北京市石景山区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（PDF版含答案）

石景山区 2023—2024 学年第二学期高一期末试卷
物 理
本试卷共 8页，100分。考试时长 90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷
上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。
第一部分
本部分共 14题，每题 3分，共 42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目
要求的一项。
请阅读下述文字，完成第 1 题至第 4 题。
投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示，靶盘
竖直放置，将飞镖沿水平方向正对靶心掷出，经 0.20 s
飞镖射中靶心正下方的某点。已知飞镖掷出前距靶心的
水平距离为 2.0 m，飞镖可视为质点，不计空气阻力。
1．以地面为参考系，飞镖在空中做
A．平抛运动 B．圆周运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
2．飞镖掷出时速度的大小为
A．40 m/s B．20 m/s
C．10 m/s D．5.0 m/s
3．飞镖在空中运动过程中的加速度
A．大小不变，方向不变 B．大小不变，方向改变
C．大小改变，方向不变 D．大小改变，方向改变
4．飞镖在空中运动的过程中
A．动能逐渐减小 B．动能逐渐增大
C．机械能逐渐减小 D．机械能逐渐增大
请阅读下述文字，完成第 5 题至第 8 题。
万有引力定律的发现明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同
的科学法则；它向人们揭示，复杂运动的后面可能隐藏着简洁的科学规律，正是这
种对简洁性的追求启迪科学家不断探索物理理论的统一。
高一物理试题 第 1页 共 8页
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5．关于万有引力定律发现过程，下列说法正确的是
A．哥白尼提出地心说，认为地球是太阳系的中心
B．第谷根据他观测的数据，提出了万有引力定律
C．开普勒突破常规思维，提出行星的轨道是椭圆
D．牛顿利用扭秤实验测出了引力常数
6．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已
知月地距离约为地球半径 60倍的情况下，需要验证
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1/60
7．我国首颗量子科学实验卫星于 2016年 8月 16日成功发射。量子卫星成功运行后，我
国在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信，构建了天地一体化的量子保密通
信与科学实验体系。假设量子卫星在赤道平面上，如图所示。关
于同步卫星和量子卫星，下列说法正确的是
A．同步卫星运行的周期大于量子卫星运行的周期
B．同步卫星运行的加速度大于量子卫星运行的加速度
C．同步卫星运行的线速度大于量子卫星运行的线速度
D．同步卫星运行的角速度大于量子卫星运行的角速度
8．“科学真是迷人”，天文学家已测出月球表面的重力加速度 g、月球的半径 R和月
球绕地球运转的周期 T等数据，根据万有引力定律就可以“称量”月球的质量了。
已知引力常量为 G，忽略月球的自转，则月球的质量 M为
gR2 GR2 4π2R3 T 2R3
A． B． C． D．
G g GT 2 4π2G
请阅读下述文字，完成第 9 题至第 11 题。
水流星是一项中国传统民间杂技艺术。杂技演员用一根绳
子兜着两个碗，里面倒上水，迅速地旋转着做各种精彩表演，
即使碗口朝下，碗里的水也不会洒出来。用可视为质点的小球
替代水碗，可将水流星抽象为竖直平面内的圆周运动，轻质细
绳长为 L，重力加速度为 g。
9．若在竖直面内表演水流星，则下列说法中正确的是
A．小球在最高点时的向心力一定等于重力
B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C．绳子越长，小球恰好通过最高点时的速度越大
D．小球质量越大，小球恰好通过最高点时的速度越大
高一物理试题 第 2页 共 8页
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10．小球通过最高点时，绳对小球的拉力 F与其速度的二次方 v2的关系
v2
图像如图所示，图线与纵轴的交点坐标为 a，下列说法正确的是
A．利用该装置可以得出重力加速度 g=L/a
a
B F．绳长不变，用质量较大的球做实验，得到的 v2-F图线斜率更小 O
C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的 v2-F图线斜率更小
D．绳长不变，用质量较小的球做实验，v2-F图线与纵轴的交点坐标变小
11．如图所示，用轻杆替代轻绳，使小球在竖直平面内做圆周运动，下列说法正确的是
A．小球在最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
B．小球在最高点时的向心力一定大于重力
C．小球恰好到达最高点时的速度最小为 gL
D．小球到达最高点时的速度可以为零
请阅读下述文字，完成第 12 题至第 14 题。
如图，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为 k。质量为 m
的铁球由弹簧上端的正上方 h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当
弹簧的压缩量为 x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为 g。
12．从小球接触弹簧到下落至最低点的过程，下列说法正确的是
A．刚接触弹簧时，小球达到最大速度
B．接触弹簧后，小球先做加速运动，再做减速运动
C．接触弹簧后，小球的加速度逐渐减小，到最低点时加速度最小
D．在最低点，小球的加速度大小为 g，方向为竖直向上
13．从小球接触弹簧到下落至最低点的过程，能量变化情况是
A．小球的重力势能减小 mgx，弹簧的弹性势能增大 mgx
B．小球的重力势能减小 mgh，弹簧的弹性势能增大 mgh
C．小球的动能减小 mgx，弹簧的弹性势能增大 mg(h+x)
D．小球的动能减小 mgh，弹簧的弹性势能增大 mg(h+x)
14．弹簧弹力大小与形变量大小的关系如图所示，根据图像可以求出弹簧弹力做的功。
在小球压缩弹簧的过程中，弹簧弹力逐渐增大，关于弹力做功，下列说法正确的是
A．弹簧弹力做功 kx ，弹性势能增加 kx F
B．弹簧弹力做功-kx ，弹性势能增加 kx /2 kx
C．弹簧弹力做功 kx /2，弹性势能增加 kx x
O
D．弹簧弹力做功-kx /2，弹性势能增加 kx /2 x
高一物理试题 第 3页 共 8页
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第二部分
本部分共 7题，共 58分。
15．（8分）
不同的研究小组采用不同的方法研究平抛运动的规律。
（1）某组同学用如右图所示装置研究平抛运动及其特点。
他的实验操作是：在小球 A、B处于同一高度时，用小锤轻击
弹性金属片，使 A球水平飞出，同时 B球被松开。他观察到小
球 A、B同时落地；让 A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击
弹性金属片，能够观察到小球 A、B________（选填“同时”、
“不同时”）落地。为了使实验结论具有普遍性，该组同学还
需进行的操作是_____________。
（2）另一组同学用如右图所示的装置进行实验。将坐
标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。小球沿斜槽
轨道 PQ滑下后从末端 Q点水平飞出，落在水平放置的倾斜
挡板 MN上，小球落在挡板上时会在坐标纸上挤压出一个痕
迹点。移动挡板，重新释放小球，重复以上操作，坐标纸上
将留下该小球做平抛运动的一系列痕迹点。
①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是______。
A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．挡板高度必须等间距变化
②某同学按正确的操作完成实验并描绘出小球平抛运动的
轨迹，以平抛运动的初始位置在硬板上的投影点 O为坐标原点
建立 xOy坐标系，如右图所示。从运动轨迹上选取多个点，根
据其坐标值可以验证平抛运动的轨迹符合抛物线方程 y=ax2。
若坐标纸中每个小方格的边长为 L，根据图中 M点的坐标
值，可以求出 a=______。
高一物理试题 第 4页 共 8页
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16．（4分）
如图所示是探究向心力大小 F与质量 m、角速度ω及半
径 r之间关系的实验装置。转动手柄 1，可使变速塔轮 2和
3以及长槽 4和短槽 5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔
轮 2和 3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种
不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由
横臂 6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂 6的杠杆作用使弹簧测
力套筒 7下降，从而露出标尺 8，标尺 8上露出的红白相间的等分格子与两个球所受的向
心力成正比，那么:
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的
关系，下列说法正确的是
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
（2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的转动半径为右边小球的 2倍时，
发现右边标尺露出的红白相间的等分格子为左边的 2倍，那么，左边塔轮与右边塔轮转
动的角速度大小之比为________。
17．（6分）
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
下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，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。
（1）下列器材中，在本实验中需要使用的有______；
A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.螺旋测微器
（2）如下图所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点 A、B、C、D、E，
通过测量并计算出点 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ΔEp=____________，动能增加量ΔEk=___________。
高一物理试题 第 5页 共 8页
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18.（9分）
如图甲所示，质量 m = 1.0 kg的物体静止在光滑水平地面上，从 t = 0时起，受到水
平力 F作用，力 F与时间 t的关系如图乙所示，取向右为正方向，重力加速度 g 10m/s2。
求：
（1）物体在前 2 s时间内运动的加速度大小 a1；
（2）物体在前 2 s内运动的位移大小 x1；
（3）物体在第 4 s末的速度大小 v。 F/N
2
F
0 2 4 t/s
甲 -1
乙
19.（9分）
流体一般是指液体流、气体流等，质量具有连续性。水和空气是常见的流体。对于
此类流体问题，可沿流速的方向选取一小段柱形流体（微元）作为研究对象。
（1）如图所示，环保人员在一次检查时发现，有一根管壁厚度不计的排污管正在向
外排出大量污水。这根管道水平放置，排污管的直径为 D，
管口到水面的高度为 H，管口到污水落点的水平距离为 x，忽
略一切阻力，D H ，已知重力加速度为 g，估算：
①污水从管口流出的速度 v；
②该管道排水的流量 Q（即每秒钟排出污水的体积）。
（2）如图所示，风力发电机能将风能（即空气的动能）转化为
电能，当风吹过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮
通过主轴连接齿轮箱带动发电机发电。已知某风力发电机接收风能
的有效面积为 S，空气密度为ρ，当地风速为 v，风能转化为电能的
效率为η，求：
①在时间 t内经过有效面积 S的空气的体积 V ；
②该风力发电机发电的平均功率 P。
高一物理试题 第 6页 共 8页
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20.（10分）
篮球气压过高或过低都会影响篮球的弹性和手感，从而影响球员的技术发挥。简易
的测试方法是在平坦的硬质水平地面上，让篮球从 180cm的高度自由落下，反弹高度在
125cm至 140cm之间即表示篮球气压正常。
某次检测中，运动员使篮球从距水平地面高度为 h1=1.8 m处由静止自由落下，反弹
高度为 h2=1.25 m。设篮球始终在竖直方向做一维运动，已知篮球质量为 m=0.60 kg，重
力加速度 g=10 m/s2，不计空气阻力。
（1）求此次碰撞过程中篮球损失的机械能 E；
（2）篮球每次因碰撞损失的机械能会随着碰前动能的减小而减小，设篮球每次与地
面碰撞前后的动能的比值不变。若使篮球从距地面 h3=1 m的高度由静止下落，并在开始
下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为 1 m。求拍球过程中人对篮球做的功W ；
（3）在实际拍球过程中，篮球上升到某高度时，手就会接触篮球并对球施加一个向
下的阻力 F1，球和手一起运动距离 s后上升到最高点。然后手对球施加向下的动力 F2，
通过相同的距离 s后，篮球与手分开。手对球的两次作用力均视为恒力，拍球过程中篮
球距离地面的最大高度相同。通过分析比较 F1、F2大小关系。
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21.（12分）
在研究某些复杂的曲线运动时，可以采用运动的合成与分解的方法。
在水．平．面．内．建立 xOy坐标系，以点 O为坐标原点。从 t = 0开始，质量为 m = 2.0 kg
的滑块从坐标原点 O出发，初速度 v0=4m/s，方向为 x轴正方向。
（1）从 t = 0开始，若滑块受到沿 x轴负方向的水平恒力 F1作用，F1 = 4.0 N。求：
a．滑块沿 x轴正方向运动的最大距离 xm； y/m
b．滑块回到坐标原点的时间 t； 14
（2）从 t = 0开始，除 F1外，滑块同时还受到沿 y轴
正方向的恒力 F2的作用，F2 = 3.0 N。
a．在右图所示的坐标系内定性画出滑块的运动
轨迹，并标明关键坐标；
b．求运动过程中滑块的最小速率 v。
0 6 x/m
高一物理试题 第 8页 共 8页
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石景山区 2023-2024 学年第二学期高一期末
物理试卷答案及评分参考
第一部分共 14 题，每题 3分，共 42 分。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
A C A B C B A A C B D B D D
第二部分共 7 题，共 58 分。
15．（8分）（1）同时 （2分）；改变高度进行实验（2分）
（2 1）AC （2分）； （2分）
5L
16．（4分）（1）A（2分）；（2）1:2（2分）
1 x x
17．（6分）（1）B（2 2分）；（2）mg(x 1 20 x1)（2分）； m( ) （2分）2 2T
18．（9分）
（1）由牛顿运动定律 F1 ma；前 2s内 F1=2N，解得 a1 = 2 m/s2 （3分）
1
（2）由运动学规律 x1 a t
2
2 1 1
； 解得 x1 = 4 m （3分）
（3）2s F后物体向前做匀减速运动，F2=1N，加速度 a 22 = 1m/s2m
由运动学规律 v a1t1 a2t2 2m/s （3分）
19．（9分）
（1）① 在水流中取一小段水柱，视为微元，该微元做平抛运动
x vt H 1 g由 gt 2 解得 v x （3分）
2 2H
V Sv t πD2x g
②水管横截面积为 S，流量Q （2分）
t t 4 2H
（2）① 空气柱的体积 V Sv t （2分）
② t 1 2内风力发电机接收的风能 Ek mv 其中 m Sv t2
E 1
发电的平均功率 P k Sv3 （2分）
t 2
高一物理试题评分参考 第 1页 共 2页
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20．（10分）
（1）篮球与地面碰撞时损失的机械能 E mgh1 mgh2 3.3J （2分）
E mgh
（2）篮球与地面碰撞前、后瞬间的动能比值为 k k1 1
Ek 2 mgh2
对篮球下落过程，根据动能定理有 W mgh3 Ek1 0
对篮球上升过程，根据动能定理有 mgh3 0 Ek2
联立解得 W 2.64J （4分）
（3）设篮球距离地面的最大高度为 h，与地面碰撞前、后瞬间的动能分别为 Ek、Ek ，
对篮球上升过程，根据动能定理有 F1s mgh 0 Ek
对篮球下落过程，根据动能定理有 F2s mgh Ek 0
由题意可知 Ek Ek 可得 F2 F1 （4分）
21．（12分）
（1）a．物体沿 x轴正方向先做匀减速运动，减速为零后沿 x轴负方向做匀加速运动，
a F
2
1
x 2m/s
2 v最大距离 x 0m 4m （2分）m 2ax
v
b．减速时间 t1 2s，返回原点的时间 t 2t1 4s （2分）ax
F
（2）a．物体沿 y轴正方向做匀加速直线运动， a 2y 1.5m/s
2
m
1
x方向速度为零时，物体沿 y轴正方向运动 y1 a t
2
2 y 1
3m
y/m
物体再次回到 y轴时，沿 y轴正方向运动的距离
14
y 1 2m ayt 12m，运动轨迹如右图所示 （4分） 122
b．物体沿 x轴正方向做匀变速直线运动 vx v0 axt
物体沿 y轴正方向做匀加速直线运动 vy ayt
2 2 2
根据运动的合成与分解 vt vx vy
25
带入数据，化简可得 v2t t
2 16t 16 3
4
可知 t=1.28s时物体速度最小， v 2.4m/s （4分） 0 4 6 x/m
高一物理试题评分参考 第 2页 共 2页
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