天津市和平区2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（含答案）

和平区2023~2024学年度第二学期高一年级
物理学科期末质量调查试卷
温馨提示：本试卷包括第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷 选择题（共40分）
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，同时B球被松开，自由下落。不计空气阻力，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
2. 真空中有两个静止的点电荷，相距为r，它们之间相互作用的库仑力大小为F，若将它们各自的带电量保持不变，距离增大为3r，则它们之间相互作用的库仑力大小变为（ ）
A. B. 9F C. D. 3F
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
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. B. C. D.
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. B. C. D.
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
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
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
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 B. 半径为
C. 线速度的大小为 D. 加速度的大小为
10. 如图甲所示，将物块从倾角为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、重力势能与下滑位移x间的关系如图乙所示，取，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑全程摩擦力对物块做功－1J
B. 物块的质量是0.2kg
C. 物块与斜面间的动摩擦因数为
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
第Ⅱ卷 非选择题（共60分）
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，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、和，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. B. C. D.
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、、，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______，动能的增加量______。
（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. 利用公式计算重物速度大小
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.（12分）如图所示，一带电荷量为，质量为的小物块处于一倾角为的光滑绝缘斜面上，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。，，，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，小物块下滑距离为时的动能？
14.（16分）如图所示，小球从P点出发，初速度大小为，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点后以的速度脱离管道做平抛运动，与倾角的斜面垂直相碰于C点。已知半圆形管道的半径，且管道内径与其相比可忽略不计。小球质量，，，，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？
15.（18分）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和物体P通过A点时弹簧的形变量；
（2）物体P通过A点位置时最大速度；
（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点时的速度都不可能增大到。