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2021~2022学年第二学期高一年级期末考试
物理试卷
（考试时间：上午8:00——9:30）
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填入下表内相应位置。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1．关于宇宙的起源与恒星的演化，下列说法正确的是（ ）
A．恒星就是永恒不变的星球 B．所有的恒星最终都会成为黑洞
C．太阳系是银河系的中心 D．目前，我们所处的宇宙是在不断地膨胀的
2．“神舟十三号”返回舱接近地面时，返回舱上的四台反冲发动机同时点火，“神舟十三号”返回舱减速下降。在这一减速过程中，它的重力势能、动能和机械能的变化情况是（ ）
A．动能增加、重力势能减小 B．动能减小、重力势能增加
C．动能减小、机械能减小 D．重力势能增加、机械能增加
3．5月10日，天舟四号货运飞船从200km的轨道．运行到天和空间站的轨道并与核心舱交会对接形成组合体，组合体运行在距地面393km高的轨道上。已知地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该组合体的（ ）
A．角速度比地球同步卫星的小 B．向心加速度比地球同步卫星的大
C．周期比地球同步卫星的长 D．线速度比地球同步卫星的小
4．汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速档。加大油门是使发动机发挥更大的功率，换用低速档是为了减速。那么，在爬坡时，减少汽车的速度主要是为了（ ）
A．获取更大的动力 B．减小动能，保证安全
C．节约油料 D．增大惯性
5．在学校春季运动会男子100米决赛中，小明以11秒81的成绩夺得冠军。小明在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，在此过程中，他的脚与地面间不发生相对滑动。以下说法正确的是（ ）
A．加速阶段地面对他的摩擦力做正功 B．加速冲刺阶段地面对他的摩擦力做正功
C．由于他的脚与地面间不发生相对滑动，所以地面对他的摩擦力不做功
D．无论加速还是匀速阶段，地面对他的摩擦力始终做负功
6．如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速分别竖直向下和水平向右抛出，不计空气阻力，选地面为零势能面，则下列说法正确的是（ ）
A．两小球在下落过程中任意时刻的机械能都相同
B．两小球落地时的速度相同
C．从抛出到落地，两小球重力势能的变化量不相等
D．从抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相等
7．如图所示，在水平面上向左做匀加速直线运动的小车内固定一倾角为的粗糙斜面，一物块置于斜面上，运动过程中物块与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物体的摩擦力一定做负功 B．斜面对物体的作用力一定做正功
C．斜面对物体的支持力一定不做功 D．该物体受到的合力可能不做功
8．2021年5月15日，我国发射的火星探测器“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部的预选着陆区。已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，地球表面的重力加速度大小为g，地球半径为R。将火星与地球均视为球体，以下说法正确的是（ ）
A．火星的平均密度是地球平均密度的倍 B．火星表面的重力加速度大小为
C．火星的第一宇宙速度为 D．近火卫星的周期为近地卫星周期的倍
9．如图，质量为m的滑雪运动员（含滑雪板）从斜面上距离水平面高为h的位置由静止滑下，停在水平面上的b处；若从同一位置以初速度滑下，则停在同一水平面上的c处，。不计空气阻力与通过a处的机械能损失，则该运动员（含滑雪板）在斜面上克服阻力做的功为（ ）
A．mgh B． C． D．
10．电动自行车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当下坡或刹车时，自行车就可自动连通发电机向蓄电池充电，将机械能转化成电能储存起来。当人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上运动时，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能-位移关系如图线①所示；第二次启动自动充电装置，其动能-位移关系如图线②所示。设转化装置的效率为100%，则（ ）
A．自由滑行时，人和车所受的合力为100N
B．启动充电装置后，人和车所受的合力先减小后增大
C．启动充电装置后向蓄电池所充电能为200J
D．启动充电装置后转化为电能的功率保持不变
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
题号 11 12 13 14 15
答案
11．以下说法正确的是（ ）
A．经典物理学认为如果两个事件在一个参考系中是同时的，在另一个参考系中也是同时的
B．对于宏观物体的低速运动问题，量子力学与经典力学的结论是一致的
C．经典力学不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观粒子的高速运动
D．相对论与量子力学否定了经典力学理论
12．2021年3月15日13时29分．嫦娥五号轨道器在地面飞控人员的精确控制下，成功被“日地点”捕获。“日地点”位于太阳与地球的连线上，距离地球大约150万公里。在这个位置上，嫦娥五号可以在太阳和地球引力的共同作用下，和地球一起以相同的周期绕太阳做匀速圆周运动，可以不间断地观测地球的向阳面。则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号在“日地点”处于平衡状态
B．嫦娥五号在“日地点”受太阳引力的值大于受地球引力的值
C．嫦娥五号向心加速度的值大于地球公转向心加速度的值
D．嫦娥五号线速度的值小于地球公转的线速度的值
13．在探究弹簧弹力与伸长量关系的实验中，小明将轻质弹簧上端固定，下端挂一钩码，如图所示。钩码在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住钩码使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和钩码自然分开。此过程中，钩码克服手的支持力所做的功为W。不考虑空气阻力。对于此过程，下列说法正确的有（ ）
A．钩码重力势能的减小量一定大于W B．弹簧弹性势能的增加量一定小于W
C．钩码与弹簧组成的系统机械能的增加量为W
D．若将钩码从A处由静止释放，则钩码到达B处时的动能为W
14．将小球以一定的初速度竖直向上抛出，到达最高点后又返回到出发点，小球运动过程中所受空气阻力的大小不变。以出发点为坐标原点，竖直向上为正方向，出发点所在平面为零重力势能面，用表示小球的动能，表示小球的重力势能，E表示小球的机械能，表示小球克服空气阻力做功的功率，x表示小球发生的位移，则下列图像大致正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．如图甲所示，滑块静止在水平面上，现用一水平恒力F作用在滑块上，当滑块沿水平面运动时撤去力F，滑块在运动过程中的动能与发生的位移x的关系如图乙所示，则在滑块运动的整个过程中（ ）
A．滑块所受摩擦力的大小为 B．整个过程滑块发生的位移为
C．拉力F的大小是摩擦力大小的5倍 D．整个过程中拉力F做的功为
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16．（6分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。滑块P在细线的牵引下向左运动，导轨上的光电传感器A、B可显示滑块P通过时的挡光时间和。
（1）实验前，需要将气垫导轨调至水平。首先接通气泵电源，将滑块置于气垫导轨上，______（填“挂上”或“不挂”）钩码，轻推滑块，当______，（填“>”“=”或“<”）时，说明气垫导轨已调到水平；
（2）将滑块P由图示位置释放，测出、、遮光条宽度d、AB间距离L、滑块P的质量M及钩码质量m，则当这些物理量满足关系式______时，表明上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
17．（8分）用图甲所示的装置验证机械能守恒定律时，将打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带由静止开始下落。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______（填字母代号）。
A．应选择质量大、体积小的重物进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C．实验时应先释放纸带．后接通电源
D．本实验所需要的仪器还有毫米刻度尺和秒表
（2）实验中已知重物（连同夹子）的总质量为1.00kg，在纸带上选取三个连续的点A、B、C，其中O为重物开始下落时记录的点，各点到O点的距离如图乙所示。已知计时器每隔0.02s打一个点，取。
从打下点O到打下点B的过程中，重物（连同夹子）重力势能的减小量为______J；动能的增加量为______J。（计算结果保留三位有数数字）
（3）由于______，故可认为在误差允许的范围内机械能守恒。
四、计算题：本题包含5小题共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。
18．（8分）小区经政府改造后，小媛同学家所在的楼房加装了电梯。下学后，小媛同学乘坐电梯从一层直接到六层．经测量绘出电梯运动的图像如图乙所示。已知小媛同学的质量m=50kg，取。求：
（1）从一层直接到六层，电梯上升的高度；
（2）电梯匀速上升阶段，电梯对小媛弹力的大小及其做功的功率。
19．（8分）宇航员登陆月球表面时以3.4m/s的速度竖直上抛一小球，经过4.0s小球落回原处。已知地球表面重力加速度。
（1）求月球表面附近的重力加速度的值；
（2）已知地球的半径是月球半径的3.7倍，则地球质量是月球质量的多少倍？
20．（8分）为实现“双碳”目标，我国大力发展以蓄电池为驱动能源的绿色环保电动汽车。下表为某一品牌电动汽车的部分技术参数，当该电动车在平直的水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，取。
整车质量（kg） 最高时速（km/h）
100km/h加速时间（s） 10 电机驱动功率（kW） 80
（1）求该电动车在此路面上行驶能达到的最大速度；
（2）若该电动车从静止以的加速度匀加速启动，求这一过程能维持的时间。
21．（8分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A．如图所示，轻弹簧一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC底端的A处，另一端与质量m=1kg的小物块P接触。现通过物块压缩弹簧到B点，释放后物块P被弹出沿轨道上滑的最高位置为C点，BC=3.5m。已知P与直轨道间的动摩擦因数为0.25，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，）
（1）离开弹簧后，物块P上滑加速度的大小；
（2）压缩到B点时，弹簧的弹性势能大小。
B．如图所示，轻弹簧的原长L=1m，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。质量m=1kg的小物块P自C点以5m/s的初速度沿轨道下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回并恰能返回到C点，AC=3.5L。已知P与直轨道间的动摩擦因数为0.25，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，）
（1）P第一次运动到B点时速度的大小；
（2）P运动到E点时弹簧的压缩量x及弹簧的弹性势能。
22．（9分）选做题：本题包含A、B两題，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A．如图，光滑圆弧AB和粗糙半圆弧BC组成的轨道固定在竖直平面内，A、C两端点等高，直径BC竖直，AB弧的半径为2R，BC弧的半径为R。一质量为m的小球从A点的正上方与A相距R的P点处由静止开始自由下落，恰好沿过A的切线方向进入轨道并沿轨道运动，小球刚好可以沿轨道到达C点。不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球首次到达AB轨道最低点B时速度的大小；
（2）小球在BC段克服轨道摩擦力做的功。
B．如图，粗糙圆弧AB和粗糙半圆弧BC组成的轨道固定在竖直平面内，A、C两端点等高，直径BC竖直，AB弧的半径为2R，BC弧的半径为R。一质量为m的小球从A点正上方与A相距R的P点处由静止开始自由下落，恰好沿过A的切线方向进入轨道并沿轨道运动，小球刚好可以沿轨道到达C点。不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求小球克服轨道摩擦力做的功。
（2）让小球从A点正上方处下落，认为小球经过轨道时克服阻力做的功与（1）中相同，求小球撞到AB弧上的位置。
2021~2022学年第二学期高一年级期末考试
物理参考答案与评分标准
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B A C A B D B C
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。全部选对得3分，选对但不全得2分。
题号 11 12 13 14 15
答案 AB BD AD BC CD
三、实验题：本题包含2小题，共14分。
16．（6分）
（1）不挂 =
（2）
评分标准：每空各2分。
17．（8分）
（1）AB（2）4.19 4.06（3）3.1（3、3.0均可）
评分标准：每空各2分。
四、计算题：本题包含5小题，共41分。
18．（8分）
（1）设电梯匀加速阶段位移、匀速阶段位移、匀减速阶段位移：
解得：
（2）匀速上升阶段，电梯对小媛的弹力为F，该力的功率为P：
解得：
19．（8分）
（1）在月球表面，由竖直上抛规律可得：
解得：
（2）设地球半径和质量分别为R、M；月球半径和质量分别为、。对于球质量为m的物体：
在地球表面：
在月球表面：
解得：（80、80.5）
20．（8分）
（1）当电动车速度达到最大时，牵引力F与阻力f平衡：
解得：
（2）设电动车匀加速时牵引力为，匀加速时间为t，该阶段的末速度为v：
解得：
21．（8分）选做题：本题包含A、B两题，若两题都做，按A题计分。
A．（1）设物块离开弹簧后上滑的加速度为a，由牛顿运动定律可得：
解得：
（2）设压缩到B点时弹簧弹性势能大小为，滑块从B点运动到C点的过程，根据能量关系可得：
解得：
B．（1）设滑块第一次运动到B点时速度为v，滑块由C运动到B的过程由动能定理可得：
代入数据得：
（2）滑块从B点运动E点的过程中：
滑块从开始到再次返回C点的全过程，根据能量关系可得：
解得：
22．（9分）选做题：本题包含A、B两题，若两题都做，按A题计分。
A．（1）设小球到达AB轨道最低点B的速度大小为v，根据动能定理得：
（2）小球刚好到达C点，速度为，由牛顿运动定律可得：
设小球从释放点到C的过程中，克服轨道摩擦力做功，由动能定理可得：
解得：
B．（1）小球刚好到达C点时速度为，由牛顿运动定律可得：
小球从释放点到C点运动的过程，设克服轨道摩擦力做功，由动能定理可得：
解得：
（2）小球从释放点到C点运动的过程，设到达C点的速度为，由动能定理可得：
以C为原点，沿水平和竖直建x、y坐标系。设小球从C点平抛撞到AB弧的过程，水平位移为x、竖直位移为y，由平抛运动规律得：
解得：，

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