2022-2023学年福建省莆田市高一（下）期末物理试卷

2022-2023学年福建省莆田市高一（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1.如图，质量为Tn的苹果从距地面高度为H的树上由静止开始

下落，树下有一深度为无的坑。若以坑底为零势能参考平面，则

苹果刚要落到坑底时的机械能为（）

A.0

B.mgh

C.mg（H-K）

D.mg(H+h)

2.如图，汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水

平路面前进时，下列说法正确的是（）

A.马车一定受力平衡

B.车夫对马的拉力做正功

C.马对车的拉力做正功

D.地面对车的摩擦力是滑动摩擦力

3.莆田市某高中进行防溺水安全教育，同学们讨论：消防二二二二

员如何以一定的速率在最短时间内救援被困于礁石上的学

生。如图，4、B间距适当，河中各处水流速度相等，下列说

法正确的是（）

A.应在河岸A处沿历方向进行救援

B.应在河岸B处沿切方向进行救援

C.应在河岸B处沿为方向进行救援

D.应在河岸B处沿吗方向进行救援

4.图甲为炒茶厂的水平传送带装置，可简化为图乙所示模型，皮带在电动机带动下保持恒

定速度"向右运动。传送带力、B两端的距离为3现将一质量为m的茶叶盒由静止轻放在皮带

上，盒子过一会儿能保持与传送带相对静止。茶叶盒和皮带间的动摩擦因数为“，忽略盒子的

大小，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.盒子从左端运动到右端的时间为：+

B.盒子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用

„2

C.盒子与传送的相对位移大小为一

D.盒子从力运动到8的过程，电动机因运送盒子多做的功为τn∕

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

5.质量为Tn的物体，由静止开始下落，其下落的加速度为∣g,在其下落九的过程中，下列说

法正确的是（）

A.物体重力做的功为mghB.物体所受阻力做功为∣mg∕ι

C.物体重力势能减少了∣mg∕ιD.物体所受合力做功为∣mg/ɪ

6.中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，

“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道I上运动，到达轨

道ɑ点时点火变轨进入椭圆轨道H,到达b点时，再次点火进入圆轨道

∏..下列说法正确的是（）

A.飞船在轨道I上运行的周期大于在轨道ΠI上运行的周期

B.飞船在α处变轨要加速，在b处变轨也要加速

C.飞船在轨道I上经过α点的加速度小于在轨道H上经过α点的加速度

D.飞船在轨道口上经过b点的速率小于在轨道HI上经过b点的速率

7.如图所示，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平

地面上，用不可伸长的轻绳绕过固定的光滑定滑轮连接物块4和C,

C穿在竖直固定的光滑细杆上，。4竖直且足够长，OC水平，4、C间

轻绳刚好拉直，此时整个系统处于静止状态，现将C静止释放，下

滑∕ι=3小时B刚好被提起。己知4、B、。质量均为Ikg,OC间距Z=

4m,g取Ionι∕s2,贝∣J()

A.滑块C下滑过程中，加速度一直减小

B.当滑块C速度最大时，滑块C所受的合力为0

C.滑块C静止释放下滑至3巾过程中，物块4上升了ITn

D.滑块C静止释放下滑至3τn过程中，绳对A做的功为19.3/

8.如图甲，宋人孟元老陈京梦华录对花样跳水的描述：“又有两画船，上立秋千.....

筋斗掷身入水，谓之水秋千。”某次“水秋千”表演过程如图乙，质量为Zn的表演者，以。点

为圆心荡到与竖直方向夹角。=45。的B点时，松手沿切线方向飞出。若在空中经过最高点C时

的速度为〃水秋千绳长为/，4为最低点，表演者可视为质点，整个过程船体静止不动，不计

空气阻力和绳的质量，重力加速度为g。贝∣J()

甲乙

A.表演者在B处重力的瞬时功率为mgu

B.表演者从4运动到B的过程中，处于超重状态

C.表演者在4处受到秋千的作用力大小为竿+(3—Bmg

D.若B到水面的高度为CB间高度的4倍，则落水点到B点的水平距离为仪亘近

9

三、填空题(本大题共2小题，共6.0分)

一辆质量为的汽车，额定功率为人小。现让汽车保持额定功率在水平路面上

9.4xlθ3∕cg80

从静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，从启动开始汽车将会做加速度

(选填“不变”、“逐渐增大”或“逐渐减小”)的运动，汽车在加速运动过程中所能

达到的最大速度为m∕s(g取IonI/s2)。

10.如图甲，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示，C为

大盘上的一点，4、B为大小两盘边缘上的两点，已知2r0=以，b=工作时4点和B点的

线速度之比%：VB=,B和C点的角速度之比3B：3C=。

甲乙

四、实验题(本大题共2小题，共14.0分)

11.某兴趣小组在“验证机械能守恒定律”的实验中。

(1)图甲所示操作中合理的是。

(2)本实验中，下列说法正确的是。

A.先让重锤下落，后接通电源

B.重锤的质量可以不测

C可以根据U=gt来计算重物在t时刻的瞬时速度

D安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上

(3)在实验中，当地重力加速度g=9.8m∕s2,测得所用重物的质量为2.00kg。若按实验要求

正确地选出纸带进行测量，量得连续三点4、B、C到第一个点的距离如图乙所示(相邻计数点

时间间隔为0.02s)。

从起点。到计数点B的过程中重物动能的增加量4%=/(结果保留两位有效数字)；重

力势能的减少量NEp,通过计算，数值上AEp>4Ek,原因是o

12.在“探究平抛运动特点”的实验中，用图甲所示实验装置和频闪相机来探究平抛运动的

特点。

甲乙

(1)在多次实验中每次小球从斜槽上同一位置由静止开始运动。轨道光滑。(选

填“一定”或“不一定”)。

(2)某同学用频闪相机来探究平抛运动的特点。如图乙所示是该同学所拍摄小球运动轨迹照片

的一部分。4、8、C是记录了小球在运动途中的三个位置，已知照片上每个小正方形方格的

实际边长为L=5.0cm,B点的竖直分速度为m∕s,小球做平抛运动的初始位置坐标

(cm,CnI)(g取Iom/$2)。(结果保留一位小数)

五、简答题(本大题共3小题，共40.0分)

13.2023年1月21日，农历除夕当晚，中国空间站过境祖国上空，,

中

航天员费俊龙、邓清明、张陆向全国人民送来新春祝福。如图所示，/国

中国空间站绕地球做匀速圆周运动时距地球表面的距离为九。地球!,(空

间

站

表面的重力加速度为G地球的半径为R、引力常量为G,忽略地球\

自转。求：

(I)地球的质量M；

(2)中国空间站绕地球运动的线速度"大小。

14.如图甲所示，固定在水平面上半径为R=1.25m的;光滑圆弧轨道，4点为轨道最高点且

与圆心等高；圆弧轨道最低点B与质量为M的木板上表面等高且平滑相接，但不粘连。一质量

m=2kg的物块P(可视为质点)，从圆弧轨道上4点由静止开始释放，滑上木板后，物块P的

U-t图像如图乙所示。物块P不会从木板右端掉落，g取IoTn%2。求:

(1)物块P经过B点时受到的支持力大小N1：

(2)物块P克服摩擦力做的功必；

(3)木板和地面间因摩擦而产生的热量Q。

15.图甲为新兴滑草娱乐活动场所，其横截面简化示意图如图乙。倾斜草坪4B长Ll=18m,

倾角。=37。，水平草坪BCKL2=9.6m,防护草堆横截面是半径R=的四分之一圆弧,

C点为圆弧圆心，C点正下方的点E为圆弧最低点。运动员乘滑草车从点4沿倾斜草坪无初速下

滑，滑到底端B点时速度大小不变而方向变为水平，再滑过BC段后从C点水平滑出，最后落

在草堆圆弧DE上。选择不同的滑草车可以改变滑草车与草坪之间的动摩擦因数，同一滑草车

与4B、BC的动摩擦因数相同，载人滑草车在运动过程中可看成质点，不计空气阻力，(sin37。=

0.6,cos37°=0.8,g取IOm/52)。

(1)滑草车和草坪间的动摩擦因数%=0.25,求滑草车从4点滑到B点所用时间口；

(2)滑草车从4点滑下后，恰好停在C处，求该滑草车和草坪间的动摩擦因数”2；

(3)载人滑草车的总质量m=50kg,他乘坐不同的滑草车将以不同的速度离开C点并落到圆弧

OE上的不同位置，求载人滑草车落到草堆时的动能最小值。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：不计空气阻力，苹果下落时只有重力做功，其机械能守恒，可知刚要落到坑底时的

机械能等于开始下落时的机械能，即为E=mg(H+h),故ABC错误，。正确。

故选：D。

不计空气阻力，苹果下落过程中机械能守恒，苹果落到坑底时的机械能等于苹果刚下落时的机械

能，根据重力势能的计算公式EP=mg∕ι分析答题，其中九是物体相对于零势能参考平面的高度。

本题是对机械能守恒定律的直接考查，要掌握机械能守恒的条件，灵活选择研究的位置。

2.【答案】C

【解析】解：4马拉车不一定做匀速运动，所以马车不一定受力平衡，故A错误；

BC.车夫对马的拉力方向向右，而马向左走，拉力方向与马的运动方向夹角为180。，cosθ=-1,

所以车夫对马的拉力做负功，马对车的拉力与车的运动方向一致，cosθ=l,马的拉力对车做正

功，故B错误，C正确；

D地面对车轮接触过程没有发生相对滑动，摩擦力是静摩擦力，故。错误。

故选：Co

马拉车不一定做匀速运动，所以马车不一定受力平衡；根据做功的表达式W=FXCoS。进行判断;

地面对车轮接触过程没有发生相对滑动，摩擦力是静摩擦力。

该题目考查了功的正负判断，W=FXCoSo这个公式中的CoSo的正负决定了做功的正负，学生做题

的时候一定不要忘记考虑夹角。

3.【答案】A

【解析】解：根据运动的合成与分解，若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且

出发点应位于礁石上游，使合速度方向指向被困于礁石上的学生，故A正确，BCO错误。

故选：Ao

要使过河时间最短，船头应垂直于河岸，且位于上游，使合速度方向指向被困于礁石上的学生，

据此分析作答。

本题考查了小船渡河问题，主要运用运动的合成与分解加以解决。

4.【答案】D

【解析】解：4、盒子在传送带上加速过程，由牛顿第二定律得：μmg=ma,解得：a=μg

加速过程所用时间和通过的位移分别为tι=E=WXI=黑=

QAg12a2μg

盒子在传送带匀速过程的时间为r_L-X1_L岛

Lo-----------------

cVV

盒子从左端运动到右端的时间为t=t+t-2L+iΞ⅛=ʌ+JL,故A错误；

124gvv2μg

从盒子在传送带做匀速运动时，不受摩擦力作用，故B错误；

C、盒子与传送的相对位移大小为∕x=%传一/=戊1-力，解得：Zx=总，故C错误；

。、盒子从4运动到B的过程，电动机因运送盒子多做的功等于传送带克服摩擦力做的功，则有

x=

Wl^=μmgx^=μmgvt1=μmgv~,故£>正确。

故选：D。

盒子刚放在传送带上时做初速度为零的匀加速直线运动，盒子速度与传送带速度相等后与传送带

一起做匀速直线运动，应用牛顿第二定律求出匀加速运动时的加速度大小，应用运动学公式求出

盒子的运动时间；根据运动过程与运动性质判断受力情况；求出盒子做匀加速直线运动过程传送

带的位移，然后求出盒子与传送带的相对位移大小；根据功能关系求出电动机因运送盒子多做的

功。

根据题意分析清楚邮件的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式、功的计算公

式、功能关系可以解题。

5.【答案】AD

【解析］解：AC.重力做功为WG=Mg八，物体重力势能减少了mg∕ι,故A正确，C错误;

BZX根据牛顿第二定律可得

mg—f「=ma=-3mg

解得

2

fr.mg

物体所受阻力做功为

2

Wf=—fh=--mgh

根据做功公式可知物体所受合力做功为

3

IV合=F合h=mah=-mgh

故C错误，。正确。

故选：ADo

物体静止开始下落，受到重力和阻力两个力作用，由牛顿第二定律列式求得阻力与重力的关系；

而重力做功决定重力势能变化，动能的变化由合力做功确定，除重力以外的阻力做功导致机械能

变化。根据这些功能关系进行分析即可.

本题关键要掌握重力势能变化是由重力做功引起，而动能变化是由合力做功导致，注意做功的正

负。

6.【答案】BD

3

【解析】解：A根据开普勒第三定律qr=k可得，运行的轨道半径越大，周期越大，飞船在轨道I

上运行的轨道半径小于在轨道m上运行的轨道半径，所以飞船在轨道I上运行的周期小于在轨道

m上运行的周期，故A错误；

8.飞船在ɑ处变轨和在b处变轨都是从低轨道变到高轨道，故都需要加速，故B正确；

C根据尸=誓可知，飞船在轨道I上经过α点和在轨道II上经过α点时受到的万有引力相同，故

加速度相等，故C错误；

。.根据前面分析，飞船在b处变轨需要加速，所以飞船在轨道∏上经过b点的速率小于在轨道m匕

经过b点的速率，故O正确。

故选：BD.

根据开普勒第三定律分析周期大小关系；根据变轨原理分析BD选项；根据万有引力定律分析C选

项。

本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是掌握卫星变轨原理以及开普勒第三定

律的应用方法。

7.【答案】BC

sinθ=-,h

【解析】解：AB,设C下滑∕ι=3τn时，轻绳与水平方向的夹角为0,则有Jh2+l2,解得:

sinθ=0.6,则。=37°

此时B刚好被提起，可知此时弹簧弹力大小为mg,假设此时C的加速度方向竖直向下，则4的加速

度方向竖直向上；

设此时绳子拉力为7,对C有：mg>Tcosθ

解得：τ<翳，即

对4有：T>Fmg=2mg

可知假设不成立，故此时C的加速度方向竖直向上，则C从静止释放到下滑h=3m时，先做加速运

动，后做减速运动，加速度先向下减小，后向上增大，当加速度等于零时，滑块C速度最大，滑

块C所受的合力为0,故A错误，8正确；

C、滑块C静止释放下滑至3m过程中，物块力上升的高度为：4h=√C+BT,代入数据解得：

∆h—1m,故C正确；

D、初始时，弹簧被压缩，弹力大小为mg,当B刚好被提起时，弹簧被拉伸，弹力大小也为mg,

两种状态下弹簧具有相同的弹性势能；滑块C滑至3m时，设C的速度为/可知此时4的速度为vs)。,

ɪ]

则有：mgh=-mv2+-m(vsinθ)2+mg∆h

设此过程中绳对4做的功为勿，由功能关系有：W=∣τn(vsin0)2+mg∆h

联立解得：W=15.3/,故。错误。

故选：BCo

求出C下滑∕ι=3m时轻绳与水平方向的夹角，假设此时C的加速度方向竖直向下，根据受力情况分

析绳子拉力大小，由此分析C的运动情况：根据几何关系得到滑块C静止释放下滑至3m过程中，

物块4上升的高度；根据功能关系结合动能定理求解此过程中绳对4做的功。

本题主要是考查功能关系、牛顿第二定律的综合应用，关键是弄清楚物块的受力情况，能够根据

牛顿第二定律、动能定理、功能关系进行解答。

8.【答案】AC

【解析】解：4表演者从B运动到C做斜上抛运动，在最高点C时的速度为V,即水平方向的速度始

终为"，而在B点时，速度方向与竖直方向成45。，此时水平速度和竖直速度大小相等，所以在B处

重力的瞬时功率为P=τngvy=mgv

故4正确；

员从4运动到8的过程中，表演者既有指向圆心的向心加速度，也有斜向右下方的切向加速度，若

竖直方向上加速度的分量向上，则表演者处于超重状态，如果竖直方向上加速度分量向下，则表

演者处于失重状态，故B错误；

C.从A运动到B的过程中，由动能定理可知

-mgl(‹l—CoSo)=ɪmvjTn若

从B点做斜抛运动，则

VB=y∕~2v

表演者在4处受到秋千的作用力大小为F,根据牛顿第二定律有

r,V∖

F—mg=m-γ

则表演者在4处受到秋千的作用力大小为

F=+(3-√^∑)mg

故C正确；

。.表演者从C点开始做平抛运动，根据平抛运动规律有

y=h+4h=

X=Vt

从B点运动到最高处，由运动学公式可得

(VBCoSeA=2gh

解得

,V2

n=—

2g

CB的水平位移为

,,UBSinθV2

%=Vt=V-........=一

99

故落水点到B点的水平距离为

%&=X+%'

解得X忌=等

故O错误。

故选：ACo

A、重力的瞬时功率等于重力与竖直方向速度的乘积。

8、判断表演者超重失重，要看其加速度的方向。

C、从4运动到B的过程中，由动能定理可列出方程；表演者从B点做斜抛运动，由几何关系，可

列出ι⅛与。的关系式；表演者在4处，由牛顿第二定律和向心力公式可列出方程；联立前述方程可

求。

。、从B到C做斜抛运动，可分解为水平方向的匀速直线运动、竖直方向的匀减速直线运动，根据

相应规律可列出运动方程；在C点做平抛运动，可列出相应方程；联立方程，结合几何关系可求。

本题主要考查竖直圆周运动、斜抛运动、平抛运动等，涉及动能定理、牛顿第二定律、向心力公

式、瞬时功率、超重失重等知识，考查较全面，属于曲线运动部分的综合题目，对学生要求较高。

9.【答案】逐渐减小20

【解析】解：汽车在加速度过程，利用牛顿第二定律则有：F-f=ma

汽车的功率P=Fv

p

代入数据可得：α=Ef

m

从启动开始汽车的速度"逐渐增大，由于汽车保持额定功率P不变，阻力/大小不变，则加速度逐

渐减小。

当牵引力等于阻力大小时，汽车速度达到最大，则有：P=Fvm=fvm

已知：f=0.1mfif=0.1×4×IO3XIoN=4XIO3ZV

代入数据可得：vm=20m∕s

答：逐渐减小；20。

汽车加速过程利用牛顿第二定律和P=Fv,两式联立可得加速度的表达式，则可知加速度的变化

特点；

汽车速度达到最大时，牵引力和阻力大小相等，额定功率和阻力大小已知，由P=FU可得汽车的

最大速度。

本题考查了汽车恒功率启动的问题，解题的关键是利用牛顿第二定律写出加速度的表达式，注意

汽车速度达到最大时，牵引力和阻力大小相等。

10.【答案】1：12：1

【解析】解：因为4、B两点都在齿轮边缘，相互咬合传动，故线速度大小相等，即

VA-VB=1:1

由公式U=3T得：

VA=ωj4η4

vB~ωBrB

又2τ⅛=rA,rc=rβ

联立解得：ωβ:ωλ=2：1

因为4、C在同一齿轮上，角速度相同，故

ωBzωC=ωBzωA

解得：ωβ:ωc=2：1

故答案为：1：1;2：Io

同缘传动时，边缘点的线速度大小相等；同轴传动时，角速度相等；然后结合〃=37•列式求解。

本题关键明确同缘传动和同轴传动的特点，关键在于灵活应用U=3r关系式。

11.【答案】DBD0.94存在空气阻力和摩擦力阻力做功

【解析】解：（1）正确的手持纸带的方法：手持纸带的末端，让纸带保持竖直，重物靠近打点计时

器，故ABC错误，力正确。

故选I）。

（2）4先接通电源，后让重锤下落，可有效的利用纸带，故A错误；

A要验证的表达式为：mgh=^mv2,重锤的质量可以被约掉，重锤的质量可以不测，故8正确；

C.利用p=gt,来计算重物在t时刻的瞬时速度，是认为物体做自由落体运动，而做自由落体运动

的物体，其机械能是守恒的，这就失去了验证的意义，故C错误；

。.安装打点计时器时.，应使两个限位孔处于同一竖直线上，可减少纸带与限位孔之间的摩擦阻力，

故。正确。

故选：BD。

(3)B点的速度等于TlC段的平均速度，则有：

x∩c-X∩Λ(7.01—3.13)x102

VB=庭2产=i-------W-------m/s=0∙97m∕s

从起点。到计数点B的过程中重物动能的增加量为：

ΔEk=ɪmvj=∣×2×(0.97)2/Z094;

数值上ZEp>/Ezc,原因是存在空气阻力和摩擦力阻力做功。

故答案为：(1)。；(2)8。；(3)0.94；存在空气阻力和摩擦力阻力做功

(1)(2)根据实验的操作方法和注意的事项解答；

(3)根据打点纸带测量速度的原理求得打B点时的速度，由动能定义求解动能增加量；误差来自于

存在空气阻力和摩擦力阻力。

本题考查了验证机械能守恒定律实验，分析实验的原理是解题的前提，掌握实验的操作和注意的

事项。

12.【答案】一定不一定2.0-5.05.0

【解析】解：(1)在每次实验中每次小球一定从斜槽上同一位置由静止开始运动。轨道不一定光滑，

只有小球到达底端时速度相同即可。

(2)L=5.0cm=0.05m

因Ay=2L=gT2

解得T=0.1s

则8点的竖直分速度为

8L

解得VBy=2.0m∕s

小球做平抛运动的初速度

3L

vO=Y

解得Vo=1.5m∕s

从抛出点到B点的时间t=资

从抛出点到B点的竖直距离Ay=等t

从抛出点到B点的水平距离

∆x—VQt

解得ZIy—0.2m—20cm,∆x—0.3m=30cm

初始位置横坐标

x=25cm—30cm=—5.0cm

纵坐标

y=25cm—20cm=5.0cm

即初始位置坐标(-5.0czn,5.0cm)

故答案为：(I)一定，不一定；(2)2.0；-5.0；5.0

(1)根据实验原理及操作规范分析。

(2)根据竖直方向自由落体运动规律解得周期，从而计算竖直速度，结合平抛运动规律解得抛出点

坐标。

解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于

课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解；对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方

向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题.

13.【答案】解：(1)忽略地球自转，物体在地球的两极受到的重力与其所受到的万有引力大小相

等，有

CMm

，

GKy=/

解得：M=运

G

(2)中国空间站绕地球做匀速圆周运动，轨道半径r=R+h

由地球的万有引力提供向心力，得

CMmV2

-O-=TH——»

Grzr

联立解得：悬。

v=R

答：(1)地球的质量M为萼;

(2)中国空间站绕地球运动的线速度"大小为R

【解析】(1)已知地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G,根据重力等于万有

引力来求解地球的质量。

(2)中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求解中国

空间站绕地球运动的线速度P大小。

本题要掌握两个关系：在星球表面上的物体受到的重力与其所受到的万有引力大小相等；环绕天

体绕中心天体做圆周运动所需要的向心力由万有引力提供。

14.【答案】解：(1)由图乙的U-t图像可知，物块P经过B点时的速度为

VB=Smfs

物块在B点时，由牛顿第二定律得

N1-mg=τn-^

联立解得

N1=60/V

(2)对物块P整个运动过程，由动能定理得

mgR-Wf=G-G

解得物块P克服摩擦力做的功为

Wf=25/

(3)由U-t图像可知O-2s内木板做匀加速运动，2s时与物块P共速，且共同速度为U=Im∕s,如

物块与木板的相对位移为

.5+1CIC_

ZIS=X物一%木=-y-X2m--×2m=5m

O~2s内物块P的加速度大小为