2021-2022 学年度下学期期末考试 4．福州某地铁站的安检设施如图所示。该设施中的水平传送带以恒定速率v运动，乘客将质量为m 的
高一物理试题 物品静止放在传送带上，加速后匀速通过安检设施，对此过程下列说法正确的是（ ）
一、选择题（1、2、3、4、5、6为多选，其它为单选。全部选对的得 4分，选不全的得 2分，有选
A．物品先受滑动摩擦力，后受静摩擦力作用
错的或不答的得 0 分，共 44 分）
B．物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相同
1．有甲、乙两船横渡同一条河，设河水流速恒定，河两岸平行。甲船航行时船身与河岸垂直，乙船 C．物品由于摩擦产生的热量为mv2
航行路线与河岸垂直，且两船过河时间相等。则下列判断正确的是（ ） D．传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量为mv2
A．甲船在静水中的速度一定小于乙船在静水中的速度
B．甲船的航程一定大于乙船的航程 5．如图所示 A、B两物体用跨过定滑轮的轻绳相连，A 放置于水平面上，与水平面的动摩擦因数恒
C．如果甲船改变航向也一定能垂直过河 定。对A 施加水平向右的外力F ，使A 在沿水平面向右运动的过程中 B 保持匀速上升。设绳的拉力
D．甲船过河的最短时间一定大于乙船过河的最短时间 为T ，地面对物体A 的弹力为N ，地面对A 的摩擦力为 f ，以下判断正确的是（ ）
2．如图所示，质量为 m 的物体以某一速度冲上一个倾角为 37°的斜面，其运动的加速 A．T 大小保持不变
度的大小为 0.9g，这个物体沿斜面上升的最大高度为 H，则在这一过程中（ ） B．N 逐渐减小
C． f 逐渐增大
A．物体的重力势能增加了 0.9mgH
D．F 逐渐增大
B．物体的重力势能增加了 mgH
C．物体的动能损失了 0.5mgH
6．如图，在倾角为 的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为 k0的绝缘轻质
D．物体的机械能损失了 0.5mgH
弹簧，弹簧另一端与 A球连接。A、B、C三个带电小球质量均为 M，其中 A球的电荷量 qA=q0>0，B球
3．2017年 1 月 23日，我国首颗 1米分辨率C 频段多极化合成孔径雷达（SAS）卫星“高分三号”正 的电荷量qB q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为 k，重力加速度
式投入使用，某天文爱好者观测卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间 t 通过的弧长
为 g，小球间距离远大于小球的半径，则（ ）
为 l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为 G，则下列说法正确的是（ ）
4
A．C球的电荷量qC q0
l 7
A．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为
t Mg sin
B．弹簧伸长量为
k
B．卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为2 0
t
C．A球受到的库仑力大小为2Mg sin
l3
C．地球的质量为 3k
G t 2 D．相邻两小球间距为q0
7Mg
t 2
D．卫星的质量为
G l3
- 1 -
7．两个带等量正电荷的点电荷，固定在图中 P 、Q两点，MN为 PQ连线的中垂线且交 PQ于O点，A B．3mg
点为MN 上的一点，一带负电的试探电荷q在静电力作用下运动，则 （ ） C．4mg
A．若q从 A点由静止释放，由 A 点向O点运动的过程中，加速度大小 D．5mg
一定先增大再减小 11．如图所示，长木板 AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为θ，在板的 A端上方 P点处，以大小
B．若q从 A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动 为 v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板面上。现让板绕 A端顺时针转过
C．q由 A 点向O点运动时，电场力逐渐减小，动能逐渐增大 一个角度到图上虚线的位置，要让球从 P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移 x及抛出
D．若在 A点给q一个合适的初速度，它可以做类平抛运动 的水平速度 v（不计空气阻力）（ ）
8．神舟十三号载人飞船与“天宫”空间站组合体完成自主快速交会对接，航天员翟志刚、王亚平和 A. x变大，v大于 v0
叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知“天宫”空间站绕地球做匀速圆 B．x变小，v小于 v0
周运动的轨道距地面的高度约为400km，若地球可看作是质量分布均匀、半径为6400km的球体，地 C. x变大，v等于 v0
球表面的重力加速度 g 取10m / s2 ，《西游记》中描述孙悟空一个筋斗云运动距离十万八千里（1里 500 D．x变化不确定，v小于 v0
米），那么三位航天员在“天宫”空间站中运动路程等于孙悟空一个筋斗云运动的距离时所用的时间
二、实验题（每空 3分，共 18分）
约为（ ）
12．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带
A．2分钟 B．2小时 C．20小时 D．2天
通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。已
知当地重力加速度为 g。
9．如图所示，一小电动机用轻绳通过动滑轮将一重物由静止开始以 2m／s2的加速度匀加速向上提起。
（1）为了减小实验误差，对体积和形状相同的重锤，实验时应选择的
2
已知重物的质量为 1kg，重力加速度 g=10m／s ，不计滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦，运动过程中
材质是_________；
滑轮未碰到天花板，小电动机的最大输出功率 P=60W，则重物匀加速运动持续的时间和重物能获得的
A．木质 B．钢质 C．泡沫 D．塑料
最大速度分别为（ ）
（2）除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是_________；
A．2 s，10m/s
A．直流电源、天平（含砝码）
B．2.5 s，6m/s
B．直流电源、刻度尺
C．2 s，6m/s
C．交流电源、天平（含砝码）
D．2.5 s，12m/s
D．交流电源、刻度尺
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A、B、C、D、E，通过测量并计算出
10．如图所示，一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进
点 B距起始点 O的距离为 x0，B、C两点间的距离为 x1，C、D两点间的距离为 x2，若相邻两点的打点
入圆轨道 1，再进入圆轨道 2，圆轨道 1的半径为 R，圆轨道 2的半径是轨道 1的 1.8倍，小球的质
时间间隔为 T，重锤质量为 m，根据这些条件计算重锤从释放到打下 C点时的重力势能减少量Δ
量为 m，若小球恰好能通过轨道 2的最高点 B，则小球在轨道 1上经过其最高点 A时对轨道的压力大
Ep=_____________，动能增加量ΔEk=_____________；
小为（重力加速度为 g）（ ）
A．2mg
- 2 -
14．质量 m＝3 kg 的物体，受到与斜面平行向下的拉力 F＝10 N，沿固定斜面下滑距离 l＝2 m，斜面
3
倾角 θ＝30°，物体与斜面间的动摩擦因数 μ＝ .求各力对物体所做的功，以及力对物体所做的总
3
功． 2(g 取 10 m/s )
（4）某同学利用图中纸带，先分别测量出从 A点到 B、C、D、E、F、G点的距离 h（其中 F、G点为
E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出 B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度 v，绘制v2 h
图像，如图所示，并求得图线的斜率 k。请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？
________________；
（5）在一次测量中，某同学发现ΔEk略大于ΔEp，出现这一结果的原
因可能是___________。 15．如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在 B点与圆弧相切，
A．存在空气阻力和摩擦力 B．接通电源前释放了纸带 圆弧的半径为 R。一个质量为 m的物体（可以看作质点）从直轨道上的 P点由静止释放，结果它能在
两轨道间做往返运动。已知 P点与圆弧的圆心 O等高，物体与轨道 AB间的动摩擦因数为μ。求：
三、解答题：（本大题共 3小题，13题 10分，14题 12 分，15题 16分，共 38分，解答时要求写出
必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不能得分．） （1）物体做往返运动的整个过程中在 AB轨道上通过的总路程；
13．如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°，现在 A、B两点放置两点电荷 （2）最终当物体通过圆弧轨道最低点 E时，对圆弧轨道的压力。
qA、qB，测得 C点电场强度的方向与 AB平行，则：
（1）qA带什么电荷；
（2）画出场强叠加的示意图；
（3）A、B点电荷电荷量之比。
- 3 -高一物理答案
1．ABD 2．BD 3．AC 4．BD 5．ACD
6．AC 7．B 8．B 9．B 10.C 11．D
12． （1） B
（2） D
2
1 x x
（3） mg(x0+x1) m 1 2
2 2T
（4） 在实验误差允许范围内，若 k 近似等于 2g，
（5） B
13.(1)放在 A 点和 B 点的点电荷在 C 处产生的场强方向在 AC 和
BC 的连线上，因 C 点场强方向与 BA 方向平行，故放在 A 点的点
电荷和放在 B点的点电荷产生的场强方向只能由 C→A和由 B→C，
故 qA带负电，qB带正电。 （4 分）
（2）如图所示场强叠加的示意图 （2 分）
（3）由几何关系知
EB 2EA （1 分）
即
qB qk 2k A （1 分）
BC2 AC2
又由几何关系知
BC 2AC （1 分）
所以
qA : qB 1:8 （1 分）
14 题 物体所受到的各个力均为恒力，可用功的公式进行
计算．
如右图所示，物体受到重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力的作
用，做单向直线运动，其位移的大小与移动的距离相等．所以，
重力所做的功为
WG＝mglcos α＝mglcos(90°－θ)
＝3×10×2×cos 60° J＝30 J （3 分）
拉力所做的功为
WF＝Fl＝10×2 J＝20 J （3 分）
支持力与物体运动方向垂直，它所做的功
WN＝0 (1 分)
滑动摩擦力的方向与位移方向相反，做功为
WFf＝－(μmgcos θ)l
3 3
＝－ ×3×10×2× J＝－30 J （3 分）
3 2
总功 W＝WG＋WF＋WN＋WFf
＝30 J＋20 J＋(－30) J＝20 J （2 分）
15．（1）因为在 AB 轨道上摩擦力始终对物体做负功，物体最终
在圆心角为 2θ的圆弧上往复运动，整个过程中在 AB 轨道上通
过的总路程为S，对整体过程动能定理得
mgR cos mg cos S 0 0（3 分）
解得
R
S （2 分）
（2）物体最终经过 E点时的速度为 v，物体从 B 到 E 过程中，由
动能定理得
1
mgR(1 cos ) mv2 0 （3 分）
2
在 E 点，由牛顿第二定律得
v2
F mg m （3 分） N
R
由牛顿第三定律，物体对轨道的压力大小为
FN FN （2 分）
联立解得
FN (3 2cos )mg （2 分）
方向竖直向下 （1 分）
