【物理】天津市河北区2024-2025学年高一下学期7月期末试题（解析版）

这是一份【物理】天津市河北区2024-2025学年高一下学期7月期末试题（解析版），共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（本题共6个小题，每小题5分，共30分）
1. 小车在水平地面上沿轨道从M向N运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，且小车动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，故ACD错误，B正确。
故选B。
2. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的速度变为调整前的4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的（ ）
A. 4倍B. 2倍C. 0.5倍D. 0.25倍
【答案】A
【解析】小车做平抛运动，水平距离由公式决定，其中为水平初速度，为下落时间。小车在竖直方向做自由落体，下落时间仅与高度和重力加速度有关，高度h和加速度g不变，则不变。调整后水平速度变为原来的4倍，所以水平距离变为调整前的4倍。故A正确，BCD错误。
3. 如图所示为走时准确的时钟面板示意图，M、N为秒针上的两点。以下判断正确的是（ ）
A. M点的周期比N点的周期大
B. M点的转速比N点的转速大
C. M点的角速度大于N点的角速度
D. M点的线速度大于N点的线速度
【答案】D
【解析】M、N两点为同轴转动，则角速度、周期和转速都相等，根据v=ωr，因M点的转动半径较大，则线速度较大，选项ABC错误，D正确。
故选D。
4. 已知嫦娥六号质量为m，某段时间沿环月轨道做匀速圆周运动，某时刻距离月球表面的高度为h。若将月球视为质量分布均匀的球体，质量为M，半径为R。引力常量为G，则此时嫦娥六号受到月球的万有引力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据万有引力定律，引力大小为，其中为物体到月球中心的距离。嫦娥六号距离月球表面的高度为，因此到月球中心的距离为。受到月球引力为。
故选C。
5. 真空中两个静止的点电荷间的库仑力大小为F，若仅将两个点电荷之间的距离变为原来的2倍，则它们之间的库仑力大小变为（ ）
A. B. C. 2FD. 4F
【答案】B
【解析】设两点电荷的电荷量分别为Q1、Q2，由库仑定律的可得原来它们之间的库仑力为
变化之后它们之间的库仑力为
故选B。
6. 如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（ ）
A. 两绳中的张力大小一定相等
B. P的质量一定大于Q的质量
C. P的电荷量一定小于Q的电荷量
D. P的电荷量一定大于Q的电荷量
【答案】B
【解析】由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有
对于小球P有
联立有
所以可得
又因为
可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。
故选B
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题5分，共20分。全对得5分，选对但不全得3分，选错或不答得0分）
7. 如图所示，一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为h₁的地方下落到高度为h₂的地方。关于这两种情况的比较，下列说法正确的是（ ）
A. 重力对小球做的功相等
B. 小球重力势能的变化相等
C. 小球动能的变化相等
D. 小球机械能均守恒
【答案】AB
【解析】AB．相同的两球下落高度相同，由可知，重力做功相等；根据可知，重力势能的变化量相等，故AB正确；
C．甲球下落过程中只有重力做功，乙球下落过程中除重力做功外，还克服阻力做功，根据动能定理，合力对两球做功不相等，所以两球动能变化不相等，故C错误；
D．在真空中，小球甲只受重力作用，小球甲的机械能守恒；在液体中，阻力对小球乙做负功，小球乙机械能不守恒，故D错误。
故选AB。
8. 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。已知某型号的汽车质量为m，其发动机的额定功率为P。若该汽车在额定功率下沿平直公路启动，且行驶过程中受到的阻力恒为f。则（ ）
A. 启动之后，汽车做匀加速直线运动
B. 启动之后，汽车做加速度增大的加速运动
C. 汽车能够达到的最大速度
D. 当汽车的速度为最大速度的时，汽车的瞬时加速度为
【答案】CD
【解析】AB．启动之后，根据牛顿第二定律可得
可知随着汽车速度增大，汽车的加速度逐渐减小，所以汽车做加速度减小的加速运动，故AB错误；
C．当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，则有，故C正确；
D．当汽车的速度为最大速度的时，汽车的瞬时加速度为
其中
解得，故D正确。
故选CD。
9. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。用不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是（ ）
A. 因空间站内物体处于完全失重状态，故圆周运动轨道可处于任意平面
B. 小球的质量为
C. 若误将n-1圈用时为t记作n圈用时为t，则所得质量偏大
D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏大
【答案】AD
【解析】A．因空间站内物体处于完全失重状态，由于轻绳拉力提供所需的向心力，所以小球做圆周运动轨道可处于任意平面，故A正确；
B．用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t，则周期为
根据牛顿第二定律可得
联立可得小球的质量为，故B错误；
C．若误将n-1圈用时为t记作n圈用时为t，则周期测量值偏小，根据可知，所得质量偏小，故C错误；
D．若测R时未计入小球半径，则代入计算的值偏小，根据可知，所得质量偏大，故D正确。
故选AD。
10. 2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（ ）
A. 因是椭圆轨道，故周期无法计算求得
B. 近月点的速度大于远月点的速度
C. 近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D. 近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度
【答案】BD
【解析】A．根据开普勒第三定律可得
由题干数据可求得鹊桥二号在捕获轨道运行时的周期，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，鹊桥二号在捕获轨道近月点的速度大于远月点的速度，故B正确；
C．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以鹊桥二号在捕获轨道近月点速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
可得
可知鹊桥二号在捕获轨道近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷
三、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 两小组探究平抛运动的特点
（1）甲组同学用图1所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。忽略空气阻力影响，AB两球落地的时间_______（填“相同”或“不同”）。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，发现结果都是如此。由此可知，平抛运动在竖直方向的分运动是_______。
（2）乙组同学用图2所示装置探究平抛运动的特点。斜槽M末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板N上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验在坐标纸上记录钢球所经过的多个位置，得到了如图3所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。
①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度应________（填“相同”或“不同”）。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹________。
③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为________m/s（当地重力加速度为10m/s²，保留2位有效数字）。
【答案】（1）相同 自由落体运动
（2）①. 相同 ②. 用平滑曲线连接 ③. 1.0（0.90~1.1）
【解析】
【小问1解析】
用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。可听到AB两球同时落地，则AB两球落地的时间相同。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，发现结果都是如此。由此可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【小问2解析】
①为了保证每次小球抛出时的速度相同，每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度应相同；
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹用平滑曲线连接；
③根据平抛运动规律可得，
可得
由图3轨迹数据可得钢球做平抛运动的初速度大小为
12. 下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。
主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d；
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L；
D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t；
E．用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块和遮光条的总质量M。
F.…
（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了________；
（2）遮光条通过光电门的速率为________；
（3）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测量的物理量应该满足的关系________（用测量的物理量的字母表示）
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能的减少量为
【小问2解析】
遮光条通过光电门的速率为
【小问3解析】
根据系统机械能守恒可得
联立可得若要符合机械能守恒定律结论，以上测量的物理量应该满足的关系为
四、计算题（本题共3小题，共36分。解答过程中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分）
13. 如图所示，长不可伸长的轻绳一端悬挂于O点，另一端系一质量的小球（可视为质点）。现将小球拉至A点（保持绳绷直且水平）由静止释放，球能沿四分之一圆弧经过最低点B。不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）小球到B点时速度v的大小；
（2）小球运动到B点时，轻绳对小球拉力F的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
小球从A点释放运动到B点的过程中，由动能定理得
代入数据解得
【小问2解析】
以小球为研究对象，在B点由牛顿第二定律得
代入数据解得
14. 如图所示，运动员腰系轻绳拖着轮胎在跑道上进行训练。绳子对轮胎施加的恒力，方向与水平方向成。轮胎被拖着从静止开始沿水平直跑道移动后，绳子突然断了，轮胎又往前移动了一段距离停下。已知轮胎的质量为，跑道与轮胎间的动摩擦因数为。忽略空气阻力，g取，，。求：
（1）绳断时轮胎的速度；
（2）绳断后轮胎移动的距离；
（3）从轮胎开始运动到停下全过程，摩擦力对轮胎所做的功W。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
设绳断前跑道对轮胎的摩擦力为，支持力为；绳断后跑道对轮胎的摩擦力为，支持力为。
绳断前，对于轮胎由动能定理得；；
解得
【小问2解析】
绳断后，对于轮胎由动能定理得，，
解得
【小问3解析】
绳断前，摩擦力对轮胎所做的功
绳断后，摩擦力对轮胎所做的功
全过程，摩擦力对轮胎所做的功
解得
15. 如图所示，一粗糙斜面AB与半径为R的竖直光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点。已知质量为m的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，经B点进入圆弧轨道，恰能通过圆弧轨道的最高点D。小物块从D点飞出后又落到斜面上，在斜面上的落点与圆心O等高。已知重力加速度为g，求：
（1）小物块通过D点时速度大小；
（2）BC圆弧所对圆心角θ；
（3）若小物块与粗糙斜面AB间的动摩擦因数为μ，为使物体能到达圆弧轨道的最高点D，AB长度L至少多大？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
由于物块恰能通过圆弧轨道的最高点D，故在最高点处，物块的重力提供向心力，即
解得
【小问2解析】
设小物块从D点飞出后落到斜面上的点为E，根据题意小物块从D点飞出后做平抛运动，且在斜面上的落点E与圆心O等高，则其平抛竖直位移
水平位移
如上图所示，由几何关系可知
方程联立，联立解得
【小问3解析】
小物块由A运动到B的过程由动能定理得
小物块由B运动到D的过程由动能定理得
方程联立联立解得