甲的速度为，乙的速度为，那么甲的动能大于乙的动能

B. 质量越大的物体它的动能也越大

C. 动能是标量，没有方向

D. 动能大的物体速度也大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由动能定义式可知，甲的动能小于乙的动能，故A错误；

B．由动能定义式可知，质量越大，动能不一定越大，还与速度有关，故B错误；

C．由动能定义式可知，动能是只大小，没有方向的标量，故C正确；

D．由动能定义式可知，动能越大，速度不一定越大，还与质量有关，故D错误。

故选C。

16. 在已知万有引力常量的情况下，利用下列哪组数据，可以计算出地球密度（    ）

A. 已知地球半径和地面重力加速度

B. 已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期

C. 已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量

D. 已知同步卫星离地面高度和地球自转周期

【答案】A

【解析】

【详解】A．对地球表面物体，万有引力等于重力

可得

地球密度

A正确；

BD．对正常运行的卫星（含同步卫星，同步卫星的周期等于地球自转周期），引力提供向心力

可得

由于不知地球半径，所以无法得出地球密度，BD错误；

C．根据

可得

由于月球质量两边消去，又无法求出月球绕地球运动的轨道半径，也不知道地球半径，因此无法求出地球密度，C错误。

故选A。

17. 当重力对物体做正功时，物体的（ ）

A. 重力势能一定增加，动能一定减小

B. 重力势能一定减小，动能一定增加

C 重力势能不一定减小，动能一定增加

D. 重力势能一定减小，动能不一定增加

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：根据重力做功与重力势能变化的关系得：

当重力对物体做正功时，重力势能一定减小．根据动能定理知道：当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做功，所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功，也有可能为0，所以物体的动能可能增加，也有可能减小，也有可能不变．

故选D．

考点：重力势能的变化与重力做功的关系．

点评：解这类问题的关键要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化．根据力做功的正负来判断能的增减．

18. 用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面加速上升到某一高度。若不考虑空气阻力，则在此过程中（　　）

A. 力F做的功等于物体动能的增量

B. 力F做的功小于物体动能的增量

C. 力F和重力的合力所做的功等于物体动能的增量

D. 力F和重力的合力所做的功小于物体动能的增量

【答案】C

【解析】

【详解】若不考虑空气阻力，由动能定理可知力F和重力的合力所做的功等于物体动能的增量，ABD错误，C正确；

故选C。

19. 物体在下列运动过程中，当不计空气阻力时，机械能一定不守恒的是（　　）

A. 沿光滑斜面下滑的物体 B. 沿光滑曲面下滑的物体

C. 斜向上抛出的铅球 D. 匀速上升的电梯

【答案】D

【解析】

【详解】A．不计空气阻力时，沿光滑斜面下滑的物体只有重力做功机械能守恒，A错误；

B．不计空气阻力时，沿光滑曲面下滑的物体只有重力做功机械能守恒，B错误；

C．不计空气阻力时，斜向上抛出的铅球只有重力做功机械能守恒，C错误；

D．不计空气阻力时，匀速上升的电梯除了重力还有其他力做功机械能不守恒，D正确；

故选D。

20. 汽车以80kW的功率在水平公路上匀速行驶，速度大小为20m/s，则汽车行驶过程中受到的阻力大小为（　　）

A. 4N B. 40N C. 400N D. 4000N

【答案】D

【解析】

【详解】当汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，则

根据

可得

故选D

21. 质量10g、以0.80km/s飞行的子弹与质量60kg、以10m/s奔跑的运动员相比（     ）

A. 运动员的动能较大 B. 子弹的动能较大

C. 二者的动能一样大 D. 无法比较它们的动能

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：子弹的动能为；

运动员的动能为，所以子弹的动能较大，故选项B正确．

考点：动能

名师点睛；本题是对动能公式的直接应用，题目比较简单．

22. 洗衣机脱水桶上螺丝旋转半径为0.2m，转速为1200r/min，小螺丝转动周期和线速度大小分别为（　　）

A. 0.05s， B. 20s， C. 0.05s， D. 20s，

【答案】A

【解析】

【详解】

小螺丝转动周期大小为

线速度大小为

故选A。

23. 做匀加速直线运动的物体，速度从0增大到v，动能增加了ΔE1，速度从v增大到2v，动能增加了ΔE2，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可得

故选B。

24. 分别将三个小球从同一位置以相同速率向上、向下和水平抛出，不计空气阻力，在小球落到同一水平面时（　　）

A. 三小球的速率相同 B. 水平抛出时速率最大

C. 向上抛出时速率最小 D. 向下抛出时速率最大

【答案】A

【解析】

【详解】在不计空气阻力时，由动能定理可知将三个小球从同一位置以相同速率抛出时无论是向上、向下还是水平抛出，在小球落到同一水平面时三小球的速率相同，故选A。

25. 一台吊车的输出功率为，用该吊车将质量为2t的水泥板匀速吊起15m高需要的是（　　）

A. 3s B. 5s C. 10s D. 15s

【答案】B

【解析】

【详解】水泥板被匀速吊起，则其所受合力为零，即

由

可得

吊起15m高需要的时间为

故选B。

26. 如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（　）

A. 32J，4W B. 32J，8W

C. 16J，8W D. 16J，4W

【答案】D

【解析】

【详解】力F所做的功为，平均功率为，故D正确．

点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．

27. 我国航天事业处于世界领先地位。我国自行研制的风云二号气象卫星和神舟号飞船都绕地球做匀速圆周运动。风云二号离地面的高度是36000km，神舟号飞船离地面的高度是340km。①它们的线速度都大于第一宇宙速度；②风云二号的向心加速度小于神舟号飞船的向心加速度；③风云二号的线速度大于神舟号飞船的线速度；④风云二号的周期大于神舟号飞船的周期。以上说法中正确的是（   ）

A. 只有②④ B. 只有①③ C. 只有②③ D. 只有①④

【答案】A

【解析】

【详解】①③近地卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有

可得，第一宇宙速度为

风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有

可得，线速度为

可知，它们的线速度都小于第一宇宙速度，故①错误；由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的线速度小于神舟号飞船的线速度，故③错误；

②风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有

可得，向心加速度为

由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的向心加速度小于神舟号飞船的向心加速度，故②正确；

④风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有

可得，周期为

由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的周期大于神舟号飞船的周期，故④正确。

故选A。

28. 物体从某一高处平抛，初速度为，落地速度为，不计空气阻力，则物体在空中飞行时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意，根据速度的合成与分解可得物体落地时竖直分速度大小为

物体在空中飞行时间为

故选B。

29. 如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　）

A. mgh B. mgH C. mg（h+H） D. -mgh

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由题知，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间所处的高度为-h，故小球的重力势能为

故选D。

30. 一物体在地面附近以小于g的加速度沿竖直方向匀加速下降，运动过程中物体（　　）

A. 动能增大，机械能增大 B. 动能减小，机械能增大

C. 动能增大，机械能减小 D. 动能减小，机械能减小

【答案】C

【解析】

【详解】物体的速度增加动能增大，其向下做匀加速运动的加速度小于g，说明除重力外还有其他的力对物体做负功，物体的机械能减少，故选C。

31. 汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是（    ）

A. F逐渐减小，a逐渐增大

B. F逐渐减小，a也逐渐减小

C. F逐渐增大，a逐渐减小

D. F逐渐增大，a也逐渐增大

【答案】B

【解析】

【详解】汽车加速行驶，根据功率与牵引力的关系：

发动机的功率保持恒定，故牵引力随汽车速度增大而减小，而根据牛顿第二定律可知：

随牵引力减小而减小，故B正确，ACD错误。

故选B。

32. 质量为0.1kg的小球做自由落体运动，下落前2s内重力的平均功率和2s末重力的瞬时功率分别为（　　）

A. 10W，10W B. 10W，20W C. 20W，10W D. 20W，20W

【答案】B

【解析】

【详解】小球做自由落体运动在下落前2s内的位移为

则前2s内重力的平均功率为

小球做自由落体运动在下落2s末的速度为

则2s末重力的瞬时功率为

故选B。

33. 两个质量不相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶端由静止开始滑向底部，如图所示，则下面说法正确的是 ( )

A. 下滑过程中重力所做的功相等

B. 它们到达底部时动能相等

C. 它们到达底部时速率相等

D. 它们的机械能都相等

【答案】C

【解析】

【详解】两球的重力不相等，所下落的高度相等，所以下滑过程中重力对两球做的功不相等，故A错误；因为两球质量不相等，从相同高度静止滑下，所以两球所具有的机械能不相等，到达底部时，两球速率相等，但动能不相等，故BD错误C正确．故选C．

34. 如图，细线一端跨过定滑轮与水平地面上的物体相连，另一端在大小为F的恒力作用下移动距离h，物体沿地面移动的距离为s，绳与水平地面的夹角由变为。在此过程中，该恒力做功为（　　）

A. Fs B. Fh C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由功的定义可知此过程中，该恒力做功为

故选B。

35. 如图，小李将篮球从其球心离地高为h处，以大小为v的速度抛出，篮球恰能进入离地高为H的篮圈。设篮球质量为m，地面为零势能面，则球心经过篮圈时蓝球的机械能为（不计空气阻力和篮球转动的影响，重力加速度大小为g）（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】篮球做斜上抛运动的过程只有重力做功，机械能守恒，球在各处的机械能均相等，而取地面为零势能面，设球进框的速度为，有

则球心经过篮圈时蓝球的机械能为，故ABC错误，D正确。

故选D。

二、实验题（共12分，每空2分）

36. 通常情况下，地球上的两个物体之间的万有引力是极其微小以至于很难被直接测量，人们在长时间内无法得到引力常量的精确值，在___________发现万有引力定律一百多年以后的1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用如图1所示的扭秤装置，才第一次在实验室里比较精确地测出了万有引力常量。在图2所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是___________。（选填“甲”“乙”或“丙”）

【答案】    ①. 牛顿    ②. 乙

【解析】

【详解】[1]牛顿在开普勒等物理学家发现的行星运动规律的基础上总结和推理发现了万有引力定律；

[2]“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法为放大法，而甲图中采用的等效替代法，乙图采用的是微小量放大法，丙采用的是控制变量法，故与测量微小量的思想方法最相近的是乙图。

37. 几组同学进行了“探究平抛运动的特点”实验，具体如下（部分步骤省略）：

（1）如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；多次实验，结论不变。根据实验，___________（选填“能”或“不能”）判断出A球在水平方向做匀速直线运动。

（2）如图2所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上白纸上将留下一系列痕迹点。为了保证钢球从O点飞出的水平初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是_________。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末端水平

C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

D.挡板高度每次等距离变化

【答案】    ①. 不能    ②. BC

【解析】

【详解】（1）[1]无论在什么高度，两个小球都同时落地，说明两个小球在竖直方向运动完全相同，由于B小球做自由落体运动，因此可以判断出A球在竖直方向做自由落体运动；而在水平方向上没有任何比较，因此不能判断出A球在水平方向做何种运动；

（2）[2]A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误；

B．为保证小球到达斜槽末端时水平抛出，则必须要使斜槽末端水平，故B正确；

C．为保证小球到达斜槽末端的速度相同，则小球每次都从斜槽的同一位置从静止滚下，这样每次抛出的运动轨迹完全相同，故C正确；

D．移动水平挡板后只要能描出小球轨迹的点即可，则挡板的高度不需要等距离变化，故D错误。

故选BC。

38. 如图所示是在“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：

（1）本实验中，采用的传感器是___________（填写传感器名）。

（2）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据。

观察表格不难发现，两者之和（机械能）随测量位置的不同而不断增加，可能的原因是___________。

【答案】    ①. 光电门    ②. 摆球在运动过程中存在阻力

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中，采用的传感器是光电门；

（2）[2]由表中数据可知，重力势能越大即高度越高时两者之和（机械能）越大，可能的原因是摆球在运动过程中存在阻力。

三、计算题（共8分）

39. 质量为2t的汽车，保持40kW的功率行驶，能达到的最大速度为20m/s。求：

（1）它以最大速度前进时，所受阻力的大小；

（2）若汽车受阻力大小不变，它的速度为10m/s时加速度的大小。

【答案】（1）2000N；（2）1m/s2

【解析】

【详解】（1）根据

可知牵引力

当达到最大速度时，阻力和牵引力相等，故此时阻力

（2）若汽车受阻力大小不变，当速度为10m/s时，牵引力

根据牛顿第二定律可得

40. 若竖直平面内有一光滑轨道ABC如图所示，质量的小球从静止开始自A点沿着光滑曲面轨道运动，已知A、B两点离水平面的高度，。（

）。问：

（1）小球从A点到B点重力做功为多少？

（2）小球经过B点时的速度大小为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球从A点到B点重力做功为

（2）设小球经过B点时的速度大小为，由动能定理有

解得