上海市杨浦高级中学2021-2022学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

杨浦高级2021学年度第二学期期终测试高一物理试卷一、单项选择题（每题3分，共36分）1.关于恒星的演化，下列说法中正确的是（）A.小质量恒星燃料耗尽后会收缩成密度极大的白矮星B.恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星C.超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云，内部物质形成新的恒星D.星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，中子星就形成了【答案】B【解析】【详解】A．小恒星燃料耗尽后会收缩成白矮星，但密度并非极大，白矮星的密度小于中子星，故A错误；B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星，故B正确；C．超巨星爆炸后外层物质继续扩散到太空中，成为星云的组成部分，而后这些星云会收缩成为一颗新的恒星，故C错误；D．星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，恒星就形成了，故D错误。故选B。2.假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是这个人（　　）A.是一个矮胖子B.矮但不胖C.是一个瘦高个子D.瘦但不高【答案】D【解析】【详解】车内站着一个中等身材的人，说明不高；取路旁的人为惯性系，车上的人相对路旁的人高速运动，根据尺缩效应，人在运动方向将变窄，但在垂直于运动方向没有发生变化，所以观察的结果是这个人瘦但不高，故D正确，ABC错误。故选D。3.按照广义相对论，下列说法不正确的是（　　）A.引力场越强的位置，时间进程越快B.广义相对论可以解释引力红移现象C.物体之间的万有引力是时空弯曲的结果 D.由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星【答案】AC【解析】【详解】A．根据广义相对论在引力场中引力越强，时间进程越慢，故A错误，符合题意；B．强引力使时间进程变慢，光振动的周期变大，频率变小，波长变长，光谱线出现红移现象，故B正确，不符合题意；C．根据广义相对论知，时空弯曲是物体之间的万有引力作用的结果，物体之间的万有引力是时空弯曲的原因，故C错误，符合题意；D．由广义相对论可知，物质的引力使光线弯曲，我们有可能看到太阳后面的恒星，实际的空间是弯曲的，故D正确，不符合题意。故选AC。4.一个做匀速圆周运动的物体，其（　　）A.所受合外力为零B.机械能一定守恒C.动量保持不变D.向心力不做功【答案】D【解析】【详解】A．匀速圆周运动过程中，合力充当向心力，因向心力大小不变，方向始终指向圆心，所以合力时刻改变，且不为零，故A错误；B．如果在竖直面内做匀速圆周运动的物体，上升阶段重力势能增加，下降阶段重力势能减小，而动能不变，所以机械能不守恒，故B错误；C．匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，所以速度时刻改变，物体的动量也在不断变化，故C错误；D．由于向心力方向始终指向圆心，速度方向沿切线方向，所以向心力不做功，故D正确。故选D。5.张东的妈妈开着一辆新私家车在丘陵地区以较快速度行驶，地形如图所示，结果途中却爆了车胎，你认为爆胎可能性最大的地段是（　　） A.a处B.b处C.c处D.d处【答案】B【解析】【详解】在坡顶解得即在坡谷解得即越小，越大。则在b、d两点比a、c两点容易爆胎，而b点半径比d点小，则b点最容易爆胎。故选B。6.如图，飞机与货物以4m/s速度水平匀速飞行，同时以3m/s的速度匀速收拢绳索将货物接到飞机里，绳索始终竖直，该过程中（） A.绳索的拉力大于货物的重力B.货物相对地面做曲线运动C.货物的速度大小为7m/sD.货物的速度大小为5m/s【答案】D【解析】【详解】A．货物在竖直方向上以3m/s的速度匀速向上运动，处于平衡状态，故绳索的拉力等于货物的重力，A错误；B．货物在水平方向上和竖直方向上均做匀速直线运动，故相对地面的合运动也是匀速直线运动，B错误；CD．货物对地合运动的速度大小为C错误，D正确。故选D。7.目前，俄罗斯采取对乌克兰的军事行动中，美国援助乌克兰的一种武器“标枪”，它是一种肩扛式反坦克导弹。导弹发射后，喷射气体对导弹产生推力F，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动，其中导弹飞行姿势可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】 【详解】A．图中导弹发射后受到喷射气体产生沿水平方向的推力F和竖直向下的重力，合力的方向与图中运动的方向不可能在同一条直线上，所以不能做直线运动，故A错误；B．图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向上的推力F和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向可能在同一条直线上，所以导弹可能沿斜向上的方向做直线运动，故B正确；C．图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向下的推力F和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向不可能在同一条直线上，所以不能做直线运动，故C错误；D．图中导弹发射后受到喷射气体产生的推力F的方向沿轨迹的切线方向，而重力的方向竖直向下，合力的方向沿轨迹切线方向向外，不可能沿虚线凹侧，故导弹不可能沿虚线做曲线运动，故D错误。故选B。8.网球发球机固定在平台上，从距水平地面高h处沿水平方向发射出质量均为m的甲、乙两球，两球均落在水平地面上，其运动轨迹如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，网球可视为质点。下列说法正确的是（　　）A.甲球在空中运动时间小于乙球在空中运动时间B.甲球的发射速度大于乙球的发射速度C.两球在落地前瞬间，重力的功率相等D.从发射出到落地，两球的机械能变化量均为【答案】C【解析】【详解】A．甲、乙两球平抛运动的下落高度相同，根据可知两球运动时间相同，故A错误；B．由图可知乙球水平位移较大，根据x=v0t可知，甲球的发射速度小于乙球的发射速度，故B错误； C．两小球落地前的瞬间重力的功率表达式为P=mgvy=mg•gt由于m、t相等，所以，甲、乙两小球落地前的瞬间重力的功率相等，故C正确；D．两球在运动过程中，只有重力做功，所以两球的机械能守恒，故D错误。故选C。9.为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从的过程中，下列说法正确的是（　　）A.从B到C过程中，游客的速度先增大后减小B.从B到C过程中，游客的机械能保持不变C.从O到C过程中，游客的重力势能减少，动能增大D.从B到D过程中，游客的加速度一直减小【答案】C【解析】【详解】A．从B到C过程中，根据题意可知，该过程弹性绳弹力小于游客的重力，游客受到的合力向下，游客速度一直增加，A错误；B．从B到C过程中，弹性绳对游客做功，游客机械能不守恒，B错误；C．从O到C过程中，游客先做自由落体运动，到B点时，游客开始受到弹性绳的弹力，但弹性绳的弹力小于游客的重力，游客继续向下做加速度减小的加速运动，到C点时速度最大，可知该过程重力势能减少，动能一直在增加，C正确；D．从B到C过程中，弹性绳的弹力小于游客的重力，加速度方向向下，加速度大小逐渐减小，在C点时，加速度为零，从C到D过程中，弹性绳的弹力大于游客的重力，加速度方向向上，加速度大小逐渐增大，故从B到D过程中，游客的加速度先减小后增大，D错误。 故选C。10.气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力，如图所示。某同学的体重为G，穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为，受到地面的平均冲击力大小为。若脚着地前的速度保持不变，该同学穿上某型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为，则该同学受到地面的平均冲击力大小变为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设脚着地瞬间的速度大小为v，取竖直向上为正，穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中，根据动量定理其中穿上气垫鞋时双脚竖直着地过程中，根据动量定理有解得故选A。11.2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与天和核心舱采用自主快速径向交会对接模式成功对接。据王亚平介绍，航天员在核心舱内每天能看到16次日出。已知地球半径为6400km，地球表面的重力加速度为，下列说法正确的是（）A.核心舱的离地高度比同步卫星高B.核心舱的运行速度大于第一宇宙速度C.核心舱的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 D.根据狭义相对论，载人飞船在轨飞行的过程中，航天员的手表变快了【答案】C【解析】【详解】A．核心舱的周期而同步卫星的周期为24h；根据万有引力提供向心力解得可知周期越大，轨道半径越大，所以核心舱的离地高度比同步卫星低，A错误；B．根据可得可知轨道半径越大，运行速度越小，贴近地球表面卫星的运行速度等于第一宇宙速度，因此核心舱的运行速度应小于第一宇宙速度，B错误；C．根据万有引力提供向心力解得所以核心舱的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，根据可知地球同步卫星的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度，所以核心舱的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度，C正确； D．根据狭义相对论可知，在轨飞行的过程中，航天员的手表变慢了，D错误。故选C。12.如图所示，小球沿竖直光滑圆轨道内侧运动到最高点时，小球的机械能E机、重力势能Ep（取圆轨道的最低点重力势能为零）和动能Ek的相对大小（用柱形高度表示），可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】设轨道半径为R，则小球运动到最高点时，速度最小为即动能不为零，则机械能E机大于重力势能Ep；最高点的重力势能Ep=2mgR最小动能为即在最高点时的动能 故选D。二、填空题（每空2分，共20分）13.在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度______（填写“相同”或“不同”），判断依据是________【答案】①.相同②.光速不变原理【解析】【详解】[1][2]在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度相同，判断依据是光速不变原理。14.质量的质子在高能粒子加速器中被加速到动能。某同学根据计算出质子的速度大小为（计算无误）。此速度值的不合理之处是：______。这说明：牛顿力学只适用于______（选填“高速”或“低速”）。【答案】①.质子速度超过光速②.低速【解析】【详解】[1][2]根据题意可知，计算出质子的速度大于真空中的光速，这是不可能的。这说明公式只适用于宏观、低速运动的物体，不适用微观、高速运动的物体。15.假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，则月地之间的万有引力将______（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将______（选填“变小”、“变大”、“不变”）。【答案】①.变大②.变大【解析】【详解】[1]月地之间的万有引力 根据题意可知，M与m总和不变，但M减小，m增大，则根据数学知识可知，F变大。[2]根据万有引力提供向心力有解得因为M减小，则T变大。16.家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。某台计算机上的硬磁盘共有N1个磁道（即N1个不同半径的同心圆），每个磁道分成N2个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录b个字节。电动机使磁盘每秒转动n圈。磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。一个扇区通过磁头所用的时间是____________，不计磁头转移磁道的时间，计算机每秒最多可以从一个硬盘面上读取___________个字节。【答案】①.②.【解析】【详解】[1]由题意可知磁盘转动的周期为则一个扇区通过磁头所用的时间为 [2]由题意可知一个磁道所记录的字节数为电动机使磁盘每秒转动n圈，磁头共通过n个磁道，所以计算机每秒最多可以从一个硬盘面上读取的字节数为17.共享电动车给我们的生活带来了许多便利。某共享电动车和驾驶员的总质量为100kg，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的，电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶，10s内行驶了23m，速度达到2m/s。取重力加速度大小。该电动车的额定功率为______W，在这次行驶中，该电动车行驶的最大速度为______m/s。【答案】①.250②.2.5【解析】【详解】[1]由题意可知电动车行驶过程中受到的阻力大小由动能定理得解得该电动车的额定功率为[2]该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为 三、综合题（共44分）18.某研究小组利用如图（甲）所示的DIS实验装置进行验证机械能守恒定律实验，得到了如图（乙）所示的实验图像，其中重力势能变化图像应该是______。（选A、B或者C），观察图线（A），可发现随着摆锤高度的下降，能量值略有减少，造成这一现象的原因可能是______。【答案】①.C②.摆锤在下降的过程中要克服空气阻力做功【解析】【详解】[1]势能随高度下降而线性减小，所以势能变化的图像应该是C。[2]摆锤在下降的过程中要克服空气阻力做功。19.物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验。步骤如下：①用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；③向气垫导轨通入压缩空气；④把A、B两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为。照片如图：该组同学结合实验过程和图像分析知：该图像是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过x=55cm处，滑块A恰好通过x=70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态。请问：（a）以上情况说明碰后___________（选填A或B）物体静止，滑块碰撞位置发生___________cm处；（b）滑块碰撞时间发生在第一次闪光后___________s；（c）设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是___________kg·m/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是___________kg·m/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保 持不变的物理量是___________。【答案】①.A②.60③.0.1④.﹣0.2⑤.﹣0.2⑥.碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和【解析】【详解】（a）[1][2]由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在x=60cm处。（b）[3]碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，所以碰撞到第二次闪光时B向左运动10cm，时间为t′，有第一次闪光到发生碰撞时间为t，有得（c）[4]设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为A的速度则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和[5]碰撞后，A静止，B速度为则碰撞后两滑块的动量[6]以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和。20.如图所示在竖直平面内，有一倾角为，足够长的斜面CD与半径为R=2m的光滑 圆弧轨道ABC相切于C点，B是最低点，A与圆心O等高。将一质量为m=1kg的小滑块从A点正上方高h=1m处由静止释放后沿圆弧轨道ABC运动，若小滑块与斜面间的动摩擦因数为，空气阻力不计，cos37°=0.8，sin37°=0.6，取重力加速度大小，求：（1）小滑块第一次运动到B点时速度大小；（2）小滑块第一次运动到B点时对轨道的压力；（3）小滑块冲上斜面后能到达的位置离C点的最大距离。【答案】（1）；（2）40N，方向竖直向下；（3）2.6m【解析】【详解】（1）从释放到B点过程，只有重力做功，根据机械能守恒定律得解得（2）在B点根据牛顿第二定律得解得由牛顿第三定律得，在B点时对轨道的压力为40N，方向竖直向下。（3）设小滑块在斜面上运动的最大距离为S，从释放到斜面上最高点过程，根据动能定理得解得 21.如图所示，运动员质量为m，从离地高h的雪坡最高点沿倾角为θ的直赛道由静止起下滑，接近雪坡底端时刚好达到最大速度。运动员所受空气阻力，k为常量，S为截面积，v为速度。运动员与雪坡间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：（1）常量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）并推测k所代表的物理量；（2）运动员在此过程中的最大加速度；（3）运动员下滑到雪坡底端的全过程中损失的机械能及克服空气阻力所做的总功。【答案】（1），k代表（空气的）密度；（2）；（3），【解析】【详解】（1）已知力F的单位为N，截面积S的单位为，速度v的单位为m/s，由可得由此可得k的单位为可推出k代表（空气的）密度。（2）刚起步时初速度为零，则空气阻力F为零，受力分析如图所示 此时加速度为最大值，由牛顿第二定律其中，解得（3）取雪坡底端为零势能面，运动员在雪坡最高点时初动能为零，初始机械能运动员在雪坡底端时已匀速下滑，因此可得运动员在雪坡底端时重力势能为零，末态机械能全过程中损失的机械能设滑块克服空气阻力所做的总功为，由功能关系得 整理可得