上海市建青实验学校2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

2022学年第二学期高一物理期末考试卷考试说明：试卷满分100分，考试时间60分钟。一、选择题（单选，共20题，每题3分，共60分）1.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（）A.同时的绝对性与同时的相对性B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D.相对性原理与光速不变原理【答案】D【解析】【详解】爱因斯坦提出的狭义相对论两条基本假设是：相对性原理与光速不变原理，其他内容均建立在这两点的基础之上；故选D.2.匀速圆周运动是一种（　　）A.匀加速运动B.变加速运动C.速度不变的运动D.向心力不变的运动【答案】B【解析】【详解】匀速圆周运动的速度、加速度和向心力都是大小不变，方向不断变化，所以匀速圆周运动的速度、加速度和向心力都不断变化，是一种变加速运动。故选B。3.如图所示的陀螺，是汉族民间最早的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看（俯视），若陀螺立在某一点逆时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能如图（　　） A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】做曲线运动的物体，速度方向沿切线方向，所以当墨水被甩出后，从上往下看，运动径迹如选项C所示。故选C。4.修正带结构如图所示，大小齿轮相互咬合，且大、小齿轮的半径之比为，a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，则a、b点的角速度大小之比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，线速度相同，由可得 故选B。5.2016年科学家首次宣布探测到引力波，引力波的发现成为以下哪个理论的实验证据（　　）A.牛顿运动定律B.万有引力定律C.狭义相对论D.广义相对论【答案】D【解析】【详解】在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。引力波的发现验证了爱因斯坦的广义相对论。ABC错误，D正确。故选D。6.有一艘从地球匀速飞向太空的宇宙飞船，地球上的观察者发现宇宙飞船上的钟比地球上的走得慢，则宇宙飞船上的观察者（　　）A.也认为自己的钟比地球上的走得慢B.发现飞船上钟的快慢与其在地球上时确实有变化C.发现地球上的钟比飞船上的走得慢D.认为地球上观察者记录的时间不准确【答案】C【解析】【详解】根据钟慢效应，宇宙飞船高速飞向太空时，地球上的观察者会发现宇宙飞船上的钟比地球上的走得慢，而飞船的人观察飞船是不运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时；而飞船相对地球是运动的，则飞船上的观察者观察到地球上时间进程变慢了，即发现地球上的钟比飞船上的走得慢，则选项ABD错误，C正确。故选C。7.A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示．当它们随地球自转时，它们的角速度分别是A、B，它们的线速度大小分别是vA、vB下列说法正确的是（） A.A=B，vA<vBB.A=B，vA>vBC.A<B，vA=vBD.A>B，vA<vB【答案】A【解析】【详解】A与B均绕地轴做匀速圆周运动，在相同的时间转过的角度相等，由角速度的定义式，A、B角速度相等，即A=B；由角速度与线速度关系公式v=ωr，B的转动半径较大，故B的线速度较大，即vA<vB；A.A=B，vA<vB．与结论相符，故A正确；B.A=B，vA>vB．与结论不符，故B错误；C.A<B，vA=vB．与结论不符，故C错误；D.A>B，vA<vB．与结论不符，故D错误．8.物体做下列几种运动，其中遵守机械能守恒是（　　）A.自由落体运动B.在竖直方向做匀速直线运动C.在水平面内做匀变速直线运动D.在竖直平面内做匀速圆周运动【答案】A【解析】【详解】A．自由落体运动的物体，只有重力做功，所以机械能守恒，故A项正确；B．在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，势能不断变化，所以机械能不守恒，故B项错误； C．在水平面内做匀变速直线运动，除势能不变，动能不断变化，所以机械能不守恒，故C项错误；D．在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，但势能不断变化，所以机械能不守恒，故D项错误。故选A。9.汽车上坡时，保持发动机的输出功率不变，要增大牵引力，其速度应（　　）A.增大B.保持不变C.减小D.先增大后不变【答案】C【解析】【详解】根据功率的表达式，汽车上坡时，保持发动机的输出功率不变，要增大牵引力，其速度应减小，故C正确，ABD错误。故选C。10.一物体置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力F1、F2作用，如图，经一段位移，F1做功为3J，克服F2做功为4J，则F1、F2的合力做功为（　　）A.5JB.10JC.-1JD.7J【答案】C【解析】【详解】ABCD．由题意可知故C正确，ABD错误。故选C。11.如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，速度大小分别为vA和vB，重力的功率分别为PA和PB，则（　　） A.vA=vB，PA=PBB.vA=vB，PA>PBC.vA>vB，PA>PBD.vA>vB，PA=PB【答案】B【解析】【详解】下落过程中，仅重力做功，由机械能守恒得解得设速度方向与重力方向夹角为，由功率的表达式得A球速度方向与重力方向同向，故PA>PB故B正确，ACD错误。故选B。12.如图所示，滑块M能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连支架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮将滑块M与另一质量为m的物体相连，当离心机以角速度ω匀速转动时，M离轴为r，且恰能稳定转动，当离心机转速增至原来的3倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则（　　）A.M所受向心力变为原来的4倍B.M的线速度变为原来的2倍 C.M离轴距离变为原来的D.M离轴距离变为原来的4倍【答案】C【解析】【详解】A．转速增加，再次稳定，M做圆周运动的向心力仍由绳子的拉力提供，又因为拉力所以向心力不变，A错误；BCD．转速增至原来的3倍，根据则角速度变为原来的3倍，根据向心力不变，则r变为原来的，根据线速度变为原来的，C正确，BD错误。故选C。13.如图，一盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，整袋水的重力势能变化情况是（　　）A.增大B.不变C.减小D.先增大后减小【答案】A【解析】【详解】人从侧面缓慢推袋壁使它变形，人对水做了功，水的机械能变大，但水的动能不变，所以水的重力势能变大。故选A。14.子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入，B位置射出，如图所示)．OA、OB之间的夹角 ，已知圆筒半径R=0.5m，子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用)，则圆筒的转速可能是：A.20r/sB.60r/sC.100r/sD.140r/s【答案】C【解析】【详解】OA、OB之间的夹角θ=，所以A与B之间的距离等于R，在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n-）π，n=1、2、3…，则时间：t=，（n=1、2、3…）．所以子弹的速度：，（n=1、2、3…）解得：ω＝2(2n−)π•v，（n=1、2、3…）．则：；转速：，（n=1、2、3…）；当n=1时，N＝×60＝100r/s；当n=2时，N＝×60＝220r/s； A．20r/s，与结论不相符，选项A错误；B．60r/s，与结论不相符，选项B错误；C．100r/s，与结论相符，选项C正确；D．140r/s，与结论不相符，选项D错误；故选C．点睛：解决本题的关键知道圆筒转动的周期性，结合转过角度的通项式得出运动的时间，抓住子弹飞行的时间和圆筒转动时间相等进行求解．15.物体受水平方向力作用，在水平面上运动一段距离，其作用力F与位移的关系如右图，则此过程中F对物体做功为（　　）A.120JB.150JC.180JD.210J【答案】B【解析】【详解】此过程中F对物体做功为B正确，ACD错误。故选B。16.一质量为m的物块静止在光滑水平地面上，从t=0开始，将一个大小为F，方向与水平方向成θ角的拉力作用在物块上，如图所示，物体沿水平方向运动了时间t1，则在t1时刻F的功率是（　　） A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】对物块受力分析可知，物块受重力、支持力和力F的作用，由牛顿第二定律可得Fcosθ=ma则t1时刻的速度为则在t1时刻F的功率是故选D。17.不属于功率单位的是（）AWB.C.D.【答案】D【解析】【详解】功的国际单位是焦耳，根据功的表达式可知功的单位为功率的国际单位是瓦特，根据功率的表达式可知功率的单位为 可知选项ABC都是功率的单位，选项D不是功率的单位。故选D。18.甲、乙两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量m甲=2m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为A.4∶1B.1∶4C.8∶1D.1∶8【答案】C【解析】【详解】设地球的质量为M，根据万有引力定律，卫星受到的万有引力为：；由于其质量m甲=2m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为8：1；A．4∶1，与结论不相符，选项A错误；B．1∶4，与结论不相符，选项B错误；C．8∶1，与结论相符，选项C正确；D．1∶8，与结论不相符，选项D错误；19.两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，它们的半径之比为1：8，则它们运动周期之比为（　　）A.1：2B.1：4C.1：8D.1：16【答案】D【解析】【详解】根据开普勒第三定律可知解得故选D。20.如图，物块以60J的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J。以斜面底端为零势能面，该物体在上升过程中动能和重力势能相等时的动能大小为（　　） A.12JB.20JC.25JD.24J【答案】D【解析】【详解】设上升最大高度为，斜面倾角为，摩擦力大小为，则有根据动能定定理可得联立可得设物体在上升过程中动能和重力势能相等时的高度为，则有根据动能定定理可得联立可得则有解得 故物体在上升过程中动能和重力势能相等时的动能大小为故选D。二、综合题（共4题，40分）21.质量为2kg的小球从离地3米高处以2m/s的初速度水平抛出（以地面为零势能面），求：(1)小球被抛出时势能；(2)小球落地时机械能；(3)小球落地时的速度大小。【答案】（1）60J；（2）64J；（3）8m/s。【解析】【详解】(1)小球抛出时的势能为：；（2）抛出时的动能为：落地的机械能等于抛出时的机械能，则有：；（3）落地的机械能为：解得落地的速度为：。【点睛】本题考查了动能、重力势能以及机械能的基本运用，知道小球平抛运动的过程中机械能守恒，基础题。22.树上与A等高的P处有一个质量m=0.3kg的苹果，先被果农摘下放置在B处的篮子里，然而篮子不慎倾斜，该苹果下落至地面，后又滚落至坑底D处。若g=10m/s2，则该苹果从P 到D的过程中（1）重力势能的变化量为？（2）此苹果从P到C的过程中受力过于复杂，试说明此过程能求出重力做功的数值吗？为什么？。（回复“能”或“不能”，并说明原因）【答案】（1）15.6J；（2）能；重力重力做功与路径无关，只与初末两态的位置有关。【解析】【详解】（1）该苹果从P到D的过程中，重力势能的减小量为（2）能求出从P到C苹果重力做功的数值；因重力重力做功与路径无关，只与初末两态的位置有关。23.如图所示，AB为光滑的长直轨道，与水平方向的夹角为37°，BC为光滑曲线轨道，两段轨道在最低点B处光滑连接，B点和C点离水平地面的高度分别为h1=0.4m，h2=0.8m。一质量m=0.20kg的小环套在轨道AB上，由静止开始释放，到达B点时的速度vB=4.0m/s。试回答下列问题：（1）小环被释放时的位置距离地面的高度h；（2）小环运动到C处时的速度vC的大小；（3）以地面为零势能面，找出小环运动过程中动能和势能相等的位置。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）从A点到B点由机械能守恒可得解得所以小环被释放时的位置距离地面的高度（2）从B点到C点由动能定理可得解得（3）假设小环运动过程中动能和势能相等的位置的离地高度为，则解得24.如图（甲）所示是滑雪大跳台比赛场景，现将运动员的比赛过程简化为图（乙），设质量为m=50kg的运动员，以水平初速度从P点冲上半径为R=2m的圆弧跳台，离开跳台后运动至最高位置M点，速度为5m/s，且沿水平方向，之后运动员落在了倾角为θ=53°的斜坡，落点速度方向恰与斜坡平行。（忽略运动员及滑雪板在运动过程中受到的摩擦力和空气阻力，并 将其看成质点，已知tan53°=）。求（1）运动员刚过P点时，对圆弧跳台的压力N；（2）运动员在最高点M时，离平面PQ的竖直高度HPQ；（3）运动员从M落到N点所用的时间t。【答案】（1）3500N；（2）4.75m；（3）【解析】【详解】（1）运动员离开圆弧跳台时，有根据动能定理可得根据向心力公式可得联立可得根据牛顿第三定律可知，运动员对圆弧跳台的压力（2）运动员离开圆弧跳台时，竖直方向速度为则上升的高度为 运动员在最高点M时，离平面PQ的竖直高度（3）运动员落到N时竖直速度为可得