资源简介

浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题
1．（2024高一下·绍兴期末）下列物理量为矢量，且单位表示正确的是（　　）
A．时间间隔s B．加速度m/s
C．重力kg· D．动能J
2．（2024高一下·绍兴期末）2024年5月12日世界田联女子100m栏决赛中，吴艳妮发挥出色，以12秒86的成绩强势夺冠。下列说法正确的是（ ）
A．12秒86是指时刻
B．研究跨栏动作可将吴艳妮看作质点
C．吴艳妮跨栏至最高点时加速度为零
D．吴艳妮跨栏全过程的平均速度约为7.78m/s
3．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，揭秘了空中悬浮魔术的真相，对“悬浮”在空中的表演者描述正确的是（　　）
A．表演者只受重力作用
B．表演者所受合外力为零
C．表演者处于完全失重状态
D．表演者对平板的压力大于平板对表演者的支持力
4．（2024高一下·绍兴期末）2024年4月26日，神舟十八号与天宫号实现在轨对接。对接前，天宫号沿轨道I运动，神舟十八号在稍低一点的轨道II上调整姿态，准备对接。当两飞行器在各自轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．神舟十八号的线速度小于天宫号的线速度
B．神舟十八号的角速度等于天宫号的角速度
C．神舟十八号的周期小于天宫号的周期
D．神舟十八号所受地球引力大于天宫号所受地球引力
5．（2024高一下·绍兴期末）放在地面上鱼缸中的鱼在静止水中吐出的气泡沿竖直方向加速上浮，若鱼在匀速向右平移的缸中吐出气泡，则从如图所示的角度观察，气泡轨迹应为（　　）
A． B．
C． D．
6．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，一小朋友在螺旋形滑梯上以恒定速率下滑，则下列说法中正确的是（　　）
A．小朋友在下滑过程中受到的合外力为零
B．小朋友在下滑过程中机械能守恒
C．小朋友在下滑过程中重力不做功
D．小朋友在下滑过程中合外力做功为零
7．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　）
A．135N B．165N C．300N D．435N
8．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，射水鱼发现前方有一昆虫，就将嘴露出水面对昆虫喷水，斜向上射出的水柱恰好水平击中昆虫。已知鱼嘴距离昆虫，两者连线与水平方向夹角为（，），忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．水滴在空中运动0.5s后击中昆虫
B．击中昆虫时，水滴速度大小为2m/s
C．斜向上射出的水柱，初速度大小为3m/s
D．斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角为53°
9．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，在同一点用两根不可伸长的细绳悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直线的夹角分别为和，且两小球处于同一水平面上，下列说法正确的是（　　）
A．若，则 B．若，则
C．若，必有 D．若，必有
10．（2024高一下·绍兴期末）2024年5月8日，嫦娥六号探测器进入环月轨道，为登陆月球做准备。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，不考虑地球和月球的自转，嫦娥六号在月球表面受到月球引力为地球表面受到地球引力的（　　）
A． B． C． D．
11．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，带电量为的点电荷与均匀带电圆薄板相距2L，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板圆心，若A点电场强度为0，则B点的电场强度为（　　）
A．大小为，方向水平向左 B．大小为，方向水平向左
C．大小为，方向水平向右 D．大小为，方向水平向右
12．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，为一种叫“空中飞椅”的游乐项目，其简化结构如右图。当转盘绕其中心竖直轴匀速转动时，座椅和游客的总质量为m，在半径为R、角速度大小为的水平面内做匀速圆周运动。此时钢绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．座椅和游客的运动周期为
B．钢绳的拉力大小为
C．座椅靠近转轴的游客速度更大
D．座椅和游客的向心力大小为
13．（2024高一下·绍兴期末）如图，弹簧左端固定于O点，右端连接质量为m的小球（小球可看作质点，弹簧为原长l），将小球和弹簧从水平静止状态释放。弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，以a点所在平面为参考面。图中表示重力势能，表示弹性势能，表示动能。下列4个选项中关于小球从a运动到c过程中，a、b、c三点机械能情况的描述可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
14．（2024高一下·绍兴期末）在一次课堂演示中，某位老师为同学们表演了一项“魔术”。一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属铝）片，如图所示，右侧为俯视图，把他们分别跟静电起电机的两极相连，其中锯条接负极，铝片接正极。在塑料瓶内点燃一小段艾草，很快瓶内烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶内清澈透明，停止摇动又是烟雾缭绕。a、b是同一条电场线上的两点。下列说法正确的是（ ）
A．通电后烟尘最终到锯条上
B．通电后烟尘最终到铝片上
C．锯条和铝片之间的电场是匀强电场
D．a点的电场强度小于b点的电场强度
15．（2024高一下·绍兴期末）仓库工作人员需要将30只箱子搬到高出地面12m的储藏室中，单只箱子重5kg。如果每次只搬一只，将消耗大量体能用于克服重力做功；若每次搬箱太多，将减缓走路速度。已知工作人员自重60kg，搬箱输出功率P与单次搬运货物总质量m间的关系如图所示，不考虑工人空手下楼梯时间。下列说法正确的是（ ）
A．若每次搬箱6只，则搬箱所用总时间最短
B．搬箱所需最短总时间为720s
C．搬完所有箱子消耗体能最少为18kJ
D．若换成30只单只重10kg的箱子，则每次搬1只与每次搬2只所需的时间相等
16．（2024高一下·绍兴期末）如图所示是某个小球做平抛运动的频闪照片，照片中相邻位置小球的运动时间间隔　 　（选填“相等”或“不相等”），若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差　 　（选填“相等”或“不相等”），就可证明平抛运动小球在竖直方向做匀加速直线运动。
17．（2024高一下·绍兴期末）如图所示是向心力演示器，若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；若放在长槽、短槽内的三个小球质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在匀速转动过程中，左右标尺红白标记之比为　 　.
18．（2024高一下·绍兴期末）小王同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，打出如图2所示的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，重物质量为300g，重力加速度，根据图1可以判断打点计时器的电压可能为　 　（选填“交流220V”或“交流8V”），图2中O为第一个点，打下C点时重物的速度为　 　m/s（结果保留三位有效数字），重物下落过程中受到的平均阻力大小为　 　N（结果保留两位有效数字）。
19．（2024高一下·绍兴期末）如图，倾角为37°的绝缘斜面放在水平地面上，斜面上有一带电量为+q的物块，其质量为m，斜面质量为M现在该空间中加一沿斜面向上的匀强电场，此时物块所受的摩擦力恰好为零，斜面和物块始终保持静止。（重力加速度为g，，）
（1）求该匀强电场的大小；
（2）求此时地面受到的摩擦力；
（3）若调整该电场方向水平向右，求斜面受到物块的压力大小。
20．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，乐乐同学到夜市玩套圈游戏时，发现正前方有他喜欢的火箭礼物（高为），在离地处以一定的初速度将套圈向正前方水平抛出，空中飞行时，套圈平面始终保持水平，套圈的直径为，火箭尖端与刚抛出时套圈中心的水平距离为，不考虑空气阻力。
（1）求套圈从离开手到刚套中火箭所需的时间；
（2）若某次套圈中，乐乐将套圈以的速度水平抛出，套圈没有碰到礼物直接落地，求套圈落地的速度大小和方向；
（3）若要套中该礼物，求套圈抛出时的初速度范围。
21．（2024高一下·绍兴期末）调速器可用来控制电机的转速，其简化结构如图所示。圆柱形外壳的中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴在O点以铰链相接，铰链固定在上下表面圆心连线的中点，下端各有一个质量的大小不计的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，当外壳受到摆锤压力时通过传感器传递电动机转速过大或过小的信息。已知圆柱形上下表面半径、高，细杆长，圆桶表面光滑。
（1）当细杆与竖直方向夹角为45°时，求杆对摆锤的作用力大小：
（2）当转动的角速度时，摆锤与外壳底面接触，求外壳底面受到的压力大小；
（3）求摆锤与外壳不接触的角速度范围。
22．（2024高一下·绍兴期末）泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料，拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。某工厂生产一种边长的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同（体积与表面材料无偏差），为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为的光滑圆轨道AB，B处与一顺时针缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水平光滑轨道，圆心为O、半径的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水平轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F，颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数（摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长），I、II、III为颗粒的收集区域，（颗粒落到收集区直接被收集不反弹），其中I、II的分界点为圆心O，且I、II与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看做质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集。质量为0.001kg的颗粒恰好被III收集。求：
（1）质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小；
（2）机械臂提供的恒定压力的大小；
（3）II、III两个区域各自收集到颗粒的质量范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】矢量与标量；动能；单位制
2．【答案】D
【知识点】质点；时间与时刻；平均速度；牛顿第二定律
【解析】【解答】A.12秒86属于跑步的总时间，是指时间，故A错误；
B．物体能否作为质点主要看所研究的问题，研究跨栏动作时，吴艳妮大小形状不可忽略，不可看作质点，故B错误；
C．吴艳妮跨栏至最高点时由于受到重力的作用，所以加速度不为零，故C错误；
D．根据位移和时间的比值可以得出吴艳妮跨栏全过程的平均速度
故D正确。
故选D。
【分析】运动的时间属于时间间隔；研究跨栏动作不能把运动员作为质点；运动员到达最高点还受到重力所以加速度不等于0；利用位移和时间的比值可以求出平均速度的大小。
3．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；超重与失重
【解析】【解答】A．表演者可以悬浮在空中，根据平衡条件可以得出表演者不能只受到重力的作用，A错误
B．表演者处于平衡状态，根据牛顿第一定律可以得出其所受合力为零，B正确；
C．表演者悬浮时加速度为零，完全失重则是加速度等于重力加速度，所以表演者并不是处于完全失重状态，C错误；
D．根据牛顿第三定律可以得出：表演者对平木板的压力与平木板对表演者的支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，D错误。
故选B。
【分析】表演者处于悬浮静止，属于平衡状态，合力为0；利用牛顿第三定律可以得出表演者对平板的压力等于平板对表演者的支持力。
4．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的线速度大于天宫号的线速度，故A错误；
B．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的角速度大于天宫号的角速度，故B错误；
C．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
化简得周期
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的周期小于天宫号的周期，故C正确；
D．因为神舟十八号的质量与天宫号质量关系未知，故无法比较神舟十八号所受地球引力与天宫号所受地球引力大小，故D错误。
故选C。
【分析】利用引力提供向心力可以比较线速度、角速度和周期的大小；由于未知卫星质量的大小不能比较引力的大小。
5．【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】由于竖直方向做加速运动，水平方向做匀速运动，则气泡受到的合力向上，由于速度方向和合力方向不在同一直线故气泡的合运动为曲线运动，结合曲线运动时，合外力的方向总指向曲线的凹侧。
故选B。
【分析】利用气泡在竖直方向上做加速运动可以判别合力的方向，利用合力方向和速度方向可以判别轨迹为曲线，利用合力方向可以判别轨迹弯曲的方向。
6．【答案】D
【知识点】功的概念；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小朋友在下滑过程中做曲线运动，由于曲线运动不属于平衡状态则受到的合外力不为零，选项A错误；
B．小朋友在下滑过程中由于速率不变则动能不变，由于高度减小则重力势能减小，则机械能减小，选项B错误；
C．小朋友在下滑过程中由于重力方向与位移方向夹角为锐角，所以重力做正功，选项C错误；
D．小朋友在下滑过程中因动能不变，根据动能定理则合外力做功为零，选项D正确。
故选D。
【分析】小朋友做曲线运动则合外力不等于0；利用速度不变则可以判别动能不变，利用动能不变可以判别合力不做功；结合重力势能减小可以判别减小减小；利用小朋友位移向下则重力做正功。
7．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对小孩与秋千板组成的整体，由于小孩子做圆周运动需要向心力，设每根绳子对秋千板的拉力是，小孩和凳子总质量为，小孩重心与拴绳子的横梁距离为。在最低点时，由牛顿第二定律可得
代入相关已知数据，解得每根绳子对秋千板的拉力约为
根据力的相互作用可以得出横梁受到绳子的拉力约为
故选D。
【分析】利用最低点的牛顿第二定律可以求出绳子对秋千的拉力，结合力的相互作用可以求出绳子对横梁的拉力大小。
8．【答案】B
【知识点】平抛运动；斜抛运动
【解析】【解答】A．由于水滴的逆运动为平抛运动，根据竖直方向的位移公式可得
解得水滴从发射到击中昆虫的时间
故A错误；
B． 水滴在水平方向做匀速直线运动，利用位移公式有：
解得初速度的水平分速度
故B正确；
C．根据竖直方向的速度公式可得初速度的竖直分速度
根据速度的合成可以得出水柱初速度大小为：
故C错误；
D．已知分运动速度的大小，则斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角，则
又
斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角不等于53°，故D错误。
故选B。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以求出运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出初速度沿水平方向的速度大小，结合速度公式可以求出竖直方向分速度的大小，再利用速度的合成可以求出初速度的大小及方向。
9．【答案】B
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】根据牛顿第三定律可以得出两球之间的库仑力属于作用力和反作用力，它们是大小相等，方向相反的，设其大小为F；由于两个小球处于静止，对AB两球受力分析，受重力、拉力和静电力，根据共点力平衡条件，有
A．若，根据表达式可以得出，选项A错误；
B．若，根据表达式可以得出，选项B正确；
CD．若或，由于两个小球受到的库仑力大小相等，则和大小关系不确定，选项CD错误。
故选B。
【分析】两个小球处于静止，利用两个小球的平衡方程结合质量的大小可以比较绳子与竖直方向夹角的大小。
10．【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据万有引力公式可以得出：嫦娥六号在月球表面受到月球引力与地球表面受到地球引力之比为
故选C。
【分析】利用引力公式可以求出嫦娥六号在月球表面和地球表面受到的引力大小比值。
11．【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】A点电场强度为0，根据矢量叠加可以得出均匀带负电圆薄板在A点产生的场强与点电荷在A点产生的场强大小相等，方向相反，根据点电荷的场强公式可以得出带负电圆薄板在A点产生的场强大小
根据对称性可知带负电圆薄板在B点产生的场强大小，方向向右
根据场强的叠加可以得出B点的电场强度为
方向水平向右。
故选C。
【分析】利用A点的场强为0结合矢量叠加可以求出圆盘在A点处产生的电场强度大小及大小，结合对称性可以求出圆盘在B点产生的电场强度及方向，结合点电荷Q在B点产生的电场强度进行叠加可以求出B点电场强度的大小。
12．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．座椅和游客做匀速圆周运动，已知游客运动的角速度大小，根据角速度和周期的关系式有
解得周期的大小为
故A错误；
B．对座椅和游客整体进行分析，令钢绳的拉力大小为T，根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
C．由于同轴转动，角速度相等，根据线速度和角速度的关系式有
可知，座椅靠近转轴的游客速度更小，故C错误；
D．对座椅和游客进行分析，根据力的分解可以得出：向心力大小为
故D正确。
故选D。
【分析】利用角速度的大小可以求出周期的大小；利用牛顿第二定律可以求出绳子拉力的大小；利用线速度和半径的关系可以比较速度的大小；利用力的分解可以求出向心力的大小。
13．【答案】C
【知识点】功能关系；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】AB．以a点所在平面为参考面，由于高度等于0所以小球在a点重力势能为0，a点位置弹簧处于原长，根据弹性势能与形变量的关系可以得出弹性势能为0，a点位置，小球处于静止状态，由于速度等于0则动能为0，故AB错误；
CD．小球在向下运动过程中，以小球和弹簧为系统，由于机械能守恒，当高度减小时则小球的重力势能减小，即随后重力势能为负值，动能增加，弹性势能增加，但减小得重力势能等于增加的动能与弹性势能之和，根据图示可知，小球下降的高度大于弹簧原长，根据重力势能的表达式可以得出即在c点减小的重力势能大于mgl，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用最初小球的位置可以判别重力势能的大小；利用弹簧最初的长度可以判别弹性势能的大小；利用速度的大小可以判别最初小球的动能大小；结合机械能守恒定律可以判别重力势能、弹性势能和动能的大小变化。
14．【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】AB．通电后，存在强电场，会使烟尘微粒电离使它带负电，由于铝片带正电，因此带负电烟尘在电场力作用下，向铝片运动，最终被吸附到铝片上，故A错误，B正确；
CD．根据尖端放电的特点可以知道尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度大于铝片附近的电场强度，根据a点的电场线比b点处电场线稀疏，所以即a点的电场强度小于b点的电场强度，根据电场线的疏密变化可以得出锯条和铝片之间的电场不是匀强电场，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】尘埃电离后带负电，然后被带正电的铝片吸附；利用尖端放电可以得出电场线的分布，利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小，利用电场线的分布可以判别属于非匀强电场。
15．【答案】B,D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】AB.30只箱子总质量m=150kg，根据功的表达式可以求出搬运箱子时克服重力做的总功
根据图示可以得出：当搬运物体的质量为15kg时，人用于搬物体的功率（输出功率）最大，为25W，要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即
根据功率的表达式可以得出：搬箱所需最短总时间为
故A错误，B正确；
C．由图知，不能一次搬运30只箱子，至少需要搬运6次。根据以上分析可以得出：搬完所有箱子需要克服箱子做功
人在上升过程中，根据重力做功的表达式可以得出需要克服自身重力做功
则人需要消耗的总的能量为
即搬完所有箱子消耗体能最少为，故C错误；
D．若换成30只单只重10kg的箱子，由于总的质量不变所以搬运箱子做的总功一定，由图知，由于每次搬1只与每次搬2只功率都等于22W，所以功率相等，根据总功和功率的比值可以得出所需的时间相等，故D正确。
故选BD。
【分析】根据功率和质量的关系可以求出对应的最大功率，结合总功的大小可以求出所花时间的大小；利用搬箱子克服重力做功与人本身克服重力做功的大小可以求出人消耗能量的大小；利用总功和消耗功率的比值可以比较所需的时间。
16．【答案】相等；相等
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）频闪过程，根据照片中相邻位置小球的水平方向位移相同，由于水平方向速度不变所以运动时间间隔相等；
（2）若小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的规律则在竖直方向上相邻相等时间内的位移差相等，即有
所以只要满足竖直方向的位移差为常数，若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差相等。
【分析】（1）利用水平方向的初速度相等结合水平方向的位移相等可以得出运动间隔相等；
（2）利用竖直方向的邻差公式可以验证小球在竖直方向做匀加速直线运动。
17．【答案】变小；3：1
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，由于塔轮轮子边缘相同时间经过的弧长相等，则线速度相等，根据线速度和角速度的关系有
由于两边线速度相等，根据线速度和半径的大小可以得出：左边变速塔轮半径变大，长槽角速度变小，右边变速塔轮半径变小，而短槽角速度变大，所以长槽和短槽的角速度之比会变小。
（2）因为皮带所在左、右塔轮的半径也相等，转动角速度相等，由于挡板对小球的作用力等于小球做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可知，左侧对挡板的作用力
右侧对挡板的作用力
所以作用力之比始终为3：1，故两边红白等分标记之比不变，始终为3：1。
【分析】（1）利用线速度和角速度的关系式结合半径的大小可以比较角速度的大小；
（2）利用挡板对小球作用力提供向心力，结合向心力的大小可以求出挡板对小球作用力的大小。
18．【答案】交流8V；2.24；0.074~0.088
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据打点计时器的结构可以得出：由于打点计时器中有圆形复写纸，则可以判断打点计时器是电磁打点计时器，工作的电压可能为交流8V；
（2）根据平均速度公式可以得出：图2中打下C点时重物的速度为
重物从O到C，由于阻力和重力对重物做功，根据动能定理有：
解得平均阻力的大小为
【分析】（1）利用打点计时器的结构可以判别打点计时器的类型，利用打点计时器的类型可以判别工作电压；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用动能定理可以求出平均阻力的大小。
19．【答案】解：（1）物块带正电，电场力沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力相抵消，有
（2）电场方向沿斜面向上，物块和斜面保持不动，把物块和斜面看作一个整体，受到沿斜面向上的电场力、重力、地面支持力以及向左摩擦力
由牛顿第三定律可得地面的摩擦力大小为，方向水平向右；
（3）斜面受到物块对它的压力由两个效果组成，重力垂直斜面向下的分力，以及电场力垂直与斜面的分力。有
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）物块带正电，由于处于静止，利用平衡方程可以求出物块所带电荷量的大小；
（2）当物块和斜面保持静止，利用整体的平衡方程可以求出地面对斜面的摩擦力大小；
（3）当电场方向水平向右时，利用力的分解可以求出物块对斜面压力的大小。
20．【答案】解：（1）套圈水平抛出忽略空气阻力，可以看做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动。套圈的下落高度
由自由落体公式
求出时间
（2）套圈做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动得到
由竖直方向
得到
由公式
实际落地速度
速度方向斜向下与初速度方向成45°夹角；
（3）要套中该玩具，就需要套圈落入火箭尖端内，如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为
对应抛出的初速度为
如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为
应抛出的初速度为
所以乐乐抛出套圈的初速度范围为。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）套圈做平抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间；
（2）套圈做平抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间，结合速度公式可以求出竖直方向分速度的大小，结合速度的合成可以求出落地速度的大小及方向；
（3）当套圈落入火箭尖端范围内，利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小范围。
21．【答案】解：（1）为细杆与竖直方向的夹角，杆对摆锤的作用力满足
故
（2）当转动的角速度时，底面对任意一个小球的支持力满足：
由牛顿第三定律得，外壳底面受到任意一个小球的压力大小为3.6N，故外壳底面受到的压力大小为7.2N；
（3）摆锤与外壳不接触的情况下，满足
，，，
故
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）由于摆锤处于静止，利用竖直方向的平衡方程可以求出杆对小球作用力的大小；
（2）当已知摆球转动的角速度，利用牛顿第二定律可以求出外壳底面受到的压力大小；
（3）当摆锤与外壳不接触时，利用牛顿第二定律可以求出摆锤角速度的大小范围。
22．【答案】解：（1）动能定理
合外力提供向心力
联立得
该颗粒到达B处时对轨道的压力大小为0.03N。
（2）质量为0.001kg的颗粒恰好被Ⅲ收集，故其恰好能做完整圆周运动。颗粒在圆轨道最高点处应满足
由动能定理
（3）质量小于等于0.001kg的颗粒都能被Ⅲ收集，颗粒质量范围为。如图所示，设恰好能到达II左端的颗粒脱离圆轨道开始做抛体运动的位置距离II的高度为h，此时颗粒开始做斜抛运动，对其运动进行正交分解，分解为沿初速度方向和垂直初速度方向。
此时的速度满足
抛体运动沿初速度方向
抛体运动垂直初速度方向
得
此时由动能定理
可得
恰好能到达II右端的颗粒满足
可得
故被II收集的颗粒质量范围为

【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）颗粒下滑过程中，利用动能定理可以求出颗粒到达B点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出颗粒对轨道压力的大小；
（2）当颗粒恰好做圆周运动时，利用牛顿第二定律可以求出颗粒在轨道最高点的速度大小，结合动能定理可以求出压力的大小；
（3）颗粒做斜坡运动时，利用牛顿第二定理结合斜抛运动的位移公式及动能定理可以求出颗粒质量的大小范围。
1 / 1浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题
1．（2024高一下·绍兴期末）下列物理量为矢量，且单位表示正确的是（　　）
A．时间间隔s B．加速度m/s
C．重力kg· D．动能J
【答案】C
【知识点】矢量与标量；动能；单位制
2．（2024高一下·绍兴期末）2024年5月12日世界田联女子100m栏决赛中，吴艳妮发挥出色，以12秒86的成绩强势夺冠。下列说法正确的是（ ）
A．12秒86是指时刻
B．研究跨栏动作可将吴艳妮看作质点
C．吴艳妮跨栏至最高点时加速度为零
D．吴艳妮跨栏全过程的平均速度约为7.78m/s
【答案】D
【知识点】质点；时间与时刻；平均速度；牛顿第二定律
【解析】【解答】A.12秒86属于跑步的总时间，是指时间，故A错误；
B．物体能否作为质点主要看所研究的问题，研究跨栏动作时，吴艳妮大小形状不可忽略，不可看作质点，故B错误；
C．吴艳妮跨栏至最高点时由于受到重力的作用，所以加速度不为零，故C错误；
D．根据位移和时间的比值可以得出吴艳妮跨栏全过程的平均速度
故D正确。
故选D。
【分析】运动的时间属于时间间隔；研究跨栏动作不能把运动员作为质点；运动员到达最高点还受到重力所以加速度不等于0；利用位移和时间的比值可以求出平均速度的大小。
3．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，揭秘了空中悬浮魔术的真相，对“悬浮”在空中的表演者描述正确的是（　　）
A．表演者只受重力作用
B．表演者所受合外力为零
C．表演者处于完全失重状态
D．表演者对平板的压力大于平板对表演者的支持力
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；超重与失重
【解析】【解答】A．表演者可以悬浮在空中，根据平衡条件可以得出表演者不能只受到重力的作用，A错误
B．表演者处于平衡状态，根据牛顿第一定律可以得出其所受合力为零，B正确；
C．表演者悬浮时加速度为零，完全失重则是加速度等于重力加速度，所以表演者并不是处于完全失重状态，C错误；
D．根据牛顿第三定律可以得出：表演者对平木板的压力与平木板对表演者的支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，D错误。
故选B。
【分析】表演者处于悬浮静止，属于平衡状态，合力为0；利用牛顿第三定律可以得出表演者对平板的压力等于平板对表演者的支持力。
4．（2024高一下·绍兴期末）2024年4月26日，神舟十八号与天宫号实现在轨对接。对接前，天宫号沿轨道I运动，神舟十八号在稍低一点的轨道II上调整姿态，准备对接。当两飞行器在各自轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．神舟十八号的线速度小于天宫号的线速度
B．神舟十八号的角速度等于天宫号的角速度
C．神舟十八号的周期小于天宫号的周期
D．神舟十八号所受地球引力大于天宫号所受地球引力
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的线速度大于天宫号的线速度，故A错误；
B．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的角速度大于天宫号的角速度，故B错误；
C．地球对卫星的引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
化简得周期
神舟十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神舟十八号的周期小于天宫号的周期，故C正确；
D．因为神舟十八号的质量与天宫号质量关系未知，故无法比较神舟十八号所受地球引力与天宫号所受地球引力大小，故D错误。
故选C。
【分析】利用引力提供向心力可以比较线速度、角速度和周期的大小；由于未知卫星质量的大小不能比较引力的大小。
5．（2024高一下·绍兴期末）放在地面上鱼缸中的鱼在静止水中吐出的气泡沿竖直方向加速上浮，若鱼在匀速向右平移的缸中吐出气泡，则从如图所示的角度观察，气泡轨迹应为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】由于竖直方向做加速运动，水平方向做匀速运动，则气泡受到的合力向上，由于速度方向和合力方向不在同一直线故气泡的合运动为曲线运动，结合曲线运动时，合外力的方向总指向曲线的凹侧。
故选B。
【分析】利用气泡在竖直方向上做加速运动可以判别合力的方向，利用合力方向和速度方向可以判别轨迹为曲线，利用合力方向可以判别轨迹弯曲的方向。
6．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，一小朋友在螺旋形滑梯上以恒定速率下滑，则下列说法中正确的是（　　）
A．小朋友在下滑过程中受到的合外力为零
B．小朋友在下滑过程中机械能守恒
C．小朋友在下滑过程中重力不做功
D．小朋友在下滑过程中合外力做功为零
【答案】D
【知识点】功的概念；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小朋友在下滑过程中做曲线运动，由于曲线运动不属于平衡状态则受到的合外力不为零，选项A错误；
B．小朋友在下滑过程中由于速率不变则动能不变，由于高度减小则重力势能减小，则机械能减小，选项B错误；
C．小朋友在下滑过程中由于重力方向与位移方向夹角为锐角，所以重力做正功，选项C错误；
D．小朋友在下滑过程中因动能不变，根据动能定理则合外力做功为零，选项D正确。
故选D。
【分析】小朋友做曲线运动则合外力不等于0；利用速度不变则可以判别动能不变，利用动能不变可以判别合力不做功；结合重力势能减小可以判别减小减小；利用小朋友位移向下则重力做正功。
7．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　）
A．135N B．165N C．300N D．435N
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对小孩与秋千板组成的整体，由于小孩子做圆周运动需要向心力，设每根绳子对秋千板的拉力是，小孩和凳子总质量为，小孩重心与拴绳子的横梁距离为。在最低点时，由牛顿第二定律可得
代入相关已知数据，解得每根绳子对秋千板的拉力约为
根据力的相互作用可以得出横梁受到绳子的拉力约为
故选D。
【分析】利用最低点的牛顿第二定律可以求出绳子对秋千的拉力，结合力的相互作用可以求出绳子对横梁的拉力大小。
8．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，射水鱼发现前方有一昆虫，就将嘴露出水面对昆虫喷水，斜向上射出的水柱恰好水平击中昆虫。已知鱼嘴距离昆虫，两者连线与水平方向夹角为（，），忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．水滴在空中运动0.5s后击中昆虫
B．击中昆虫时，水滴速度大小为2m/s
C．斜向上射出的水柱，初速度大小为3m/s
D．斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角为53°
【答案】B
【知识点】平抛运动；斜抛运动
【解析】【解答】A．由于水滴的逆运动为平抛运动，根据竖直方向的位移公式可得
解得水滴从发射到击中昆虫的时间
故A错误；
B． 水滴在水平方向做匀速直线运动，利用位移公式有：
解得初速度的水平分速度
故B正确；
C．根据竖直方向的速度公式可得初速度的竖直分速度
根据速度的合成可以得出水柱初速度大小为：
故C错误；
D．已知分运动速度的大小，则斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角，则
又
斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角不等于53°，故D错误。
故选B。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以求出运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出初速度沿水平方向的速度大小，结合速度公式可以求出竖直方向分速度的大小，再利用速度的合成可以求出初速度的大小及方向。
9．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，在同一点用两根不可伸长的细绳悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直线的夹角分别为和，且两小球处于同一水平面上，下列说法正确的是（　　）
A．若，则 B．若，则
C．若，必有 D．若，必有
【答案】B
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】根据牛顿第三定律可以得出两球之间的库仑力属于作用力和反作用力，它们是大小相等，方向相反的，设其大小为F；由于两个小球处于静止，对AB两球受力分析，受重力、拉力和静电力，根据共点力平衡条件，有
A．若，根据表达式可以得出，选项A错误；
B．若，根据表达式可以得出，选项B正确；
CD．若或，由于两个小球受到的库仑力大小相等，则和大小关系不确定，选项CD错误。
故选B。
【分析】两个小球处于静止，利用两个小球的平衡方程结合质量的大小可以比较绳子与竖直方向夹角的大小。
10．（2024高一下·绍兴期末）2024年5月8日，嫦娥六号探测器进入环月轨道，为登陆月球做准备。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，不考虑地球和月球的自转，嫦娥六号在月球表面受到月球引力为地球表面受到地球引力的（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据万有引力公式可以得出：嫦娥六号在月球表面受到月球引力与地球表面受到地球引力之比为
故选C。
【分析】利用引力公式可以求出嫦娥六号在月球表面和地球表面受到的引力大小比值。
11．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，带电量为的点电荷与均匀带电圆薄板相距2L，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板圆心，若A点电场强度为0，则B点的电场强度为（　　）
A．大小为，方向水平向左 B．大小为，方向水平向左
C．大小为，方向水平向右 D．大小为，方向水平向右
【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】A点电场强度为0，根据矢量叠加可以得出均匀带负电圆薄板在A点产生的场强与点电荷在A点产生的场强大小相等，方向相反，根据点电荷的场强公式可以得出带负电圆薄板在A点产生的场强大小
根据对称性可知带负电圆薄板在B点产生的场强大小，方向向右
根据场强的叠加可以得出B点的电场强度为
方向水平向右。
故选C。
【分析】利用A点的场强为0结合矢量叠加可以求出圆盘在A点处产生的电场强度大小及大小，结合对称性可以求出圆盘在B点产生的电场强度及方向，结合点电荷Q在B点产生的电场强度进行叠加可以求出B点电场强度的大小。
12．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，为一种叫“空中飞椅”的游乐项目，其简化结构如右图。当转盘绕其中心竖直轴匀速转动时，座椅和游客的总质量为m，在半径为R、角速度大小为的水平面内做匀速圆周运动。此时钢绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．座椅和游客的运动周期为
B．钢绳的拉力大小为
C．座椅靠近转轴的游客速度更大
D．座椅和游客的向心力大小为
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．座椅和游客做匀速圆周运动，已知游客运动的角速度大小，根据角速度和周期的关系式有
解得周期的大小为
故A错误；
B．对座椅和游客整体进行分析，令钢绳的拉力大小为T，根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
C．由于同轴转动，角速度相等，根据线速度和角速度的关系式有
可知，座椅靠近转轴的游客速度更小，故C错误；
D．对座椅和游客进行分析，根据力的分解可以得出：向心力大小为
故D正确。
故选D。
【分析】利用角速度的大小可以求出周期的大小；利用牛顿第二定律可以求出绳子拉力的大小；利用线速度和半径的关系可以比较速度的大小；利用力的分解可以求出向心力的大小。
13．（2024高一下·绍兴期末）如图，弹簧左端固定于O点，右端连接质量为m的小球（小球可看作质点，弹簧为原长l），将小球和弹簧从水平静止状态释放。弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，以a点所在平面为参考面。图中表示重力势能，表示弹性势能，表示动能。下列4个选项中关于小球从a运动到c过程中，a、b、c三点机械能情况的描述可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功能关系；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】AB．以a点所在平面为参考面，由于高度等于0所以小球在a点重力势能为0，a点位置弹簧处于原长，根据弹性势能与形变量的关系可以得出弹性势能为0，a点位置，小球处于静止状态，由于速度等于0则动能为0，故AB错误；
CD．小球在向下运动过程中，以小球和弹簧为系统，由于机械能守恒，当高度减小时则小球的重力势能减小，即随后重力势能为负值，动能增加，弹性势能增加，但减小得重力势能等于增加的动能与弹性势能之和，根据图示可知，小球下降的高度大于弹簧原长，根据重力势能的表达式可以得出即在c点减小的重力势能大于mgl，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用最初小球的位置可以判别重力势能的大小；利用弹簧最初的长度可以判别弹性势能的大小；利用速度的大小可以判别最初小球的动能大小；结合机械能守恒定律可以判别重力势能、弹性势能和动能的大小变化。
14．（2024高一下·绍兴期末）在一次课堂演示中，某位老师为同学们表演了一项“魔术”。一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属铝）片，如图所示，右侧为俯视图，把他们分别跟静电起电机的两极相连，其中锯条接负极，铝片接正极。在塑料瓶内点燃一小段艾草，很快瓶内烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶内清澈透明，停止摇动又是烟雾缭绕。a、b是同一条电场线上的两点。下列说法正确的是（ ）
A．通电后烟尘最终到锯条上
B．通电后烟尘最终到铝片上
C．锯条和铝片之间的电场是匀强电场
D．a点的电场强度小于b点的电场强度
【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】AB．通电后，存在强电场，会使烟尘微粒电离使它带负电，由于铝片带正电，因此带负电烟尘在电场力作用下，向铝片运动，最终被吸附到铝片上，故A错误，B正确；
CD．根据尖端放电的特点可以知道尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度大于铝片附近的电场强度，根据a点的电场线比b点处电场线稀疏，所以即a点的电场强度小于b点的电场强度，根据电场线的疏密变化可以得出锯条和铝片之间的电场不是匀强电场，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】尘埃电离后带负电，然后被带正电的铝片吸附；利用尖端放电可以得出电场线的分布，利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小，利用电场线的分布可以判别属于非匀强电场。
15．（2024高一下·绍兴期末）仓库工作人员需要将30只箱子搬到高出地面12m的储藏室中，单只箱子重5kg。如果每次只搬一只，将消耗大量体能用于克服重力做功；若每次搬箱太多，将减缓走路速度。已知工作人员自重60kg，搬箱输出功率P与单次搬运货物总质量m间的关系如图所示，不考虑工人空手下楼梯时间。下列说法正确的是（ ）
A．若每次搬箱6只，则搬箱所用总时间最短
B．搬箱所需最短总时间为720s
C．搬完所有箱子消耗体能最少为18kJ
D．若换成30只单只重10kg的箱子，则每次搬1只与每次搬2只所需的时间相等
【答案】B,D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】AB.30只箱子总质量m=150kg，根据功的表达式可以求出搬运箱子时克服重力做的总功
根据图示可以得出：当搬运物体的质量为15kg时，人用于搬物体的功率（输出功率）最大，为25W，要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即
根据功率的表达式可以得出：搬箱所需最短总时间为
故A错误，B正确；
C．由图知，不能一次搬运30只箱子，至少需要搬运6次。根据以上分析可以得出：搬完所有箱子需要克服箱子做功
人在上升过程中，根据重力做功的表达式可以得出需要克服自身重力做功
则人需要消耗的总的能量为
即搬完所有箱子消耗体能最少为，故C错误；
D．若换成30只单只重10kg的箱子，由于总的质量不变所以搬运箱子做的总功一定，由图知，由于每次搬1只与每次搬2只功率都等于22W，所以功率相等，根据总功和功率的比值可以得出所需的时间相等，故D正确。
故选BD。
【分析】根据功率和质量的关系可以求出对应的最大功率，结合总功的大小可以求出所花时间的大小；利用搬箱子克服重力做功与人本身克服重力做功的大小可以求出人消耗能量的大小；利用总功和消耗功率的比值可以比较所需的时间。
16．（2024高一下·绍兴期末）如图所示是某个小球做平抛运动的频闪照片，照片中相邻位置小球的运动时间间隔　 　（选填“相等”或“不相等”），若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差　 　（选填“相等”或“不相等”），就可证明平抛运动小球在竖直方向做匀加速直线运动。
【答案】相等；相等
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）频闪过程，根据照片中相邻位置小球的水平方向位移相同，由于水平方向速度不变所以运动时间间隔相等；
（2）若小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的规律则在竖直方向上相邻相等时间内的位移差相等，即有
所以只要满足竖直方向的位移差为常数，若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差相等。
【分析】（1）利用水平方向的初速度相等结合水平方向的位移相等可以得出运动间隔相等；
（2）利用竖直方向的邻差公式可以验证小球在竖直方向做匀加速直线运动。
17．（2024高一下·绍兴期末）如图所示是向心力演示器，若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；若放在长槽、短槽内的三个小球质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在匀速转动过程中，左右标尺红白标记之比为　 　.
【答案】变小；3：1
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，由于塔轮轮子边缘相同时间经过的弧长相等，则线速度相等，根据线速度和角速度的关系有
由于两边线速度相等，根据线速度和半径的大小可以得出：左边变速塔轮半径变大，长槽角速度变小，右边变速塔轮半径变小，而短槽角速度变大，所以长槽和短槽的角速度之比会变小。
（2）因为皮带所在左、右塔轮的半径也相等，转动角速度相等，由于挡板对小球的作用力等于小球做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可知，左侧对挡板的作用力
右侧对挡板的作用力
所以作用力之比始终为3：1，故两边红白等分标记之比不变，始终为3：1。
【分析】（1）利用线速度和角速度的关系式结合半径的大小可以比较角速度的大小；
（2）利用挡板对小球作用力提供向心力，结合向心力的大小可以求出挡板对小球作用力的大小。
18．（2024高一下·绍兴期末）小王同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，打出如图2所示的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，重物质量为300g，重力加速度，根据图1可以判断打点计时器的电压可能为　 　（选填“交流220V”或“交流8V”），图2中O为第一个点，打下C点时重物的速度为　 　m/s（结果保留三位有效数字），重物下落过程中受到的平均阻力大小为　 　N（结果保留两位有效数字）。
【答案】交流8V；2.24；0.074~0.088
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据打点计时器的结构可以得出：由于打点计时器中有圆形复写纸，则可以判断打点计时器是电磁打点计时器，工作的电压可能为交流8V；
（2）根据平均速度公式可以得出：图2中打下C点时重物的速度为
重物从O到C，由于阻力和重力对重物做功，根据动能定理有：
解得平均阻力的大小为
【分析】（1）利用打点计时器的结构可以判别打点计时器的类型，利用打点计时器的类型可以判别工作电压；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用动能定理可以求出平均阻力的大小。
19．（2024高一下·绍兴期末）如图，倾角为37°的绝缘斜面放在水平地面上，斜面上有一带电量为+q的物块，其质量为m，斜面质量为M现在该空间中加一沿斜面向上的匀强电场，此时物块所受的摩擦力恰好为零，斜面和物块始终保持静止。（重力加速度为g，，）
（1）求该匀强电场的大小；
（2）求此时地面受到的摩擦力；
（3）若调整该电场方向水平向右，求斜面受到物块的压力大小。
【答案】解：（1）物块带正电，电场力沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力相抵消，有
（2）电场方向沿斜面向上，物块和斜面保持不动，把物块和斜面看作一个整体，受到沿斜面向上的电场力、重力、地面支持力以及向左摩擦力
由牛顿第三定律可得地面的摩擦力大小为，方向水平向右；
（3）斜面受到物块对它的压力由两个效果组成，重力垂直斜面向下的分力，以及电场力垂直与斜面的分力。有
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）物块带正电，由于处于静止，利用平衡方程可以求出物块所带电荷量的大小；
（2）当物块和斜面保持静止，利用整体的平衡方程可以求出地面对斜面的摩擦力大小；
（3）当电场方向水平向右时，利用力的分解可以求出物块对斜面压力的大小。
20．（2024高一下·绍兴期末）如图所示，乐乐同学到夜市玩套圈游戏时，发现正前方有他喜欢的火箭礼物（高为），在离地处以一定的初速度将套圈向正前方水平抛出，空中飞行时，套圈平面始终保持水平，套圈的直径为，火箭尖端与刚抛出时套圈中心的水平距离为，不考虑空气阻力。
（1）求套圈从离开手到刚套中火箭所需的时间；
（2）若某次套圈中，乐乐将套圈以的速度水平抛出，套圈没有碰到礼物直接落地，求套圈落地的速度大小和方向；
（3）若要套中该礼物，求套圈抛出时的初速度范围。
【答案】解：（1）套圈水平抛出忽略空气阻力，可以看做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动。套圈的下落高度
由自由落体公式
求出时间
（2）套圈做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动得到
由竖直方向
得到
由公式
实际落地速度
速度方向斜向下与初速度方向成45°夹角；
（3）要套中该玩具，就需要套圈落入火箭尖端内，如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为
对应抛出的初速度为
如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为
应抛出的初速度为
所以乐乐抛出套圈的初速度范围为。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）套圈做平抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间；
（2）套圈做平抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间，结合速度公式可以求出竖直方向分速度的大小，结合速度的合成可以求出落地速度的大小及方向；
（3）当套圈落入火箭尖端范围内，利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小范围。
21．（2024高一下·绍兴期末）调速器可用来控制电机的转速，其简化结构如图所示。圆柱形外壳的中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴在O点以铰链相接，铰链固定在上下表面圆心连线的中点，下端各有一个质量的大小不计的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，当外壳受到摆锤压力时通过传感器传递电动机转速过大或过小的信息。已知圆柱形上下表面半径、高，细杆长，圆桶表面光滑。
（1）当细杆与竖直方向夹角为45°时，求杆对摆锤的作用力大小：
（2）当转动的角速度时，摆锤与外壳底面接触，求外壳底面受到的压力大小；
（3）求摆锤与外壳不接触的角速度范围。
【答案】解：（1）为细杆与竖直方向的夹角，杆对摆锤的作用力满足
故
（2）当转动的角速度时，底面对任意一个小球的支持力满足：
由牛顿第三定律得，外壳底面受到任意一个小球的压力大小为3.6N，故外壳底面受到的压力大小为7.2N；
（3）摆锤与外壳不接触的情况下，满足
，，，
故
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）由于摆锤处于静止，利用竖直方向的平衡方程可以求出杆对小球作用力的大小；
（2）当已知摆球转动的角速度，利用牛顿第二定律可以求出外壳底面受到的压力大小；
（3）当摆锤与外壳不接触时，利用牛顿第二定律可以求出摆锤角速度的大小范围。
22．（2024高一下·绍兴期末）泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料，拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。某工厂生产一种边长的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同（体积与表面材料无偏差），为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为的光滑圆轨道AB，B处与一顺时针缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水平光滑轨道，圆心为O、半径的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水平轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F，颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数（摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长），I、II、III为颗粒的收集区域，（颗粒落到收集区直接被收集不反弹），其中I、II的分界点为圆心O，且I、II与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看做质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集。质量为0.001kg的颗粒恰好被III收集。求：
（1）质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小；
（2）机械臂提供的恒定压力的大小；
（3）II、III两个区域各自收集到颗粒的质量范围。
【答案】解：（1）动能定理
合外力提供向心力
联立得
该颗粒到达B处时对轨道的压力大小为0.03N。
（2）质量为0.001kg的颗粒恰好被Ⅲ收集，故其恰好能做完整圆周运动。颗粒在圆轨道最高点处应满足
由动能定理
（3）质量小于等于0.001kg的颗粒都能被Ⅲ收集，颗粒质量范围为。如图所示，设恰好能到达II左端的颗粒脱离圆轨道开始做抛体运动的位置距离II的高度为h，此时颗粒开始做斜抛运动，对其运动进行正交分解，分解为沿初速度方向和垂直初速度方向。
此时的速度满足
抛体运动沿初速度方向
抛体运动垂直初速度方向
得
此时由动能定理
可得
恰好能到达II右端的颗粒满足
可得
故被II收集的颗粒质量范围为

【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）颗粒下滑过程中，利用动能定理可以求出颗粒到达B点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出颗粒对轨道压力的大小；
（2）当颗粒恰好做圆周运动时，利用牛顿第二定律可以求出颗粒在轨道最高点的速度大小，结合动能定理可以求出压力的大小；
（3）颗粒做斜坡运动时，利用牛顿第二定理结合斜抛运动的位移公式及动能定理可以求出颗粒质量的大小范围。
1 / 1

展开更多......

收起↑