文档内容
福建省莆田市第一中学2024-2025学年高一下学期期中考试
物理试题
一、单选题
1．2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船在东风着落场平安着陆。如图所示为载人飞船在主降落伞牵引
下正向地面匀速下降，此过程中飞船的机械能（ ）
A．增加 B．减少
C．不变 D．无法判断
2．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得物理概念和物理规律，推动物理学的发展。下列关于几幅课本
插图的说法中错误的是（ ）
A．甲图中，卡文迪许测定引力常的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了对比实验方法
3．如图所示为发球机将一网球水平射出后的轨迹，其中A为出射点，网球从A到B、B到C所花时间相同，不
计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶3
B．网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶2
C．网球在A处的重力势能是其在B处的重力势能的 倍
D．网球在B时重力的功率是其在C时重力的功率的2倍
4．如图所示，运动员将网球在边界A处正上方B点正对球网水平向右击出，恰好过中间网 的上边沿落在
点。已知 ，网高 ，重力加速度大小为 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．网球的初速度大小为B．网球在中间网左、右两侧的水平距离之比为
C．若网球的初速度变为原来的两倍，网球还可以落在对方界内
D．若击球高度低于 （仍大于 ），应减小击球速度，才能让球落在对方界内
二、多选题
5．用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列
说法中正确的是（ ）
A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量
B．重力所做的功等于物体重力势能的增量
C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体与地球系统机械能的增量
D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量
6．如图所示，在光滑水平面上以速度v 匀速滑动的物块，运动到A点时受到一水平恒力F的作用，经过一段时
0
间后运动到B点，速度大小仍为v，方向改变了90°，在此过程中
0
A．物块的加速度大小方向都不变
B．物块的速度大小不变，方向时刻改变
C．水平恒力F的方向一定与AB连线垂直
D．物块的动能先增加后减小
7．用两根长度不等的细绳吊着半径相等的两个小球甲和乙，细绳悬挂在同一位置O，甲和乙两个小球在同一水
平面做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角分别为 和 ，如图所示。不考虑空气阻力的影响，
下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个小球受到重力、拉力和向心力3个力的作用
B．甲、乙两个小球做匀速圆周运动的半径之比为
C．甲、乙两个小球做匀速圆周运动的角速度之比为
D．甲乙两个小球的质量一定相等
8．如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖
直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v 随时间t的变化关
x
系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A．小球在竖直平面内沿顺时针方向转动B．t~t 过程中小球的机械能不守恒
1 3
C．t 时刻轻杆对小球一定有弹力作用，t 时刻轻杆对小球可能没有弹力作用
1 3
D．t 时刻小球通过最高点，图乙中S 和S 的面积相等
1 1 2
三、填空题
9．目前我国新能源汽车发展迅猛，其中有一款总质量为2吨，发动机额定功率为 的新能源汽车。在水平
路面上行驶时，其所受阻力恒定为 ，则该新能源汽车所能达到的最大速度是 ；若该
新能源汽车以恒定功率工作，当行驶速度达到 时，此时新能源汽车的加速度是 。
10．如图所示，质量相等的两个小物体 、 （视为质点 紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁随筒一起转动，
圆筒上下两区域的半径比为 ，则 、 的向心加速度之比为 ，受到筒壁的摩擦力之比为 。
11．如图所示为火星绕太阳运动的椭圆轨道，M、N、P是火星依次经过的三位置，F、F 为椭圆的两个焦点。
1 2
火星由M到N和由N到P的过程中，通过的路程相等，火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S 和S。 已
1 2
知由M到N过程中，太阳的引力对火星做正功。太阳位于 处（选填“F”或“F”），S S（选填
1 2 1 2
“>”、“=”或“<”），在N和P处，火星的加速度a a （选填“>”、“=”或“<”）。
N P
四、实验题
12．利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验；
(1)实验操作步骤如下，请将第二步补充完整：
第一步：按实验要求安装好实验装置；
第二步：使重物靠近打点计时器，接着 ，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
A．先接通电源后释放纸带 B．先释放纸带后接通电源
第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离 、 、 …
(2)为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，
重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。（用题中所给的符号
来表示）
(3)若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之
后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？ （选填“能”或“不能”）；
13．某实验小组用如图甲所示的实验装置，探究小球做平抛运动的规律，其中桌面高度为H，重力加速度为
g。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______
A．斜槽轨道末端应保持水平
B．应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦
C．每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放
D．实验时，必须控制挡板高度等间距下降
(2)某次正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图所示的平面直
角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，
3L）、c（8L，8L）。在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动
时间相等，则d点的纵坐标为 。
(3)该小组实验过程中，利用n个厚度相同的垫板放在桌面上，通过改变垫板的个数探究初速度相同的平抛运动，
如图丙所示。通过记录得到垫板个数n和小球落地时的水平位移，得到n—x2图像如图丁所示。图丁中图像的截
距为-b，斜率为k，则小球平抛的初速度v= ，垫板的厚度d= （用k、b、H、g表示）。
0
五、解答题
14．如图所示，将一横截面为圆形的金属管弯折成半径为R=2.5m的半圆形轨道MQN，竖直固定在水平面上，
轨道直径MON垂直于水平面，金属管的内径远小于轨道半径R。将一质量m=25kg、直径略小于金属管径的小
球从地面上的P点斜向上射出，小球恰好能从轨道最高点N处以v=6m/s的速度水平射入轨道，不计空气阻力，
取g =10m/s2。求：
(1)经过N点时，小球对轨道的压力F；
(2)小球初速度v（方向用初速度与水平面夹角θ的正切值表示）。
015．如图所示，一根轻绳跨过位于同一高度的两个定滑轮，轻绳的两端分别连接着质量相同的物体A和B，A
套在光滑水平杆上，B悬挂在轻绳的另一端，轻绳的水平段与光滑水平杆之间的高度为 。开始时用手
将物体A摁在连着物体A的轻绳与水平杆的夹角 处。现由静止释放A，（不计空气阻力以及定滑轮的
大小和摩擦，B不会碰到水平杆， ， ， ，计算结果可以直接保留分数或者根
号），则：
（1）当细线与水平杆的夹角 时，B的速度为多大？
（2）在以后的运动过程中，A所获得的最大速度为多大？
16．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平平台上的固定弹射器和两个半径均为 的“S”形圆弧轨道
ABC、水平直轨道CD、EF、传送带DE以及竖直挡板FG组成，轨道各部分平滑连接。 为两圆弧轨道圆
心， 连线与竖直线间的夹角均为 ，且A、C两点切线水平。传送带DE长度 ，速度
逆时针匀速转动。可视为质点的滑块质量 ，被弹射器由静止弹射，弹簧的弹性势能完全转化
为滑块动能，滑块被弹射出去后从A点进入圆弧轨道，它与传送带之间的滑动摩擦因数 ，其余各处均不
计摩擦。滑块碰到挡板立即被粘住，游戏结束。
（1）若滑块恰好不脱离“S”形圆弧轨道，求释放滑块时弹簧的弹性势能；
（2）若滑块到达D点时速度 ，求滑块通过传送带过程中，滑块与传送带产生的热量；
（3）设弹簧被压缩后具有的弹性势能为 ，其大小可随意调节，滑块撞击挡板前的瞬时速度为 。在满足滑块不脱轨的前提下，求 与 的函数关系。参考答案
1．B【详解】载人飞船在主降落伞牵引下正向地面匀速下降，此过程中飞船动能不变，重力势能减小，则飞船
的机械能减小。故选B。
2．D【详解】A．甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A正确；
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了分运动与合运动的等效法，故B正确；
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，故C正确；
D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，故D错误。本题选说法错误项，故选D。
3．A【详解】AB．由平抛运动规律知
由W=mgh知网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶3，故A正确，B错误；
C．由于未选取零势能参考面，无法比较重力势能大小的关系，故C错误；
D．网球在B点时 在C点时
由重力的功率P=mgv可知，网球在B时重力的功率是其在C时重力的功率的 倍，故D错误。故选A。
4．B【详解】AB．网球做平抛运动，竖直方向有 ； 水平方向有 ；
联立解得 ；
则网球在中间网左、右两侧的水平距离之比
故A错误，B正确；
C．若网球的初速度变为原来的两倍，则网球落地时的水平位移
网球出界，故C错误；
D．若击球高度低于 ，则网球运动到与网等高位置的时间变短，若再减小击球速度，网球会落在网前，故D
错误。故选B。
5．BC【详解】试题分析：A、根据动能定理得，力F、阻力、重力三力做功之和等于物体动能的增量．故A错
误，D错误．
B、物体向上运动，重力做负功，重力势能增加，克服重力做的功等于重力势能的增量．故B正确．
C、除重力以外其它力做功等于物体机械能的增量，知力F和阻力做的功等于物体机械能的增量．故C正确．
故选BC．
6．AC【详解】A．合力恒定，根据牛顿第二定律，物体的加速度一定恒定不变，故A正确；
BD．由于合力先做负功后做正功，故动能先减小后增加，故B、D错误；
C．物体的初、末动能相同，根据动能定理，合力的功为零，故合力与位移垂直，即水平衡力F方向一定与AB
连线垂直，故C正确．故选AC。
点晴：物体的初、末动能相同，根据动能定理，合力的功为零，故合力与位移垂直；根据动能定理分析过程中
动能的变化情况；根据牛顿第二定律分析加速度的情况．
7．BC【详解】A．甲乙两个小球受到重力和细绳的拉力两个力的作用，两个力的合力提供小球做匀速圆周运动
所需要的向心力，A错误；
B．由几何关系可知
小球做圆周运动的半径
甲、乙两个小球做匀速圆周运动的半径之比为 B正确；C．根据牛顿第二定律有：
小球做匀速圆周运动的角速度 联立可得
甲、乙两个小球做匀速圆周运动的角速度之比为 C正确；
D．从前述分析可知两个小球的质量关系是任意的，D错误。故选BC。
8．AD【详解】A．由图知，在t 时刻小球水平速度最大，所以t 时刻小球经过最低点，此时水平速度为负，表
3 3
示小球经过最低点时速度方向水平向左，所以小球在竖直平面内沿顺时针方向转动，故A正确；
B．小球在竖直平面内自由转动，只有重力做功，机械能守恒，故B错误；
C．小球经过最高点时水平分速度为正，且过最高点的前后两个时刻水平分速度相等，所以t 时刻小球通过最高
1
点，t 时刻轻杆对小球可能没有弹力作用，t 时刻在最低点，轻杆对小球一定有弹力作用，故C错误；
1 3
D．由小球的运动情况可知，S 和S 的面积等于杆长且相等，故D正确。故选AD。
1 2
9． 20 0.5【详解】[1]当达到最大速度时，汽车牵引力和阻力平衡，则根据功率和速度的关系
解得
[2]当速度为16m/s时，汽车的牵引力为
根据牛顿第二定律可得 解得
10． 2∶1 1∶1
【详解】[1]由题意可知，两物体的角速度相同，所以 ；又
所以 、 的向心加速度之比
[2]对两物体受力分析可得两物体受到筒壁的摩擦力 受到筒壁的摩擦力之比
11． F > <
2
【详解】[1]已知由M到N过程中，太阳的引力对火星做正功，则离太阳距离变小，所以太阳位于 处；
[2]根据开普勒行星运动定律可知小行星由M到P的过程中速度逐渐增大，小行星由M到N和由N到P的过程
中，通过的路程相等，所以小行星由M倒N运动时间大于由N到P的运动 时间，由开普勒第二定律可知
[3]根据 可得 所以
12．(1)A(2) (3)能
【详解】（1）为打点稳定，充分利用纸带，打点计时器打点时应先接通电源后释放纸带。故选A。（2）[1]重物重力势能的减少量为
[2]相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度， 点的速度为
动能的增加量为
（3）若不慎将上述纸带从OA之间扯断可以将A点后面的纸带上取出两个点，分别计算出通过两点的动能，测
量出这两点的高度差，计算出两点的动能增量是否和重力势能的减小量相等从而验证机械能守恒定律，即能实
现验证机械能守恒定律的目的。
13．(1)AC(2)5L(3)
【详解】（1）A．为了确保小球飞出初速度方向沿水平方向，实验中，应使斜槽轨道末端保持水平，故A正确；
B．小球每次均从斜槽同一高度由静止释放，则每次小球的平抛初速度不会因为摩擦力而变化，所以实验中不
需要想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦，故B错误；
C．为了确保小球飞出斜槽末端的初速度大小一定，实验中，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，
故C正确；
D．实验时，需要描出小球在纸面上的多个位置点，便于确定小球的运动轨迹，但不需要控制挡板高度等间距
下降，故D错误。
故选AC。
（2）小球飞出斜槽末端后做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，若相邻点迹之间的时间间隔相等，则相邻点
迹之间水平方向的分位移相等，可知，为使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的横坐
标为6L，此时相邻点迹水平方向的分位移均为2L，小球在竖直方向做自由落体运动，由于相邻点迹之间的时间
间隔相等，根据
可知，相邻点迹竖直方向上的位移之差均相等，令d点的纵坐标为为y，则有
解得
（3）小球做平抛运动，则有 ， 解得
结合图像有 ， 解得 ，
14．(1) ，方向竖直向下(2)
【详解】（1）题意知在N点时小球速度 ，设在最高点轨道对小球弹力 方向竖直向下，由牛顿第二定
律有 代入题中数据解得
可知轨道对小球弹力大小为110N，方向竖直向下，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小，方向竖直向上。
（2）小球在空中飞行过程为逆向平抛运动，则有
竖直方向速度 联立解得
则小球初速度 方向
15．（1） ；（2）
【详解】（1）设当细线与水平杆的夹角 时，A和B的速度分别为 和 ，它们的质量均为m，根据系
统的机械能守恒
根据关联速度规律，A沿绳子方向上的分速度大小等于B的速度大小，即有
联立，解得
（2）当 时，A的速率最大，此时B的速率为零。根据系统机械能守恒有
解得
16．（1） ；（2） ；（3）见解析
【详解】（1）滑块恰好不脱离圆弧轨道，在A处有
根据能量守恒可得 联立解得
（2）滑块在传送带上匀加速时的加速度为
若滑块在传送带上一直匀加速，直到速度变为 ，设运动时间为 ，根据运动学公式可得
解得 滑行的位移为
即滑块加速到 时，刚好运动到E点，所以滑块相对传送带滑行的相对位移为
摩擦产生的热量为
（3）①若物体在传送带上一直加速，且到达E处时，速度刚好加速到 ，此时 解得
此时最初的弹性势能为当 时，物体在传送带上一直加速，根据能量守恒可得 解得
根据运动学公式可得 解得
②若物体在传送带上一直减速，且到达E处时，速度刚好减速到 ，此时 解得
此时最初的弹性势能为
当 时，物体在传送带上一直减速，此时 ； 可得
③当 时，物体在传送带上一定会达到与传送带共速的状态，即 ；
综上所述可知，当 时， ；当 时， ；当 时，
。
