河北高一年级下册学期期末考试物理试卷含答案解

河北高一下学期期末考试物理试卷（有答案解析）

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一、单选题

1.2022年北京冬奥会，在男子IOOo米短道速滑项目中，中国选手任子威以1分26秒的成

绩夺得金牌，为中国队拿下一枚宝贵的金牌，创造了历史。比赛中任子威正沿圆弧形弯道匀

速率滑行，则他在运动中（）

A.所受的合力为零，做匀速运动

B.所受的合力恒定，做匀加速运动

C.所受的合力大小恒定，方向变化，做变加速运动

D.所受的合力恒定，做变加速运动

2.2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射后，进入椭圆轨道I,力为近地点，6为远地

点。变轨后进入圆形轨道II,与运行在轨道II上的天和核心舱对接，如图所示，则下列说

法正确的是（）

A.神舟十四号的发射速度可能小于第一宇宙速度

B.神舟十四号从轨道I的近地点A到远地点6的过程中机械能增加

C.神舟十四号在8点减速便可沿圆形轨道II运动

D.天和核心舱在轨道II上的运行周期大于神舟十四号在椭圆轨道I上的运行周期

3.如图所示，物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小

可忽略），今使物块B沿杆由M点匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状

态，在下滑过程中，下列说法正确的是（）

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A.物块A的速率先变大后变小B.物块A的速率先变小后变大

C.物块A始终处于失重状态D.物块A先处于失重状态，后处于超重状态

4.学校物理课外兴趣小组根据生活经验猜想并绘制小船过河的情境图，如图所示，然后利

用遥控小船进行验证。图中实线为河岸，空心箭头表示船头，实线箭头代表河水流动的方向

且河水流速不变，虚线为小船从河岸也驶向对岸M的实际航线。已知小船相对于静水的速度

不变，则下列四幅图中可能得到成功验证的是（）

NN

A氏

→V

MM

N

Δ

U

Λ∙

v

λ

vV

M

N

N

d∙%

M

5.游乐场的旋转飞椅项目周围有一圈圆形围栏，是为了防止游玩该项目的游客掉落的物品

砸到行人。如图所示，旋转飞椅水平圆盘半径d=3m,圆盘到水平地面的高度为“=9m,

可绕竖直中心轴旋转，其边缘用长L=5m的吊绳拉着吊椅。运转稳定时，吊绳与竖直方向

的夹角6=37。，游客和吊椅可视为质点，sin37o=0.6,g=10m∕s2,则围栏的最小半径为（）

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d

777777TTTTTTT^TTTT777777777~

A.8mB.9mC.IOmD.1Im

6.如图所示，一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮半径是电动机皮带轮半径的3倍，

皮带与两轮之间不发生滑动。那么，电动机皮带轮与机器皮带轮边缘的角速度之比、向心加

速度之比分别为（）

电动机机器皮

皮带轮带轮

A.3:13:IB.1：31:3C.3:19:1D.2:I4:1

7.某汽车质量为L6X103kg,由静止开始沿水平平直公路行驶，行驶中阻力恒定。汽车牵

引力下与车速倒数的关系如图所示，设最大车速为30m∕s,则汽车（）

4F/N

30

Λ.所受阻力为2X10：'N

B.车速为15m∕s时，功率为3X10'W

C.匀加速运动的加速度4m∕s2

D.若匀加速启动，能维持匀加速运动的时间为5s

8.如图所示，水平传送带以v=2m∕s的速度匀速运行，质量为，W=Ikg的物块（可视为质点）

无初速度地放在传送带左端点/1处，若物块与传送带间的动摩擦因数为〃=0/，4与传送带

右端点6相距s=4m,重力加速度g取Iom/—,则物块从/运动到6的过程中（）

A.传送带对物块做功为4JB.因摩擦产生的热量为4J

C.电动机因运送物块多消耗的电能为4JD.传送带克服摩擦力做功为2J

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二、多选题

9.甲乙两个质量均为Ikg的物块，在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用，由静止开

始加速，甲物块所受的力F随时间t的变化关系和乙物块所受的力T随位移X的变化关系如

图所示，当水平力分别按各自的规律从O增大到ION的过程中，下列说法正确的是（）

A.当水平力均为ION时，甲和乙的动量均为IOkgm/s

B.甲所受力F对物块的冲量为IONs,乙所受力T对物块所做的功为IOJ

C.甲在此过程中的位移为IOm

D.当水平力均为ION时，甲的动能为50J,乙的动量为28kg∙m∕s

10.船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的变化关系

如图乙所示，则当船沿渡河时间最短的路径渡河时（）

甲乙

A.船渡河的最短时间是60s

B.船在河水中航行的轨迹是一条曲线

C.船在河水中的最大速度是5m∕s

D.要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直

三、实验题

11.某同学用圆锥摆粗略验证向心力的表达式F产实验装置如图所示。细线下悬挂一

个钢球，上端固定在铁架台上，将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正

好位于圆心处，与白纸接触但无挤压.用手带动钢球，设法使它沿纸面上某个圆做圆周运

动.测得钢球质量"产0.100kg,转动的圆周半径为3.30cm,细线悬点与白纸上圆心的距离

≠1.10m,当地重力加速度交9.8m∕s∖（计算结果保留三位有效数字）

（1）图中细线与竖直方向的夹角8比较小，可认为tan«七sin%其中SinJ=_____；依

据受力分析，钢球做匀速圆周运动时所受的合外力FFN；

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（2）用秒表测得圆锥摆运动30圈的总时间为Q62.5s,则该圆周运动周期7≡.s,再

利用向心力的表达式FlI=RrJ可以得到钢球运动的向心力FFN.

（3）在误差允许的范围内，可认为EF2（填“=”、">"、“<”），证明向心力的表

达式是正确的。

12.实验小组用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，框架上装有两个光电门，光电

门1可上下移动、光电门2固定;框架的竖直部分贴有长度有限的刻度尺,零刻度线在上端，

可直接读出光电门1、2到零刻度线的距离引、巧；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为

m的小铁球吸住，小铁球刚好处于零刻度线位置。一断电，小铁球就由静止释放，先后经

过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测出其通过两个光电门的时间分别为八和4o

间为/,则小铁球通过光电门的速度为V=；

（2）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门1时的机械能表达

式为（用乙、t2-4、々、机、d和g表示）。

（3）建立以为纵轴、（W-X）为横轴的坐标系并描点连线，得出图线，如果图线

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为过原点的倾斜直线且斜率约为（用乙、G、为、巧、加、d和g表示），则可

认为在误差允许范围内机械能守恒。

四、解答题

13.一水平转盘可绕过圆心。的竖直轴。。2转动，水平转盘中心。有一光滑小孔，用一细

线穿过小孔将质量均为）的小物块A、B相连。B放在圆盘上,A在圆盘下方悬挂,且O3=Q2m,

OA=O.1m。如图1所示，A、B与转盘的动摩擦因数均为〃=0.5。（设最大静摩擦力等于滑

动摩擦力,⅞=10m∕s2）

（1）若B能与圆盘保持相对静止，求水平转盘转动的角速度0的范围；

（2）保持B不动，将物块A放在转盘上，且AoB沿转盘直径方向，细线刚好伸直无拉力，如

图2所示，令转盘角速度逐渐增大，当水平转盘角速度。。为多大时，A、B即将开始滑动。

14.受某星球自转的影响，物体在该星球赤道上受到的重力与在该星球两极受到的重力大小

之比为215:216,已知该星球的半径为此引力常量为现

（1）求绕该星球运动的同步卫星距该星球表而的高度〃；

（2）已知该星球赤道上的重力加速度大小为g,求该星球的密度。。

15.如图所示，质量M=Ikg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数

A=θ∙2,在木板的左端放置一质量m=2kg的铁块（视为质点），铁块与木板间的动摩擦因

数〃2=04,取重力加速度大小g=10m∕s2,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若给木板施加一个水平向右的恒力，使木板以大小4=ImU的加速度向右做匀加速直

线运动，求该恒力的大小

（2）若木板长L=4m,给铁块施加一个水平向右、大小居=16N的恒力，求铁块运动到木

板右端的时间t；

（3）若在木板（足够长）的左端施加一个水平向左、从零开始逐渐增大的拉力区通过计

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算，描述铁块受到的摩擦力耳随拉力b变化的关系并绘制图像。

<------------L---------H

~∖m

M

//////////////////////////////////

参考答案

1.c

【详解】任子威沿圆弧形弯道匀速率滑行，可知运动员的运动是匀速圆周运动，故合外力始

终提供向心力，大小恒定方向变化，加速度方向始终在变，故C正确，ABD错误。

故选C.

2.D

【详解】A.第一宇宙速度为7.9km∕s,卫星的最小发射速度为7.9km∕s,所以神舟十四号的

发射速度不可能小于第一宇宙速度，故A错误；

B.神舟十四号从轨道1的近地点/到远地点6的过程中，只受到地球的引力，只有地球的

引力做功，所以机械能守恒，故B错误；

C.神舟十四号从轨道I变轨到轨道II轨道半径变大，要做离心运动，所以神舟十四号应从

轨道I的6点加速后才能做离心运动从而进入轨道∏运动，故C错误；

D.根据开普勒第三定律

巴T

Ti~

由于天和核心舱在轨道∏上运行时的半长轴大于神舟十四号在轨道I上运行的半长轴，所以

天和核心舱在轨道II上的运行周期大于神舟十四号在椭圆轨道I上的运行周期，故D正确。

故选Do

3.B

【详解】AB.将物体B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为

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VA=VBCOS∂

可知。在增大到90°的过程中，物体A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当物体B

到达尸点时，物体B与滑轮之间的距离最短，绳子长度最小，此时

，=90。

VA=O

此后物体A向上运动，且速度增大；所以在物体B沿杆由点"匀速下滑到M点的过程中，物

体A的速度先向下减小，然后向上增大，故A错误，B正确；

CD.物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以物体A

始终处于超重状态.故CD错误。

故选B。

4.A

【详解】A.静水速垂直于河岸，合速度的方向偏向下游，且过河时间最短，故A正确；

B.根据平行四边形定则知，合速度的方向正好平行河岸，无法过河，故B错误；

C.由于流水有速度，由运动的合成可知，不可能出现此现象，故C错误；

D.船头的指向为静水速的方向，静水速的方向与流水速度的合速度的方向不可能是图示方

向，故D错误。

故选A0

5.B

【详解】设质点质量为加，速度为人由题意知，质点在水平面内做匀速圆周运动，轨道半

径

R=d+LsinO=6m

由吊绳拉力和质点重力的合力提供质点所需向心力，由牛顿第二定律，有

4/

=m—

物品掉落后做平抛运动，设落地所用时间为/,竖直方向下落的高度

h=H-Lcos0=5m

由平抛运动规律，竖直方向上

71J

h=-gf

水平位移

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x=vt=3>∕5m

如图所示，设物品落地位置到竖直中心轴的距离为一

,II

0"R"'∙：

，，

由几何关系有

r2=R2+X2

得

r=9m

即围栏的最小半径为9m,故B正确。

故选Bo

6.A

【详解】由于皮带与两轮之间不发生滑动，则两轮边缘的线速度大小相等，由公式。=Y可

r

2

知，电动机皮带轮与机器皮带轮边缘的角速度之比为半径的反比即为3：1,由公式电=L可

r

知，电动机皮带轮与机器皮带轮边缘的向心加速度之比为半径的反比即为3：1。

故选A。

7.A

【详解】A.由图像可知，当汽车达到最大速度30m∕s时，牵引力大小等于阻力。根据图像

有

/=Γ=2×101N

故A正确；

B.由图像可知，当牵引力为6X10'N时，汽车的速度为

2×10∙,×30,s,

V=--------：—m/s=1OmZs

6×103

即汽车在速度达到IOm/s时，就达到了额定功率，且此后一直以额定功率运动。故当车速为

15m∕s时,功率为

F=6×103×10W=6×104W

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故B错误

C.当汽车速度为IOm/s时，牵引力为6X10%,此后汽车开始做匀加速直线运动直至最大速

度，根据牛顿第二定律有

F-f6xl()3-2χK)3

m∕s2=2.5m∕s2

m1.6×10,

故C错误;

D.汽车的额定功率为

,4

P=∕vm=2×10×30W=6×10W

汽车做匀加速时

P=Fmv

V=at

匀加速的时间为

r=4s

故D错误。

故选A0

【点睛】汽车启动问题，当速度最大时，牵引力等于阻力，此时汽车功率达到额定功率。

8.C

【详解】A.物块放在A处后，先做初速度为O的匀加速直线运动，加速度大小为

JLifng..

a=------=μg=lm/s`2

m

与传送带共速时位移为

x=JZrn=2m

2a2×1

因为

x<s

则物块在传送带上滑动2m后与传送带一起做匀速直线运动，则传送带对物块做功为

W=μmgx=0.l×l×10×2J=2J

故A错误;

B.物块放在A处直到共速，传送带位移为

X=Vt

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解得

x,=ι^=2×2m=4m

则因摩擦产生的热量为

Q=∕√∕ng(x,-x)=0.l×l×10×(4-2)J=2J

故B错误；

C.电动机因运送物块多消耗的电能为物块增加的动能和摩擦力生热之和，则

22

∆f[l,=^∕nv+β=→l×2J+2J=4J

故C正确；

D.送带克服摩擦力做功为

W'=〃叫x'=0.1χlxl0x4J=4J

故D错误。

故选C。

9.BD

【详解】由甲图可知，图线与t轴围成的面积表示冲量，则当水平力为F=ION时，冲量为

/=1Ff=LXlOX2=10Λ¾,根据动理定理/=AP=4-0,得此时甲的动量为

22

品=/=10彷初/s,则此时甲的速度为舜=生=IOm∕s,则甲的动能为

in

∕s=gm谛=；XlXIO2=5OJ,因F是变力，故无法求出甲运动的位移；由乙图可知，图线

与X轴围成的面积表示拉力T做的功，则当水平力T=ION时，则拉力T做的功为

W=⅛=→10×2=10J,根据动能定理有：W=,解得：

vz.ɪ==2∖∕5∕w/s,此时乙的动量为P=ZW乙=2后依的？s,故Ae错误，BD正

确；故选BD.

10.BCD

【详解】A.当静水船速与河岸垂直时，渡河时间最短

d300…

t=—=--s=100s

VC3

故A错误；

B.船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动

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是曲线，故B正确；

C.船在静水中的速度与河水的流速是垂直的关系，其合成时不能直接相加减，而是满足矢

量三角形合成的法则，故船在航行中最大速度是

VmaX=J3?+不=5m∕s

故C正确；

D.要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直，故D正确.

故选BCD0

11.3.00×1022.94×102N2.083.00×lO2

【详解】（1）[1]根据几何关系知

2

Sin。=tan0='='3°xl°ɪɜQQXJQ

d1.10

[2]根据平行四边形定则知，钢球所受的合外力

耳=mgtan6>=0.1×9.8×3.0（）×1（Γ2N=2.94×10^2N

（2）[3]圆锥摆的周期

T=J丝S"2.08S

n30

[4]向心力

(2n-ʌ24x3142

F,=mrω2=m∖—r=0.1×3.30×10^2×——4-N=3.00×10^2N

21TJ2.08-

（3）[5]在误差允许的范围内，可认为K=入，证明向心力的表达式是正确的。

,9d12g

12∙7E=2m[j）-mgx'/

【详解】（1）[1]由于小铁球通过光电门的时间极短，则小铁球通过光电门的瞬时速度会近

似等于小铁球经过光电门的平均速度，所以速度为

V=—d

t

（2）[2]小铁球经过光电门1时的机械钱为该位置的动能与重力势能之和为

∖（dy∖

E--m--mgxx

2V1>

（3）[3]小铁球机械能守恒有

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整理解得

⅛年(々f)

l2l∖a

可知以I"-")为纵轴、(9-XJ为横轴得出的图像的斜率为条。

13.(1)5rad∕s<ω<ʒʌ/ɜrad/s；(2)l()rad∕s

【详解】(1)对B：恰好不向里滑动，有

mg-μmg-mω^OB

得

CDl=5rad/S

恰好不向外滑动，有

mg+μmg="慰OB

得

ω2=ʒʌ/ɜrad/s

则取值范围

5rad∕s<ω<5∖∕3rad/s

(2)A、B即将滑动时绳子拉力为凡对B

F+μmg=mco^OB

对A

F-卬ng=mω∕OA

联立解得

g=1Orad/S

14.(1)H=5R；(2)p=-ɪ62-

215兀GR

【详解】(1)设物体的质量为例星球的质量为M星球的自转周期为7,物体在星球两极

时，万有引力等于重力，有

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r,Mm

G极地

物体在星球赤道上随星球自转时，有

CMnI_4π2

G灭-=〃水下-+G赤道

_215„

Jr赤道一王%=极地

联立可得

1CMrnC

----G——=mR——

216R-T2

对同步卫星有

「Mm_4√

A)

G--------——m—T2-(÷H

(R+H)2T

联立解得

H=5Ro

(2)在星球赤道上有