天津市红桥区2024-2025学年高一下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份天津市红桥区2024-2025学年高一下学期7月期末物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共5小题，每小题5分，共25分）
1. 做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（ ）
A. 周期B. 速率C. 转速D. 线速度
【答案】D
【解析】线速度是矢量，做匀速圆周运动的物体，线速度方向不断改变，周期、速率、转速都是标量，大小不变。
故选D。
2. 足球被踢出的运动轨迹如图中虚线所示。足球在P点处受到的合力方向可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】做曲线运动的物体所受的合外力方向指向轨迹的凹向，则该足球经过P点时受到的合力方向可能正确的是A。
故选A。
3. 中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动，忽略空气阻力作用，下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是（ ）
A. 出手后标枪的加速度是变化的
B. 标枪升到最高点时速度为零
C. 标枪在相同时间内速度变化量相同
D. 曲线运动不可能是匀变速运动
【答案】C
【解析】A．忽略空气阻力，标枪出手后只受重力，由牛顿第二定律得加速度为重力加速度，加速度不变，A错误；
B．标枪升到最高点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，故最高点时速度不为零，B错误；
C．标枪出手后只受重力，标枪的加速度恒定，在相同时间内速度变化量相同，C正确；
D．加速度不变的曲线运动是匀变速运动，例如平抛运动，D错误。
故选C。
4. 2025年2月27日15时08分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙火箭成功将四维高景一号03、04星送入预定轨道。卫星在进入预定轨道之前的某段运动轨迹为椭圆，如图所示，P、Q为椭圆轨道长轴端点，M、N为椭圆轨道短轴端点，卫星运行的方向如箭头所示。已知卫星的绕行周期为T，且仅考虑地球对卫星的引力作用。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在M点和N点的加速度相同
B. 卫星在P点的加速度小于在Q点的加速度
C. 卫星在P点的动能大于在Q点的动能
D. 卫星从M点经P点运动到N点的时间与从N点经Q点运动到M点的时间相等
【答案】C
【解析】AB．因M、N点到地球中心的距离相等，P点到地球中心的距离比Q点到地球中心的距离小，根据万有引力定律，加速度大小相等，但方向不同，卫星在P点的加速度大于在Q点的加速度，故AB错误；
C．卫星由P点运动至Q点的过程中，万有引力做负功，卫星的动能减小，故C正确；
D．卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等，而从M点经P点运动到N点的过程中卫星与地球的连线扫过的面积比从N点经Q点运动到M点的小，故D错误。
故选C。
5. 某摩天轮的直径达120m，转一圈用时1600s。某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C的过程中（ ）
A. 角速度为
B. 座舱对该同学的作用力一直指向圆心
C. 重力对该同学做功的功率增大
D. 如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B点受座舱的作用力将增大
【答案】D
【解析】A．根据题意可知周期为，则角速度为，故A错误；
B．该同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则座舱对该同学的作用力和该同学的重力的合力提供向心力，指向圆心，所以座舱对该同学的作用力不是一直指向圆心，故B错误；
C．根据重力功率计算公式
从A点经B点运动到C的过程中，先增大后减小，可知重力对该同学做功的功率先增大后减小，故C错误；
D．在B点，该同学在竖直方向有
水平方向上
则该同学在B点受座舱的作用力大小为
如果仅增大摩天轮的转速，根据
可知增大，则该同学在B点受座舱的作用力将增大，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）
6. 如图所示为地球的赤道平面，d是静止在赤道地面上的物体，a、b、c均为卫星，其中a是地球静止卫星，c是近地卫星，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
由题知，a是地球静止卫星，则
且
由线速度公式知
解得
故，A正确；
B．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
故，B错误；
C．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
根据加速度公式知
则可知
故，C错误；
D．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
由地球静止卫星特点知
故，D正确；
故选AD。
7. 如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是（ ）
A. 甲图中，与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中，匀强电场中的a、b两点
【答案】BD
【解析】A．根据点电荷的电场的特点可知，图甲中a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；
B．图乙中等量异种点电荷电场中a、b两点的电场强度大小相等，场强方向都与中垂线垂直向左，则a、b两点的电场强度相同，故B正确；
C．图丙中等量同种点电荷电场中a、b两点电场强度大小相等，方向相反方，则电场强度不同，故C错误；
D．图丁匀强电场中a、b两点电场强度大小相等，方向相同，则a、b两点的电场强度相同，故D正确。
8. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球，系在一根长为R的绝缘细线的一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g，电场强度。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动到B点时的机械能最大
B. 小球运动过程中的最小速度为
C. 小球在最高点D点绳子的拉力为零
D. 小球在最低点C点绳子的拉力为9mg
【答案】ABD
【解析】A．从小球从A到B过程，电场力对小球一直做正功，小球电势能减小，小球从B到A过程，电场力对小球一直做负功，小球电势能增大，则小球运动到B点时的电势能最小，小球运动到B点时的机械能最大，故A正确；
BC．带正电的电荷量为q的小球受到的电场力大小为
则重力和电场力的合力大小为
重力和电场力的合力方向与竖直方向的夹角满足
可得
如图所示
可知小球运动等效最低点时速度最大，细线的拉力最大；小球运动等效最高点时速度最小，则有
解得小球运动过程中的最小速度为
由于D点不是等效最高点，则绳子存在拉力，故B正确，C错误；
D．小球从H点运动到C点，根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
解得
故D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、实验题（本题满分12分，每空2分）
9. 某同学设计了一个探究平抛运动规律的实验；在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，让小钢球从斜面上滚下，滚出桌面后做平抛运动，在小钢球抛出后经过的地方，水平放置一木板，木板到桌边缘（抛出点）的高度可以调节，在木板上放一张白纸，在白纸上放有复写纸。已知平抛运动竖直方向上的运动与自由落体的运动相同。
（1）实验时是否要求斜面和桌面光滑______（填“是”或“否”）
（2）调节好木板到桌边缘的高度为y，让小钢球从斜面上某一位置自由滚下，记下小钢球在白纸上留下的痕迹，用刻度尺测量出痕迹到桌边缘出的水平距离。
（3）调节木板到桌边缘的高度为2y，重复（2）过程，痕迹到桌边缘处的水平距离x2。当x1和x2满足______关系时，验证小钢球水平方向做匀速运动。
【答案】 （1） 否 （3）
【解析】（1）为了保证小球每次抛出时的速度相同，实验时要求小球每次都从同一位置静止释放，但斜面和桌面是否光滑并不影响实验结果。
（3）已知平抛运动竖直方向上的运动与自由落体的运动相同，由
可得
若小钢球水平方向做匀速直线运动，则水平方向位移为
当木板到桌边缘高度为y时，痕迹到桌边缘出的水平距离
当木板到桌边缘的高度为2y时，痕迹到桌边缘出的水平距离
可得
因此，当和满足关系时，验证小钢球水平方向做匀速运动。
10. 利用如图所示的装置，可验证“机械能守恒定律”。
（1）已准备的器材有：电磁打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材有______（选填选项前的字母）。
A. 直流电源
B. 220V交流电源
C. 天平及砝码
D. 毫米刻度尺
E. 8V交流电源
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中造出符合要求的纸带。如下图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度___________m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）若已知当地，利用以上打点纸带所得重物下落时对应E点的动能和相应减少的重力势能，可得本次实验的相对误差_______ （结果保留一位有效数字）。
（4）产生（3）中系统误差的主要原因：______________。
【答案】（1）DE （2）3.01
（3）5 （4）摩擦阻力或空气阻力的影响
【解析】
【小问1解析】
电磁打点计时器需要连接8V交流电源；需要用毫米刻度尺测量纸带上计数点间的距离；本实验不需要用天平测质量。
故选DE。
【小问2解析】
物体下落到点时的瞬时速度为
小问3解析】
重物下落时对应点的动能为
相应减少的重力势能为
本次实验的相对误差为
可得
【小问4解析】
产生（3）中系统误差的主要原因是摩擦阻力或空气阻力的影响。
四、计算题（本大题共3个小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分，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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
11. 2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样，采样的月壤质量为m，测得其在月球表面的重力为F。已知月球半径为R，引力常量为G。求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）月球的质量M和密度ρ；
（3）嫦娥六号飞船近月表面环绕的周期T。
【答案】（1） （2），
（3）
【解析】
小问1解析】
月壤质量为m，测得其在月球表面的重力为F，则有
解得
【小问2解析】
在月球表面有
联立解得
又
解得月球的密度为
【小问3解析】
设嫦娥六号飞船质量为，由万有引力提供向心力得
解得
12. 如图，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，求：
（1）小球在刚释放时的加速度；
（2）小球经过环的最低点时的速度大小；
（3）小球经过环的最低点时对轨道压力。
【答案】（1），方向竖直向下
（2） （3），方向竖直向下
【解析】
【小问1解析】
由牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下。
【小问2解析】
小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理可得
解得
【小问3解析】
设小球在最低点所受支持力为N，根据牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，小球在最低点对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
13. 有一项荡绳过河的拓展项目，将绳子一端固定，人站在高台边缘抓住绳子另一端，像荡秋千一样荡过河面，落到河对岸的平地上。
为方便研究，将人看作质点A，如图所示。已知人的质量，A到悬点O的距离，A与平地的高度差，人站在高台边缘时，AO与竖直方向的夹角为。
某次过河中，人从高台边缘无初速度离开，在最低点B处松开绳子，落在水平地面上的C点。忽略空气阻力，取重力加速度，，，求：
（1）人到达B点时的速率v；
（2）人到达B点，松开绳之前，绳对人的拉力大小F；
（3）若高台边缘到对面河岸共，请分析人能否安全荡到对岸。
【答案】（1） （2） （3）人能安全荡到对岸
【解析】
【小问1解析】
人从离开高台到B点的过程中，由机械能守恒有
代入数据解得人到达B点时的速率
【小问2解析】
在B点由牛顿第二定律有
代入数据得人到达B点，松开绳之前，绳对人的拉力大小为
【小问3解析】
人从离开高台到B点的过程中水平位移为
人从B到C的运动过程Z做平抛运动，由平抛运动知识有，
则人从开始运动到落地水平位移为
联立解得
故人能安全荡到对岸