天津市和平区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

试卷更新日期：2024-07-05 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，每小题给出的四个答案中，只有一个是正确的，选对的得4分，有选错或不答的，得0分）

1. 如图所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，并且做平抛运动；同时B球被松开，并且做自由落体运动。A、B两球同时开始运动。关于A、B两球落地先后，下列说法正确的是（　　）

A、A 球先落地 B、B球先落地 C、A、B 球同时落地 D、A、B 两球哪个先落地不确定

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2. 真空中两个点电荷，它们之间相互作用的库仑力大小是 $F$ ，若它们的电荷量保持不变，距离变为原来的3倍，则它们之间相互作用的库仑力大小是（　　）

A、 $9 F$ B、 $3 F$ C、 $\frac{F}{3}$ D、 $\frac{F}{9}$

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3. 如图所示，摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）

A、摩天轮转动过程中，乘客的线速度保持不变 B、摩天轮转动过程中，乘客所受合力保持不变 C、摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变 D、摩天轮转动一周，乘客所受重力做功为零

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4. 月球探测是中国迈出航天深空探测的重大举措。2024年6月，我国发射的嫦娥六号探测器完成世界首次月球背面的采样和起飞，预计2030年前我国将实现载人登月。若将来我国宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为 $v_{0}$ 的初速度竖直上抛一物体（视为质点），已知万有引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R。则物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为（）

A、 $\frac{v_{0} R^{2}}{G M}$ B、 $\frac{2 v_{0} R^{2}}{G M}$ C、 $\frac{v_{0} R}{G M}$ D、 $\frac{2 v_{0} R}{G M}$

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5. “复兴号”动车组由多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的“复兴号”动车组在平直的轨道上行驶，该动车组有n节动力车厢，每节动力车厢发动机的额定功率均为P，若动车组受到的阻力与其速率成正比，比例系数为k，则动车组能达到的最大速度为（）

A、 $\sqrt{\frac{n P}{k}}$ B、 $\frac{n P}{k}$ C、 $\sqrt{\frac{2 n P}{m}}$ D、 $\frac{2 n P}{m}$

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6. 如图，两个电荷量都为Q的正、负可视为点电荷的带电体固定在光滑水平面上的A、B两点，AB连线中点为O。现将另一个电荷量为＋q的带电质点放在AB连线的中垂线上距O为x的C点，沿某一确定方向施加外力使带电质点由静止开始沿直线从C点运动到O点，则此过程中，（）

A、施加的外力沿CO方向 B、带电质点受到的电场力一直不变 C、带电质点做加速度增大的加速运动 D、带电质点的电势能逐渐增大

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二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，每小题给出的四个答案中，都有多个是正确的，完全正确的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的，得0分）

7. 关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是（）

A、
如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 B、
如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，则一定是因为物体的速度突然变大了 C、
如图丙，火车转弯时，为避免轮缘与内外轨发生侧向变压，倾角 $θ$ 的设计与火车质量无关 D、
如图丁，若小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做完整圆周运动，则对轨道最低点和最高点的压力差一定是自身重力的6倍

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8. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等势线的分布示意图；实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（）

A、避雷针尖端带负电 B、带电粒子带负电 C、带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 D、带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

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9. 如图甲所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图乙所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（）

A、周期为 $t_{1} - t_{0}$ B、半径为 $\sqrt{\frac{G M {(t_{1} - t_{0})}^{2}}{4 π^{2}}}$ C、线速度的大小为 $\frac{2 π}{t_{1} - t_{0}} \sqrt[3]{\frac{G M {(t_{1} - t_{0})}^{2}}{4 π^{2}}}$ D、加速度的大小为 $\sqrt[3]{\frac{2 π G M}{t_{1} - t_{0}}}$

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10. 如图甲所示，将物块从倾角为 $θ = 30 °$ 的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能 $E_{k}$ 、重力势能 $E_{p}$ 与下滑位移x间的关系如图乙所示，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、下滑全程摩擦力对物块做功 $- 1 J$ B、物块的质量是0.2kg C、物块与斜面间的动摩擦因数为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ D、物块从静止释放到动能和重力势能相等时，机械能损失了0.6J

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三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）

11. 如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度 $ω$ 和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为 $1 : 2 : 1$ ，变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为 $1 : 1$ 、 $2 : 1$ 和 $3 : 1$ ，如图乙所示。

(1)、本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度 $ω$ 和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是（　　）

A、探究两个互称角度的力的合成规律 B、探究平抛运动的特点 C、探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)、在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第层塔轮。（选填“一”、“二”或“三”）

(3)、在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为（　　）（填选项前的字母）

A、 $2 : 1$ B、 $1 : 2$ C、 $4 : 1$ D、 $1 : 4$

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12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。

(1)、下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

(2)、实验过程中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 $h_{A}$ 、 $h_{B}$ 、 $h_{C}$ ，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量 $Δ E_{p 减} =$ ，动能的增加量 $Δ E_{k 增} =$ 。

(3)、某同学的实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是（　　）

A、没有测量重物的质量 B、先释放重物，后接通电源打出纸带 C、存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D、利用公式 $v = \sqrt{2 g h}$ 计算重物速度大小

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四、计算题（本题共3小题，共46分，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。）

13. 如图所示，一带电荷量为 $q = 1 \times 10^{- 3} C$ ，质量为 $m = 0.08 kg$ 的小物块处于一倾角为 $θ = 37 °$ 的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，求：
（1）小物块的电性；
（2）电场强度E的大小；
（3）若将电场强度减小为原来的一半，小物块下滑距离为 $L = 1 m$ 时的动能 $E_{k}$ ？

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14. 如图所示，小球从P点出发，初速度大小为 $v_{0} = 9 m/s$ ，经过一段粗糙水平面PA后进入一固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，小球直径略小于管道内径，小球运动到B点后以 $v_{B} = 3 m/s$ 的速度脱离管道做平抛运动，与倾角 $θ = 37 °$ 的斜面垂直相碰于C点。已知半圆形管道的半径 $R = 1 m$ ，且管道内径与其相比可忽略不计。小球质量 $m = 1 kg$ ， $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，求：
（1）小球经过管道的B点时，对管道的作用力F的大小和方向；
（2）小球在PA段摩擦力所做的功W；
（3）小球从B点飞出后打到斜面上C点的运动时间t？

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15. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在地面，另一端与质量为m的物体P连接处于竖直状态，跨过定滑轮的轻绳一端与物体P连接，另一端与质量为2m的物体Q连接。用手托着物体Q使轻绳刚好伸直无张力，物体Q由静止释放后，物体P开始向上运动，运动过程中物体Q始终未接触地面，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度为g。设物体P上升通过A点位置时速度最大，求：
（1）物体P静止时弹簧的形变量x₁和物体P通过A点时弹簧的形变量x₂；
（2）物体P通过A点位置时最大速度 $v_{m}$ ；
（3）若物体Q的质量增大为原来的N倍，试分析说明不管N多大，物体P上升到A点时的速度 $v_{A}$ 都不可能增大到 $2 v_{m}$ 。

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