河南省郑州市高一（下）期末物理试题（原卷版）

郑州市2021一2022学年下期期末考试高一物理试题卷本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项特合题目要求，第9~12题有多项特合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1物体做曲线运动时，其所受合外力（）A.不可能恒力 B.与速度方向不在一条直线上C.总是与速度方向垂直 D.做功为零2.500m口径的中国天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射电望远镜，可监测脉冲星，探测引力波的存在。而引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块“拼图”，关于牛顿力学、相对论和量子力学的一些观点，下列说法正确的是（）A.牛顿通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B.相对论认为在不同的惯性系中，物理规律的形式都是相同的C.由于相对论提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值D.高速运动的μ子寿命变长这一现象，既能用相对论时空观解释，又能用经典理论解释3.某传动装置由甲、乙两个齿轮构成，如图所示，两个齿轮半径分别为r1、r2，若甲轮的角速度为ω，则对乙轮边缘上某点的描述正确的是（）A.角速度大小为 B.线速度大小为C.向心加速度大小为 D.向心加速度大小为4.如图所示，在匀速转动圆筒内壁上，有一个物体随着圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力增大，摩擦力不变 D.物体所受弹力减小，摩擦力也减小5.如图所示，一根绳拉着小球在水平面内做匀速圆周运动，绳的固定点到圆的高度为，当地重力加速度为，则根据题中所给条件可以求出下列物理量（）A.小球运动的向心加速度 B.绳的拉力C.小球运动的线速度 D.小球运动的角速度6.北京时间2022年5月10日8时54分，搭载“天舟四号”货运飞船的长征七号”遥五运载火箭，在文昌卫星发射中心点火发射，一段时间后，天舟四号货运飞船采用自主快速交会对接模式，成功对接空间站天和核心舱后向端口，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（）A.“天舟四号”货运飞船与火箭成功分离后，火箭立即做自由落体运动B.“天舟四号”货运飞船与“天和”核心舱对接后的运行速度大于C.若“天和”核心舱在轨运行时受阻力作用，则其运行周期将变小D.中国空间站如果机动变轨到更高轨道需使空间站减速7.如图所示，长为的轻质细绳一端固定在天花板上的点，另一端栓一质量为的小球，开始时细绳处于水平位置。现将小球由静止释放，细绳从水平位置运动到竖直位置，在此过程中小球沿圆弧从点运动到点，不计空气阻力，重力加速度为（）A.小球在点释放的瞬间，细绳上的拉力大小为B.小球刚运动到最低点时，细绳上的拉力大小为C.小球在最低点时速度大小为D.小球在最低点时重力的瞬时功率最大8.如图所示，某同学在练习投飞镖，已知飞镖出手点比飞镖盘的圆心高，飞镖以水平初速度投出，击中飞镖盘圆心正下方某处。不计空气阻力，如果想击中飞镖盘圆心，该同学可以采取的措施是（）A.掷出位置不变，适当减小初速度B.掷出位置不变，适当增大初速度C.初速度大小不变，适当远离镖盘D.初速度大小不变，掷出位置适当降低一些9.一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方位置有一只小球、小球从静止开始下落，在位置接触弹簧的上端，在位置小球所受弹力大小等于重力，在位置小球速度减小到零。不计空气阻力，关于小球下降阶段下列说法中正确的是（）A.在位置小球动能最大B.从位置的过程中小球的机械能逐渐减少C.从位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加D.从位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加10.如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面项点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，不计空气阻力（）A.若小球以最小位移到达斜面，则B.若小球击中斜面时速度与斜面垂直，则C.若小球能击中斜面中点，则D.若小球能击中斜面中点，则11.我国“天问一号”火星探测器接近火星后，先后在圆轨道1、2绕火星做匀速圆周运动。轨道1、2与火星表面的距离分别为、，探测器在轨道1、2上运动周期为、，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。则（）A.火星的质量为B.火星表面的重力加速度为C.探测器在轨道1和2的线速度之比为D.探测器在轨道1和2的周期之比为12.如图所示，一根不可伸长的细绳，长为L，一端固定在天花板上的O点，另一端与质量为m的小球相连。开始时，先把小球拉至与悬点等高的a点，然后由静止释放小球，小球摆动过程中被竖直线0b上的钉子p挡住，小球绕钉子做圆周运动，已知细绳能够承受的最大拉力为F=7mg，g为重力加速度，则下列说法中正确的是（）A.当pb间距为时小球能够绕钉子做完整的圆周运动B.当pb间距为时，小球运动到b点后细绳会被拉断C.当pb间距为时，小球可做完整的圆周运动且细绳不会被拉断D.小球运动到b点时，由于细绳碰到了钉子，导致小球的速度突变第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、实验题（本题共2小题，共14分，请把分新得到的结果填在横线上，或按题目要求作答，）13.如图所示是一种简易的圆周运动向心力演示仪，图中A、B为两个穿在水平滑杆上并通过棉线与转轴相连的重锤。试结合下列演示现象，分析影响向心力的因素。(1)使线长LA＝LB，质量mA＞mB，加速转动横杆；现象：连接A的棉线先断；表明：在半径和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大；(2)使质量mA＝mB，线长LA＞LB，加速转动横杆；现象：连接A的棉线先断；表明：在物体质量和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大；(3)对任一次断线过程进行考察；现象：并不是横杆一开始转动就断线，而是加速了一段时间之后线才断的；表明：在物体质量和半径一定的条件下，圆周运动所需向心力随__________的增大而增大。14.某同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律，让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还必须要测量下列哪些物理量___________（填选项序号）。A.小球质量mB.光电门1和光电门2之间的距离hC.小球从光电门1到光电门2下落的时间tD.小球的直径d（2）小球通过光电门1时的瞬时速度___________（用题中所给的物理量表示）。（3）如果不考虑空气阻力，测得的物理量间满足关系式：___________，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。（4）考虑到实际存在空气阻力，则实验过程中小球的重力势能的减少量___________（填“大于”、“小于”或“等于”）其动能的增加量。三、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文宇说明、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。）15.如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过轻质动滑轮和一个轻质定滑轮，轻质动滑轮下方悬挂一质量为的重物，轻绳不接触滑轮的部分都是竖直的，手持轻绳末端使系统保持静止。现在用手以恒定拉力竖直向下拉动细绳末端，使细绳末端下降，该过程中摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度，求：（1）该过程中，恒力做的功；（2）该过程中，重物的重力势能增加量；（3）该过程中，重物的末速度大小。16.为了保护环境，一种使用氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的倍。若汽车从静止开始做匀加速运动，加速度的大小为，已知重力加速度，试求：（1）汽车做匀加速运动达到的最大速度；（2）汽车做匀加速运动可持续的时间；（3）当速度为时，汽车牵引力的瞬时功率。17.在2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为vC=20m/s的速度向右上方飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上（无机械能损失），然后沿半径为R=45m的圆弧滑道自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知在快到F点的瞬间运动员对地面的压力为重力（含装备）的3倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的倍，忽略其它运动过程中的阻力。g取10m/s2，求：（1）运动员在F点的速度vF的大小；（2）水平停止区FG的最小长度L；（3）C点与F点间的高度差h。18.利用万有引力定律可以测量天体的质量。（1）测地球的质量