高一物理下学期期末考试试题(含解析)

高一物理下学期期末考试试题（含解析）
一、单选题（共48分，每题4分）
1. 如图所示，在用力F 拉小船向河岸匀速靠拢的过程中，若水的阻力保持不变，则下列说法中正确的是（ ）
A. 小船受到的浮力增大
B. 小船受到的浮力不变
C. 船所受合外力不断增大
D. 绳子拉力F 不断增大 【答案】D 【解析】
【详解】C ．对小船进行受力分析，如题目图，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡，合力为零，故C 错误；
ABD ．设拉力与水平方向的夹角为θ，有
cos F f θ=
sin F F mg θ+=浮
船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力不变，可知，绳子的拉力F 不断增大，拉力F 增大，sin θ增大，所以船的浮力不断减小，故D 正确，AB 错误。

故选D 。

2. 如图所示，在网球网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H 处，将球以某一速度沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L ，重力加速度取g ，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是（ ）
A. 可求出球落地的时间
B. 能求出人对球所做的功
C. 球从击球点至落地点的位移等于L
D. 球落地时的
速度与H 无关 【答案】A 【解析】
【详解】A ．由平抛规律知2
12
H gt =
，可求出球落地的时间，A 正确； B ．水平位移0L v t =，可求出平抛初速度，但质量不知，不能求出球的初动能，所以不能求出人对球所做的功，B 错误；
C 22L H +C 错误；
D ．由动能定理
2201122
mgH mv mv =
- 球落地时的速度与H 有关，D 错误。

故选A 。

3. 以30m/s 的初速度水平抛出一质量为0.1kg 的物体，物体从抛出点到落在水平地面上的时间为4s,不计空气阻力，g 取10m/s 2.下列说法正确的是（ ） A. 物体抛出点离地面的高度为120m
B. 物体落地时速度方向与水平方向的夹角的正切值为4
3
C. 物体落地前瞬间重力的瞬时功率为40W
D. 物体在空中运动的总路程为200m 【答案】C 【解析】
【详解】A ．平抛运动的时间和竖直方向上的时间相同，而物体在竖直方向上做自由落体运动，根据2
12
h gt =
可知 21
104m 80m 2
h =⨯⨯=
A 错误；
B ．落地时的速度与水平方向的夹角的正切值为
0404tan 303
gt v θ=
==
B 错误；
C ．物体落地前的瞬间重力的瞬时功率为
0.11040W 40W y P mgv ==⨯⨯=
C 正确；
D ．物体在空中运动的总路为轨迹的长度，不是水平位移位移与竖直位移之和，D 错误。

故选C 。

4. 下面关于匀速圆周运动的说法正确的是 A. 匀速圆周运动是一种匀速运动
B. 匀速圆周运动是一种线速度和角速度都不断改变的运动
C. 匀速圆周运动是一种线速度和加速度都不断改变的运动
D. 匀速圆周运动是一种匀变速运动 【答案】C 【解析】
【详解】A ．匀速圆周运动是一种匀速率运动，因为速度方向不断改变，故A 错误； B ．匀速圆周运动是一种线速度不断改变而角速度不变的运动，故B 错误； C ．匀速圆周运动是一种线速度和加速度都不断改变的运动，故C 正确； D ．匀速圆周运动的加速度不断变化，故是一种非匀变速运动，故D 错误。

故选C 。

【点睛】此题考查了匀速圆周运动的特点；要知道匀速圆周运动的速度大小不变，但是方向不断改变，故匀速圆周运动的实质是变速运动，且加速度的大小不变，方向不断改变，故是非匀变速直线运动；此题是基础题。

5. 如图所示，甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h 。

将甲、乙两球分别以速度1v ，2v 沿同一水平方向抛出，若要使两球相撞，忽略空气阻力，则需满足的条件为（ ）
A. 甲先抛出，且12v v <
B. 甲先抛出，且12v v >
C. 乙先抛出，且12v v <
D. 乙先抛出，且12v v >
【答案】A 【解析】
【详解】相遇时甲的竖直位移更大，运动时间更长，则甲先抛出，水平位移相等，那么甲的初速度更小；故选A 。

6. 如图所示是一个玩具陀螺，a 、b 和c 是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（ ）
A. a 、b 和c 三点的线速度大小相等
B. a 、b 和c 三点的角速度相等
C. a 、b 两点的角速度比c 的大
D. c 的线速度比a 、b 的大
【答案】B 【解析】
【详解】a 、b 和c 三点是同轴转动，则角速度相等；根据v=ωr 可知，因r a =r b >r c 可知
v a =v b >v c
故选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

7. 如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（ ）
A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来
B. 人在最高点时对座位不可能产生压力
C. 人在最低点时对座位的压力等于mg
D. 人在最低点时对座位的压力大于mg 【答案】D 【解析】
【详解】A ．在最高点只要速度够大，则人对桌椅产生一个向上的作用力，既是没有安全带人也不会掉下去，A 错误；
B ．在最高点人对桌椅产生压力，则
2
v mg mg m r
+=
解得
2v gr =故只要速度满足
2v gr =人在最高点时对座位可能产生大小为mg 的压力，B 错误；
CD ．人在最低点受到座椅的支持力，重力，两力的合力充当向心力，即
2
N v F mg m r
-=
解得
2
N v F m mg mg r
=+>
故C 错误，D 正确； 故选D 。

【名师点睛】关键是知道在分析圆周运动时，特别是在竖直面上的圆周运动，一定要注意两个特别位置，最高点和最低点，明确物体在这两个点的向心力来源，然后根据牛顿第二定律列式分析解题，
8. 如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大小两轮接触面相互不打滑，大轮的半径是小轮半径的两倍。

A 、B 分别为大小轮边缘上的点，C 为大轮上一条半径的中点，则下列关系正确的是（ ）
A. :1:1B C v v =
B. :2:1A B ωω=
C. :2:1A C a a =
D. :2:1B C a a = 【答案】C 【解析】
【详解】根据转盘转动特点可知
A B v v =，A C ωω=
线速度与角速度的关系式和向心加速度公式分别为
v r ω=，2a r ω=
由图知半径关系为
2A C r r =，B C r r =
联立可解得
:2:1B C v v =，:1:2A B ωω=，:1:2A B a a =，:2:1A C a a =，:4:1B C a a =
故选C 。

9. 航母飞行甲板前端上翘，水平部分与上翘部分通过一段圆弧平滑连接，如图所示，D 为圆弧最低点，圆弧半径为R . 战斗机以速度v 越过D 点时
A. 战斗机起落架受到重力、支持力、向心力的作用
B. 战斗机处于超重状态
C. 战斗机起落架对地面的压力等于轰炸机的重力
D. R 越小，v 越小，飞机起落架受的作用力越小
【答案】B 【解析】
【详解】A ．战斗机起落架受到重力、支持力，其合力提供向心力，故A 错误； B ．战斗机以速度v 越过D 点时，具有向上的加速度，处于超重状态，故B 正确；
C ．由于具有向上的加速度，处于超重状态，故战斗机起落架对地面的压力大于战斗机的重力，故C 错误；
D ．在D 点，根据牛顿第二定律得
2
v N mg m R
-=
解得
2
v N mg m R
=+
R 越小，v 越小，飞机起落架承受的作用力不一定越小，与比值有关，故D 错误．
10. 我国发射了嫦娥号系列卫星，其中嫦娥二号可以在离月球比较近的圆轨道a 上运动，嫦娥一号可以在离月球比较远的圆轨道b 上运动．下列说法正确的是:
A. 在a 上运行的卫星的周期大于在b 上运行的卫星的周期
B. 在a 上运行的卫星的加速度大于在b 上运行的卫星的加速度
C. 在a 上运行的卫星的线速度小于在b 上运行的卫星的线速度
D. 在a 上运行的卫星的角速度小于在b 上运行的卫星的角速度 【答案】B 【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
2
224Mm G m r r T
π= 解得
23
4r T GM
π=
即轨道半径越大，周期越大，故卫星在a 上运行的周期小于在b 上运行的周期.故选项A 不符合题意.
B.根据万有引力提供向心力
2
Mm
G
ma r = 解得
2M a G
r
= 即轨道半径越大，加速度越小，故卫星在a 上运行时的加速度大于在b 上运行时的加速度.故选项B 符合题意.
C.根据万有引力提供向心力
22Mm v G m r r
= 解得
GM
v r
=
即轨道半径越大，速度越小，故卫星在a 上运行的线速度大于在b 上运行的线速度.故选项C 不符合题意.
D.根据万有引力提供向心力
2
2Mm G
mr r
ω= 解得
3
GM
r ω=
即轨道半径越大，角速度越小，故卫星在a 上运行的角速度大于在b 上运行的角速度.故选项D 不符合题意.
11. 质量分别为m 1和m 2的两个物体，m 1<m 2，在大小相等的两个力F 1和F 2作用下沿力的方向移动了相同距离，若F 1做的功为W 1，F 2做的功为W 2，则（ ） A. W 1>W 2 B. W 1<W 2
C. W 1=W 2
D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据力做功的公式：
cos W Fl θ=
又因为F 1和F 2相等，分别沿力的方向移动了相同距离，故W 1=W 2. A ．W 1>W 2，与分析不符，故A 错误 B ．W 1<W 2，与分析不符，故B 错误. C ．W 1=W 2，与分析相符，故C 正确
.
D ．无法确定，与分析不符，故D 错误.
12. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s 内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动．其v ﹣t 图象如图所示．已知汽车的质量为m ＝2×103kg ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则以下说法正确的是
A. 汽车在前5s 内的牵引力为4×103
N B. 汽车在前5s 内的牵引力为4.6×103N C. 汽车的额定功率为60kW D. 汽车的最大速度为20m/s 【答案】C 【解析】
【详解】由题知，汽车受到的阻力3
3
0.121010N 210f =⨯⨯⨯=⨯N ； AB.前5s 内，由图a =2m/s 2，由牛顿第二定律：F-f=ma ，得：
()330.1210102102F f ma =+=⨯⨯⨯+⨯⨯N=3610⨯N ，故AB 错误；
C.t =5s 末功率达到额定功率，则有：361010P Fv ==⨯⨯W=4610⨯W=60kW ； 故C 正确；
D.当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度4
3
61030210m P v f ⨯===⨯m/s ，故D 错误．
二、多选题（共16分，每题4分，少选2分，错选或不选0分）
13. A 、B 两物体质量分别为m 和2m,A 静止于光滑水平面上,B 静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A 和B ，使它们前进相同位移．在此过程中，下面说法正确的是 A. 两次推力做功一样多
B. 对A 的推力做功多一些
C. 两次推力做功的平均功率一样大
D. 对B 的推力做功的平均功率较小
【答案】AD 【解析】
用相同的力推A 、B 两个物体，分别在光滑和粗糙的两种水平地面前进相同路程，根据W=Fs 可知：两次做功一样多，故A 正确，B 错误；B 物体比A 物体对水平面的压力大，且A 接触面光滑、B 接触面粗糙，故B 物体受到的摩擦力比A 物体摩擦力大，运动的平均速度小，移动相同的距离时用的时间长；根据P=W/t 可知，做的功相同时，推B 物体用的时间长，功率小；故C 错误，D 正确；故选AD ．
点睛：解决本题的关键：一是掌握做功的两个必要条件，二是知道影响摩擦力大小的因素，三是会利用力与运动的关系及功率公式解决实际问题．
14. 如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P 以速度0v 抛出一个小球，落在斜面上某处Q 点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为02v ，则以下说法正确的是（ ）
A. 小球在空中的运动时间变为原来的2倍
B. 夹角α将变大
C. PQ 间距一定大于原来间距的4倍
D. 夹角α与初速度大小有关 【答案】AC 【解析】 【详解】A ．根据
200
12tan 2gt y gt x v t v θ===
得
02tan v t
g
θ= 初速度变为原来的2倍，则小球在空中的运动时间变为原来的2倍，A 正确；
BD ．速度与水平方向夹角的正切值
00
tan y v gt v v β== 又
0tan 2gt v θ= 故可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍。

因为位移与水平方向夹角不变，则速度与水平方向夹角不变，所以两个角度之差，即α不变，与初速度无关，BD 错误；
C ．根据
0022tan v x v t g θ== 知，初速度变为原来的2倍，则水平位移变为原来的4倍，则PQ 间距变为原来的4倍，C 正确。

故选AC 。

15. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图所示．若AO <OB ，则
A. 星球A 的向心力一定大于B 的向心力
B. 星球A 的线速度一定大于B 的线速度
C. 星球A 质量一定大于B 的质量
D. 双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
【答案】CD
【解析】
【详解】A ．双星靠相互间的万有引力提供向心力，知向心力大小相等．故A 错误；
B ．双星的角速度相等，根据v=rω知，星球A 的线速度一定小于星球B 的线速度．故B 错误；
C ．双星间靠万有引力提供向心力，有
222A B A A B B Gm m m r m r r
ωω== 得
m A ：m B =r B ：r A >1
即
m A >m B
故C 正确；
D ．根据万有引力提供向心力，对A
2
224A B A A Gm m m r r T
π= ① 对B
2
224A B B B Gm m m r r T
π=② 联立①②得
m A +m B =2224()A B r r r GT π+=23
24r GT
π 可知双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故D 正确；
故选CD 。

16. 如图所示，质量为m 的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F 作用下，沿水平方向移动了距离s ，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为f ，则在此过程中
A. 摩擦力做的功为-fs
B. 力F 做的功为Fscos θ
C. 重力做的功为mgs
D. 力F 做的功为Fssin θ
【解析】
【详解】摩擦力大小为f ，则摩擦力所做的功f W fs =-，故A 正确；由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为90θ︒-，则根据功的公式可得：()90F W Fscos Fssin θθ=︒-=，故B 错误，D 正确；由于竖直方向上没有位移，故重力不做功，故C 错误．故选AD ．
【点睛】对物体受力分析，根据功的公式可以逐个求得各个力对物体做功的情况．要注意明确功的公式W Fscos θ=中的θ为力和位移之间的夹角．
第II 卷（非选择题）
三、实验题（共10分，每空2分）
17. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A ．让小球多次从________位置上无初速度滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中的a 、b 、c 、d 所示．
B ．按图安装好器材，注意斜槽末端________和平板竖直，记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线．
C ．取下白纸以O 为原点，以竖直线为y 轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹．
(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
(2)上述实验步骤的合理顺序是________．
(3)已知图中小方格的边长L ＝2.5 cm ，则小球平抛的初速度为v 0＝________m/s ，小球在b 点的速率为________m/s.(取g ＝10m/s 2)
【答案】 (1). 同一 (2). 切线水平 (3). BAC (4). 1.0 (5). 1.25
【详解】A.在研究平抛运动时，为了保证每次小球到达轨道末端速度相同，每次必须从同一位置由静止释放．
B.为了保证小球初速度水平，则斜槽末端切线必须水平．
（2）根据实验操作，应先安装器材，然后让小球多次做平抛运动取点，最后取下白纸，用平滑曲线描绘轨迹，合理顺序为BAC ．
（3）竖直方向匀加速运动：2y gt ∆=，解得时间间隔：0.05s t =，
水平方向匀速运动：02L v t =，解得：0 1.0m /s v =；在b 点竖直速度：by 20.75m /s 2L L v t
+==，所以在b 点的速率为22b by 0 1.25m /s v v v =+=
四、解答题（共26分）
18. 如图所示，半径为 R ，内径很小的光滑半圆细管竖直放置，两个质量均为 m 的小球 A 、B ，以不同的速率进入管内，若 A 球通过圆周最高点 C ，对管壁上部的压力为 3mg ，B 球通过最高点 C 时，对管壁内、外侧的压力均为 0。

求：
(1)A 、B 球通过圆周最高点 C 点的速度大小；
(2)A 、B 两球经C 点抛出后第一次落在地面时，两球落点间的距离。

【答案】(1)2gR gR ；(2)2R
【解析】
【详解】(1)根据题意，A 球在最高点，根据牛顿第二定律
2A 3v mg mg m R
+= 解得
A 2v gR =
B 球在最高点
2B v mg m R
=
解得
B v gR =
(2)小球从C 点飞出后，做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动
2122
R gt = 解得
2R t g = 水平方向上做匀速直线运动，则两球落点的距离为
A B A B 2x x x v t v t R =-=-= 19. 如图所示，阴影区域是质量M 半径为R 的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心O ′和大球心间的距离是
2
R ,求球体剩余部分对球体外与球心O 距离为2R 、质量为m 的质点P 的引力.
【答案】223100GMm R
【解析】
【分析】
万有引力定律只适用于两个质点间的作用，只有对均匀球体才可将其看作是质量全部集中在球心的一个质点，至于本题中不规则的阴影区，那是不能看作质点来处理的，故可用割补法将挖去的球补上。

【详解】将挖去的球补上,则完整的大球对球外质点P 的引力为：
122
==(2)4GMm GMm F R R 半径为2
R 的小球的质量： 33
341===32248()3R R M M M R πρππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⨯⨯⨯⨯'
补上的小球对质点P 的引力
2222'4'===52550()2
GM m G M m GMm F R R R 因而挖去小球的阴影对质点P 的引力为：
12222
23==450100GMm GMm GMm F F F R R R --= 20. 质量为2000kg 的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20m/s ，设汽车所受阻力为车重的0.2倍（即f =0.2G ）.如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s 2的加速度由静止开始匀加速行驶，试求：
(1)汽车的额定功率；
(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力；
(3)汽车在3秒内牵引力所做的功；
(4)汽车在第3秒末的发动机的瞬时功率．
【答案】（1）80kw ；（2）8000N ；（3）72000J ； （4）48kW
【解析】
【详解】(1)当汽车达到最大速度的时候，汽车的牵引力等于阻力，此时车速为最大速度且匀速，所以汽车的额定功率：
P 额0.220001020W 80KW Fv fv ===⨯⨯⨯=
(2)汽车在匀加速行驶时，由牛顿第二定律可得：
F f ma -=
解得汽车在匀加速行驶时的牵引力：
200020.2200010N 8000N F ma f =+=⨯+⨯⨯=
(3)设汽车匀加速运动的最大速为v ，由P Fv =得：
10m/s P v F
=
= 匀加速运动时间为： 5s v t a ∆=
= 因为3s 5s <，所以3s 末汽车仍做匀加速直线运动，在3s 内汽车汽车的位移是：
219m 2
x at =
= 在3s 内汽车牵引力所做的功为：
80009J72000J
W Fx
==⨯=
(4)3s末的瞬时速度为：
336m/s
v at
==所以汽车在第3s末的瞬时功率：
3348KW
P Fv ==。