2023学年天津市南开区南开中学物理高一下期末统考试题（含答案解析）

2023学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)下列说法正确的是（）A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在恒力作用下一定做直线运动C．物体在变力作用下一定做曲线运动D．垂直速度方向的合力不为零时，物体一定做曲线运动2、(本题9分)做匀速圆周运动的物体,发生变化的物理量是A．速度 B．动能 C．角速度 D．周期3、如图所示，平行板电容器两板间的距离为d，电势差为U．一质量为m、带电荷量为q的带电粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动．粒子的重力忽略不计．下列说法错误的是A．平行板电容器两板间的电场是匀强电场B．粒子在电场中做初速度为0的匀加速直线运动C．粒子到达负极板时的速度大小为D．运动过程中，粒子的电势能不断增大4、(本题9分)一质量为2kg的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2s后撤去外力，其v-t图像如图所示，下列说法正确的是A．在0~2s内，合外力做的功为4JB．在0~2s内，合外力做的功为8JC．在0~6s内，摩擦力做的功为-8JD．在0~6s内，摩擦力做的功为-4J5、两个完全相同的金属小球（视为点电荷），带异种电荷，带电量绝对值之比为1:7，相距r。将它们接触后再放回原来的位置，则它们之间的相互作用力大小变为原来的A．4B．3C．9D．166、(本题9分)悬停在空中的直升飞机上坠落一物体，可视为做自由落体运动．从下落开始计时，重力加速度g取10m/s2，则物体在第5s内的位移为A．10mB．45mC．80mD．125m7、(本题9分)静止在地面上的物体随地球绕地轴勾速转动，将地球视为球体，下列说法正确的是（）A．物体在孝感受到地球的万有引力小于其在赤道受到地球的万有引力B．物体在孝感的向心力小于其在赤道的向心力C．物体在孝感的重力加速度大于其在赤道的重力加速度D．物体在孝感的向心加速度大于其在赤道的向心加速度8、(本题9分)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则在此过程中A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mgB．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mgC．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为mgL9、如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置．两块相互靠近的等大正对的平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置．在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（）A．只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变大B．只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变大C．只将板M从图示位置稍向上平移，静电计指针张角减小D．只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大10、(本题9分)在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v－t图，可能正确的是：（）A． B． C． D．11、(本题9分)如图所示，斜面体A静置于粗糙水平面上，光滑小球B置于斜面上，用一轻绳拴住B，轻绳左端固定在竖直墙面上P处。初始时轻绳与斜面平行，若将轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P′处，斜面体始终处于静止状态，则在轻绳移动过程中A．斜面体对小球的支持力逐渐减小B．轻绳的拉力逐渐减小C．斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小D．斜面体对水平面的压力逐渐增大12、一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板间的距离变为d/2D．两板间充满介电常数为2的电介质二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。14、（10分）(本题9分)下列关于验证机械能守恒定律的说法中正确的是（

）A．选用重物时，密度大的比密度小的好B．选用重物时，体积小的比大的好C．选用重物后，要称出它的质量D．重物所受的重力，应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止。已知A、B之间的高度差为20m，人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决：(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少；(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小。(g=10m/s2)16、（12分）(本题9分)根据牛顿第二定律及运动学相关方程分别推导动能定理和动量定理的表达式．17、（12分）(本题9分)如图所示，方向水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，线段ab＝10cm、bc＝15cm，其中ab沿电场方向，bc与电场方向间成53°角。电荷量q＝4×10—7C的正电荷从a点移到b点，电场力做功W＝1.2×10—5J，已知sin53°=0.8。求:(1)电场的电场强度大小E(2)电荷q从a点移到c点过程中电势能变化量△E

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【答案解析】

AB．在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，故AB错误；C．物体在变力作用下有可能做曲线运动，也可能做直线运动，如变力只是大小变化方向不变，并且力和速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故C错误；D．如果垂直于速度方向的合力不为零时，力和速度不在同一直线上，则物体一定做曲线运动，故D正确；2、A【答案解析】匀速圆周运动速度大小不变，方向改变．故A正确．匀速圆周运动速度大小不变，所以动能也不变．故B错误．匀速圆周运动的角速度是大小与方向均不变．故C错误．匀速圆周运动的周期也不变，故D错误．所以A正确，BCD错误．3、D【答案解析】

A．平行板电容器内产生的是场强方向向右的匀强电场，故A正确；B．平行板电容器内产生的是场强方向向右的匀强电场，粒子受向右的电场力作用，从而做匀加速直线运动，故B正确；C．根据动能定理有所以粒子达到右极板的速度为故C正确；D．运动过程中电场力做正功，所以粒子的电势能减小，故D错误。4、A【答案解析】A、B、在0~2s可读出初末速度，由动能定理可得，故A正确，B错误．C、D、在0~6s内由全程的动能定理：，其中；对于0~2s牛顿第二定律，得，而，联立得，故C、D均错误．故选A．【答案点睛】本题考查功的计算以及牛顿第二定律的应用、图象的应用，要注意明确物体的运动状态，再由牛顿第二定律求出拉力和摩擦力，才能准确求解．5、C【答案解析】

考查库仑定律，根据库仑定律直接计算可得。【题目详解】设两个小球带电量分别为q，-7q，由库仑定律可得F1两小球接触后带电量都为3q，由库仑定律可得F2则F2故C符合题意ABD不符合题意。【答案点睛】两个完全相同的金属小球相互接触后带的电量，若为同种电荷电量之和均分，异种电荷时先中和再均分。利用库仑定律计算时电量只代入绝对值。6、B【答案解析】设运动的总时间为t，则第5s内的位移为：，B正确．【答案点睛】求解第ns内的位移的一般思路为：第ns内的位移等于前ns内的位移减去前（n-1）s内的位移．7、BC【答案解析】

A．物体在孝感与在赤道上到地球球心的距离都相等，则根据可知，物体在孝感受到地球的万有引力等于其在赤道受到地球的万有引力，选项A错误；BD．地球上各点的角速度均相同，孝感所在位置的转动半径小于在赤道上时的转动半径，根据可知，物体在孝感的向心力小于其在赤道的向心力，在孝感的向心加速度小于其在赤道的向心加速度，选项B正确，D错误；C．在地球的赤道处重力加速度最小，在两极重力加速度最大，可知物体在孝感的重力加速度大于其在赤道的重力加速度，选项C正确；故选BC.点睛：此题关键要知道在地球表面上各处的角速度都相同，线速度和向心加速度均与转动半径成正比；知道在地球的赤道上重力加速度最小.8、AB【答案解析】A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2F=3mg，所以，在A的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B受到地面的支持力小于，故AB正确；当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故C错误；A球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为Ep＝mg(Lcos30°－Lcos60°)＝，故D错误．所以AB正确，CD错误．9、AB【答案解析】试题分析：A、只将板M从图示位置稍向左平移，d增大，根据C=知，电容减小，根据U=知电势差增大，则静电计指针张角变大，故A正确．B、只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，正对面积S变小，根据C=知，电容减小，根据U=知电势差增大，则静电计指针张角变大，故B正确．C、只将板M从图示位置稍向上平移，正对面积S变小，根据C=知，电容减小，根据U=知电势差增大，则静电计指针张角变大．故C错误．D、只在M、N之间插入云母板，介电常数变大，根据C=知，电容增大，根据U=知电势差减小，则静电计指针张角变小．故D错误．故选AB．考点：电容器的动态分析．10、CD【答案解析】

根据楞次定律的“来拒去留”可知线框受到向上的安培力，线框由静止向下做加速运动，设线框的有效切割磁感线的长度为L，线框的电阻为R，则有，根据欧姆定律可得，故，根据牛顿第二定律可得，故，运动过程中，L在变大，v在变大，故加速度在减小，即速度时间图像的斜率再减小，故AB错误；由于不知道当线框完全进入磁场时重力和安培力的关系，所以之后线框的速度可能继续增大，可能恒定不变，故CD正确11、AC【答案解析】对小球B进行受力分析，受重力绳子的拉力和斜面的支持力，如图所示，A、由图象可知，当轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P'处的过程中，斜面体对小球的支持力逐渐减小，故A正确。B、几何图象可知，开始时，绳子的拉力与支持力是垂直的，此时绳子的拉力最小，当向上移动P点，有受力图可知，轻绳的拉力逐渐增大，故B错误。C、C、在水平方向上，球对斜面的压力在水平方向上的分量等于斜面体对水平面的摩擦力，所以斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小，故C正确。D、由B选项的解答可知，球对斜面的压力逐渐减小，所以该压力在竖直方向上的分量逐渐减小，在水平方向上的分量也在减小，以斜面为研究对象，在竖直方向，重力及球的压力在竖直方向上的分量的合力大小等于斜面体对水平面的压力，所以该压力是逐渐减小的。故D错误，故选AC。【答案点睛】在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡．这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．下面就介绍几种动态平衡问题的解题方法．方法一：三角形法则．原理：当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次恰好首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中二个发生变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了．方法二：解析法．原理：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定应变量的变化．方法三：相似三角形．原理：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论．方法四：几何极值法．几何极值法其适用条件与三角形法则相同，只不过是在三角形法则定性变化情况的基础上，几何极值法定量地求出具体极值．12、CD【答案解析】

电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB错误．由电容器的决定式可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；故CD正确.【答案点睛】改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积S，介电质常数，极板间的距离d来改变电容．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80m1【答案解析】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即m