陕西省宝鸡市陈仓区2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

2021-2022学年度第二学期期末考试题

高一物理

一、选择题：每小题4分，共60分。第1-10题所给选项中，只有一项符合题目要求。第11-15题所给选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。

1．登山，不仅可以强身健体，还可领略大自然的旖旎风光，陶冶人的情操。一位登山爱好者从某网红登山地山脚的A点登至山顶上的B点，这一过程中登山者克服重力做了一定的功，下列所述因素中与登山者克服重力做功多少无关的是

A．登山者连同所携带的装备的质量

B．当地的重力加速度的大小

C．B点与A点的高度差

D．登山者由A点登至B点的路线

2．有弹性的物体，在发生形变、恢复形变的过程中会对外做正功或负功。如图所示的蹦床运动中，从美女接触床面到离开床面，蹦床对美女做功，蹦床的弹性势能发生变化。下列关于蹦床、美女做功及蹦床的弹性势能变化情况的说法，正确的是

A．蹦床对美女做正功过程中，蹦床的弹性势能增加

B．蹦床对美女做负功过程中，蹦床的弹性势能减少

C．美女对蹦床做正功过程中，蹦床的弹性势能增加

D．美女对蹦床做负功过程中，蹦床的弹性势能增加

3．自然界存在着各种运动形式，每一种运动形式对应一种形式的能，与物体的机械运动相对应的是机械能，而机械能又有动能与势能之分。如图所示，带有光滑圆弧轨道的质量为M的小车A静置于光滑平面上，在一质量为m的小物块B自圆弧轨道顶端由静止开始滑下的同时释放小车A，则关于从小物块开始下滑至离开小车过程的下列说法，错误的是

A．小物块B的重力势能减少

B．小车A的动能增加

C．小车A的机械能增加

D．小物块B减少的重力势能等于小车A增加的动能

4．小球撞击轻弹簧，是力学问题的常见情景。如图所示，原长为l的轻弹簧竖直固定在水平地面上，在弹簧正上方距弹簧上端h处，将质量为m的小球由静止释放，小球落在弹簧上并压缩弹簧至最短，此时弹簧的压缩量为d。重力加速度为g，不计空气阻力，不计小球接触弹簧时的机械能损失，则弹簧被压缩至最短时增加的弹性势能为

A．    B．   C．mgh    D．mgd 

5．从2013年北京、张家口联合申办冬奥会开始，习近平主席就曾在多个公开场合表现出对冰雪运动的重视“带动三亿人参与冰雪运动”是习近平主席对开展群众性冰雪运动的谆谆嘱托，也是中国冰雪运动发展的重要目标。质量为60 kg的滑雪运动员从雪道上的某点腾空而起，空中飞行一段时间后落在雪道上，落点与腾空起点的竖直距离为10 m，空中飞行过程中运动员克服阻力做功100 J。重力加速度取g=10 m/s2，则关于运动员空中飞行过程的下列说法正确的是

A．他的动能增加了6000 J

B．他的机械能减少了100 J

C．他的重力势能减少了5900 J

D．他的机械能保持不变

6．历史上曾有许多人企图发明制造永动机，先是第一类永动机，后是第二类运动机，都成了镜花水月。正是对运动机不可能的论证中，人类发现了能量守恒定律及能量转化的方向性。关于永动机，下列说法正确的是

A．第一类永动机违背了机械能守恒定律

B．第二类永动机违背了能量守恒定律

C．第二类永动机违背了能量转移转化的不可逆性

D．随着科技的发展和人类的进步，第一类永动机终会成功

7．“君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。 君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”是李白的《将进酒》中的诗句，从物理的角度理解诗句，下列说法正确的是

A．黄河之水奔流过程中，重力对流水不做功

B．一定质量的黄河水奔流过程中，机械能守恒

C．可以使黄河水由入海口回到发源地而不引起其它变化

D．黄河水流经发电站时，水的一部分机械能转化成电能

8．光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104 J的太阳能量，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为

A．7 kW    B．8.4 kW    C．70 kW      D．420 kW

9．北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。火箭飞行过程中，在离地面高h处时刘洋所受地球的万有引力减少到发射时的一半。将地球视为均匀球体，地球半径为R，则h与R的关系正确的是

   A．     B．    C．h=R    D．h=2R   

10．2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车组合体着陆，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了中国航天史无前例的突破，天问一号，成为中国首颗人造火星卫星。如图是天问一号拍摄的火星表面照片。已知地球与火星的质量之比为p，半径之比为q。将地球及火星均视为均匀球体，不计地球、火星的自转，则地球表面的重力加速度与火星表面的重力加速度之比为

A．      B．     C．      D．

11． 2022年3月，中国航天员覆志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课，通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们

A．所受地球引力的大小近似为零

B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等

D．随飞船做圆周运动的加速度大小等于飞船轨道上的重力加速度大小

12．我国的北斗卫星导航系统由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统，该系统的性能及精度均处于世界领先地位。该系统中的5颗地球静止轨道卫星，一定相同的是

A．质量                B．轨道半径

C．轨道平面            D．速率

13．视力超好但数学能力较差的丹麦天文学家第谷（1546.12.14-1601.10.24）临终之际，将他观测记录的行星运动数据无私交给他的学生兼助手，数学能力很强的德国天文学家开普勒（1571.12.27-1630.11.15），开普勒利用这些数据通过数学推理，终于发现了行星运动的规律，史称开普勒是行星运动的第一位立法者，他发现的规律就是开普勒行星运动定律。行星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行（公转），根据开普勒行星运动定律可知，下列说法正确的是

A．行星公转轨道的一个焦点是重合的，太阳就处在这个重合的焦点上

B．行星公转的速率都随时间发生周期性变化，行星距太阳最近时速率最大，距太阳最远时速率最小

C．火星、木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D．在同一时间内，各行星与太阳连线扫过的面积相等

14．蹦极是起源于南太平洋瓦努阿图群岛，风靡全球的一项惊险刺激的户外运动。一蹦极者身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是

A．从蹦极者开始下落到最终停止，他的重力势能始终减小

B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，蹦极绳的弹性势能增加

C．蹦极过程中，蹦极者、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D．蹦极过程中，蹦极者重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

15．在牛顿所处的时代，对于天体运动的向心力，好多人都已经猜测到天体间存在引力，且引力的大小与两天体间的距离的二次方成反比，史称平方反比猜测，但只有牛顿利用已有物理理论，通过创造性的思维方式，运用数学推理、月地检验证明了平方反比猜测，发现了万有引力定律。关于万有引力定律的发现，下列说法正确的是

A．牛顿将太阳、地球均视为质点，将地球绕太阳的运动轨迹视为圆

B．牛顿研究地球绕太阳的运动时，忽略了其它天体对地球的引力

C．万有引力定律的发现，与开普勒行星运动定律无关

D．发现万有引力定律不久，牛顿又通过实验测出了万有引力常量的值

二、实验题：共2小题，共12分。

16．（5分）如图是利用小圆柱的摆动验证机械能守恒定律的实验。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定在O点，在最低点附近放置一组光电门。将轻绳拉至水平后由静止释放，用光电门测出小圆柱运动到最低点的挡光时间为Δt，用游标卡尺测出小圆柱的直径为d。则

（1）小圆柱经过最低点时的速度大小v=       ；

（2）测出悬点到圆柱重心的距离l，用d表示圆柱的直径。改变l，多次操作，测出l及相应的挡光时间Δt。以    为纵轴、为横轴，利用测得的数据描点连线，若得到的图像是过原点的倾斜直线，则可验证机械能守恒定律。

17．（7分）在一定的条件下，运动过程中物体系统的机械能守恒。图甲、图乙是利用重物的下落运动验证机械能守恒定律的两种常见实验装置。两种装置中，都是由纸带上被打出的点及其它测量数据计算运动过程中物体系统减少的重力势能和增加的动能，已知重力加速度为g，所使用的交流电的频率为f。

（1）为减小实验误差，也为简化操作，关于两种装置对应的操作，下列说法正确的是

A．两种装置都应先接通打点计时器电源，再释放重物

B．两种装置都必须测量重物的质量

C．使用电火花计时器比使用电磁打点计时器更合理

D．装置甲中，重物B的质量应大于重物A的质量

（2）图丙是按正确的方法操作时获得的一条纸带，图中的点都是计时点，O是打出的第一个点。若纸带是利用甲装置实验时打出的，将两重物的质量分别用mA、mB表示，则从打出点O到点C过程中，重物系统减少的重力势能ΔEP=       ，增加的动能ΔEk=        。 

三、计算题：共3小题，共28分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位。

18．（7分）在水平面蹬自行车达到一定速度后，即使不再蹬，自行车也会滑上前面的坡道，若不计空气阻力及路面的摩擦力，这一过程可见简化成小球以初速度滚上光滑斜面模型。如图所示，质量为m的小球以速度vo在光滑水平面上向着倾角为α的光滑斜面运动，恰能上至斜面顶端，不考虑空气阻力及小球滚上斜面瞬间的能量损失，重力加速度为g，求：

（1）小球滑至斜面顶端时的动能；

（2）小球从水平地面滑至斜面顶端增加的重力势能；

（3）斜面的高度。

19．（9分）第24届冬奥会于2022年初在北京成功举行，跳台滑雪是这届冬奥会的重要赛事，女孩谷爱凌在这次冬奥会上赚足了人气。如图，一跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员连同装备的质量m=50 kg。不计空气阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；重力加速度g取10 m/s2）求：

（1）从O点到A点运动员减少的重力势能；

（2）运动员离开O点时的动能；

（3）运动员落到A点时的动能。

20．（12分）若不计天体的自转，天体表面上或表面附近的物体的重力等于物体所受的万有引力，这一关系常用于天体问题的相关计算。中国“嫦娥工程” 的“绕”“落”“回”三步走战略已实现，预计2035年前后中国宇航员将登上月球。届时假设中国宇航员在月球表面h高度由静止释放一石子，测得石子空中运动时间为t。已知万有引力常量为G，月球半径为R，将月球视为均匀球体，忽略月球的自转。求：

（1）月球表面的重力加速度的大小；

（2）月球的密度；

（3）月球的第一宇宙速度。

高一物理参考答案

一、选择题

二、实验题

16.（1）     （2）

17.（1）ACD    （2）  

三、计算题

18.（1）0   （2）    （3）

19. （1）22500 J  （2）10000 J     （3）32500 J

20. （1） （2）    （3）