河北高一年級下冊學(xué)期期末考試物理試卷含答案解

河北高一下學(xué)期期末考試物理試卷（有答案解析）

學(xué)校:班級：姓名：考號：

一、單選題

1.2022年北京冬奧會，在男子IOOo米短道速滑項目中，中國選手任子威以1分26秒的成

績奪得金牌，為中國隊拿下一枚寶貴的金牌，創(chuàng)造了歷史。比賽中任子威正沿圓弧形彎道勻

速率滑行，則他在運動中（）

A.所受的合力為零，做勻速運動

B.所受的合力恒定，做勻加速運動

C.所受的合力大小恒定，方向變化，做變加速運動

D.所受的合力恒定，做變加速運動

2.2022年6月5日，神舟十四號載人飛船發(fā)射后，進入橢圓軌道I,力為近地點，6為遠地

點。變軌后進入圓形軌道II,與運行在軌道II上的天和核心艙對接，如圖所示，則下列說

法正確的是（）

A.神舟十四號的發(fā)射速度可能小于第一宇宙速度

B.神舟十四號從軌道I的近地點A到遠地點6的過程中機械能增加

C.神舟十四號在8點減速便可沿圓形軌道II運動

D.天和核心艙在軌道II上的運行周期大于神舟十四號在橢圓軌道I上的運行周期

3.如圖所示，物塊B套在傾斜桿上，并用輕繩繞過定滑輪與物塊A相連（定滑輪體積大小

可忽略），今使物塊B沿桿由M點勻速下滑到N點，運動中連接A、B的輕繩始終保持繃緊狀

態(tài)，在下滑過程中，下列說法正確的是（）

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A.物塊A的速率先變大后變小B.物塊A的速率先變小后變大

C.物塊A始終處于失重狀態(tài)D.物塊A先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)

4.學(xué)校物理課外興趣小組根據(jù)生活經(jīng)驗猜想并繪制小船過河的情境圖，如圖所示，然后利

用遙控小船進行驗證。圖中實線為河岸，空心箭頭表示船頭，實線箭頭代表河水流動的方向

且河水流速不變，虛線為小船從河岸也駛向?qū)Π禡的實際航線。已知小船相對于靜水的速度

不變，則下列四幅圖中可能得到成功驗證的是（）

NN

A氏

→V

MM

N

Δ

U

Λ?

v

λ

vV

M

N

N

d?%

M

5.游樂場的旋轉(zhuǎn)飛椅項目周圍有一圈圓形圍欄，是為了防止游玩該項目的游客掉落的物品

砸到行人。如圖所示，旋轉(zhuǎn)飛椅水平圓盤半徑d=3m,圓盤到水平地面的高度為“=9m,

可繞豎直中心軸旋轉(zhuǎn)，其邊緣用長L=5m的吊繩拉著吊椅。運轉(zhuǎn)穩(wěn)定時，吊繩與豎直方向

的夾角6=37。，游客和吊椅可視為質(zhì)點，sin37o=0.6,g=10m∕s2,則圍欄的最小半徑為（）

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d

777777TTTTTTT^TTTT777777777~

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

6.如圖所示，一部機器由電動機帶動，機器上的皮帶輪半徑是電動機皮帶輪半徑的3倍，

皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動。那么，電動機皮帶輪與機器皮帶輪邊緣的角速度之比、向心加

速度之比分別為（）

電動機機器皮

皮帶輪帶輪

A.3:13:IB.1：31:3C.3:19:1D.2:I4:1

7.某汽車質(zhì)量為L6X103kg,由靜止開始沿水平平直公路行駛，行駛中阻力恒定。汽車牽

引力下與車速倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，設(shè)最大車速為30m∕s,則汽車（）

4F/N

30

Λ.所受阻力為2X10：'N

B.車速為15m∕s時，功率為3X10'W

C.勻加速運動的加速度4m∕s2

D.若勻加速啟動，能維持勻加速運動的時間為5s

8.如圖所示，水平傳送帶以v=2m∕s的速度勻速運行，質(zhì)量為，W=Ikg的物塊（可視為質(zhì)點）

無初速度地放在傳送帶左端點/1處，若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為〃=0/，4與傳送帶

右端點6相距s=4m,重力加速度g取Iom/—,則物塊從/運動到6的過程中（）

A.傳送帶對物塊做功為4JB.因摩擦產(chǎn)生的熱量為4J

C.電動機因運送物塊多消耗的電能為4JD.傳送帶克服摩擦力做功為2J

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二、多選題

9.甲乙兩個質(zhì)量均為Ikg的物塊，在光滑的水平面上分別受到一個水平力作用，由靜止開

始加速，甲物塊所受的力F隨時間t的變化關(guān)系和乙物塊所受的力T隨位移X的變化關(guān)系如

圖所示，當(dāng)水平力分別按各自的規(guī)律從O增大到ION的過程中，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)水平力均為ION時，甲和乙的動量均為IOkgm/s

B.甲所受力F對物塊的沖量為IONs,乙所受力T對物塊所做的功為IOJ

C.甲在此過程中的位移為IOm

D.當(dāng)水平力均為ION時，甲的動能為50J,乙的動量為28kg?m∕s

10.船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示，河水的流速與船離河岸的距離的變化關(guān)系

如圖乙所示，則當(dāng)船沿渡河時間最短的路徑渡河時（）

甲乙

A.船渡河的最短時間是60s

B.船在河水中航行的軌跡是一條曲線

C.船在河水中的最大速度是5m∕s

D.要使船以最短時間渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直

三、實驗題

11.某同學(xué)用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式F產(chǎn)實驗裝置如圖所示。細線下懸掛一

個鋼球，上端固定在鐵架臺上，將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時正

好位于圓心處，與白紙接觸但無擠壓.用手帶動鋼球，設(shè)法使它沿紙面上某個圓做圓周運

動.測得鋼球質(zhì)量"產(chǎn)0.100kg,轉(zhuǎn)動的圓周半徑為3.30cm,細線懸點與白紙上圓心的距離

≠1.10m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣冉?.8m∕s?（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（1）圖中細線與豎直方向的夾角8比較小，可認為tan?七sin%其中SinJ=_____；依

據(jù)受力分析，鋼球做勻速圓周運動時所受的合外力FFN；

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（2）用秒表測得圓錐擺運動30圈的總時間為Q62.5s,則該圓周運動周期7≡.s,再

利用向心力的表達式FlI=RrJ可以得到鋼球運動的向心力FFN.

（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，可認為EF2（填“=”、">"、“<”），證明向心力的表

達式是正確的。

12.實驗小組用圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗，框架上裝有兩個光電門，光電

門1可上下移動、光電門2固定;框架的豎直部分貼有長度有限的刻度尺,零刻度線在上端，

可直接讀出光電門1、2到零刻度線的距離引、巧；框架水平部分安裝了電磁鐵，將質(zhì)量為

m的小鐵球吸住，小鐵球剛好處于零刻度線位置。一斷電，小鐵球就由靜止釋放，先后經(jīng)

過兩個光電門時，與光電門連接的傳感器即可測出其通過兩個光電門的時間分別為八和4o

間為/,則小鐵球通過光電門的速度為V=；

（2）若選擇刻度尺的0刻度所在高度為零勢能面，則小鐵球經(jīng)過光電門1時的機械能表達

式為（用乙、t2-4、々、機、d和g表示）。

（3）建立以為縱軸、（W-X）為橫軸的坐標(biāo)系并描點連線，得出圖線，如果圖線

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為過原點的傾斜直線且斜率約為（用乙、G、為、巧、加、d和g表示），則可

認為在誤差允許范圍內(nèi)機械能守恒。

四、解答題

13.一水平轉(zhuǎn)盤可繞過圓心。的豎直軸。。2轉(zhuǎn)動，水平轉(zhuǎn)盤中心。有一光滑小孔，用一細

線穿過小孔將質(zhì)量均為）的小物塊A、B相連。B放在圓盤上,A在圓盤下方懸掛,且O3=Q2m,

OA=O.1m。如圖1所示，A、B與轉(zhuǎn)盤的動摩擦因數(shù)均為〃=0.5。（設(shè)最大靜摩擦力等于滑

動摩擦力,?=10m∕s2）

（1）若B能與圓盤保持相對靜止，求水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度0的范圍；

（2）保持B不動，將物塊A放在轉(zhuǎn)盤上，且AoB沿轉(zhuǎn)盤直徑方向，細線剛好伸直無拉力，如

圖2所示，令轉(zhuǎn)盤角速度逐漸增大，當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤角速度。。為多大時，A、B即將開始滑動。

14.受某星球自轉(zhuǎn)的影響，物體在該星球赤道上受到的重力與在該星球兩極受到的重力大小

之比為215:216,已知該星球的半徑為此引力常量為現(xiàn)

（1）求繞該星球運動的同步衛(wèi)星距該星球表而的高度〃；

（2）已知該星球赤道上的重力加速度大小為g,求該星球的密度。。

15.如圖所示，質(zhì)量M=Ikg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)

A=θ?2,在木板的左端放置一質(zhì)量m=2kg的鐵塊（視為質(zhì)點），鐵塊與木板間的動摩擦因

數(shù)〃2=04,取重力加速度大小g=10m∕s2,認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。

（1）若給木板施加一個水平向右的恒力，使木板以大小4=ImU的加速度向右做勻加速直

線運動，求該恒力的大小

（2）若木板長L=4m,給鐵塊施加一個水平向右、大小居=16N的恒力，求鐵塊運動到木

板右端的時間t；

（3）若在木板（足夠長）的左端施加一個水平向左、從零開始逐漸增大的拉力區(qū)通過計

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算，描述鐵塊受到的摩擦力耳隨拉力b變化的關(guān)系并繪制圖像。

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

~?m

M

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

參考答案

1.c

【詳解】任子威沿圓弧形彎道勻速率滑行，可知運動員的運動是勻速圓周運動，故合外力始

終提供向心力，大小恒定方向變化，加速度方向始終在變，故C正確，ABD錯誤。

故選C.

2.D

【詳解】A.第一宇宙速度為7.9km∕s,衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為7.9km∕s,所以神舟十四號的

發(fā)射速度不可能小于第一宇宙速度，故A錯誤；

B.神舟十四號從軌道1的近地點/到遠地點6的過程中，只受到地球的引力，只有地球的

引力做功，所以機械能守恒，故B錯誤；

C.神舟十四號從軌道I變軌到軌道II軌道半徑變大，要做離心運動，所以神舟十四號應(yīng)從

軌道I的6點加速后才能做離心運動從而進入軌道∏運動，故C錯誤；

D.根據(jù)開普勒第三定律

巴T

Ti~

由于天和核心艙在軌道∏上運行時的半長軸大于神舟十四號在軌道I上運行的半長軸，所以

天和核心艙在軌道II上的運行周期大于神舟十四號在橢圓軌道I上的運行周期，故D正確。

故選Do

3.B

【詳解】AB.將物體B的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖

根據(jù)平行四邊形定則，沿繩子方向的速度為

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VA=VBCOS?

可知。在增大到90°的過程中，物體A的速度方向向下，且逐漸減??；由圖可知，當(dāng)物體B

到達尸點時，物體B與滑輪之間的距離最短，繩子長度最小，此時

，=90。

VA=O

此后物體A向上運動，且速度增大；所以在物體B沿桿由點"勻速下滑到M點的過程中，物

體A的速度先向下減小，然后向上增大，故A錯誤，B正確；

CD.物體A向下做減速運動和向上做加速運動的過程中，加速度的方向都向上，所以物體A

始終處于超重狀態(tài).故CD錯誤。

故選B。

4.A

【詳解】A.靜水速垂直于河岸，合速度的方向偏向下游，且過河時間最短，故A正確；

B.根據(jù)平行四邊形定則知，合速度的方向正好平行河岸，無法過河，故B錯誤；

C.由于流水有速度，由運動的合成可知，不可能出現(xiàn)此現(xiàn)象，故C錯誤；

D.船頭的指向為靜水速的方向，靜水速的方向與流水速度的合速度的方向不可能是圖示方

向，故D錯誤。

故選A0

5.B

【詳解】設(shè)質(zhì)點質(zhì)量為加，速度為人由題意知，質(zhì)點在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，軌道半

徑

R=d+LsinO=6m

由吊繩拉力和質(zhì)點重力的合力提供質(zhì)點所需向心力，由牛頓第二定律，有

4/

=m—

物品掉落后做平拋運動，設(shè)落地所用時間為/,豎直方向下落的高度

h=H-Lcos0=5m

由平拋運動規(guī)律，豎直方向上

71J

h=-gf

水平位移

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x=vt=3>∕5m

如圖所示，設(shè)物品落地位置到豎直中心軸的距離為一

,II

0"R"'?：

，，

由幾何關(guān)系有

r2=R2+X2

得

r=9m

即圍欄的最小半徑為9m,故B正確。

故選Bo

6.A

【詳解】由于皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動，則兩輪邊緣的線速度大小相等，由公式。=Y可

r

2

知，電動機皮帶輪與機器皮帶輪邊緣的角速度之比為半徑的反比即為3：1,由公式電=L可

r

知，電動機皮帶輪與機器皮帶輪邊緣的向心加速度之比為半徑的反比即為3：1。

故選A。

7.A

【詳解】A.由圖像可知，當(dāng)汽車達到最大速度30m∕s時，牽引力大小等于阻力。根據(jù)圖像

有

/=Γ=2×101N

故A正確；

B.由圖像可知，當(dāng)牽引力為6X10'N時，汽車的速度為

2×10?,×30,s,

V=--------：—m/s=1OmZs

6×103

即汽車在速度達到IOm/s時，就達到了額定功率，且此后一直以額定功率運動。故當(dāng)車速為

15m∕s時,功率為

F=6×103×10W=6×104W

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故B錯誤

C.當(dāng)汽車速度為IOm/s時，牽引力為6X10%,此后汽車開始做勻加速直線運動直至最大速

度，根據(jù)牛頓第二定律有

F-f6xl()3-2χK)3

m∕s2=2.5m∕s2

m1.6×10,

故C錯誤;

D.汽車的額定功率為

,4

P=∕vm=2×10×30W=6×10W

汽車做勻加速時

P=Fmv

V=at

勻加速的時間為

r=4s

故D錯誤。

故選A0

【點睛】汽車啟動問題，當(dāng)速度最大時，牽引力等于阻力，此時汽車功率達到額定功率。

8.C

【詳解】A.物塊放在A處后，先做初速度為O的勻加速直線運動，加速度大小為

JLifng..

a=------=μg=lm/s`2

m

與傳送帶共速時位移為

x=JZrn=2m

2a2×1

因為

x<s

則物塊在傳送帶上滑動2m后與傳送帶一起做勻速直線運動，則傳送帶對物塊做功為

W=μmgx=0.l×l×10×2J=2J

故A錯誤;

B.物塊放在A處直到共速，傳送帶位移為

X=Vt

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解得

x,=ι^=2×2m=4m

則因摩擦產(chǎn)生的熱量為

Q=∕√∕ng(x,-x)=0.l×l×10×(4-2)J=2J

故B錯誤；

C.電動機因運送物塊多消耗的電能為物塊增加的動能和摩擦力生熱之和，則

22

?f[l,=^∕nv+β=→l×2J+2J=4J

故C正確；

D.送帶克服摩擦力做功為

W'=〃叫x'=0.1χlxl0x4J=4J

故D錯誤。

故選C。

9.BD

【詳解】由甲圖可知，圖線與t軸圍成的面積表示沖量，則當(dāng)水平力為F=ION時，沖量為

/=1Ff=LXlOX2=10Λ?,根據(jù)動理定理/=AP=4-0,得此時甲的動量為

22

品=/=10彷初/s,則此時甲的速度為舜=生=IOm∕s,則甲的動能為

in

∕s=gm諦=；XlXIO2=5OJ,因F是變力，故無法求出甲運動的位移；由乙圖可知，圖線

與X軸圍成的面積表示拉力T做的功，則當(dāng)水平力T=ION時，則拉力T做的功為

W=?=→10×2=10J,根據(jù)動能定理有：W=,解得：

vz.?==2?∕5∕w/s,此時乙的動量為P=ZW乙=2后依的？s,故Ae錯誤，BD正

確；故選BD.

10.BCD

【詳解】A.當(dāng)靜水船速與河岸垂直時，渡河時間最短

d300…

t=—=--s=100s

VC3

故A錯誤；

B.船在沿河岸方向上做變速運動，在垂直于河岸方向上做勻速直線運動，兩運動的合運動

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是曲線，故B正確；

C.船在靜水中的速度與河水的流速是垂直的關(guān)系，其合成時不能直接相加減，而是滿足矢

量三角形合成的法則，故船在航行中最大速度是

VmaX=J3?+不=5m∕s

故C正確；

D.要使船以最短時間渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直，故D正確.

故選BCD0

11.3.00×1022.94×102N2.083.00×lO2

【詳解】（1）[1]根據(jù)幾何關(guān)系知

2

Sin。=tan0='='3°xl°??QQXJQ

d1.10

[2]根據(jù)平行四邊形定則知，鋼球所受的合外力

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

（2）[3]圓錐擺的周期

T=J絲S"2.08S

n30

[4]向心力

(2n-?24x3142

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

21TJ2.08-

（3）[5]在誤差允許的范圍內(nèi)，可認為K=入，證明向心力的表達式是正確的。

,9d12g

12?7E=2m[j）-mgx'/

【詳解】（1）[1]由于小鐵球通過光電門的時間極短，則小鐵球通過光電門的瞬時速度會近

似等于小鐵球經(jīng)過光電門的平均速度，所以速度為

V=—d

t

（2）[2]小鐵球經(jīng)過光電門1時的機械錢為該位置的動能與重力勢能之和為

?（dy?

E--m--mgxx

2V1>

（3）[3]小鐵球機械能守恒有

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整理解得

?年(々f)

l2l?a

可知以I"-")為縱軸、(9-XJ為橫軸得出的圖像的斜率為條。

13.(1)5rad∕s<ω<??/?rad/s；(2)l()rad∕s

【詳解】(1)對B：恰好不向里滑動，有

mg-μmg-mω^OB

得

CDl=5rad/S

恰好不向外滑動，有

mg+μmg="慰OB

得

ω2=??/?rad/s

則取值范圍

5rad∕s<ω<5?∕3rad/s

(2)A、B即將滑動時繩子拉力為凡對B

F+μmg=mco^OB

對A

F-卬ng=mω∕OA

聯(lián)立解得

g=1Orad/S

14.(1)H=5R；(2)p=-?62-

215兀GR

【詳解】(1)設(shè)物體的質(zhì)量為例星球的質(zhì)量為M星球的自轉(zhuǎn)周期為7,物體在星球兩極

時，萬有引力等于重力，有

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r,Mm

G極地

物體在星球赤道上隨星球自轉(zhuǎn)時，有

CMnI_4π2

G滅-=〃水下-+G赤道

_215?

Jr赤道一王%=極地

聯(lián)立可得

1CMrnC

----G——=mR——

216R-T2

對同步衛(wèi)星有

「Mm_4√

A)

G--------——m—T2-(÷H

(R+H)2T

聯(lián)立解得

H=5Ro

(2)在星球赤道上有