2021-2022学年福建省厦门市高一（下）期末物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年福建省厦门市高一（下）期末物理试卷

1.长传足球的轨迹如图所示，足球在P点所受的合外力和速度方向的关系可能正确的

是（）

匀速下落。返回舱（含降落伞）匀速下落过程中（）

A.所受的合外力做正功

B.所受的合外力做负功

C.机械能减小

D.机械能不变

3.2022年2月7日，任子威为中国队夺得短道速滑男子1000米的冬奥会历史首金，某

中学生助手特意发布了一篇推文，来介绍其比赛中过弯道的情景（如图所示）（）

A.此时运动员处于平衡状态

B.此时运动员受到重力、支持力和向心力的作用

C.若转弯半径相同，速率越大，运动员越容易发生侧滑

D.若速率相同，转弯半径越大，运动员越容易发生侧滑

4.2022年6月5日，神舟十四号载人飞船采用自主快速I

交会模式，与天和核心舱成功对接。如图所示，飞船

沿着圆轨道I运动，经过一系列操作后，从P点沿椭4J

圆轨道H运动到Q点，与处于圆轨道ID的天和核心舱V

对接。则飞船（）

A.在轨道I上经过P点的速度小于在轨道n上经过[P

-----

P点的速度

B.从P点沿轨道n飞向Q点过程中速度逐渐增大

C.在轨道n上运行的周期大于在轨道m上运行的周期

D.对接后的组合体的运行速度大于7.9km/s

的58%。如图所示，风力发电机的叶片在风力作用下转动，叶I■\!

片上分别有4、B、C三点，A点到转轴的距离是B点到转轴距离

的两倍，a点和c点到转轴的距离相等。则（）

A.A点和B点的角速度大小相等B.4点和B点的线速度大小相等

C.B点和C点的角速度大小相等D.4点和C点的线速度大小相等

6.2022年6月17日，我国完全自主设计建造的航空母舰“福建舰”顺利下水。根据设

计，“福建舰”发动机最大输出功率为P,最大航行速度为外，其航行时所受的阻

力随速度增大而增大。若“福建舰”（）

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A.匀加速启动，则牵引力逐渐增大B.恒定功率启动，则做匀加速直线运动

C.以为匀速航行时，所受的阻力为『D.以平匀速航行时，输出功率为£

vm/N

7.如图所示，厦门中学生助手将圆环P套在竖直细杆上M处，

不可伸长的轻绳一端连接圆环，另一端跨过轻质定滑轮与重

物Q相连。圆环P由静止释放，运动到N点时，重物Q仍在滑

轮下方。已知滑轮与M位置等高且水平距离，=0.3m,M、N

两位置的高度差为九=0.4m,不计空气阻力和一切摩擦。则

()

A.圆环由M到N过程中，P重力势能的减少量等于P动能的增加量

B.圆环由M到N过程中，P、Q系统机械能守恒

C.圆环运动到N点时，P与Q的速度大小之比为4：5

D.圆环运动到N点时，P与Q的速度大小之比为5：4

8.如图甲所示，一长木板P静止于水平地面上，t=0时小物块Q以4m/s的初速度从左

端滑上长木板，二者的速度随时间的变化情况如图乙所示，运动过程中，小物块始

终未离开长木板。已知长木板P质量为Mg,小物块Q质量为3kg,重力加速度g取

lOm/s2,在运动的全过程中（）

A.小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2

B.长木板与地面之间的动摩擦因数为0.2

C.小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为12/

D.小物块对长木板所做的功为12/

9.如图为我国奥运会冠军刘诗颖某次投掷过程的标枪重心轨迹示意图。质量为m的标

枪从4处由静止开始加速至B处时速度为外，随后标枪被举高至C处，并以速度文掷

出；标枪离手后向斜上方向运动至离地面的最高点。处，已知2、B、C、。离地面

高度分别为心、九B、九c、加，重力加速度为g，忽略空气阻力。则从4到c过程中，

运动员对标枪所做的功为;从C到。过程中，运动员对标枪所做的功为

D

f77777777777777777777777777777777777T

10.如图所示为向心力演示仪，左右两个塔轮各有三层，自上而下每层的半径之比依次

是1：1、2：1和3：1,两个塔轮通过不打滑的传动皮带连接。若要探究向心力尸与

小球转动半径r的关系，则皮带应放在塔轮的层(选填“上”“中”或

“下”)。若两个质量m相同的小球按如图所示放置，皮带连接的左右塔轮半径之

比为3：1,转动手柄后，左右两边标尺上露出的红白相间的等分格数之比为。

11.为探究“平抛运动的特点”，将实验器材安装如图所示。

让小球从斜槽上滚下，通过槽末端飞出后做平抛运动。

(1)为保证小球在空中做平抛运动的轨迹相同，要使小球

每次都从斜槽上(选填“相同”或“不同”)位置

由静止释放。

(2)下列做法可以减小实验误差的是。

4尽量减小球与斜槽间的摩擦

B.使斜槽末端的切线保持水平

C.使用质量大且体积小的钢球

12.某中学生助手进行验证机械能守恒定律的实验。

(1)图1操作合理的是；

(2)正确操作后，从打出的纸带中选择了一条较理想的纸带，如图甲所示，图中。点

是打点计时器打出的起始点，打该点时重物的速度为零。选取纸带上打出的连续点

4、B、C、D、E、F、G,测出各点距起始点。的距离九，并记录数据如表所示。己

知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度g=9.80m/s2。

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计数点ABCDEFG

h(cm)11.6114.8818.3422.3026.5036.20

①根据图甲读出尸点对应的刻度值cm.

②计算出重物下落过程中重力势能减少量4Ep。

③通过纸带计算F点的瞬时速度昨=m/s（结果保留三位有效数字），得到重

物动能增加量4Ek，再比较/与与是否在误差允许范围内相等，从而判断机械能

是否守恒。

（3）①厦门中学生助手采取另一种方法验证机械能是否守恒，处理数据后画出M—

h关系图线如图乙所示，得到重物下落的加速度a=m/s2（结果保留三位有效

数字）。

②根据公式计算出机械能损失量占机械能的百分比〃=Img篮ah]X100%<5%（

其中山为重物的质量），则可验证机械能守恒定律。

13.2022年3月23日15时40分，“天宫课堂”第二课在中国

空间站天和核心舱开讲，满足了孩子们对空间科学知识

的好奇。已知天和核心舱距离地面高度为九，其运动可视

为匀速圆周运动，环绕周期为7,万有引力常量为G,地

球半径为R。求：

(1)地球的质量M；

(2)地球的第一宇宙速度外

14.某中学生助手将一轻橡皮绳左端固定在离地高度为的

。点，右端与小球相连。现将小球从。点水平抛出，经过0.4s

后小球运动到P点，轻橡皮绳恰好伸直。而后小球撞到地

面的Q点，触地前瞬间的速度为4m/s。已知橡皮绳原长为

1m,小球质量为0.2kg,重力加速度g取lOm/s2,橡皮绳

始终在弹性限度内，忽略空气阻力，求:

(1)轻橡皮绳恰好伸直时，小球下落的高度；

(2)小球水平抛出的初速度大小；

(3)小球落地前瞬间，轻橡皮绳的弹性势能。

15.如图所示，厦门中学生助手在光滑水平面ZB、CD之间连接一长度为L=2m的传送

带，圆心为。、半径为R=0.2m的竖直光滑半圆轨道DEG与水平面4。在。点平滑连

接，其中尸G段为光滑圆管，E和圆心0等高，NEOF=30。。可视为质点的小物块从

4点以为=2.5m/s的初速度向右滑动，已知小物块的质量m=1kg,与传送带间的

摩擦因数〃=0.1,重力加速度g取lOjn/s?。

(1)若传送带不转，求小物块滑到圆轨道。点时对轨道的压力大小；

(2)若传送带以〃=2m/s的速率顺时针方向转动，求小物块能达到圆轨道的最大高

度；

(3)若要求小物块在半圆轨道内运动中始终不脱轨且不从G点飞出，求传送带顺时针

转动速度大小的可调范围。

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：足球运动至P点时，速度沿轨迹的切线方向，受竖直向下的重力及与速度

方向相反的空气阻力，这两个力的合力指向左下方，故。正确，4BC错误。

故选：D。

质点做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，轨迹夹在合力与速度方向之间,

合力大致指向轨迹凹的一向。

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，以及曲线运动

轨迹的特点，本题基本上就可以解决了。

2.【答案】C

【解析】解：AB,返回舱匀速下落的过程中，所受的合外力为零，则所受的合外力做

功为零，故AB错误；

CO、返回舱匀速下落的过程中，速度不变，动能不变，但重力势能减小，则机械能减

小，故C正确，。错误。

故选：Co

返回舱匀速下落，受力平衡，所受的合外力为零，合外力做功为零；机械能包括动能和

重力势能，根据速度的变化分析动能变化，根据高度变化分析重力势能的变化，从而判

断机械能的变化。

本题考查物体受力平衡时所受的合外力为零，以及机械能包括动能和重力势能，动能不

变时，根据重力势能的变化分析机械能的变化。

3.【答案】C

【解析】解：力、运动员过弯道时在水平面内做圆周运动，运动状态发生变化，处于非

平衡状态，故4错误；

8、对某运动员受力分析，受重力和支持力，静摩擦力，重力与支持力二力平衡，合力

即静摩擦力，提供向心力，故8错误；

2

C、根据尸=6二，知，弯道半径相同，速率越大，向心力越大，越容容易发生侧滑，

r

故C正确；

2

D、根据F=知，速率相同，弯道半径越小，向心力越大，越容易冲出跑道，弯

r

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道半径越大，向心力越小，越不容易发生侧滑，故。错误。

故选：Co

向心力是按照效果命名的力，不是物体实际受到的力，匀速圆周运动合力提供向心力；

同时明确地面对人的作用力包括地面的支持力和摩擦力，合力提供向心力，由此分析即

可。

本题考查匀速圆周运动的向心力的概念，关键是明确向心力的来源，注意向心力是效果

力，匀速圆周运动的物体合力指向圆心提供向心力。

4.【答案】A

【解析】解：A,在轨道/上P点要加速做离心运动才能进入轨道〃，则在轨道/上经过P点

的速度小于在轨道〃上经过P点的速度，故4正确；

B,从P点沿轨道口飞向Q点过程中，引力做负功，卫星动能减小，则速度逐渐减小，故

8错误；

c,根据开普勒第三定律q=k可知，在轨道n上运行的半长轴小于在轨道m上运行的

轨道半径，则在轨道n上运行的周期小于在轨道m上运行的周期，故c错误；

D,7.9km/s是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则对接后的组合体的运行

速度小于7.9km/s,故£＞错误。

故选：Ao

由低轨道进入高轨道，需要加速做离心运动；从P点沿轨道口飞向Q点过程中，引力做

负功，根据开普勒第三定律可知绕同一中心天体的行星轨道半径的三次方与周期平方成

正比，7.9km/s是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度。

本题考查万有引力的应用，解题关键在于理解卫星的变轨问题，从低轨道进入高轨道需

要加速，从高轨道到低轨道要减速。

5.【答案】ACD

【解析1解：AC.A点、B点和C点同轴转动，角速度相同，故AC正确；

BD、根据D=a)r

得空=^=~

IV

vBRB1

?=詈=；,故8错误，。正确。

vcRc1

故选：ACD.

A、B、C三点都在风力发电机的叶片上，随叶片一起转动，同轴转动的各点具有相等的

角速度，由此可判断选项。

本题考查学生基本公式的应用，各物理量之间关系的确定，在确定两个物理量之间的关

系时，必须要保证不能有第三个变化的物理量，掌握同轴转动角速度相同。

6.【答案】AC

【解析】解：4、匀加速启动，则=因阻力/随速度增加而增大，则牵引力

逐渐增大，故A正确；

3、恒定功率启动，则根据P=加速度为a=3=e,则随着速度增加，加速度

m.m

减小，则做加速度减小的变加速直线运动，故8错误；

C、以为匀速航行时，此时F=/,则所受的阻力为/=F=『，故C正确；

vm

D、以当匀速航行时，奉引力厂等于阻力尸，但是不等于人则根据P'=F3,可知输出

功率不等于，故。错误。

故选：ACo

航空母舰在航行时所受的阻力随速度增大而增大，根据牛顿第二定律判断出牵引力的变

化，在恒定功率下启动时，根据牛顿第二定律求得加速度变化，当牵引力等于阻力时，

速度达到最大。

本题主要考查了机车的启动问题，抓住在额定功率下和恒定加速度的启动，明确当牵引

力等于阻力时，速度达到最大。

7.【答案】BD

【解析】解：A,圆环由M到N过程中，绳拉力对圆环P做负功，圆环P机械能减小，则

圆环P重力势能减少量大于动能增加量，故A错误；

B,圆环由M到N过程中，只有P、Q的动能和重力势能发生变化，故P、Q组成的系统机

械能守恒，故8正确；

CD,圆环运动到N点时，有VpCosO=i?Q,

根据几何关系可知cos。=磊

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联立解得：^=1

故C错误，。正确。

故选：BD。

通过分析滑块P的做功情况分析。根据系统机械能守恒条件分析判断。根据速度的分解

结合几何关系解得PQ速度之比。

解决本题的关键要明确系统机械能守恒，注意速度的分解方法。

8.【答案】AC

22

【解析】解：4、由图乙所示图象可知：aQ=^=^m/s=-2m/s,对Q,由牛顿

第二定律得:一〃i=加。。。,代入数据解得小物块与长木板间的动摩擦因数%=0.2,

故A正确；

B、由图乙所示图象可知，P、Q相对运动时「的＜1P=誓=：6/$2=2m/s2,对p,由

牛顿第二定律得：由niQg-〃20nQ+7np)=mpap，代入数据解得长木板与地面间的动

摩擦因数〃2=。25,故8错误；

C、小物块相对于长木板的位移x=+[aQt2-[apt?,其中卬=4?n/s,t=1s,代

入数据解得：x=2zn,小物块与长木板间因描出产生的热量Q=%mQgx,代入数据解

得：Q=12/,故C正确；

22

〃、小物块与长木板相对滑动过程，长木板的位移*长次板=\aPt=1x2xlm=lm,

2

对长木板，由动能定理得：W-n2(jnP+mQ)gx^^=^mQv-0,其中v=2m/s,

代入数据解得，小物块对长木板做的功W=11.5/,故。错误。

故选：AC.

根据图示图象求出加速度，应用牛顿第二定律求出动摩擦因数；求出小物块与长木板间

的相对位移，然后求出摩擦产生的热量；应用动能定理求出小物块对长木板所做的功。

根据题意与图示图象分析清楚小物块与长木板的运动过程、根据图乙所示图象求出加速

度是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、运动学公式与功的计算公式即可解题。

9.【答案】+mghc-mghA0

【解析】解：从4到C过程中，根据动能定理有：IVj-mgAh=-0,

Ah=hc—hA,

解得：叫=：mvc+mghc-mghA„

从C到。过程中，标枪离手，运动员对标枪没有施加作用力，则运动员对标枪所做的功

为0。

故答案为：+mghc-mghA,0.

从A到C过程中，人对标枪的力和重力做功，根据动能定理求解人对标枪做功；根据做

功的必要因素知CD段做功情况。

本题扔标枪、踢球过程中，运动员的作用力是变力，运用动能定理求变力的功是常用的

方法.

10.【答案】上1：9

【解析】解：根据公式尸=巾32r可知，若要探究向心力F与小球转动半径r的关系，根

据控制变量法，我们需要m、3相等。当把皮带放在上层时，左右轮半径之比是1：1,

轮缘上点的线速度大小相等，根据。可知，左右轮的角速度相等，故放在上层。

皮带连接的左右塔轮半径之比为3：1时，根据v=3r知，左右轮角速度之比为1：3,

p

如图所示中，左右两球质量相等，做圆周运动的半径相等,根据F=m32r可知不=4=

1

9

所以左右两边标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：9。

故答案为：上；1：9

该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，

根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合"=「3,根据向心力公式解得。

本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变;

知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。

11.【答案】相同BC

【解析】解：（1）为保证小球在空中做平抛运动的轨迹相同，则要使小球做平抛运动的

初速度相同，即要使小球每次都从斜槽上相同位置由静止释放。

（2）4球与斜槽间的摩擦对实验无影响，故A错误；

正使斜槽末端的切线保持水平，以保证小球做平抛运动，故3正确；

C.使用质量大且体积小的钢球，可减小阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确。

故选：BC。

故答案为：（1）相同；（2）BC。

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为保证小球在空中做平抛运动的轨迹相同，要使小球每次都从斜槽上相同位置由静止释

放；小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端应水平，球与斜槽间的摩擦对实验无影响，

根据实验原理与实验注意事项分析答题。

本题考查了实验注意事项，理解实验原理、掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知

识的学习。

12.【答案】A3.1252.439.53

【解析】解：(1)实验时应该用手捏住纸带的上端，使得纸带竖直，防止纸带与打点计

时器产生摩擦；另外为了充分利用纸带必须要使得重物靠近打点计时器，不能用手托住

重物，故A正确，BC错误。

故选：Ac

⑵①根据图甲读出尸点对应的刻度值31.25cm。

③根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度求F点的瞬时速

(36200)x10

度，即味=工京，所以通过纸带计算F点的瞬时速度：vF=-^"m/s=

2.43m/s

(3)①根据可得：/=2g九。则由图像可知：k=2g=：；：=

19.05,贝I：g=9.53m/s2,,

故意答案为：⑴4(2)①31.25(31.22〜31.28均正确)、③2.43;(4)9.53(9.45〜9.55均

正确)

(1)从有效利用纸带的方面考虑重物与打点计时器的位置关系；

(2)①根据毫米刻度尺的读数方法读出F点对应的刻度；

③根据运动学公式得出重物的速度，从而得到动能的增加量；根据功能关系分析出重

物减小的重力势能；

(3)根据机械能守恒定律结合图像的斜率得出重力加速度的数值。

本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合

运动学公式和机械能守恒定律即可完成分析。

13.【答案】解：(1)根据万有引力提供向心力可得：湍=m(R+/i)黄,

解得：”=小答。

GT2

(2)由万有引力提供向心力有.：答=mj

解得：〃=舟，

代入M可得：v=如空”叵,

TqR

答：(1)地球的质量为经萼；

(2)地球的第一宇宙速度为空等，裂。

【解析】(1)根据万有引力提供向心力进行解答；

(2)由万有引力提供向心力结合向心力的计算公式求解第一宇宙速度。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星

球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列

方程进行解答。

14.【答案】解：(1)小球做平抛运动，小球下落的高度为/i=,gt2

解得八=0.8m

22

(2)根据x=vot,且］=Vx+h

解得小球水平抛出的初速度%=L5m/s

(3)小球落地前瞬间，设轻橡皮绳的弹性势能为E弹。

对小球抛出到落地前瞬间，以地面为零势能面，由能量守恒定律有

诏+mgH=琢+后弹

其中，=Im,vt=4m/s

解得E弟=0.625J

答：(1)轻橡皮绳恰好伸直时•，小球下落的高度为0.8m；

(2)小球水平抛出的初速度大小为1.5m/s；

(3)小球落地前瞬间，轻橡皮绳的弹性势能为0.625/。

【解析】(1)小球从。点到P点做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据九=：9〃求

小球下落的高度；

(2)根据平抛运动的规律和几何关系相结合求小球水平抛出的初速度大小；

(3)对小球抛出到落地前瞬间，以地面为零势能面，根据能量守恒定律求小球落地前瞬

间轻橡皮绳的弹性势能。

解决本题时，要能熟练运用运动的分解法处