天津河北区2025-2026学年高一下学期期末自编物理模拟卷

**基本信息** 天津河北区高中物理期末模拟卷（100分），以天问三号、高铁等科技情境及游戏装置、游乐场轨道等实际问题为载体，融合库仑定律、天体运动、机械能守恒等核心知识，注重物理观念建构与科学思维应用。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6题/24分|库仑定律、火星探测器变轨、摩擦传动|基础概念与规律直接应用，如第2题天体运动周期比较| |多选题|4题/16分|发射速度、天宫实验圆周运动、高铁功率|综合分析能力，如第9题结合功率与阻力分析加速度| |实验题|2题/12分|验证机械能守恒、平抛运动初速度测量|科学探究能力，如第12题用方格纸数据计算平抛初速度| |解答题|3题/48分|圆弧轨道最高点速率、滑块轨道运动、平抛与圆弧结合|多过程综合应用，如第14题结合平抛、圆弧、弹簧考查能量与动量|

天津河北区模拟卷 练习卷 （满分100分） 一、单选题（共24分） 1．两个静止的点电荷相距时，它们间的库仑力大小为。现保持两点电荷的电荷量不变，将两者间的距离变为，此时两电荷间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示某火星探测器从地球表面发射后，进入地火转移轨道，经过A 点时变轨进入距离火星表面2R高的圆形轨道I上做匀速圆周运动，经过B 点时再次变轨进入椭圆轨道II，之后在椭圆轨道的近火点C再次变轨到近火圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知火星半径为R。下列说法错误的是（　　） A．探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长 B．探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等 C．探测器在轨道I上经过B点时应加速实施变轨 D．在轨道II上探测器经过C点的速率大于经过B点时的速率 3．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为、、。若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体B就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体B的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是（　　）（假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力） A．仅适当增大抛出时的水平初速度 B．仅将抛出点A的位置适当上移 C．保持其他条件不变，套圈者适当后移 D．保持其他条件不变，套圈者适当前移 5．如图所示，虚线为一质点的运动轨迹，当质点运动到点时，下列说法正确的是（    ） A．速度可能沿①的方向 B．合力可能沿②的方向 C．加速度可能沿③的方向 D．速度可能沿④的方向 6．如图所示为密立根油滴实验示意图，两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电，油滴的大小、质量各不相同。油滴进入电场时的初速度、油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．悬浮的油滴所带的电荷量一定相等 B．若某油滴向下加速运动，则重力和静电力的合力做负功 C．若某油滴向下加速运动，仅增加平行金属板间距离，可使该油滴处于平衡状态 D．若某油滴悬浮不动，断开电源与平行金属板的连接，仅减小平行金属板间距离则该油滴仍不动 二、多选题（共16分） 7．我国的“天问三号任务”计划在2028年前后实施两次发射任务。假设天问三号发射过程变轨示意图如图所示。天问三号先进入远火圆轨道1，在A点点火再进入椭圆轨道2，最后在B点点火进入近火圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。下列说法正确的是（　　） A．天问三号的发射速度大于地球的第二宇宙速度 B．天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2 C．天问三号在轨道1上经过A点的加速度小于在轨道2上经过A点的加速度 D．天问三号在轨道2上运行经过A点的线速度大于经过B点的线速度 8．在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。设小球质量为m，细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小球运动的周期为T，由此可知下列结果错误的是（　　） A．小球运动的角速度 B．小球运动的线速度 C．小球运动的加速度 D．细绳中的拉力为 9．2024年9月29日，自贡到重庆的高铁正式开通，早上吃冷吃兔，中午吃重庆火锅。假设此高铁列车启动后沿水平直轨道行驶，发动机的总功率恒为。且行驶过程中受到的阻力大小恒定，列车的质量为，最大行驶速度为。下列说法正确的是（　　） A．在加速阶段，高铁列车的加速度保持不变 B．高铁列车受到阻力大小为 C．在加速阶段，发动机对高铁列车的牵引力逐渐增大 D．当高铁列车的速度为时，列车的加速度大小为 10．如图所示，子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块并留在其中。对子弹射入木块的过程，下列说法正确的是（　　） A．子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量 B．因子弹受到阻力的作用，故子弹和木块组成的系统动量不守恒 C．子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功 D．木块对子弹的冲量等于子弹对木块的冲量 三、实验题（共12分） 11．“验证机械能守恒定律”实验中，采用如图甲所示的实验装置。    (1)以下提供的实验中的重物，最合适的是________； A．20g的砝码 B．50g的砝码 C．200g的木球 D．500g的铅制重锤 (2)由于存在阻力，比较重物对应纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化量和动能变化量的大小关系，总是存在_______（选填“>”“=”或“<”）； (3)某同学依据打出的纸带求得各点的瞬时速度v，以及与此对应的重物下落的距离s，以为纵轴，以s为横轴，建立坐标系，描点后画出图线，若所有操作均正确，则得到的图线最接近图乙中的________。 12．图甲是“研究物体的平抛运动”的实验装置图。 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。 (2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图乙，则该球做平抛运动的初速度为______m/s（g取）。 四、解答题（共48分） 13．某兴趣小组设计了如图所示的游戏装置：水平直轨道、倾斜直轨道、圆弧轨道、水平直轨道依次平滑连接，、两点是直轨道与圆弧轨道的切点，两直轨道在点交错。倾斜直轨道的倾角、长；圆弧轨道的半径。与同一平面水平放置一个靶环，靶心与轨道在同一个竖直面内。游戏时，在水平轨道上给小球一个初动能，小球刚好通过圆轨最高点，并最终落在靶心上。小球（可看成质点）质量，过、、点均无能量损失，所有摩擦阻力均不计，重力加速度，，。求： (1)小球在圆弧轨道最高点的速率和小球在最低点对轨道压力的大小； (2)靶心距轨道末端的水平距离。 14．某游乐场的游乐装置可简化为如图所示的竖直面内轨道BCDE，左侧为半径的光滑圆弧轨道BC，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C与粗糙水平轨道CD相切，DE为倾角的光滑倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块可视为质点从空中的A点以 的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点不计经过D点时的能量损失后沿倾斜轨道向上运动至F点图中未标出，弹簧恰好压缩至最短。已知C、D之间和D、F之间距离都为1m，滑块与轨道CD间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求： (1)小滑块P经过圆弧轨道上B点的速度大小； (2)小滑块P到达圆弧轨道上的C点时，受到轨道的弹力； (3)弹簧的弹性势能的最大值； (4)试判断滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出B点的速度大小；若不能，判断滑块最后位于何处。 15．如图所示，质量为的物块P在A点水平抛出，物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径，圆弧对应的圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度。取，，，求： (1)物块P在A点时水平初速度的大小； (2)物块经过O点时对轨道的压力； (3)物块运动到C点时的速度大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津河北区模拟卷 练习卷 （满分100分） 一、单选题（共24分） 1．两个静止的点电荷相距时，它们间的库仑力大小为。现保持两点电荷的电荷量不变，将两者间的距离变为，此时两电荷间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据库仑定律有 当电荷量不变、距离变为 时，新库仑力大小为 故选 D。 2．如图所示某火星探测器从地球表面发射后，进入地火转移轨道，经过A 点时变轨进入距离火星表面2R高的圆形轨道I上做匀速圆周运动，经过B 点时再次变轨进入椭圆轨道II，之后在椭圆轨道的近火点C再次变轨到近火圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知火星半径为R。下列说法错误的是（　　） A．探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长 B．探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等 C．探测器在轨道I上经过B点时应加速实施变轨 D．在轨道II上探测器经过C点的速率大于经过B点时的速率 【答案】C 【详解】A．轨道I的轨道半径大于轨道II的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长，故A正确，不符合题意； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等，故B正确，不符合题意； C．轨道I相对于轨道II是高轨道，由高轨道变轨到低轨道需要在切点位置减速，可知，探测器在轨道I上经过B点时应减速实施变轨，故C错误，符合题意； D．C为近火点，B为远火点，根据开普勒第二定律可知，在轨道II上探测器经过C点的速率大于经过B点时的速率，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为、、。若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】三个轮子边缘点的线速度大小相等，则 则 故选A。 4．如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体B就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体B的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是（　　）（假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力） A．仅适当增大抛出时的水平初速度 B．仅将抛出点A的位置适当上移 C．保持其他条件不变，套圈者适当后移 D．保持其他条件不变，套圈者适当前移 【答案】C 【详解】AB．根据平抛运动规律， 可得铁丝圈水平抛出后水平方向位移 由图知，为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，则需要减小。若仅增大抛出时的初速度将使水平射程增大；仅将抛出点适当上移，将使铁丝圈飞行时间增大，水平射程也将增大，故AB错误； CD．保持其他条件不变，套圈者适当后移，也就是将原运动轨迹适当向后平移，铁丝圈水平抛出后能套中物体；同理，保持其他条件不变，套圈者适当前移，也就是将原运动轨迹适当向前平移，铁丝圈水平抛出后不可能套中物体。故C正确，D错误。 故选C。 5．如图所示，虚线为一质点的运动轨迹，当质点运动到点时，下列说法正确的是（    ） A．速度可能沿①的方向 B．合力可能沿②的方向 C．加速度可能沿③的方向 D．速度可能沿④的方向 【答案】D 【详解】质点沿虚线做曲线运动，速度方向沿轨迹的切线方向，可能沿④的方向或④的反方向；根据物体做曲线运动的条件可知合外力指向轨迹凹侧，图中受力只可能沿①的方向；根据牛顿第二定律可知，加速度的方向也只可能沿①的方向。 故选D。 6．如图所示为密立根油滴实验示意图，两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电，油滴的大小、质量各不相同。油滴进入电场时的初速度、油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．悬浮的油滴所带的电荷量一定相等 B．若某油滴向下加速运动，则重力和静电力的合力做负功 C．若某油滴向下加速运动，仅增加平行金属板间距离，可使该油滴处于平衡状态 D．若某油滴悬浮不动，断开电源与平行金属板的连接，仅减小平行金属板间距离则该油滴仍不动 【答案】D 【详解】A．油滴进入电场后受重力与电场力的作用，若油滴悬浮不动，说明重力与电场力平衡，即 则 由于油滴的质量各不相同，则油滴所带的电荷量也不同，故A错误； B．若某油滴向下加速运动，根据动能定理可知，重力与静电力的合力做正功，故B错误； C．若某油滴向下加速运动，说明重力大于电场力。当增加平行金属板间的距离时，根据可知，由于不变，故两金属板间的电场强度将减小，则电场力也会减小，所以不可能使该油滴处于平衡状态，故C错误； D．若油滴悬浮不动，说明重力与电场力平衡。当断开电源与平行金属板的连接时，金属板所带的电量将保持不变，若仅减小平行金属板间的距离，由于 所以两金属板间的电场强度不变，因此该油滴仍悬浮不动，故D正确。 故选D。 二、多选题（共16分） 7．我国的“天问三号任务”计划在2028年前后实施两次发射任务。假设天问三号发射过程变轨示意图如图所示。天问三号先进入远火圆轨道1，在A点点火再进入椭圆轨道2，最后在B点点火进入近火圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。下列说法正确的是（　　） A．天问三号的发射速度大于地球的第二宇宙速度 B．天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2 C．天问三号在轨道1上经过A点的加速度小于在轨道2上经过A点的加速度 D．天问三号在轨道2上运行经过A点的线速度大于经过B点的线速度 【答案】AB 【详解】A．天问三号绕火星转动，脱离了地球引力的约束，所以天问三号的发射速度大于地球的第二宇宙速度，故A正确； B．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知天问三号在轨道1上经过A点的加速度等于在轨道2上经过A点的加速度，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，天问三号在轨道2上运行经过A点（远火点）的线速度小于经过B点（近火点）的线速度，故D错误。 故选AB。 8．在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。设小球质量为m，细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小球运动的周期为T，由此可知下列结果错误的是（　　） A．小球运动的角速度 B．小球运动的线速度 C．小球运动的加速度 D．细绳中的拉力为 【答案】ABC 【详解】A．根据角速度定义可知，小球运动的角速度为 故A符合题意； B．根据线速度与角速度的关系可知，小球运动的线速度为 故B符合题意； C．根据向心加速度的定义式可知，小球运动的加速度为 故C符合题意； D．小球做圆周运动，细绳的拉力提供向心力，有 故D不符合题意。 故选ABC。 9．2024年9月29日，自贡到重庆的高铁正式开通，早上吃冷吃兔，中午吃重庆火锅。假设此高铁列车启动后沿水平直轨道行驶，发动机的总功率恒为。且行驶过程中受到的阻力大小恒定，列车的质量为，最大行驶速度为。下列说法正确的是（　　） A．在加速阶段，高铁列车的加速度保持不变 B．高铁列车受到阻力大小为 C．在加速阶段，发动机对高铁列车的牵引力逐渐增大 D．当高铁列车的速度为时，列车的加速度大小为 【答案】BD 【详解】AC．发动机的功率恒定，由可知加速阶段，发动机对高铁列车的牵引力逐渐减小，由牛顿第二定律 可知高铁列车的加速度逐渐减小，故AC错误； B．高铁列车最大速度行驶时 故高铁列车受到的阻力大小为 故B正确； D．当高铁列车的速度为时，由 解得牵引力为 由牛顿第二定律得 解得列车的加速度大小为 故D正确。 故选BD。 10．如图所示，子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块并留在其中。对子弹射入木块的过程，下列说法正确的是（　　） A．子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量 B．因子弹受到阻力的作用，故子弹和木块组成的系统动量不守恒 C．子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功 D．木块对子弹的冲量等于子弹对木块的冲量 【答案】AC 【详解】A．由动能定理可知，子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量，故A正确； B．子弹与木块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故B错误； C．子弹对木块做的功等于木块动能的增加量，子弹损失的机械能转化成系统的热量和木块动能的增加，即系统损失的机械能转化成系统的热量，故子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功，故C正确； D．木块对子弹作用力与子弹对木块的作用力等大反向，作用时间相同，故木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量等大反向，故D错误。 故选AC。 三、实验题（共12分） 11．“验证机械能守恒定律”实验中，采用如图甲所示的实验装置。    (1)以下提供的实验中的重物，最合适的是________； A．20g的砝码 B．50g的砝码 C．200g的木球 D．500g的铅制重锤 (2)由于存在阻力，比较重物对应纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化量和动能变化量的大小关系，总是存在_______（选填“>”“=”或“<”）； (3)某同学依据打出的纸带求得各点的瞬时速度v，以及与此对应的重物下落的距离s，以为纵轴，以s为横轴，建立坐标系，描点后画出图线，若所有操作均正确，则得到的图线最接近图乙中的________。 【答案】(1)D (2)> (3)C 【详解】（1）为了减小空气的阻力，重物应选择质量较大、密度较大、体积较小的。 故选D。 （2）由于存在阻力，重力势能的减少量有一部分转化为内能，使得总是存在。 （3）根据机械能守恒可得 可得 可知图像为过原点的倾斜直线，则得到的图线最接近图乙中的C。 12．图甲是“研究物体的平抛运动”的实验装置图。 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。 (2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图乙，则该球做平抛运动的初速度为______m/s（g取）。 【答案】(1)初速度相同 (2)1.5 【详解】（1）当每次让小球从同一位置由静止释放时，小球克服斜槽阻力做功相同，可知，该操作的目的是为了每次平抛的初速度相同。 （2）小球水平方向做匀速直线运动，则有 小球竖直方向做自由落体运动，根据相邻相等时间内位移差规律有 解得 四、解答题（共48分） 13．某兴趣小组设计了如图所示的游戏装置：水平直轨道、倾斜直轨道、圆弧轨道、水平直轨道依次平滑连接，、两点是直轨道与圆弧轨道的切点，两直轨道在点交错。倾斜直轨道的倾角、长；圆弧轨道的半径。与同一平面水平放置一个靶环，靶心与轨道在同一个竖直面内。游戏时，在水平轨道上给小球一个初动能，小球刚好通过圆轨最高点，并最终落在靶心上。小球（可看成质点）质量，过、、点均无能量损失，所有摩擦阻力均不计，重力加速度，，。求： (1)小球在圆弧轨道最高点的速率和小球在最低点对轨道压力的大小； (2)靶心距轨道末端的水平距离。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）小球做圆周运动恰能通过最高点，则有 解得 小球做圆周运动从最高点到最低点过程，有 解得 小球在点有 解得 由牛顿第三定律知小球在最低点对轨道的压力 （2）小球飞离轨道做平抛运动，竖直方向有 解得 在水平方向上有 解得 14．某游乐场的游乐装置可简化为如图所示的竖直面内轨道BCDE，左侧为半径的光滑圆弧轨道BC，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C与粗糙水平轨道CD相切，DE为倾角的光滑倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块可视为质点从空中的A点以 的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点不计经过D点时的能量损失后沿倾斜轨道向上运动至F点图中未标出，弹簧恰好压缩至最短。已知C、D之间和D、F之间距离都为1m，滑块与轨道CD间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求： (1)小滑块P经过圆弧轨道上B点的速度大小； (2)小滑块P到达圆弧轨道上的C点时，受到轨道的弹力； (3)弹簧的弹性势能的最大值； (4)试判断滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出B点的速度大小；若不能，判断滑块最后位于何处。 【答案】(1) (2)50N (3)6J (4)不能；最后位于离D点或离C点处 【详解】（1）设滑块P经过B点的速度大小为如图所示 则 代入数据解得 （2）滑块P从B点到达最低点C点的过程中，由机械能守恒定律得 代入数据解得 滑块经过C点时设受轨道的弹力为，由牛顿第二定律得 代入数据解得 （3）设弹簧的弹性势能的最大值为滑块从C到F过程，由能量守恒定律得 由题意可知，代入数据可解得 （4）设滑块返回时能上升的高度h，根据能量守恒定律得 代入数据解得 因此滑块无法从B点离开滑块最终静止，从滑块第一次到达C点到滑块最终静止整个过程，对滑块，由能量守恒定律得 代入数据解得，滑块在CD上滑行的路程 则滑块最后静止时离D点或离C点。 15．如图所示，质量为的物块P在A点水平抛出，物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径，圆弧对应的圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度。取，，，求： (1)物块P在A点时水平初速度的大小； (2)物块经过O点时对轨道的压力； (3)物块运动到C点时的速度大小。 【答案】(1) (2)，方向竖直向下 (3) 【详解】（1）物块P从A点到B点做平抛运动，竖直方向有 解得 物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道，则有 解得物块P在A点时水平初速度的大小为 （2）物块在B点的速度大小为 物块从B点到O点过程，由动能定理可得 在O点根据牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律可知物块经过O点时对轨道压力的大小为，方向竖直向下。 （3）物块从B点到C点过程，重力做功为0，由动能定理可得 可得物块运动到C点时的速度大小为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $