资源简介

广西柳州市第三中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试卷
一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选的得0分。）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力
B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G
D．开普勒第三定律得出的表达式，其中k是一个与中心天体无关的常量
2．在如选项所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（　　）
A． B． C． D．
4．如图甲是三中校运冠军花样滑冰运动员陈老师在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间她单脚着地，以速度v做匀速圆周运动，如图乙冰鞋与冰面间的夹角为37°，陈老师的质量为m，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计冰鞋对陈老师的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．陈老师受重力、冰鞋的支持力、向心力的作用
B．冰鞋对陈老师的支持力大小为
C．陈老师做匀速圆周运动的半径
D．陈老师做匀速圆周运动的向心加速度大小为
5．2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．水喷出后经过约到达最高点
B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0
C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为
D．水喷出瞬间初速度大小约为
6．火星是太阳系中与地球最相似的行星，“天问一号”探测器成功着陆火星，极大地提高了国人对火星的关注度。若火星可视为均匀球体，已知火星两极的重力加速度大小为g，火星半径为R，火星的自转周期为T，万有引力常量为G，则可算出（　　）
A．火星的质量为
B．火星的密度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．火星同步卫星到火星表面的高度为
7．如图所示，一质量为1kg的小物块自斜面上A点由静止开始下滑，经2s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带，传送带以4m/s的恒定速率运行。已知A、B间距为2m，传送带长度（即B、C间距）为10m。小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。下列说法中错误的是（　　）
A．小物块在传送带上运动的时间为2.32s
B．小物块在传送带上因摩擦产生的热量为2J
C．小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为6J
D．小物块传上传送带后，传动系统因此多消耗的能量为8J
8．下列有关运动的说法正确的是（　　）
A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，A球受到重力和绳子的拉力的合力方向时刻改变
B．图乙中质量为m的小球到达最高点时对管壁的弹力大小为，则此时小球的速度一定为
C．图丙皮带轮上a点的加速度与b点的加速度之比为
D．如图丁，长为L的细绳，一端固定于O点，另一端系一个小球（可看成质点），在O点的L正下方距O点处钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，绳子与钉子碰撞前后瞬间绳子拉力变为原来2倍
9．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（　　）
A．粒子是正电荷
B．粒子受到的电场力为恒力
C．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于在N点的动能
10．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放OA，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．运动过程中，A、B两球的速度大小总相等
B．运动过程中，A、B和支架系统机械能守恒
C．A运动至最低点时速度大小为
D．A运动至最低点的过程中，杆对B做功为
二、实验题：（本题共2小题，共16分）
11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为　 　m/s（取，计算结果均保留二位有效数字）。
（2）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为　 　m/s：该球经过B点的速度为　 　m/s（取，计算结果均保留二位有效数字）。
12．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带，如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，重力加速度。
（1）下列几个操作步骤中：
A ．按照图示，安装好实验装置
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C．用天平测出重锤的质量
D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点
E．测量纸带上某些点间的距离
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
没有必要的是　 　，操作错误的是　 　。（填步骤前相应的字母）
（2）从O点到B点，重物重力势能的减少量　 　J，动能的增加量　 　J；请简述两者不完全相等的原因　 　。（计算结果均保留三位有效数字）。
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是图中的______。
A． B．
C． D．
三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，质量m=10kg的箱子（可视为质点）从固定斜坡顶端由静止下滑，斜坡长度L=2m，斜坡与水平面的夹角θ=37°，木箱底面与斜坡间的动摩擦因数μ=0.25。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。求：
（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功W；
（2）木箱下滑至底端时的动能Ek；
（3）木箱滑到斜坡底端时，重力做功的瞬时功率P。
14．如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角；已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：
（1）小球所受电场力F的大小；
（2）小球的质量m；
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
15．如图所示是某公园中的一项游乐设施，它由弯曲轨道、竖直圆形轨道以及水平轨道组成，各轨道平滑连接，其中圆轨道半径，水平轨道长，段对小车产生的摩擦阻力为车重的0.2倍，其余部分摩擦不计，质量为1.0kg的小车从P点静止释放，恰好滑过圆轨道最高点，然后从D点飞入水池中，若小车视为质点，空气阻力不计，求：
（1）P点离水平轨道的高度H；
（2）小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；
（3）在水池中放入安全气垫（气垫厚度不计），气垫上表面到水平轨道的竖直高度，气垫的左右两端M、N到D点的水平距离分别为、，要使小车能安全落到气垫上，则小车释放点距水平轨道的高度应满足什么条件？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，A符合题意；
B．根据表达式
可知，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B不符合题意；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，C不符合题意；
D．开普勒第三定律得出的表达式
其中k是一个与中心天体有关的常量，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】两个物体之间的万有引力属于相互作用力大小相等，方向相反；当物体之间的距离趋近于0时其引力定律不适用；卡位迪许测出了引力常量的大小；k的大小由中心天体的质量所决定。
2．【答案】C
【知识点】电场强度；电场线
【解析】【解答】A．甲图为正的点电荷的电场线，由于电场线的疏密代表场强的大小，电场线的切线方向代表电场强度的方向，所以场中的a、b两点电场强度大小相等、方向不相反，故A错误；
B．根据电场线的疏密和方向可以得出乙图为等量异种电荷的电场线分布，场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相同，故B错误；
C．丙图为等量同种正电荷的电场线分布，根据电场线的疏密和方向可以得出场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相反，故C正确；
D．丁图中的非匀强电场中，根据电场线的疏密和方向可以得出a、b两点电场强度大小不相等、方向不相反，故D错误。
故选C。
【分析】利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小，利用电场线的切线方向可以判别电场强度的方向。
3．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】根据受力分析可以得出硬币在竖直方向上受到重力和支持力的作用，水平方向受到静摩擦力的作用，此时硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，当摩擦力达到最大时，根据牛顿第二定律有：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.
【分析】利用滑动摩擦力提供向心力可以求出硬币滑动时圆盘最大的角速度大小。
4．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．根据受力分析可知陈老师受重力、冰鞋的支持力的作用，两个力的合力充当做圆周运动的向心力，选项A错误；
B．由于陈老师做水平方向的匀速圆周运动，根据竖直方向平衡方程有：
可得冰鞋对陈老师的支持力大小为
选项B错误；
C．由于水平方向上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：
陈老师做匀速圆周运动的半径
选项C正确；
D．已知陈老师做匀速圆周运动的线速度和半径大小，根据向心加速度的表达式可以得出向心加速度大小为
选项D错误。
故选C。
【分析】根据受力分析陈老师受重力、冰鞋的支持力的作用；利用竖直方向的平衡方程可以求出支持力的大小；利用水平方向的牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合线速度的大小可以求出向心加速度的大小。
5．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，由于水柱在竖直方向上做自由落体运动，根据位移公式有
解得
A错误；
BC．水柱在水平方向做匀速直线运动，在最高点相遇前的瞬间，根据轨迹的切线方向可以得出水柱的速度等于水喷出的瞬间的水平分速度，根据位移公式可以得出水平方向的速度为
BC错误；
D．水喷出的瞬间，根据速度公式可以得出速度竖直方向分量为
根据速度的合成可以得出水喷出瞬间初速度大小
D正确。
故选D。
【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最高点的速度大小；利用速度公式可以求出竖直方向的初速度大小，结合速度的合成可以求出初速度的大小。
6．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．假设有一颗卫星以周期环绕火星表面做匀速圆周运动，由于万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得火星的质量为
故A错误；
B．由于火星对表面物体的引力形成重力，根据牛顿第二定律有
根据几何关系可以得出火星的体积为
根据密度公式可以得出火星的密度为
联立解得
故B正确；
C．火星的第一宇宙速度为近地卫星的线速度，根据周期和线速度的关系可以得出第一宇宙速度为：
故C错误；
D．由于万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得火星同步卫星到火星表面的高度为
故D错误。
故选B。
【分析】利用引力提供向心力结合周期可以求出火星的质量；利用引力形成重力结合密度公式可以求出火星的平均密度；利用近地卫星的周期可以求出第一宇宙速度；利用引力提供向心力可以求出同步卫星距离火星表面的高度。
7．【答案】A
【知识点】能量守恒定律；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．设小物块到达B点时的速度大小为v，由于小物块在斜面上一定做匀加速直线运动，根据位移公式有：
解得
小物块滑上传送带后先做匀加速直线运动，由于滑动摩擦力产生加速度，根据牛顿第二定律可以得出加速度大小为
假设小物块在离开传送带之前就已经达到传送带的速度，根据速度位移公式可以得出匀加速直线运动的位移大小为
所以假设成立，根据速度公式可以得出小物块做匀加速直线运动的时间为
根据位移公式可以得出小物块做匀速直线运动的时间为
小物块在传送带上运动的时间为
故A错误；
B．t1时间内，根据位移公式可以得出小物块与传送带的相对位移大小为
根据摩擦力做功可以得出小物块在传送带上因摩擦产生的热量为
故B正确；
C．根据做功的表达式可以得出小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为
故C正确；
D．根据能量守恒定律，小物块传上传送带后，传动系统因此多消耗的能量为
故D正确。
本题选错误的，故选A。
【分析】利用位移公式可以求出物块刚上传送带的速度，结合牛顿第二定律可以求出加速过程的加速度大小，结合速度位移公式可以求出匀加速的位移，结合速度公式可以求出在传送带上加速的时间，结合位移公式可以求出在传送带上匀速的时间；利用位移公式可以求出相对位移的大小，结合摩擦力的大小可以求出产生的热量；利用摩擦力和位移可以求出传送带对物块做功的大小；结合功能关系可以求出传送带多消耗的能量。
8．【答案】A,C
【知识点】向心加速度；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，由于向心力方向时刻指向圆心，A球受到重力和绳子的拉力的合力提供向心力，可知合力方向时刻发生改变，故A正确；
B．图乙中质量为m的小球到达最高点时对管壁的弹力大小为时，由于重力为mg，根据向心力方向向下，则合力大小有可能为或者，不能确定小球所受合力大小，无法计算速度大小，故B错误；
C．如图丙可知，a、c两点属于线传动所以a、c两点线速度相同，c、b两点属于同轴转动所以c、b两点角速度相同，结合线速度与角速度、半径关系式可得
由于a、b两点圆周运动半径相同，根据角速度的比值结合向心加速度的表达式可得
故C正确；
D．设绳子与钉子碰撞前后瞬间速度大小为v，小球质量为m，由于碰撞时合力方向与速度方向垂直，所以线速度大小保持不变，碰撞前后，根据牛顿第二定律有
解得
故D错误；
故选AC。
【分析】利用匀速圆周运动的向心力的方向可以判别合力方向不断改变；利用小球经过最高点未知合力的大小不能求出小球速度的大小；利用a、b、c三点的角速度大小关系结合半径大小可以求出加速度的比值；利用小球经过最低点的牛顿第二定律可以比较拉力的大小。
9．【答案】A,C,D
【知识点】曲线运动的条件；电场线；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．带电粒子在电场中运动时，由于轨迹的弯曲方向为电场力的方向，所以带电粒子受到的电场力方向与电场线方向相同，此带电粒子为正电荷，A正确；
B C．由于电场线的疏密代表电场强度的大小可知，电场线在N点较密，所以带电粒子在N点时受到的电场力大，在N点的加速度大，B错误，C正确；
D．由M点运动到N点的过程中，由于电场力方向与粒子速度方向相同所以电场力对粒子做正功，根据动能定理可以得出粒子的动能增加，D正确。
故选ACD。
【分析】利用曲线轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向，利用合力方向及电场线方向可以判别粒子的电性；利用电场线的疏密可以比较电场力的大小及加速度的大小；利用电场力做功可以比较动能的大小。
10．【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．由于两个小球在相同时间转过的角度相等，所以A、B两球角速度相等，根据线速度和角速度的关系式有
由于支架的两直角边长度分别为和，可得
故运动过程中，A、B两球的速度大小不相等，故A错误；
B．运动过程中，系统中只有重力做功，A、B和支架系统机械能守恒，故B正确；
C．A运动至最低点时，由于两个小球只有重力做功，根据机械能守恒
联立解得
，
故C正确；
D．A运动至最低点的过程中，对B，由于杆对小球B做功及重力对小球B做功，根据动能定理有
解得
故D错误。
故选BC。
【分析】两个小球属于同轴转动所以角速度相等，结合半径的大小可以比较线速度的大小；利用系统只有重力做功可以判别机械能守恒；利用机械能守恒定律可以求出A运动到最低点的速度；利用动能定理可以求出杆对B做功的大小。
11．【答案】（1）1.6
（2）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）O为抛出点，小球做平抛运动，根据平抛运动的位移公式有
将，代入解得
，
（2）小球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，根据邻差公式有
解得时间间隔有：
小球做平抛运动，根据水平方向的位移公式可以得出初速度为
由于小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，该球经过B点时竖直方向的速度为
根据速度的合成可以得出该球经过B点的速度为
【分析】（1）利用小球做平抛运动的位移公式结合位移的大小可以求出初速度和运动的时间；
（2）利用邻差公式可以求出时间间隔，结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小；再利用平均速度公式可以求出竖直方向的分速度，结合速度的合成可以求出合速度的大小。
（1）O为抛出点，小球做平抛运动，则
将，代入解得
，
（2）[1]小球做平抛运动，竖直方向，根据匀变速直线运动的推论
解得
小球做平抛运动的初速度为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，该球经过B点时竖直方向的速度为
该球经过B点的速度为
12．【答案】（1）C；D
（2）；；重锤下落过程中受到空气阻力
（3）A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）验证机械能守恒时，根据表达式可知等式两边重锤的质量可以约去，不需要用天平测出重锤的质量。故没有必要的是C。
为打点稳定和充分利用纸带，使纸带上留下更多的点迹，所以实验应先接通电源，后释放重锤。
故操作错误的是D。
（2）根据重力势能的表达式可知重物重力势能的减少量为
根据平均速度公式可知B点的瞬时速度为
根据动能的表达式可以得出动能的增加量为
两者不完全相等的原因：重锤下落过程中受到空气阻力，空气阻力做功导致重锤机械能减小。
（3）重锤做自由落体运动根据机械能守恒有
整理得
可知图像是过原点的直线。
故选A。
【分析】（1）根据机械能守恒定律的表达式可知等式两边重锤的质量可以约去，不需要用天平测出重锤的质量；为了充分利用纸带，使纸带上留下更多的点迹，所以实验应先接通电源，后释放重锤；
（2）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的大小；利用平均速度公式可以求出B点速度的大小，利用动能的表达式可以求出动能的增量，由于阻力做功导致重力势能的减少量与动能的增量不相等；
（3）利用机械能守恒定律可以得出图像是过原点的直线。
13．【答案】（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功为
（2）木箱沿斜面下滑过程中受力分析如图所示，其中摩擦力大小为
木箱从顶端下滑至底端时，木箱所受重力和摩擦力做功，根据动能定理有
（3）木箱运动到斜面底端时，其速度方向如图所示，且速度大小为
此时木箱竖直方向分速度大小为
重力做功的瞬时功率为
【知识点】功的计算；功率及其计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）当木箱下滑的整个过程中，利用下落的高度可以求出重力做功的大小；
（2）木箱下滑时，利用滑动摩擦力的表达式结合动能定理可以求出动能的大小；
（3）当木箱运动到底部时，利用动能的表达式可以求出速度的大小，结合速度的分解结合重力的大小可以求出重力的瞬时功率。
14．【答案】解：（1）根据电场力的计算公式可得电场力
（2）小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
所以
（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则
解得
【知识点】机械能守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据电场力的计算公式求解电场力；
（2）画出小球受力情况示意图，根据几何关系列方程求解质量；
（3）根据机械能守恒定律求解速度即可。
15．【答案】解：（1）在圆轨道的最高点C对小车
P至C由动能定理得
根据以上两式得
（2）P至B，由机械能守恒定律得
在B点，由牛顿第二定律得
由以上两式得
据牛顿第三定律知小车到圆轨道最低点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下
（3）小车从D点飞出后做平抛运动
因为
代入数值得
从出发至D点，由动能定理得
代入，得到
由于要安全过C点，需要
综上得
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球经过C点时，利用重力提供向心力可以求出经过C点速度的大小，结合动能定理可以求出P点到水平轨道的高度；
（2）当小球从P到B的过程中，利用机械能守恒定理可以求出经过B点的速度，结合在B点的牛顿第二定律可以求出小球对轨道的压力大小；
（3）当小车做平抛运动时，利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小，结合动能定理可以求出 小车释放点距水平轨道的高度 。
1 / 1广西柳州市第三中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试卷
一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选的得0分。）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力
B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G
D．开普勒第三定律得出的表达式，其中k是一个与中心天体无关的常量
【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，A符合题意；
B．根据表达式
可知，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B不符合题意；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，C不符合题意；
D．开普勒第三定律得出的表达式
其中k是一个与中心天体有关的常量，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】两个物体之间的万有引力属于相互作用力大小相等，方向相反；当物体之间的距离趋近于0时其引力定律不适用；卡位迪许测出了引力常量的大小；k的大小由中心天体的质量所决定。
2．在如选项所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电场强度；电场线
【解析】【解答】A．甲图为正的点电荷的电场线，由于电场线的疏密代表场强的大小，电场线的切线方向代表电场强度的方向，所以场中的a、b两点电场强度大小相等、方向不相反，故A错误；
B．根据电场线的疏密和方向可以得出乙图为等量异种电荷的电场线分布，场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相同，故B错误；
C．丙图为等量同种正电荷的电场线分布，根据电场线的疏密和方向可以得出场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相反，故C正确；
D．丁图中的非匀强电场中，根据电场线的疏密和方向可以得出a、b两点电场强度大小不相等、方向不相反，故D错误。
故选C。
【分析】利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小，利用电场线的切线方向可以判别电场强度的方向。
3．如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】根据受力分析可以得出硬币在竖直方向上受到重力和支持力的作用，水平方向受到静摩擦力的作用，此时硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，当摩擦力达到最大时，根据牛顿第二定律有：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.
【分析】利用滑动摩擦力提供向心力可以求出硬币滑动时圆盘最大的角速度大小。
4．如图甲是三中校运冠军花样滑冰运动员陈老师在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间她单脚着地，以速度v做匀速圆周运动，如图乙冰鞋与冰面间的夹角为37°，陈老师的质量为m，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计冰鞋对陈老师的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．陈老师受重力、冰鞋的支持力、向心力的作用
B．冰鞋对陈老师的支持力大小为
C．陈老师做匀速圆周运动的半径
D．陈老师做匀速圆周运动的向心加速度大小为
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．根据受力分析可知陈老师受重力、冰鞋的支持力的作用，两个力的合力充当做圆周运动的向心力，选项A错误；
B．由于陈老师做水平方向的匀速圆周运动，根据竖直方向平衡方程有：
可得冰鞋对陈老师的支持力大小为
选项B错误；
C．由于水平方向上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：
陈老师做匀速圆周运动的半径
选项C正确；
D．已知陈老师做匀速圆周运动的线速度和半径大小，根据向心加速度的表达式可以得出向心加速度大小为
选项D错误。
故选C。
【分析】根据受力分析陈老师受重力、冰鞋的支持力的作用；利用竖直方向的平衡方程可以求出支持力的大小；利用水平方向的牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合线速度的大小可以求出向心加速度的大小。
5．2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．水喷出后经过约到达最高点
B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0
C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为
D．水喷出瞬间初速度大小约为
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，由于水柱在竖直方向上做自由落体运动，根据位移公式有
解得
A错误；
BC．水柱在水平方向做匀速直线运动，在最高点相遇前的瞬间，根据轨迹的切线方向可以得出水柱的速度等于水喷出的瞬间的水平分速度，根据位移公式可以得出水平方向的速度为
BC错误；
D．水喷出的瞬间，根据速度公式可以得出速度竖直方向分量为
根据速度的合成可以得出水喷出瞬间初速度大小
D正确。
故选D。
【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最高点的速度大小；利用速度公式可以求出竖直方向的初速度大小，结合速度的合成可以求出初速度的大小。
6．火星是太阳系中与地球最相似的行星，“天问一号”探测器成功着陆火星，极大地提高了国人对火星的关注度。若火星可视为均匀球体，已知火星两极的重力加速度大小为g，火星半径为R，火星的自转周期为T，万有引力常量为G，则可算出（　　）
A．火星的质量为
B．火星的密度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．火星同步卫星到火星表面的高度为
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．假设有一颗卫星以周期环绕火星表面做匀速圆周运动，由于万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得火星的质量为
故A错误；
B．由于火星对表面物体的引力形成重力，根据牛顿第二定律有
根据几何关系可以得出火星的体积为
根据密度公式可以得出火星的密度为
联立解得
故B正确；
C．火星的第一宇宙速度为近地卫星的线速度，根据周期和线速度的关系可以得出第一宇宙速度为：
故C错误；
D．由于万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得火星同步卫星到火星表面的高度为
故D错误。
故选B。
【分析】利用引力提供向心力结合周期可以求出火星的质量；利用引力形成重力结合密度公式可以求出火星的平均密度；利用近地卫星的周期可以求出第一宇宙速度；利用引力提供向心力可以求出同步卫星距离火星表面的高度。
7．如图所示，一质量为1kg的小物块自斜面上A点由静止开始下滑，经2s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带，传送带以4m/s的恒定速率运行。已知A、B间距为2m，传送带长度（即B、C间距）为10m。小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。下列说法中错误的是（　　）
A．小物块在传送带上运动的时间为2.32s
B．小物块在传送带上因摩擦产生的热量为2J
C．小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为6J
D．小物块传上传送带后，传动系统因此多消耗的能量为8J
【答案】A
【知识点】能量守恒定律；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．设小物块到达B点时的速度大小为v，由于小物块在斜面上一定做匀加速直线运动，根据位移公式有：
解得
小物块滑上传送带后先做匀加速直线运动，由于滑动摩擦力产生加速度，根据牛顿第二定律可以得出加速度大小为
假设小物块在离开传送带之前就已经达到传送带的速度，根据速度位移公式可以得出匀加速直线运动的位移大小为
所以假设成立，根据速度公式可以得出小物块做匀加速直线运动的时间为
根据位移公式可以得出小物块做匀速直线运动的时间为
小物块在传送带上运动的时间为
故A错误；
B．t1时间内，根据位移公式可以得出小物块与传送带的相对位移大小为
根据摩擦力做功可以得出小物块在传送带上因摩擦产生的热量为
故B正确；
C．根据做功的表达式可以得出小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为
故C正确；
D．根据能量守恒定律，小物块传上传送带后，传动系统因此多消耗的能量为
故D正确。
本题选错误的，故选A。
【分析】利用位移公式可以求出物块刚上传送带的速度，结合牛顿第二定律可以求出加速过程的加速度大小，结合速度位移公式可以求出匀加速的位移，结合速度公式可以求出在传送带上加速的时间，结合位移公式可以求出在传送带上匀速的时间；利用位移公式可以求出相对位移的大小，结合摩擦力的大小可以求出产生的热量；利用摩擦力和位移可以求出传送带对物块做功的大小；结合功能关系可以求出传送带多消耗的能量。
8．下列有关运动的说法正确的是（　　）
A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，A球受到重力和绳子的拉力的合力方向时刻改变
B．图乙中质量为m的小球到达最高点时对管壁的弹力大小为，则此时小球的速度一定为
C．图丙皮带轮上a点的加速度与b点的加速度之比为
D．如图丁，长为L的细绳，一端固定于O点，另一端系一个小球（可看成质点），在O点的L正下方距O点处钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，绳子与钉子碰撞前后瞬间绳子拉力变为原来2倍
【答案】A,C
【知识点】向心加速度；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，由于向心力方向时刻指向圆心，A球受到重力和绳子的拉力的合力提供向心力，可知合力方向时刻发生改变，故A正确；
B．图乙中质量为m的小球到达最高点时对管壁的弹力大小为时，由于重力为mg，根据向心力方向向下，则合力大小有可能为或者，不能确定小球所受合力大小，无法计算速度大小，故B错误；
C．如图丙可知，a、c两点属于线传动所以a、c两点线速度相同，c、b两点属于同轴转动所以c、b两点角速度相同，结合线速度与角速度、半径关系式可得
由于a、b两点圆周运动半径相同，根据角速度的比值结合向心加速度的表达式可得
故C正确；
D．设绳子与钉子碰撞前后瞬间速度大小为v，小球质量为m，由于碰撞时合力方向与速度方向垂直，所以线速度大小保持不变，碰撞前后，根据牛顿第二定律有
解得
故D错误；
故选AC。
【分析】利用匀速圆周运动的向心力的方向可以判别合力方向不断改变；利用小球经过最高点未知合力的大小不能求出小球速度的大小；利用a、b、c三点的角速度大小关系结合半径大小可以求出加速度的比值；利用小球经过最低点的牛顿第二定律可以比较拉力的大小。
9．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（　　）
A．粒子是正电荷
B．粒子受到的电场力为恒力
C．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于在N点的动能
【答案】A,C,D
【知识点】曲线运动的条件；电场线；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．带电粒子在电场中运动时，由于轨迹的弯曲方向为电场力的方向，所以带电粒子受到的电场力方向与电场线方向相同，此带电粒子为正电荷，A正确；
B C．由于电场线的疏密代表电场强度的大小可知，电场线在N点较密，所以带电粒子在N点时受到的电场力大，在N点的加速度大，B错误，C正确；
D．由M点运动到N点的过程中，由于电场力方向与粒子速度方向相同所以电场力对粒子做正功，根据动能定理可以得出粒子的动能增加，D正确。
故选ACD。
【分析】利用曲线轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向，利用合力方向及电场线方向可以判别粒子的电性；利用电场线的疏密可以比较电场力的大小及加速度的大小；利用电场力做功可以比较动能的大小。
10．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放OA，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．运动过程中，A、B两球的速度大小总相等
B．运动过程中，A、B和支架系统机械能守恒
C．A运动至最低点时速度大小为
D．A运动至最低点的过程中，杆对B做功为
【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．由于两个小球在相同时间转过的角度相等，所以A、B两球角速度相等，根据线速度和角速度的关系式有
由于支架的两直角边长度分别为和，可得
故运动过程中，A、B两球的速度大小不相等，故A错误；
B．运动过程中，系统中只有重力做功，A、B和支架系统机械能守恒，故B正确；
C．A运动至最低点时，由于两个小球只有重力做功，根据机械能守恒
联立解得
，
故C正确；
D．A运动至最低点的过程中，对B，由于杆对小球B做功及重力对小球B做功，根据动能定理有
解得
故D错误。
故选BC。
【分析】两个小球属于同轴转动所以角速度相等，结合半径的大小可以比较线速度的大小；利用系统只有重力做功可以判别机械能守恒；利用机械能守恒定律可以求出A运动到最低点的速度；利用动能定理可以求出杆对B做功的大小。
二、实验题：（本题共2小题，共16分）
11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为　 　m/s（取，计算结果均保留二位有效数字）。
（2）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为　 　m/s：该球经过B点的速度为　 　m/s（取，计算结果均保留二位有效数字）。
【答案】（1）1.6
（2）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）O为抛出点，小球做平抛运动，根据平抛运动的位移公式有
将，代入解得
，
（2）小球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，根据邻差公式有
解得时间间隔有：
小球做平抛运动，根据水平方向的位移公式可以得出初速度为
由于小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，该球经过B点时竖直方向的速度为
根据速度的合成可以得出该球经过B点的速度为
【分析】（1）利用小球做平抛运动的位移公式结合位移的大小可以求出初速度和运动的时间；
（2）利用邻差公式可以求出时间间隔，结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小；再利用平均速度公式可以求出竖直方向的分速度，结合速度的合成可以求出合速度的大小。
（1）O为抛出点，小球做平抛运动，则
将，代入解得
，
（2）[1]小球做平抛运动，竖直方向，根据匀变速直线运动的推论
解得
小球做平抛运动的初速度为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，该球经过B点时竖直方向的速度为
该球经过B点的速度为
12．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带，如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，重力加速度。
（1）下列几个操作步骤中：
A ．按照图示，安装好实验装置
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C．用天平测出重锤的质量
D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点
E．测量纸带上某些点间的距离
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
没有必要的是　 　，操作错误的是　 　。（填步骤前相应的字母）
（2）从O点到B点，重物重力势能的减少量　 　J，动能的增加量　 　J；请简述两者不完全相等的原因　 　。（计算结果均保留三位有效数字）。
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是图中的______。
A． B．
C． D．
【答案】（1）C；D
（2）；；重锤下落过程中受到空气阻力
（3）A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）验证机械能守恒时，根据表达式可知等式两边重锤的质量可以约去，不需要用天平测出重锤的质量。故没有必要的是C。
为打点稳定和充分利用纸带，使纸带上留下更多的点迹，所以实验应先接通电源，后释放重锤。
故操作错误的是D。
（2）根据重力势能的表达式可知重物重力势能的减少量为
根据平均速度公式可知B点的瞬时速度为
根据动能的表达式可以得出动能的增加量为
两者不完全相等的原因：重锤下落过程中受到空气阻力，空气阻力做功导致重锤机械能减小。
（3）重锤做自由落体运动根据机械能守恒有
整理得
可知图像是过原点的直线。
故选A。
【分析】（1）根据机械能守恒定律的表达式可知等式两边重锤的质量可以约去，不需要用天平测出重锤的质量；为了充分利用纸带，使纸带上留下更多的点迹，所以实验应先接通电源，后释放重锤；
（2）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的大小；利用平均速度公式可以求出B点速度的大小，利用动能的表达式可以求出动能的增量，由于阻力做功导致重力势能的减少量与动能的增量不相等；
（3）利用机械能守恒定律可以得出图像是过原点的直线。
三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，质量m=10kg的箱子（可视为质点）从固定斜坡顶端由静止下滑，斜坡长度L=2m，斜坡与水平面的夹角θ=37°，木箱底面与斜坡间的动摩擦因数μ=0.25。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。求：
（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功W；
（2）木箱下滑至底端时的动能Ek；
（3）木箱滑到斜坡底端时，重力做功的瞬时功率P。
【答案】（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功为
（2）木箱沿斜面下滑过程中受力分析如图所示，其中摩擦力大小为
木箱从顶端下滑至底端时，木箱所受重力和摩擦力做功，根据动能定理有
（3）木箱运动到斜面底端时，其速度方向如图所示，且速度大小为
此时木箱竖直方向分速度大小为
重力做功的瞬时功率为
【知识点】功的计算；功率及其计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）当木箱下滑的整个过程中，利用下落的高度可以求出重力做功的大小；
（2）木箱下滑时，利用滑动摩擦力的表达式结合动能定理可以求出动能的大小；
（3）当木箱运动到底部时，利用动能的表达式可以求出速度的大小，结合速度的分解结合重力的大小可以求出重力的瞬时功率。
14．如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角；已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：
（1）小球所受电场力F的大小；
（2）小球的质量m；
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】解：（1）根据电场力的计算公式可得电场力
（2）小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
所以
（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则
解得
【知识点】机械能守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据电场力的计算公式求解电场力；
（2）画出小球受力情况示意图，根据几何关系列方程求解质量；
（3）根据机械能守恒定律求解速度即可。
15．如图所示是某公园中的一项游乐设施，它由弯曲轨道、竖直圆形轨道以及水平轨道组成，各轨道平滑连接，其中圆轨道半径，水平轨道长，段对小车产生的摩擦阻力为车重的0.2倍，其余部分摩擦不计，质量为1.0kg的小车从P点静止释放，恰好滑过圆轨道最高点，然后从D点飞入水池中，若小车视为质点，空气阻力不计，求：
（1）P点离水平轨道的高度H；
（2）小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；
（3）在水池中放入安全气垫（气垫厚度不计），气垫上表面到水平轨道的竖直高度，气垫的左右两端M、N到D点的水平距离分别为、，要使小车能安全落到气垫上，则小车释放点距水平轨道的高度应满足什么条件？
【答案】解：（1）在圆轨道的最高点C对小车
P至C由动能定理得
根据以上两式得
（2）P至B，由机械能守恒定律得
在B点，由牛顿第二定律得
由以上两式得
据牛顿第三定律知小车到圆轨道最低点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下
（3）小车从D点飞出后做平抛运动
因为
代入数值得
从出发至D点，由动能定理得
代入，得到
由于要安全过C点，需要
综上得
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球经过C点时，利用重力提供向心力可以求出经过C点速度的大小，结合动能定理可以求出P点到水平轨道的高度；
（2）当小球从P到B的过程中，利用机械能守恒定理可以求出经过B点的速度，结合在B点的牛顿第二定律可以求出小球对轨道的压力大小；
（3）当小车做平抛运动时，利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小，结合动能定理可以求出 小车释放点距水平轨道的高度 。
1 / 1

展开更多......

收起↑