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人教版高二物理下期末检测卷3（学生版）（必修二+必修三第九章）
一、选择题(共10题；共30分)
1．（3分）如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连，在外力作用下A沿杆以速度vA匀速上升经过P、Q，经过P点时绳与竖直杆间的角度为α，经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向，则（　　）
A．经过Q点时，B的速度方向向下
B．经过P点时，B的速度等于
C．当A从P至Q的过程中，B处于失重状态
D．当A从P至Q的过程中，B受到的拉力大于重力
2．（3分）如图所示，河的宽度为L，河水流速为u，甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸的A点，则 （　　）
A．
B．甲船在A点左侧靠岸
C．甲乙两船到达对岸的时间不相等
D．甲乙两船可能在未到达对岸前相遇
3．（3分）石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示，M、N为石磨推柄上的两点，在石磨绕竖直轴转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．M点的角速度比N点的角速度小 B．M点的角速度比N点的角速度大
C．M点的线速度比N点的线速度小 D．M点的线速度比N点的线速度大
4．（3分）“胜哥”在某酒店度假，某酒店的旋转门上A、B两点粘贴着小型装饰物（视为质点）可绕中心轴转动，到中心轴的距离为到中心轴距离的两倍，处装饰物的质量为处装饰物质量的两倍，如图所示。当旋转门匀速转动时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两处装饰物的周期之比为
B．A、B两处装饰物的向心加速度大小之比为
C．A、B两处装饰物的线速度大小之比为
D．A、B两处装饰物受到的向心力大小之比为
5．（3分）小物通过视频号“胜哥课程”观看了某组的10颗卫星发射升空并顺利进入预定轨道的视频。该组网卫星的轨道离地高度大都在695km~708km之间，可以近似为圆轨道。已知卫星组中标识符为“2025-007E”的04星的轨道半径为，绕地球做圆周运动的周期为，地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．由、和G能求地球的密度
C．地球质量与太阳质量的比值为
D．地球质量与太阳质量的比值为
6．（3分）已知引力常量G，将地球看作质量均匀分布的球体，忽略地球自转的影响，根据下列哪组数据可以计算出地球的质量（　　）
A．某人造卫星距离地面的高度和运行的周期
B．知道月球的公转周期和月球的半径
C．地球表面的重力加速度和地球半径
D．地球的公转周期和日地之间的距离
7．（3分）下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是（　　）
A．地球围绕太阳运动 B．超音速战斗机在空中飞行
C．粒子接近光速运动 D．高铁列车从茂名向广州飞驰
8．（3分）如图所示，三块质量均为m、厚度均为d的砖（质量分布均匀）叠放在水平地面上。现将砖一块一块地平铺在地面上，重力加速度大小为g，则该过程中三块砖所受的重力做的功为（　　）
A．2mgd B．2.5mgd C．3mgd D．3.5mgd
9．（3分）如图所示，两质量相等的物块甲、乙通过轻质弹簧连接，放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，在物块乙上施加一个水平恒力F，甲、乙从静止开始运动到第一次速度相等的过程，弹簧始终处在弹性限度内，则（　　）
A．当甲、乙的速度相等时，乙的加速度达到最大
B．当甲、乙加速度相等时，甲、乙的速度差最大
C．弹簧的弹性势能先增大再减小，最后保持不变
D．弹簧弹力对甲做的功大于乙克服弹簧弹力做的功
10．（3分）铅球被“胜哥”水平推出后而运动，过程中不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时的动能、重力势能随运动的水平位移x和速率v的变化关系中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题(共3题；共12分)
11．（4分）如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A．图a中轻杆长为，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向下
B．图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对内轨道有挤压作用
C．图中若A、B均相对圆盘静止，圆周运动半径，质量，则A、B所受摩擦力
D．图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同
12．（4分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，对下图中描述正确的是（　　）
A．甲图中，测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法
C．丙图中，观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程，运用了极限法
D．丁图中，研究力和运动关系时，运用了等效替代法
13．（4分）有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看做质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．蜘蛛受到的电场力为
B．蜘蛛的动能为
C．金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为
D．蜘蛛所带电量为
三、非选择题(共7题；共58分)
14．（6分）“胜哥”“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。
（1）（2分）在某次实验中，“胜哥”把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系
A．质量m B．角速度 C．半径r D．线速度v
（2）（2分）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为　 　
（3）（2分）“胜哥”在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定
15．（10分）“胜哥”利用如图甲所示的实验装置来探究做功与物体动能变化的关系，当地重力加速度为g．
(1) “胜哥”用游标卡尺测得遮光条(如图乙所示)的宽度d=　 　cm，用天平测得滑块与遮光条的总质量为M、钩码的质量为m。
(2)实验前需要调节气垫导轨使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度v=　 　m/s(结果保留两位有效数字).
(3)在本次实验中为了确保细线拉力所做的功与钩码重力做的功近似相等，则滑块与遮光条的总质量M与钩码的质量m间应满足　 　，本实验中还需要测量的物理量是　 　(用文字说明并用相应的字母表示)．
(4)本实验中可通过改变钩码的质量测得多组数据并作出-m图象来进行探究，则下列图象中符合真实实验情况的是　 　．
16．（12分）如图，半径为的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为。质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知，求：
（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力大小；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数；
（3）弹簧弹力做的功。
17．（7分）有一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，两个质量相同的小球A、B（小球半径远小于R）在轨道上保持静止，A、B小球电荷量均为q的同种电荷，稳定时如图，两小球和圆心的连线与竖直方向成45°，静电力常量为k，重力加速度为g，求：
（1）（3分）A、B小球间的库仑力大小F；
（2）（4分）小球的质量m。
18．（7分）在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。求：
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向；
(2)点电荷Q的电性和所在位置的坐标是多少？
19．（9分）“胜哥”将距地面高度为的小球以的速度水平抛出，g取。求：
（1）（3分）小球在空中的飞行时间t；
（2）（3分）小球落地点距抛出点的水平距离x；
（3）（3分）落地时小球的速度v的大小和方向。
20．（7分）如图所示为儿童迫击炮，“胜哥”用迫击炮轰击和炮在同一水平线上的目标。第一次发射时，炮筒与水平面之间的仰角为时，着弹点比目标近了一段距离；当第二次发射时，炮筒与水平面之间的仰角为时，着弹点比目标远了一段距离。已知炮弹每次离开炮口时的速度大小相等，重力加速度为g（g取），不计空气阻力，忽略炮口与目标之间的高度差。求：
（1）（3分）目标与迫击炮之间的距离d；
（2）（4分）炮弹离开炮口时的速度大小。
答案
1．D
2．B
3．C
4．C
5．C
6．C
7．C
8．C
9．B
10．B
11．B,D
12．A,C
13．A,D
14．（1）B
（2）1：2
（3）C
15．0.670；0.56；；开始滑块静止时逆光条到光电门的距离S；C
16．（1）设滑块第一次滑至点时的速度为，圆轨道点对滑块的支持力为，在过程中由动能定理知
在点有
代入得
方向竖直向上。
（2）在过程中有
代入得
（3）在点有
在过程中有
解得弹性势能
弹性势能减少，则说明弹簧弹力做正功，且做功大小为。
17．（1）解：根据几何关系，两小球间的距离
根据库仑定律
解得
（2）解：小球受重力、电场力和支持力。根据平衡条件，有
解得
18．解：(1)由题图可得A点电场强度的大小
B点电场强度的大小
AB两点场强的方向均沿x轴的正方向。
(2)由以上分析可知，点电荷Q带正电，设点电荷Q的坐标为x，则
解得x=0.2 m
19．（1）解：小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据
可得小球在空中的飞行时间
（2）解：根据
解得小球落地点距抛出点的水平距离
（3）解：小球落地的竖直速度为
解得
则落地时小球的速度
解得
设此时速度与水平方向的夹角为，则
即方向斜向下，与水平方向夹角的正切值为2。
20．（1）解：设目标与迫击炮之间的距离为d，炮弹离开炮口时的速度大小为，炮筒与水平面之间的仰角为，炮弹的水平速度为
炮弹的竖直速度为
炮弹在空中飞行的时间
炮弹飞行的水平位移
联立可得
同理可得，当炮筒与水平面之间的仰角为时，炮弹飞行的水平位移
联立可得：
解得
（2）解：炮弹的水平速度为
炮弹的竖直速度为
炮弹在空中飞行的时间
联立可得
解得
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人教版高二物理下期末检测卷3（学生版）（必修二+必修三第九章）
一、选择题(共10题；共30分)
1．（3分）如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连，在外力作用下A沿杆以速度vA匀速上升经过P、Q，经过P点时绳与竖直杆间的角度为α，经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向，则（　　）
A．经过Q点时，B的速度方向向下
B．经过P点时，B的速度等于
C．当A从P至Q的过程中，B处于失重状态
D．当A从P至Q的过程中，B受到的拉力大于重力
【答案】D
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】对于A，它的速度如图中标出的vA，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va，vb，
其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB=vAcosα；当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va=0，所以B的速度vB=0，AB不符合题意；因A匀速上升时，由公式vB=vAcosα，当A上升时，夹角α增大，因此B做向下减速运动，则处于超重状态，由牛顿第二定律，可知绳对B的拉力大于B的重力，C不符合题意、D符合题意；
故答案为：D
【分析】把物体A的速度分解到沿绳子的速度和垂直于绳子的速度，其中沿绳子的速度等于拉物体的速度，再利用几何关系分析速度的变化，确定加速度的方向，进而判断拉力和重力的大小关系。
2．（3分）如图所示，河的宽度为L，河水流速为u，甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸的A点，则 （　　）
A．
B．甲船在A点左侧靠岸
C．甲乙两船到达对岸的时间不相等
D．甲乙两船可能在未到达对岸前相遇
【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键会根据平行四边形定则进行速度的合成，以及知道小船实际运动的轨迹与小船合速度的方向相同。A．乙船恰好能直达正对岸的A点，则乙船平行河岸的分速度与水流速度相等，有
A错误；
B．甲船垂直河岸的分速度为
平行河岸的分速度为
甲船的渡河时间为
甲船沿河岸方向的位移为
所以甲船在A点左侧靠岸，B正确；
C．乙船垂直河岸的分速度为
乙船的渡河时间为
C错误；
D．由于两船到河对岸的时间相等，甲船在A点左侧靠岸，乙船恰好能直达正对岸的A点，所以两船不可能在未到达对岸前相遇，D错误。
故选B。
【分析】根据乙船恰好能直达正对岸的A点，知v=2u。小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，抓住分运动和合运动具有等时性，可以比较出两船到达对岸的时间以及甲船沿河岸方向上的位移。
3．（3分）石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示，M、N为石磨推柄上的两点，在石磨绕竖直轴转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．M点的角速度比N点的角速度小 B．M点的角速度比N点的角速度大
C．M点的线速度比N点的线速度小 D．M点的线速度比N点的线速度大
【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】AB．如图所示，由于MN两点在相同时间转过的角度相等，根据角速度的定义式可以得出两点角速度相等，故AB错误；
CD．根据线速度和角速度的关系式有：
可知，M点的运动半径小于N点的半径，根据表达式可以得出M点的线速度比N点的线速度小，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】MN两点属于同轴转动，角速度相等，结合半径的大小可以比较两点线速度的大小。
4．（3分）“胜哥”在某酒店度假，某酒店的旋转门上A、B两点粘贴着小型装饰物（视为质点）可绕中心轴转动，到中心轴的距离为到中心轴距离的两倍，处装饰物的质量为处装饰物质量的两倍，如图所示。当旋转门匀速转动时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两处装饰物的周期之比为
B．A、B两处装饰物的向心加速度大小之比为
C．A、B两处装饰物的线速度大小之比为
D．A、B两处装饰物受到的向心力大小之比为
【答案】C
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】A、A和B同轴转动，角速度和周期相等，故A错误；
B、根据a=ω2r，可得A、B两处装饰物的向心加速度大小之比等于半径之比为2：1，故B错误；
C、根据v=ωr，可得A、B两处装饰物的线速度大小之比等于半径之比为2：1，故C正确；
D、根据F=mω2r，可得 FA：FB=mArA：mBrB=1：1，故D错误。
故选：C。
【分析】A、B两个点同轴转动，角速度、周期均相等，再分别根据角速度与线速度的关系式v=rω、角速度与向心加速度的关系式a=ω2r逐项分析即可。
5．（3分）小物通过视频号“胜哥课程”观看了某组的10颗卫星发射升空并顺利进入预定轨道的视频。该组网卫星的轨道离地高度大都在695km~708km之间，可以近似为圆轨道。已知卫星组中标识符为“2025-007E”的04星的轨道半径为，绕地球做圆周运动的周期为，地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．由、和G能求地球的密度
C．地球质量与太阳质量的比值为
D．地球质量与太阳质量的比值为
【答案】C
【知识点】开普勒定律；万有引力定律
【解析】【解答】A．开普勒第三定律仅适用于同一中心天体的系统，标识符为“2025-007E”的04星的中心天体是地球，地球的中心天体是太阳，因此半径和周期不满足开普勒第三定律，故A错误；
B．地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径，周期和引力常量为G只能求太阳的质量，无法求地球的密度，故B错误；
CD．对于卫星绕地球运动
对于地球绕太阳运动
两式联立可得，故D错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】根据万有引力提供向心力的公式，分别对卫星绕地球、地球绕太阳的运动进行分析，求出地球和太阳的质量，再计算两者的质量比；同时明确开普勒第三定律的适用条件，判断选项正误。
6．（3分）已知引力常量G，将地球看作质量均匀分布的球体，忽略地球自转的影响，根据下列哪组数据可以计算出地球的质量（　　）
A．某人造卫星距离地面的高度和运行的周期
B．知道月球的公转周期和月球的半径
C．地球表面的重力加速度和地球半径
D．地球的公转周期和日地之间的距离
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】C.计算天体质量有2种方法： 由黄金代换GM=gR2可知：地球半径和地球表面重力加速度得到地球质量故C正确。
AB.天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可计算中心天体的质量。需知道轨道半径和周期。故A、B错误。
D. 地球的公转周期和日地之间的距离可以计算太阳质量，地球质量无法计算，D正确。
故答案为C.
【分析】本题考查万有引力定律应用及黄金代换式。
7．（3分）下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是（　　）
A．地球围绕太阳运动 B．超音速战斗机在空中飞行
C．粒子接近光速运动 D．高铁列车从茂名向广州飞驰
【答案】C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．经典力学不适用于微观高速运动，地球绕太阳运动的速度远低于光速（约30 km/s），牛顿力学仍适用，故A错误；
B．经典力学适用于宏观低速运动，所以超音速战斗机的速度（约1 km/s）远低于光速，牛顿力学适用，故B错误；
C．经典力学不适用于微观高速运动，当粒子速度接近光速时，相对论效应显著，牛顿力学不再适用，故C正确；
D．经典力学适用于宏观低速运动，高铁速度（约83 m/s）属于低速范围，牛顿力学适用，故D错误。
故选C。
【分析】经典力学适用于宏观低速运动，相对论适用于微观高速运动。
8．（3分）如图所示，三块质量均为m、厚度均为d的砖（质量分布均匀）叠放在水平地面上。现将砖一块一块地平铺在地面上，重力加速度大小为g，则该过程中三块砖所受的重力做的功为（　　）
A．2mgd B．2.5mgd C．3mgd D．3.5mgd
【答案】C
【知识点】功的计算
【解析】【解答】由于重力对物体做功的表达式为：，根据砖头下落的高度可以得出：
从上至下将第一块砖平铺在地面上重力做功为mg·2d
将第二块砖平铺在地面上重力做功为mg·d
将第二块砖平铺在地面上重力不做功，则该过程中三块砖所受的重力做的功为3mgd。
故选C。
【分析】根据砖块的重力结合下落的高度可以求出重力做功的大小。
9．（3分）如图所示，两质量相等的物块甲、乙通过轻质弹簧连接，放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，在物块乙上施加一个水平恒力F，甲、乙从静止开始运动到第一次速度相等的过程，弹簧始终处在弹性限度内，则（　　）
A．当甲、乙的速度相等时，乙的加速度达到最大
B．当甲、乙加速度相等时，甲、乙的速度差最大
C．弹簧的弹性势能先增大再减小，最后保持不变
D．弹簧弹力对甲做的功大于乙克服弹簧弹力做的功
【答案】B
【知识点】弹性势能；牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】AB．设弹簧大小为， 所有接触面均光滑，对乙进行受力分析，根据牛顿第二定律有
对甲有
两物块从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，弹簧弹力逐渐增大，乙的加速度逐渐减小，甲的加速度逐渐增大，该过程的图像如图所示
由图可知时刻，两物块加速度相等，两图线切线斜率相同，甲、乙的速度差最大，故A错误，B正确；
C．甲、乙从静止开始运动到第一次速度相等的过程，乙的速度一直大于甲的速度，二者距离一直增大，则弹簧的伸长量一直增大，弹簧的弹性势能一直增大，故C错误；
D．甲、乙从静止开始运动到第一次速度相等的过程，由于乙的速度一直大于甲的速度，乙发生的位移大于甲发生的位移，根据做功公式W=Fs定性分析可知弹簧弹力对甲做的功小于乙克服弹簧弹力做的功，故D错误。
故选B。
【分析】两物块加速度相等，甲、乙的速度差最大，二者最终以共同加速度运动以及共同速度运动。
10．（3分）铅球被“胜哥”水平推出后而运动，过程中不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时的动能、重力势能随运动的水平位移x和速率v的变化关系中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】功能关系；重力势能
【解析】【解答】A．因为，可知是一个二次函数关系，其图像是开口向上的抛物线，顶点在原点，故A错误；
B．设铅球初速度为，则
因为
联立可得
可知是一个二次函数关系，其图像是开口向上的抛物线，顶点在原点上方，故B正确；
C．设铅球初始位置重力势能为，根据功能关系有
整理得，可知是一个二次函数关系，故C错误；
D．设铅球初始位置距离地面高度为h，则，可知图像是一个二次函数关系，故D错误。
故答案为：B。
【分析】将平抛运动分解为水平匀速、竖直自由落体，结合动能、重力势能的公式，分析各物理量的函数形式。
二、多项选择题(共3题；共12分)
11．（4分）如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A．图a中轻杆长为，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向下
B．图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对内轨道有挤压作用
C．图中若A、B均相对圆盘静止，圆周运动半径，质量，则A、B所受摩擦力
D．图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同
【答案】B,D
【知识点】生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．图a中若轻杆上的小球在最高点时，杆受作用力为零，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
若角速度小于，杆对小球的作用力向上，选项A错误；
B．图b中若火车转弯未达到规定行驶速度时，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时火车有做向心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，选项B正确；
C．图c中若均相对静止， 圆周运动半径，质量， 根据牛顿第二定律可得，则所受摩擦力，选项C错误；
D．图d是一圆锥摆，根据几何关系和牛顿第二定律可得
可得
则两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同，选项D正确。
故选BD。
【分析】根据竖直面内圆周运动杆模型，火车转弯和水平圆盘上物体的圆周运动，圆锥摆得知识进行分析解答。
12．（4分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，对下图中描述正确的是（　　）
A．甲图中，测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法
C．丙图中，观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程，运用了极限法
D．丁图中，研究力和运动关系时，运用了等效替代法
【答案】A,C
【知识点】理想模型法；引力常量及其测定
【解析】【解答】A．卡文迪许测定引力常量的实验，利用放大法将微小的引力作用（导致的扭转角度 ）通过光的反射放大，便于测量，因此 “放大法测微小量” 的描述正确，故A正确；
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B错误；
C．求 B 点瞬时速度时，让 A 点无限靠近 B 点，割线AB的极限即为切线，对应瞬时速度方向，这是极限法的典型应用，故C正确；
D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，故D错误.
故答案为：AC。
【分析】1.放大法：通过物理手段放大微小变化（如引力实验的扭转角度 ），便于观测.
2.运动的合成与分解：将复杂运动分解为简单分运动（渡河问题 ），本质是等效思想，但需区分 “类比法”.
3.极限法：让变量无限逼近某一值（如 A→B ），推导极限状态的物理量（瞬时速度 ）.
4.理想实验法：通过假想无摩擦等理想条件，推导物理规律（力与运动关系 ）.
13．（4分）有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看做质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．蜘蛛受到的电场力为
B．蜘蛛的动能为
C．金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为
D．蜘蛛所带电量为
【答案】A,D
【知识点】电场及电场力；电场强度
【解析】【解答】A．蜘蛛受到的电场力与竖直方向的夹角为θ，有
解得，蜘蛛受到的电场力为F，有，解得，故A正确；
B．蜘蛛的动能为，根据牛顿第二定律得，解得，故B错误；
C．P点的电场强度可看成是以OP为半径的球和剩下部分的球壳在P点的场强的矢量和，又已知均匀带电球壳内部电场强度为0，则P点的电场强度大小等于以OP为半径的球产生的场强，该球的半径为金属球半径的一半，根据，可知该球的体积为金属球的，因为金属球电荷分布均匀，可知该球的电荷量为，则该球在P点的电场强度大小为，故C错误；
D．根据库仑定律，解得，即蜘蛛所带电量为，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】先通过几何关系确定电场力与竖直方向的夹角，再利用受力平衡和向心力公式分析，结合均匀带电球的电场公式计算相关物理量。
三、非选择题(共7题；共58分)
14．（6分）“胜哥”“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。
（1）（2分）在某次实验中，“胜哥”把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系
A．质量m B．角速度 C．半径r D．线速度v
（2）（2分）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为　 　
（3）（2分）“胜哥”在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定
【答案】（1）B
（2）1：2
（3）C
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。
故答案为：B。
（2）传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为
圆周运动的半径之比为
根据可知向心力之比为
故答案为：1：2
（3）加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。
故答案为：C。
【分析】（1）变量控制：通过控制、相同，改变，识别研究与的关系。
（2）向心力计算：结合皮带传动（相同 ）、角速度与半径关系、向心力公式，分步推导比值。
（3）转速影响：理解转速变化不改变塔轮角速度之比（由半径比决定 ），进而不改变向心力比值。
（1）根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。
故选B。
（2）传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为
圆周运动的半径之比为
根据可知向心力之比为
（3）加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。
故选C。
15．（10分）“胜哥”利用如图甲所示的实验装置来探究做功与物体动能变化的关系，当地重力加速度为g．
(1) “胜哥”用游标卡尺测得遮光条(如图乙所示)的宽度d=　 　cm，用天平测得滑块与遮光条的总质量为M、钩码的质量为m。
(2)实验前需要调节气垫导轨使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度v=　 　m/s(结果保留两位有效数字)。
(3)在本次实验中为了确保细线拉力所做的功与钩码重力做的功近似相等，则滑块与遮光条的总质量M与钩码的质量m间应满足　 　，本实验中还需要测量的物理量是　 　(用文字说明并用相应的字母表示)。
(4)本实验中可通过改变钩码的质量测得多组数据并作出-m图象来进行探究，则下列图象中符合真实实验情况的是　 　。
【答案】0.670；0.56；；开始滑块静止时逆光条到光电门的距离S；C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数．所以遮光条的宽度为：
(2)滑块经过光电门的瞬时速度为
(3)令细线的拉力为T，则有：
所以
只有当时
即当时细线拉力做的功与钩码重力所做的功近似相等；
(4)细线拉力做的功为
即需要测量开始滑块静止时遮光条到光电门的距离；
(5)保持滑块与遮光条的总质量M不变，细线拉力做的功
滑块与遮光条的动能改变量
由运动学公式可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
即图象为过原点的倾斜直线，但当钩码的质量不能远小于滑块与遮光条的总质时，有
两式相比可知，图象斜率会变小，故直线末端将会发生完全，故C正确， ABD错误。
故答案为：（1）0.670 （2）0.55 （3） 开始滑块静止时逆光条到光电门的距离S （4）C
【分析】根据实验原理和数据处理分析：
1.掌握游标卡尺的读数方法。
2.能够求出滑块经过光电门的瞬时速度：根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度。
3.对系统研究，得出机械能守恒的表达式，确定需要测量的物理量。
4.结合图像及相对应的关系式分析图像的斜率的意义。
16．（12分）如图，半径为的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为。质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知，求：
（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力大小；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数；
（3）弹簧弹力做的功。
【答案】（1）设滑块第一次滑至点时的速度为，圆轨道点对滑块的支持力为，在过程中由动能定理知
在点有
代入得
方向竖直向上。
（2）在过程中有
代入得
（3）在点有
在过程中有
解得弹性势能
弹性势能减少，则说明弹簧弹力做正功，且做功大小为。
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）滑块从P到C的过程中，利用动能定理可以求出经过C点速度的大小，结合牛顿第二定理可以求出受到轨道的支持力大小；
（2）当滑块从P到Q的过程中，利用动能定理可以求出动摩擦因数的大小；
（3）当滑块经过A点时，利用牛顿第二定理可以求出经过A点速度的大小，结合Q到A的动能定理可以求出弹性势能的大小。
17．（7分）有一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，两个质量相同的小球A、B（小球半径远小于R）在轨道上保持静止，A、B小球电荷量均为q的同种电荷，稳定时如图，两小球和圆心的连线与竖直方向成45°，静电力常量为k，重力加速度为g，求：
（1）（3分）A、B小球间的库仑力大小F；
（2）（4分）小球的质量m。
【答案】（1）解：根据几何关系，两小球间的距离
根据库仑定律
解得
（2）解：小球受重力、电场力和支持力。根据平衡条件，有
解得
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】（1）利用几何关系求两球间距，再用库仑定律计算库仑力；
（2）将小球的力分解到水平、竖直方向，通过平衡条件联立求解质量。
（1）根据几何关系，两小球间的距离
根据库仑定律
解得
（2）小球受重力、电场力和支持力。根据平衡条件，有
解得
18．（7分）在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。求：
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向；
(2)点电荷Q的电性和所在位置的坐标是多少？
【答案】解：(1)由题图可得A点电场强度的大小
B点电场强度的大小
AB两点场强的方向均沿x轴的正方向。
(2)由以上分析可知，点电荷Q带正电，设点电荷Q的坐标为x，则
解得x=0.2 m
【知识点】点电荷的电场
【解析】【分析】1、电场强度的定义：，从 图的斜率得到电场强度 。图中直线过原点，斜率即场强大小。
2、点电荷场强公式：，场强大小与距离平方成反比。用于比较不同位置的场强，求点电荷的位置。
3、电场方向与电荷电性的判断：正电荷受力方向与电场方向相同。根据电场方向推断场源电荷的正负。
4、点电荷位置的区间判断错误：如果点电荷在 、之间，则 A和B 的电场方向会相反（因为电场线从正电荷出发，终止于无穷远或负电荷，但此处是点电荷Q，若 ，在Q 右边场强向右，在Q 左边场强向左）。题中A、B 两点场强同向（由 图斜率正负相同判断），所以 A、B 必须在 Q 的同一侧。若 ，且 ，则 Q 在 A 的左侧（坐标更小处）。如果误设在 A、B 之间，会导致方向矛盾。
19．（9分）“胜哥”将距地面高度为的小球以的速度水平抛出，g取。求：
（1）（3分）小球在空中的飞行时间t；
（2）（3分）小球落地点距抛出点的水平距离x；
（3）（3分）落地时小球的速度v的大小和方向。
【答案】（1）解：小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据
可得小球在空中的飞行时间
（2）解：根据
解得小球落地点距抛出点的水平距离
（3）解：小球落地的竖直速度为
解得
则落地时小球的速度
解得
设此时速度与水平方向的夹角为，则
即方向斜向下，与水平方向夹角的正切值为2。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】一、核心考点梳理
1、平抛运动可以分解为两个独立的分运动：
水平方向：匀速直线运动，公式：
关键：水平速度始终保持不变，。
竖直方向：自由落体运动（初速度为0的匀加速直线运动）。
公式：，，
关键：所有匀变速直线运动的公式都适用，且 。
2、合运动：
位移：，方向 （α是位移与水平方向的夹角）。
速度： ，方向 （θ是速度与水平方向的夹角，且 ）。
二、全局注意事项与策略
1、分解思想：时刻牢记“水平匀速”和“竖直匀加速”两个分运动，它们是独立的。这是解决所有平抛问题的基础。
2、时间桥梁：时间 t 是联系两个分运动的唯一桥梁。绝大多数平抛问题都需要先求时间或建立两个方向时间相等的关系。
3、检查合理性：算出结果后，快速检查其合理性。例如，本题中高度20米，飞行时间2秒是合理的；如果算出20秒，那肯定是错的。速度方向角的正切值 也符合“下落越深，速度方向越陡”的直观感受。
总结：这道题是平抛运动的“样板题”，掌握了它的解题逻辑和上述易错点，就能稳稳地打好基础，应对更复杂的平抛变形题（如斜面平抛、有障碍物平抛等）
（1）小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据
可得小球在空中的飞行时间
（2）根据
解得小球落地点距抛出点的水平距离
（3）小球落地的竖直速度为
解得
则落地时小球的速度
解得
设此时速度与水平方向的夹角为，则
即方向斜向下，与水平方向夹角的正切值为2。
20．（7分）如图所示为儿童迫击炮，“胜哥”用迫击炮轰击和炮在同一水平线上的目标。第一次发射时，炮筒与水平面之间的仰角为时，着弹点比目标近了一段距离；当第二次发射时，炮筒与水平面之间的仰角为时，着弹点比目标远了一段距离。已知炮弹每次离开炮口时的速度大小相等，重力加速度为g（g取），不计空气阻力，忽略炮口与目标之间的高度差。求：
（1）（3分）目标与迫击炮之间的距离d；
（2）（4分）炮弹离开炮口时的速度大小。
【答案】（1）解：设目标与迫击炮之间的距离为d，炮弹离开炮口时的速度大小为，炮筒与水平面之间的仰角为，炮弹的水平速度为
炮弹的竖直速度为
炮弹在空中飞行的时间
炮弹飞行的水平位移
联立可得
同理可得，当炮筒与水平面之间的仰角为时，炮弹飞行的水平位移
联立可得：
解得
（2）解：炮弹的水平速度为
炮弹的竖直速度为
炮弹在空中飞行的时间
联立可得
解得
【知识点】斜抛运动
【解析】【分析】一、核心考点
1、斜抛运动射程公式
水平地面、不计空气阻力时，射程：，必须熟记公式来源：飞行时间 ，水平位移 。
2、三角函数的运用
利用 的性质：，说明θ 与 的射程相同。
本题中 与 一般不互余，否则 ，与题意矛盾。
3、对称关系的建立
“近一段距离”与“远一段距离”相等
这是解题的关键条件，把几何描述转化为代数方程。
二、常见易错点
1、误用“互余角射程相等”结论
很多学生记住“与 射程相同”，就以为本题中 ，但这会导致 ，与“一近一远”矛盾。
正确：题目给的 、 一般不互余。
2、混淆“目标距离”与“射程”
设目标距离为d，实际射程为 或 。
错误列式：，，却把 ， 公式代错。

（1）设目标与迫击炮之间的距离为d，炮弹离开炮口时的速度大小为，炮筒与水平面之间的仰角为，炮弹的水平速度为
炮弹的竖直速度为
炮弹在空中飞行的时间
炮弹飞行的水平位移
联立可得
同理可得，当炮筒与水平面之间的仰角为时，炮弹飞行的水平位移
联立可得：
解得
（2）由以上分析可得
解得
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人教版高一物理下期末检测卷3答题卡
(
条
码
粘
贴
处
（正面朝上
贴在此
虚线框内）
)
试卷类型：B
姓名：______________班级：______________
准考证号
(
缺考标记
考生禁止填涂缺考标记
！只能由监考老师负责用黑色字迹的签字笔填涂。
) (
注意事项
1
、
答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚。
2
、
请将准考证条码粘贴在右侧的[条码粘贴处]的方框内
3
、
选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整
4
、
请按题号顺序在各题的答题区内作答，超出范围的答案无效，在草纸、试卷上作答无效。
5
、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
6
、填涂样例
正确
[
■
]
错误
[
--
][
√
] [
×
]
)
选择题（请用2B铅笔填涂）
1. [A][B][C][D] 2. [A][B][C][D] 3. [A][B][C][D] 4. [A][B][C][D] 5. [A][B][C][D] 6. [A][B][C][D] 7. [A][B][C][D] 8. [A][B][C][D] 9. [A][B][C][D] 10. [A][B][C][D] 11. [A][B][C][D] 12. [A][B][C][D] 13. [A][B][C][D] 14.1. [A][B][C][D] 14.3. [A][B][C][D]
非选择题（请在各试题的答题区内作答）
14．（2）______________________
15．____________________；____________________；____________________；
________________________________________；____________________
16．（1）
（2）
17．（1）
（2）
18． (1)
(2)
19．（1）
（2）
（3）
20．（1）
（2）
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