精品解析：上海市南洋模范中学2024-2025学年高二上学期初态考物理试卷（等级）

2024学年第一学期南模中学高二年级初态考试 物理学科等级考 （本次考试时间60分钟，满分100分） 一、单选题 1. 今天的太阳处在下面的哪一个阶段（　　） A. 红巨星 B. 形成的初期 C. 稳定的中年期 D. 恒星的晚年 【答案】C 【解析】 【详解】太阳正处于稳定的中年期，太阳的寿命大致为100亿年，目前太阳大约45.7亿岁，C正确。 故选C。 2. 宇宙中最基本的天体是（　　） A. 恒星和星云 B. 行星和星云 C. 行星和卫星 D. 恒星和行星 【答案】A 【解析】 【详解】宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙间最基本的天体是恒星和星云。故A正确。 故选A。 3. 下列天体中，密度最大的是（　　） A. 白矮星 B. 红巨星 C. 中子星 D. 黑洞 【答案】D 【解析】 【详解】黑洞是宇宙中密度最大的天体，包括光在内的任何物质都无法逃脱它的吸引。 故选D。 4. 据中国古籍《宋会要》记载，1054年曾有一颗非常明亮的“客星”出现在东南方的天空。23天后这颗“客星”消失了。其实，这颗“客星”就是我们所认识的（　　） A. 红巨星 B. 超新星 C. 彗星 D. 白矮星 【答案】B 【解析】 【详解】A D．红巨星和白矮星比较稳定，不会短期内突然变亮和突然消失。AD错误； B．超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。B正确； C．彗星，是指进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌。彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星物质升华，在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。彗星基本肉眼不可见，即便能看到也不会在同一位置长时间能看到。C错误。 故选B。 5. 超新星的热核爆炸代表了这颗恒星演化到了哪个阶段（　　） A. 诞生期 B. 存在期 C. 死亡期 D. 任何时期都可能 【答案】C 【解析】 【详解】超新星的热核爆炸代表了这颗恒星演化到了死亡期，即超大质量恒星能以巨热核恒星炸弹的形式变成超新星，超新星爆炸死亡，故选C。 6. 下列能源中，既属于新能源，又属于可再生能源的是（　　） A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 沼气 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】煤、石油、天然气是动植物的遗体经过漫长的地质年代形成的，不可再生，只有沼气既是可再生能源，又是新能源。 故选D。 7. 下列各项中，属于常规能源的是 （ ） A. 天然气 B. 太阳能 C. 地热能 D. 风能 【答案】A 【解析】 【详解】常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源．又称传统能源．如煤炭、石油、天然气，而新能源是在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，与常规能源相比，新能源生产规模较小，使用范围较窄，A正确． 8. 能源是人类社会活动的物质基础。下列能源属于不可再生能源的是（　　） A. 太阳能 B. 水能 C. 风能 D. 煤炭 【答案】D 【解析】 【详解】根据可再生和不可再生能源的区别，可知煤、石油、天然气等化石源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源；太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源。 故选D。 9. 如果航天员以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 航天员根据自己的质量在增加发觉自己在运动 B. 航天员根据自己的心脏跳动在慢下来发觉自己在运动 C. 航天员根据自己在变小发觉自己在运动 D. 航天员永远不能由自身的变化知道自己的速度 【答案】D 【解析】 【详解】根据狭义相对论知识可知，航天员以飞船为惯性系，其相对于惯性系的速度始终为零，因此他不可发现自身变化，也不能由自身变化知道他的速度。 故选D。 10. 大量的实验事实已经验证了爱因斯坦相对论的正确性，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性，关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　） A. 由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值 B. 牛顿力学适用于微观、高速、强引力场中物体的运动 C. 牛顿提出了万有引力定律，并测量了引力常量 D. 牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律 【答案】D 【解析】 【详解】A．在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，故不会过时也不会失去价值，A错误； B．牛顿力学适用于宏观、低速物体的运动，B错误； C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测量了引力常量，C错误； D．牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律，D正确。 故选D。 11. 离开地面6km高空存在某μ子源，产生的μ子以0.99c（c为真空中光速）飞向地面。已知μ子的静止寿命为3.0 ×10-6s。地面能收到该源的μ子，则（　　） A. 高速μ子的寿命大于3.0 ×10-6s B. 高速μ子的寿命等于3.0 ×10-6s C. μ子参考系下观察到离地距离大于6km D. μ子参考系下观察到离地距离等于6km 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据钟慢效应 由此可知，高速μ子的寿命大于3.0×10-6s，故A正确，B错误； CD．根据尺缩效应 由此可知，μ子参考系下观察到离地距离应小于6km，故CD错误。 故选A。 12. 在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟，a放在转轴处，b放在中间，c放在边缘处，如图所示。对于地面上的观察者，根据相对论认为三个时钟的快慢情况，下列说法正确的是（　　） A. a钟最快，b、c钟一样慢 B. a钟最慢，b、c钟一样快 C. a钟最快，c钟最慢 D. a钟最慢，c钟最快 【答案】C 【解析】 【详解】由狭义相对论可知，其时间间隔为 由上述公式可知其物体运动的速度越快，时间间隔越慢，而a、b、c三者做圆周运动，属于同轴传动，其角速度相同，而其速度根据公式 可知c的半径最大，其速度最大，时间最慢，a的半径最小，速度最慢，时间最快。 故选C。 13. 下列说法中不正确的是（　　） A. 杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点 B. 由静止的人来测，沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度小 C. 杆静止时的长度为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0 D. 如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了 【答案】C 【解析】 【详解】A．经典物理学家认为，空间是绝对的，杆的长度与观察者相对其是否运动无关，故A说法正确，不符合题意； B．狭义相对论认为，沿杆子方向运动的杆子的长度比它静止时的长度短，故B说法正确，不符合题意； C．当杆运动的方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，故C说法错误，符合题意； D．根据相对论时空观的观点，两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了，故D说法正确，不符合题意。 故选C。 14. 关于宇宙，下列说法正确的是（ ） A. 地球是宇宙中唯一有卫星的行星 B. 太阳的八大行星在万有引力作用下绕太阳公转 C. 太阳系是银河系的中心 D. 所谓恒星就是永恒不变的星球 【答案】B 【解析】 【详解】A．宇宙中有卫星的行星很多，地球不是宇宙中唯一有卫星的行星，故A错误； B．太阳的八大行星在万有引力作用下绕太阳公转，故B正确； C．太阳系不是银河系的中心，故C错误； D．恒星是由炽热气体组成，能够自己发光的天体，恒星并非不动，也有自己的生命史，故D错误。 故选B。 15. 关于恒星的说法正确的是（　　） A. 极少数恒星有着和太阳相同的化学成分 B. 当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星刚刚诞生 C. 恒星起源于宇宙中的气体、尘埃等物质 D. 神秘天体—黑洞一般由小质量恒星演化形成 【答案】C 【解析】 【详解】A．绝大多数恒星有着和太阳相同的化学成分，故A错误； B．恒星燃料耗尽后其核心不再释放能量，核心开始收缩，而外部开始膨胀，于是恒星就变成了一颗红色的巨星或超巨星，故B错误； C．恒星是宇宙中最基本的天体之一，它们由气体、尘埃等物质聚集而成，通过核反应产生能量并持续辐射出来，故C正确； D．神秘天体—黑洞一般由大质量恒星演化形成，故D错误。 故选C。 16. 有关恒星下列说法，不正确的是（　　） A. 一颗恒星的寿命取决于它的质量 B. 巨星和超巨星可能爆炸成为超新星 C. 当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D. 质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 【答案】D 【解析】 【详解】AD．恒星的寿命与它的质量体积有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，A说法正确，不满足题意要求，D说法错误，满足题意要求； B．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星，B说法正确，不满足题意要求； C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星，C说法正确，不满足题意要求； 故选D。 17. 我们观测到的宇宙的图景是（　　） A. 宇宙当今的图景 B. 宇宙过去的图景 C. 宇宙将来的图景 D. 一种虚拟的图景 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】人类可观宇宙主要是可见光观测，我们能看到的星体据我们很远（光都要走很久），所以我们看到的宇宙的图景实际上是过去的图景。 故选B。 18. 关于宇宙，下列说法中正确的是（　　） A. 当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星正处于壮年 B. 恒星的寿命取决于亮度 C. 太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应 D. 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星处于死亡期了，A错误； B．恒星的寿命取决于质量，B错误； C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生核反应，C错误； D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，D正确。 故选D。 19. 在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（　　） A. 在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的 B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的 C. 物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大 D. 狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是相同的，故A错误； B．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，故B正确； C．根据长度从相对论关系 可知， 当物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变小，故C错误； D．狭义相对论即适用于高速运动的物体，也适用于低速运动的物体，经典力学是狭义相对论在低速（）条件下的近似，故D错误。 故选B。 20. 在高速世界里，时间和空间都是相对的，都会随惯性参照系的选择不同而不同。爱因斯坦根据基于相对性原理和光速不变原理，建立了狭义相对论，下面正确的是（　　） A. 相对性原理是指，物理规律在一切参照系中都具有相同的形式 B. 光速不变原理是指，在一切参照系中，测量到的真空中的光速c都一样 C. 光速不变原理是指，在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样 D. 上面所述均不正确 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据相对性原理，在所有惯性系中，而不是参照系中，物理定律有相同的表达形式，即一切物理规律都是相同的，故A错误； BCD．光速不变原理，是指在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样，故B错误，C正确，BD错误； 故选C。 21. 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。 22. 你现在正在完成60分钟的物理初态考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间（ ） A. 大于60分钟 B. 等于60分钟 C. 小于60分钟 D. 不能确定 【答案】A 【解析】 【详解】根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间 可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于60分钟。 故选A。 23. 一枚静止时长30m的火箭以1.5×108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3×108m/s，观察者测得火箭的长度约为（　　） A. 30m B. 15m C. 34m D. 26m 【答案】D 【解析】 【详解】根据狭义相对论得火箭上的人测得火箭的长度为30m，根据长度的相对性 代入解得观察者测得火箭的长度 故ABC错误，D正确。 故选D。 24. 关于能源的下列说法错误的是（　　） A. 石油制品是由一次能源转化而来的二次能源 B. 煤炭是可再生能源 C. 煤、石油属于常规能源 D. 太阳能、核能属于新能源 【答案】B 【解析】 【详解】A．石油属于一次能源，石油制品是对一次能源通过加工转化而获得的，所以是二次能源，选项A正确； B．煤炭不能从自然界源源不断获得，是不可再生能源，选项B错误； C．煤炭、石油都属于常规能源，选项C正确； D．太阳能、核能属于新能源，选项D正确。 本题选说法错误项，故选B。 25. 以下四种能源的使用中，对环境污染最大的是（　　） A. 风能 B. 煤炭 C. 太阳能 D. 潮汐能 【答案】B 【解析】 【详解】煤炭燃烧时会产生大量的有害气体和烟尘，对环境污染较大，而风能、太阳能、潮汐能属于清洁能源，污染较小。 故选B。 26. 下述做法能改善空气质量的是（　　） A. 以煤等燃料作为主要生活燃料 B. 利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源 C. 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车 D. 限制使用电动车 【答案】B 【解析】 【详解】A．以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误； B．利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），故B正确； C．汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，故C错误； D．使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误。 故选B。 27. 关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A. 化石能源是清洁能源，水能是可再生能源 B. 能量的转化和转移有方向性 C. 人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造 D. 能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 【答案】B 【解析】 【详解】A．化石能源不是清洁能源，水能是可再生能源。故A错误； B．根据热力学第二定律可知，不同形式的能量之间可以相互转化，能量在转化和转移中有方向性。故B正确； CD．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故CD错误。 故选B。 28. 太阳能是大自然赋于人类的一种取之不尽，用之不竭的能源，在太阳的内部进行着大规模的（　　） A. 核裂变 B. 核聚变 C. 链式反应 D. 核反应堆 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大核能。 故选B。 29. 关于核能，下列说法不正确的是( )． A. 核能是一次能源 B. 核能是二次能源 C. 核能是新能源 D. 核能是干净能源 【答案】B 【解析】 【详解】AB．核能是直接从自然界获取的一次能源，不是二次能源，是不可再生能源，故A不符合题意，B符合题意； C．新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，所以核能是新能源，故C不符合题意； D．核电是干净的能源，故D不符题意； 故选B。 30. 在高速列车的车厢安装一盏灯，它每隔一定时间亮一次。列车上的人测得，灯在、两个时刻分别亮了一次，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是；地面上的人测得这两个事件的时间间隔为。则与的关系是（　　） A. B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据时间的相对性可得 所以 故选B。 二、多选题 31. 1905年到1915年间，爱因斯坦先后发表的狭义相对论和广义相对论在20世纪改变了理论物理学和天文学，取代了主要由牛顿创立的有200年历史的力学理论。狭义相对论适用于基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理现象。广义相对论解释了引力定律及其与其他自然力的关系，适用于宇宙学和天体物理学领域，包括天文学。下列有关相对论的内容，说法不正确的是（　　） A. 狭义相对论的两条基本假设是相对性原理与光速不变原理 B. 飞船以的速度航行，若飞船向正前方的某一星球发射激光，则该星球上的观察者测量到的激光速度为 C. 牛顿力学是相对论在宏观、低速（与光速相比）情况下的特例 D. 已知子低速运动时的平均寿命时。当它以的速度飞行，若以子为参考系，此时子的平均寿命变长 【答案】BD 【解析】 【详解】A．狭义相对论的两条基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理，A正确； B．根据狭义相对论的假设，真空中光速相对于不同的惯性参考系是相同的，即在任何地方的光速都是c，B错误； C．牛顿力学是相对论在宏观、低速（与光速相比）情况下的特例，C正确； D．当子以的速度飞行，若以子为参考系，此时子的平均寿命不变，但对于地面上的观察者来说，平均寿命变长，D错误； 故选BD。 32. 牛顿经典力学与爱因斯坦的相对论是物理学史上的两座里程碑。关于经典力学与相对论，下列说法中正确的是（ ） A. 爱因斯坦的狭义相对论全面否定了牛顿经典力学 B. 牛顿经典力学只适用于宏观低速领域 C. 在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样 D. 在地面上观察，接近光速飞行的飞船在运动方向上会变长 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．爱因斯坦的狭义相对论并没有全面否定牛顿经典力学，牛顿经典力学仍适用于宏观低速领域，故A错误，B正确； C．在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样，故C正确； D．在地面上观察，接近光速飞行的飞船在运动方向上会变短，故D错误。 故选BC。 33. 秦山核电站采用目前世界上技术成熟的压水堆，核岛内采用（　　）等多道屏障。 A. 燃料包壳 B. 压力壳 C. 解压壳 D. 安全壳 【答案】ABD 【解析】 【详解】核能是一种高效的能源。秦山核电站采用目前世界上技术成熟的压水堆，在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核岛内采用燃料包壳，压力壳和安全壳等多道屏障。。 故选ABD。 34. 关于能量守恒定律与能源，下面说法正确的是（ ） A. 人骑自行车是将生物质能转化为机械能 B. 太阳能的利用一般为光电转换 C. 只要有能量转移和转化，就一定遵从能量守恒定律 D. 生物质能属于可再生能源，风能属于不可再生能源 【答案】AC 【解析】 【详解】A．人骑自行车是将生物质能转化为机械能，故A正确； B．太阳能的利用有：光热转换，这种方法通过各种集热器捕获太阳能，并将收集到的热能用于供暖、热水或其他热能需求的服务；光电转换，利用太阳能电池板或光电效应，将太阳能直接转换成电能，供家庭、商业或工业使用；光化转换，首先，太阳能被转换成化学能，存储在燃料（如氢气或生物燃料）中，随后，这些燃料再被转换成电能或其他形式的能量，以供利用，故B错误； C．能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律，只要有能量转移和转化，就一定遵从能量守恒定律，故C正确； D．生物质能和风能都属于可再生能源，故D错误。 故选AC。 35. 煤、石油、天然气作为能源的共同特点的下列说法正确的是（　　） A. 可再生能源，取之不尽，用之不竭 B. 不可再生能源，用一点，少一点 C. 来自太阳辐射的能量 D. 污染环境的能源 【答案】BCD 【解析】 【详解】煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源，它用一点，少一点，它是由动、植物转化而来的，其来源可追溯到太阳能，故A错误，BCD正确。 故选BCD。 36. 下列哪些现象的逆过程并不违反能量守恒定律，却从未能自发地发生（　　） A. 热传递 B. 气体膨胀 C. 分子扩散 D. 摩擦生热 【答案】ACD 【解析】 【详解】热传递、分子扩散和摩擦生热的逆过程并不违反能量守恒定律，但逆过程不能自发地发生；气体自由膨胀的过程是不可逆过程，但如果气体是在外界作用下的膨胀，则是可逆过程。 故选ACD。 三、综合题 37. 人类对宇宙的探索已经有很长的历史。从2300多年前我国战国时期的思想家尸佼给出了宇宙的定义到广义相对论建立之后，宇宙学真正成为了现代科学意义上的一门学科。1929年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在___________（选填：A．靠近 B．远离）我们，据此，科学家提出了_________宇宙学，以解释宇宙的起源。 【答案】 ①. B ②. 爆炸 【解析】 【详解】[1][2]1929年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在远离我们，据此，科学家提出了爆炸宇宙学，以解释宇宙的起源。 38. 火星是太阳系的内层行星，它有火卫一与火卫二两个卫星。 （1）火星绕太阳公转时的轨道形状是___________。火星公转过程中不变的物理量是（ ） A．线速度B．万有引力C．周期D．向心加速度 （2）现已测得火卫一距离火星9378km，火卫二距离火星23459km。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度大小分别为和，周期分别为和，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （3）已知火星的质量为M、半径为r，火星与太阳的距离为。有同学认为：根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：，就可以求出火星表面重力加速度。请判断该同学的观点是否有误_______，并说明理由_________。 【答案】（1） ①. 椭圆 ②. C （2）C （3） ①. 是 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 [1]由开普勒第一定律可知，火星绕太阳公转时的轨道形状是椭圆。 [2]火星绕太阳的公转近似为匀速圆周运动，由于线速度、万有引力和向心加速度都是矢量，火星绕太阳的公转时这些物理量大小不变，但方向时刻变化，只有周期是标量，大小不变。 故选C。 【小问2详解】 根据题意，由万有引力提供向心力有 ， 解得 ， 由于 可得 ， 故选C。 【小问3详解】 [1][2]火星的质量为M、半径为r，在火星表面有 解得 可知，该同学的观点是错误的。 39. 为探索外太空，使发射的卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。 （1）发射卫星的初速度必须达到（ ） A. 7.9km/s B. 11.2km/s C. 16.7km/s （2）在地面上的时钟，与在高速运行卫星上的时钟相比，它（ ） A. 走得慢 B. 走得快 C. 快慢不变 【答案】（1）C （2）B 【解析】 【小问1详解】 卫星挣脱太阳引力的束缚，需达到第三宇宙速度，则发射卫星的初速度必须达到16.7km/s，故选C。 【小问2详解】 根据狭义相对论可知，在地面上的时钟，与在高速运行卫星上的时钟相比，它走得快，故选B。 40. 万有引力定律是支持宇宙探秘的重要理论之一。 （1）第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是__________ A. 牛顿 B. 卡文迪什 （2）用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　） A. N·m2/kg2 B. N·kg2/m2 C. m3/（kg·s2） D. kg·s2/m3 （3）如图为测量万有引力常量的装置，该实验中为测量石英丝极微小的扭转角，采取“微小量放大”的主要措施是（　　） A. 增大石英丝的直径 B. 增大T型架横梁的长度 C. 增大光源与平面镜的距离 D. 增大刻度尺与平面镜的距离 【答案】（1）B （2）C （3）D 【解析】 【小问1详解】 第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是卡文迪什； 故选B。 【小问2详解】 根据 解得 根据单位运算可知，用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位为。 故选C。 【小问3详解】 A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝更不容易转动，该操作对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用，故A错误； B．当增大T型架横梁的长度时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角仍没有作用，故B错误； C．增大光源与平面镜的距离不会改变光转动的角度，对“微小量放大”没有作用，故C错误； D．增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，故D正确。 故选D。 41. 广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。 （1）以下属于广义相对论基本原理的有（ ） A. 相对性原理 B. 等效原理 C. 光速不变原理 D. 广义相对性原理 （2）下列不属于广义相对论的是（ ） A. 引力场中的谱线红移 B. 水星公转轨道的近日点进动 C. 引力场中的时钟变慢 D. 物体的运动速度越大，运动质量越大 【答案】（1）BD （2）CD 【解析】 【小问1详解】 ‌广义相对论的两大基本原理是广义相对性原理和‌等效原理。广义相对性原理指出，在任何参考系（包括惯性参考系）中，物理规律都是相同的。等效原理则认为，一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系是等价的‌。 故选BD。 【小问2详解】 在广义相对论建立之初，爱因斯坦提出了三项实验检验，一是水星近日点的进动，二是光线在引力场中的弯曲，三是光谱的引力红移。而“钟慢效应”和物体运动时的质量比静止时大是狭义相对论的结论。 故选CD。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第一学期南模中学高二年级初态考试 物理学科等级考 （本次考试时间60分钟，满分100分） 一、单选题 1. 今天的太阳处在下面的哪一个阶段（　　） A. 红巨星 B. 形成的初期 C. 稳定的中年期 D. 恒星的晚年 2. 宇宙中最基本的天体是（　　） A. 恒星和星云 B. 行星和星云 C. 行星和卫星 D. 恒星和行星 3. 下列天体中，密度最大的是（　　） A. 白矮星 B. 红巨星 C. 中子星 D. 黑洞 4. 据中国古籍《宋会要》记载，1054年曾有一颗非常明亮的“客星”出现在东南方的天空。23天后这颗“客星”消失了。其实，这颗“客星”就是我们所认识的（　　） A. 红巨星 B. 超新星 C. 彗星 D. 白矮星 5. 超新星的热核爆炸代表了这颗恒星演化到了哪个阶段（　　） A. 诞生期 B. 存在期 C. 死亡期 D. 任何时期都可能 6. 下列能源中，既属于新能源，又属于可再生能源的是（　　） A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 沼气 7. 下列各项中，属于常规能源的是 （ ） A. 天然气 B. 太阳能 C. 地热能 D. 风能 8. 能源是人类社会活动的物质基础。下列能源属于不可再生能源的是（　　） A. 太阳能 B. 水能 C. 风能 D. 煤炭 9. 如果航天员以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 航天员根据自己的质量在增加发觉自己在运动 B. 航天员根据自己的心脏跳动在慢下来发觉自己在运动 C. 航天员根据自己在变小发觉自己在运动 D. 航天员永远不能由自身的变化知道自己的速度 10. 大量的实验事实已经验证了爱因斯坦相对论的正确性，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性，关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　） A. 由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值 B. 牛顿力学适用于微观、高速、强引力场中物体的运动 C. 牛顿提出了万有引力定律，并测量了引力常量 D. 牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律 11. 离开地面6km高空存在某μ子源，产生的μ子以0.99c（c为真空中光速）飞向地面。已知μ子的静止寿命为3.0 ×10-6s。地面能收到该源的μ子，则（　　） A. 高速μ子的寿命大于3.0 ×10-6s B. 高速μ子的寿命等于3.0 ×10-6s C. μ子参考系下观察到离地距离大于6km D. μ子参考系下观察到离地距离等于6km 12. 在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟，a放在转轴处，b放在中间，c放在边缘处，如图所示。对于地面上的观察者，根据相对论认为三个时钟的快慢情况，下列说法正确的是（　　） A. a钟最快，b、c钟一样慢 B. a钟最慢，b、c钟一样快 C. a钟最快，c钟最慢 D. a钟最慢，c钟最快 13. 下列说法中不正确的是（　　） A. 杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点 B. 由静止的人来测，沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度小 C. 杆静止时的长度为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0 D. 如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了 14. 关于宇宙，下列说法正确的是（ ） A. 地球是宇宙中唯一有卫星的行星 B. 太阳的八大行星在万有引力作用下绕太阳公转 C. 太阳系是银河系的中心 D. 所谓恒星就是永恒不变的星球 15. 关于恒星的说法正确的是（　　） A. 极少数恒星有着和太阳相同的化学成分 B. 当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星刚刚诞生 C. 恒星起源于宇宙中的气体、尘埃等物质 D. 神秘天体—黑洞一般由小质量恒星演化形成 16. 有关恒星下列说法，不正确的是（　　） A. 一颗恒星的寿命取决于它的质量 B. 巨星和超巨星可能爆炸成为超新星 C. 当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D. 质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 17. 我们观测到的宇宙的图景是（　　） A. 宇宙当今的图景 B. 宇宙过去的图景 C. 宇宙将来的图景 D. 一种虚拟的图景 18. 关于宇宙，下列说法中正确的是（　　） A. 当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星正处于壮年 B. 恒星的寿命取决于亮度 C. 太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应 D. 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上 19. 在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（　　） A. 在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的 B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的 C. 物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大 D. 狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体 20. 在高速世界里，时间和空间都是相对的，都会随惯性参照系的选择不同而不同。爱因斯坦根据基于相对性原理和光速不变原理，建立了狭义相对论，下面正确的是（　　） A. 相对性原理是指，物理规律在一切参照系中都具有相同的形式 B. 光速不变原理是指，在一切参照系中，测量到的真空中的光速c都一样 C. 光速不变原理是指，在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样 D. 上面所述均不正确 21. 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 22. 你现在正在完成60分钟的物理初态考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间（ ） A. 大于60分钟 B. 等于60分钟 C. 小于60分钟 D. 不能确定 23. 一枚静止时长30m的火箭以1.5×108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3×108m/s，观察者测得火箭的长度约为（　　） A. 30m B. 15m C. 34m D. 26m 24. 关于能源的下列说法错误的是（　　） A. 石油制品是由一次能源转化而来的二次能源 B. 煤炭是可再生能源 C. 煤、石油属于常规能源 D. 太阳能、核能属于新能源 25. 以下四种能源的使用中，对环境污染最大的是（　　） A. 风能 B. 煤炭 C. 太阳能 D. 潮汐能 26. 下述做法能改善空气质量的是（　　） A. 以煤等燃料作为主要生活燃料 B. 利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源 C. 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车 D. 限制使用电动车 27. 关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A. 化石能源是清洁能源，水能是可再生能源 B. 能量的转化和转移有方向性 C. 人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造 D. 能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 28. 太阳能是大自然赋于人类的一种取之不尽，用之不竭的能源，在太阳的内部进行着大规模的（　　） A. 核裂变 B. 核聚变 C. 链式反应 D. 核反应堆 29. 关于核能，下列说法不正确的是( )． A. 核能是一次能源 B. 核能是二次能源 C. 核能是新能源 D. 核能是干净能源 30. 在高速列车的车厢安装一盏灯，它每隔一定时间亮一次。列车上的人测得，灯在、两个时刻分别亮了一次，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是；地面上的人测得这两个事件的时间间隔为。则与的关系是（　　） A. B. C. D. 无法确定 二、多选题 31. 1905年到1915年间，爱因斯坦先后发表的狭义相对论和广义相对论在20世纪改变了理论物理学和天文学，取代了主要由牛顿创立的有200年历史的力学理论。狭义相对论适用于基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理现象。广义相对论解释了引力定律及其与其他自然力的关系，适用于宇宙学和天体物理学领域，包括天文学。下列有关相对论的内容，说法不正确的是（　　） A. 狭义相对论的两条基本假设是相对性原理与光速不变原理 B. 飞船以的速度航行，若飞船向正前方的某一星球发射激光，则该星球上的观察者测量到的激光速度为 C. 牛顿力学是相对论在宏观、低速（与光速相比）情况下的特例 D. 已知子低速运动时的平均寿命时。当它以的速度飞行，若以子为参考系，此时子的平均寿命变长 32. 牛顿经典力学与爱因斯坦的相对论是物理学史上的两座里程碑。关于经典力学与相对论，下列说法中正确的是（ ） A. 爱因斯坦的狭义相对论全面否定了牛顿经典力学 B. 牛顿经典力学只适用于宏观低速领域 C. 在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样 D. 在地面上观察，接近光速飞行的飞船在运动方向上会变长 33. 秦山核电站采用目前世界上技术成熟的压水堆，核岛内采用（　　）等多道屏障。 A. 燃料包壳 B. 压力壳 C. 解压壳 D. 安全壳 34. 关于能量守恒定律与能源，下面说法正确的是（ ） A. 人骑自行车是将生物质能转化为机械能 B. 太阳能的利用一般为光电转换 C. 只要有能量转移和转化，就一定遵从能量守恒定律 D. 生物质能属于可再生能源，风能属于不可再生能源 35. 煤、石油、天然气作为能源的共同特点的下列说法正确的是（　　） A. 可再生能源，取之不尽，用之不竭 B. 不可再生能源，用一点，少一点 C. 来自太阳辐射的能量 D. 污染环境的能源 36. 下列哪些现象的逆过程并不违反能量守恒定律，却从未能自发地发生（　　） A. 热传递 B. 气体膨胀 C. 分子扩散 D. 摩擦生热 三、综合题 37. 人类对宇宙的探索已经有很长的历史。从2300多年前我国战国时期的思想家尸佼给出了宇宙的定义到广义相对论建立之后，宇宙学真正成为了现代科学意义上的一门学科。1929年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在___________（选填：A．靠近 B．远离）我们，据此，科学家提出了_________宇宙学，以解释宇宙的起源。 38. 火星是太阳系的内层行星，它有火卫一与火卫二两个卫星。 （1）火星绕太阳公转时的轨道形状是___________。火星公转过程中不变的物理量是（ ） A．线速度B．万有引力C．周期D．向心加速度 （2）现已测得火卫一距离火星9378km，火卫二距离火星23459km。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度大小分别为和，周期分别为和，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （3）已知火星的质量为M、半径为r，火星与太阳的距离为。有同学认为：根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：，就可以求出火星表面重力加速度。请判断该同学的观点是否有误_______，并说明理由_________。 39. 为探索外太空，使发射的卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。 （1）发射卫星的初速度必须达到（ ） A. 7.9km/s B. 11.2km/s C. 16.7km/s （2）在地面上的时钟，与在高速运行卫星上的时钟相比，它（ ） A. 走得慢 B. 走得快 C. 快慢不变 40. 万有引力定律是支持宇宙探秘的重要理论之一。 （1）第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是__________ A. 牛顿 B. 卡文迪什 （2）用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　） A. N·m2/kg2 B. N·kg2/m2 C. m3/（kg·s2） D. kg·s2/m3 （3）如图为测量万有引力常量的装置，该实验中为测量石英丝极微小的扭转角，采取“微小量放大”的主要措施是（　　） A. 增大石英丝的直径 B. 增大T型架横梁的长度 C. 增大光源与平面镜的距离 D. 增大刻度尺与平面镜的距离 41. 广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。 （1）以下属于广义相对论基本原理的有（ ） A. 相对性原理 B. 等效原理 C. 光速不变原理 D. 广义相对性原理 （2）下列不属于广义相对论的是（ ） A. 引力场中的谱线红移 B. 水星公转轨道的近日点进动 C. 引力场中的时钟变慢 D. 物体的运动速度越大，运动质量越大 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $