天津市某中学2023-2024学年高一年级下册7月期末考试物理试卷

天津市第一中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试

题

一、单选题（每小题只有一个答案正确）

1.下列有关说法正确的是（）

A.质子和电子都是元电荷

B.任何带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍

C.感应起电现象说明电荷可以创生或消灭

D.法国物理学家库仑最早测出了元电荷的数值

2.力尸对物体所做的功可由公式皿=F585£求得。但用这个公式求功是有条件的，即力

F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直

接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力厂所做的功。如图，对于甲、乙、

丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（）

A.甲图中若厂大小不变，物块从A到C过程中（AC间距离4c）力尸做的功为W=

B.乙图中，全过程中歹做的总功为108J

C.丙图中，绳长为凡若空气阻力/大小不变，小球从A运动到8过程中空气阻力做的功

W=^7tRf

D.图丁中，尸始终保持水平缓慢将小球从P拉到。，小球质量重力加速度g,则尸做

的功是W=-/COS

3.如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A,小球A位于光滑小

定滑轮。的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力厂的作用下，小球B

静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移

动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是（）

A。

F

A,细线中的拉力一直减小

B.球B受到的库仑力先减小后增大

C.球A、B系统的电势能保持不变

D.拉力做负功，库仑力做正功

4.如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱横截面积为S,水流速度大小

为V,方向水平向右。水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为0,

手持高压水枪操作，下列说法错误的是（）

A.水枪单位时间内喷出水的质量为。Sv

B.高压水枪的喷水功率为夕Sv，

C.水柱对煤层的平均冲击力大小为夕Sv?

D.手对高压水枪的作用力方向斜向右上

5.如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内

相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止

的过程称为L此后木块压缩弹簧的过程称为n,则（）

A---k

0fBAAAA/WW\

zzzzz/zz.z./..z./.z.>z

A.过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒

B.过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒

c.过程n中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒

试卷第2页，共8页

D.过程II中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒

6.一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做

匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速率v、功率尸、牵引力R合

力的功率”随时间/或速率v的变化规律正确的是（）

7.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该

电场，图中虚线为了粒子的运动轨迹，。、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（）

A.粒子经过。点时的动能大于经过b点时

B.粒子一定带负电

C.若粒子由a点向6点运动，则电场力做正功

D.a点场强小于b点场强

8.如图所示，圆柱形的容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均

固定于容器底部圆心。，上端固定在容器侧壁上。若相同的小球以同样的速率，从点。沿

各轨道同时向上运动。对它们向上运动的过程中，下列说法正确的是（）

A.各小球动能相等的位置在同一水平面上

B.各小球重力势能相等的位置不在同一水平面上

C.各小球机械能相等时处于同一球面上

D.当摩擦产生的热量相等时，各小球处于同一圆柱面上

二、多选题（每小题至少有两个答案正确）

9.如图所示，质量为机的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径长度为

2R,现将质量也为根的小球从距A点正上方力高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道

后从B冲出，在空中能上升的最大高度为1/?（不计空气阻力），则该过程（）

4

A.小球和小车组成的系统满足动量守恒

B.小车向左运动的最大距离为R

C.小球离开小车后做斜上抛运动

D.小球和小车组成的系统摩擦生热为1加

10.如图甲所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上。点，当弹簧处于自由状态时，弹

簧另一端在A点。用一个金属小球挤压弹簧至8点（如图乙所示），由静止释放小球，随即

小球被弹簧竖直弹出，已知C点为的中点，则（）

A.从3到A过程中，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒

试卷第4页，共8页

B.从B到A过程中，小球的动能一直在增大

C.从8到A过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小

D.从B到C过程弹簧弹力对小球做功大于从C到A过程弹簧弹力对小球做功

11.2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛，特鲁姆普以10-5战胜斯佳辉获得冠军，

如图甲所示。简易图如图乙所示，特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直

线运动。蓝球经f=06s的时间向前运动占=0.36m刚好（速度为0）落入袋中，而白球沿同

一方向运动％=0/6m停止运动，已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线

运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰（内力远大于外力），则下列说法正确的是（）

白蓝

Q_____O_

甲乙

A.由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒

B.碰后蓝球与白球的速度之比为3:2

C.碰撞前白球的速度大小为2m/s

D.该碰撞为弹性碰撞

12.2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站正式开讲，神舟十六号航天员景海

鹏、朱杨柱、桂海潮进行授课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。在天宫课堂

上，航天员老师在太空实验室中做如图所示的实验。一根长为乙的不可伸长的轻绳，一端固

定于。点，另一端系一质量为机的小球（可视为质点）。开始时，小球位于位置加，0、M

间距离1=4,绳子处于松弛状态。小球突然受到一瞬时冲量后以初速度％垂直于OM向右

4

运动，设在以后的运动中小球到达位置N,此时小球的速度方向与绳垂直，则小球从M运

动到N的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球的机械能守恒B.轻绳对小球做功不为零

C.小球始终做匀速圆周运动D.小球在N点时的速度大小为今

4

三、实验填空题

13.用如图1所示的装置验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静

止释放，尸点为A球落点的平均位置；再把半径相同的8球放在水平轨道末端，将A球仍从

原位置由静止释放，M,N分别为A、8两球碰撞后落点的平均位置。。点是水平轨道末端

在记录纸上的竖直投影点，0、M,P、N位于同一水平面上。

A小球1

OMPN

图1

(1)除了图1中器材外，完成本实验还必须使用的器材有(选填选项前的字母)。

A.天平B.刻度尺C.秒表D.圆规

(2)实验中以下操作正确的是；

A.安装轨道时，轨道末端必须水平

B.每次必须从同一个高度静止释放小球

C.实验中两个小球的质量应满足叫＞m2

D.轨道必须保证处处光滑

(3)某次实验中得出的落点情况如图2所示，若测量数据近似满足关系式(用叫、

%、OM.OP、ON)则说明两小球碰撞过程中动量守恒。若忽略实验中的测量误差，代入

试卷第6页，共8页

上式可判断入射小球质量吗和被碰小球质量%之比为O

单位:cm

••••

<----------->

15.50

2530

<------------------------------->

38.0

图2

四、计算题

14.某同学做拍篮球的游戏，篮球在距地面高，4=0.8m范围内做竖直方向的往复运动。

在最高点时手开始击打篮球，球落地后反弹，与地面作用的时间r=0.1s,反弹速度匕的大

小是刚触地时速度匕大小的力，且反弹后恰好到达最高点。已知篮球的质量；，〃=0.5kg,

可忽略其大小视作质点。设地面对球的作用力可视为恒力，忽略空气阻力，取重力加速度。

g=10m/s2o求：

(1)每次落地，球对地面的平均冲击力？

(2)连续拍球30次，手对球所做总功是多少？

15.如图所示，质量为3相的小球乙用长为L的细线系于。点，小球刚好不接触水平面，质

量为机的物体甲放在光滑水平面上，现给物体甲水平向左的初速度%,经过一段时间物体

甲与小球乙发生碰撞并粘合在一起。已知重力加速度为g,甲、乙均可看作质点。求：

(1)甲、乙刚碰撞后乙的速度大小？碰撞后瞬间悬线的拉力大小？

(2)为了使乙能顺利通过最高点，甲的初速度均应满足的条件是什么？

16.如图所示，长木板A放在粗糙水平面上，静置于长木板上右端的小物块B、C之间放有

少量火药，某时刻点燃火药，小物块C获得2m/s的初速度向右离开长木板，小物块B在长

木板上相对向左运动1.25m时与长木板的左端发生弹性碰撞。已知长木板和小物块B质量

均为1kg,小物块C质量为1.5kg,长木板与水平面、小物块B与长木板之间的动摩擦因数

均为0.2,g=10m/s2,小物块B、C可看成是质点，求：

(1)小物块B、C组成的系统因火药燃烧而增加的机械能AE=?

(2)长木板因小物块B的碰撞获得的动能为多少？

(3)从B与长木板的左端发生碰撞之后，再经过时间f,B相对于A静止，求/=?此时A

的速度为多少？

A

BC

77Z

试卷第8页，共8页

1.B

【详解】A.最小的电荷量叫元电荷，不是指电子和质子，故A错误；

B.自然界中任何带电体的电荷量都是元电荷电量的整数倍，故B正确；

C.由电荷守恒定律可知，电荷不可能凭空产生，也不可能凭空消失，故C错误；

D.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故D错误。

故选B。

2.D

【详解】A.尸大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力产做的功为

W=Fs=F(OA-0C)<FXAC

故A错误；

B.乙图厂-x的面积代表功，则全过程中B做的总功为

W=15x6J+(-3)x6J=72J

故B错误；

C.丙图中，绳长为R,若空气阻力了大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中空

气阻力做的功为

W=-f--=--7TRf

42

故C错误；

D.图丁中，尸始终保持水平缓慢将小球从尸拉到。，可知尸做的功等于克服重力做的功,

则有

W=|阅=zng(/-/cos。)

故D正确。

故选D。

3.C

【详解】对小球B分析可知，受细线的拉力T,静电斥力尸和重力G,

答案第1页，共11页

o

A6"/飞\

G'、、\尸

由相似三角形可知

G_T_F_@&

hLrr3

现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离，可知L变大，细线中的拉力T变大；，不变，球

B受到的库仑力不变；球A、B系统的电势能保持不变；拉力做负功，球A、B间距离不变，

库仑力做不做功。

故选C。

4.B

【详解】A.f时间内喷水质量为

m=pSvt

水枪单位时间内喷出水的质量为

Am=pSv

故选项A正确；

B.水枪在时间Is内做功转化为水柱的动能即为高压水枪的喷水功率，则

P=~=-A//zv2=-/7Sv3

t22

故选项B错误；

C.r时间内喷出的水在r内速度减小为0,则由动量定理得

—Ft=Q—mv

联立得：

F=—=\mv=pSv2

t

故选项C正确；

D.水对高压水枪的作用力向左，由于高压水枪受重力作用，根据平衡条件，则手对高压水

答案第2页，共11页

枪的作用力斜向右上方，故D正确。

故选B。

5.B

【详解】AB.子弹射入木块到刚相对于静止的过程I中，由于时间极短，弹簧没来得及发

生形变，弹簧的弹力认为等于零，子弹和木块组成的系统所受的合外力为零，所以系统动量

守恒，但要系统克服阻力做功，产生内能，系统的机械能不守恒，A错误，B正确；

CD.在n过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力之

和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧的弹力做功，机械能守恒，CD错误。

故选B。

6.C

【详解】A.设汽车的额定功率为P,所受恒定阻力为7,牵引力为产，匀加速结束时的速

度为％,由于汽车开始做匀加速直线运动，设其加速度为。，则根据速度与时间的关系可得

vl=at

当汽车的匀加速阶段结束，其速度还未达到最大值，此时根据

P=Fvl

结合牛顿第二定律

F-f=ma

可知，速度将继续增大，而牵引力将减小，则加速度将减小，即此后汽车将做加速度逐渐减

小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0,速度达到最大值%,而速度一时

间图像的斜率表示加速度，因此可知该图像第一阶段为倾斜的直线，第二阶段为斜率逐渐减

小的向下弯曲的曲线，第三阶段为时间轴平行的直线，故A错误；

B.根据

P=Fv}

而汽车在匀加速阶段

F—f=ma

可得

F=ma+f

而

答案第3页，共11页

匕=at

即在匀加速阶段有

P=Fvx=(ma+f)vx=(ma+于)at

式中为定值，则可知在汽车匀加速阶段汽车的功率与时间成正比，即此图像为过

原点的一条倾斜直线，而匀加速结束后，汽车的功率达到额定值，此后功率不变，其图像与

时间轴平行，故B错误；

C.由图可知，工逐渐增大，则速度v逐渐减小，逆向观察图像，速度逐渐增大，牵引力F

V

保持不变，轿车做匀加速直线运动，达到额定功率后有

P=Fv

化简得

F=P-

V

该图像为过原点的直线，故c正确；

D.匀加速阶段有

P合=(F-f)v

在匀加速阶段，牵引力和阻力均不变，则

在加速度逐渐减小的加速阶段，牵引力逐渐减小，阻力不变，但P＞了,则b-『逐渐减小，

七-V图像的斜率逐渐减小且斜率为正值；在匀速阶段，F=f,则”=0,故D错误。

故选C。

7.A

【详解】ABC.带电粒子只受静电力，根据合力指向轨迹的内侧和正电荷所受电场力方向与

场强的方向相同，可知带电粒子带正电，由沿着电场方向电势降低，可知6点的电势的电势

高于。点电势，所以带电粒子在6点电势能高于。点电势能，若粒子由。点向6点运动，根

据电场力做功与电势能的关系，可知电场力做负功，根据只有电场力做功，带电粒子的电势

能与动能之和不变，可知带电粒子在。点的动能高于6点的动能，A正确，BC错误；

D.根据电场线的疏密表示电场的强弱，可知。点场强大于6点场强，故D错误。

故选A。

8.D

答案第4页，共11页

【详解】A.当小球到达同一水平面上时，设竖直高度为九则由动能定理

h

-mgh-jumgcos3-——=E-E

sin9kkQ

因小球初动能相同，质量相同，摩擦因数相同，但是倾角，不同，则末动能不相同，则选项

A错误；

B.小球开始时重力势能相同，可知各小球重力势能相等的位置在同一水平面上，选项B错

误；

CD.小球初始位置的机械能相等，当机械能相等时则克服摩擦力做功相等，而摩擦力功

Wf=/jmglcos0=p.mgx

即此时各小球处于同一圆柱面上，因摩擦生热。=叼可知，当摩擦产生的热量相等时，各

小球处于同一圆柱面上，选项C错误，D正确。

故选D。

9.BD

【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向系统动量

守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误；

B.系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得

mv—mv=0

则有

2R-xxC

m----------m—=0

解得小车的最大位移为

x=R

故B正确；

C.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由A点离开小车时系统水平方向动量

为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；

D.设小球克服摩擦力做功大小为%，根据动能定理得

=0

解得

W=—mgh

!f4

答案第5页，共11页

故D正确。

故选BD。

10.AD

【详解】A.从B到A的过程中，小球、弹簧和地球组成的系统只有重力和弹簧弹力做功,

系统机械能守恒，故A正确；

B.从B到A的过程中，开始阶段弹簧的弹力大于重力，小球向上做加速运动，弹簧的压缩

量减小，弹力减小，合力减小，故向上做加速度减小的加速运动，当弹簧的弹力减小到与重

力相等时，速度达到最大，此后弹簧的弹力小于重力，小球向上做减速运动，故小球的动能

先增大后减小，故B错误；

C.从2到A的过程中，弹簧的压缩量一直减小，故弹簧的弹性势能一直减小，故C错误;

D.根据功能关系可知，从3到C过程弹簧弹力对小球做功

从C到A过程弹簧弹力对小球做功

叱=权&]—。[止

故从B到C过程弹簧弹力对小球做功大于从C到A过程，故D正确。

故选AD。

11.BC

【详解】A.由题意两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩

擦力远远小于内力，所以该碰撞过程的动量守恒，A错误；

B.碰后，蓝球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速直线运动的规律玉=会才得蓝

球碰后瞬间的速度为

V)=N~=1.2m/s

又两球的加速度大小相等，则由公式丫2=2方得

匚主

%*2

解得碰后瞬间白球的速度大小为

v2=0.8m/s

答案第6页，共11页

则碰后蓝球与白球的速度之比为3:2,B正确;

C.碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则

mv0=mV1+mv2

代入数据解得

v0=2m/s

C正确；

D.两球碰前的动能为

Eki=:相片=2m

两球碰后的总动能为

1212

Ek?=—加匕+—mv2=1.04m

由于

Eki>线2

所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。

故选BCo

12.BD

【详解】AC.因空间站内的物体都处于完全失重状态，小球以初速度%先向右做匀速直线

运动至轻绳恰好伸直，轻绳在绷紧瞬间产生拉力，使小球沿绳方向的速度立刻减为零，只剩

下垂直于绳方向的速度分量乙，即此时小球的机械能有损失，之后小球绕。点以速度大小匕

做半径为L的匀速圆周运动，故AC错误；

BD.因小球在N点时已做匀速圆周运动，其速度大小为

v±=%sin6

又

,d1

sinn"=—=—

L4

故

14

因轻绳在细紧瞬间造成小球机械能的损失，故轻绳对小球做功不为零，故BD正确。

故选BD。

答案第7页，共11页

13.(l)ABD

(2)ABC

19

(3)m10P=mxOM+m2ON—

【详解】(1)为完成本实验，要求知道两球的质量，投影点。到其余三个点的距离，以及

能比较准确的找到M、N、尸三个点的位置，故还需要的器材是天平、刻度尺和圆规，不需

要测时间，故ABD正确，C错误。

故选ABD„

(2)AD.安装的轨道不必光滑，因为叫每次与轨道的摩擦力均相同，为了让小球做平抛

运动，末端必须水平，故A正确，D错误；

B.每次必须从同一位置释放小球，可保证初速度大小相等，故B正确；

C.为了防止叫反弹回去，实验中两个小球的质量应满足叫＞啊，故C正确。

故选ABCo

(3)[1][2]如果系统碰撞动量守恒，设水平向右的方向为正方向，则应该满足

叫％=叫％+m2y2

根据两球最终都做平抛运动规律，其平抛运动的时间相等，设为有

vot=OP

卬=OM

v2t=ON

故上式可变形为

m10P=m[OM+m2ON

将图中数据代入可知

叫x25.5=叫xl5.5+m2x38.0

解得

网_19

m25

14.(1)50N；(2)67.5J

答案第8页，共11页

【详解】（1）从球反弹后至达最高点，此过程，由

。-4=-2g%

代入数据解得

v2=4m/s

4

由V2=二匕可得

55，，二,

v,=—v=—x4m/s=5m/s

14294

球下落刚触地至反弹后刚离开地面过程，设向上为正方向，设地面对球的平均作用力为R

由动量定理可得

（F-mg）t=mv2-m（-Vj）

代入数据解得

F=50N

由牛顿第三定律可知，球对地面的作用力

F'=F=50N

（2）手每次做功等于球与地面碰撞时的能量损失

代入数据解得

W=2.25J

故连续拍球30次，手对球所做总功

犷=Wx30=2.25X30J=67.5J

15.（1）学，4mg+空；（2）v0>4^5gL

【详解】（1）设物体甲的初速度方向为正方向，设碰撞后小球乙的速度为匕，以向左为正,

由动量守恒定律得

mv0=（根+3机）匕

解得

=—

14

碰后瞬间，根据牛顿第二定律得

答案第9页，共11页

(m+)V

r-(m+3m)g=^'

解得

T=4mg+遗

4L

(2)当小球乙恰好能通过最高点时，小球在最高点时重力提供向心力，设在最高点的速度