精品解析：天津市河北区2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试题

河北区2023-2024学年度第二学期期末高一年级质量检测 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷6至8页。请考生务必将答案填写在答题卡相应位置处。 第Ⅰ卷（共52分） 一、单项选择题（本题共12个小题，每小题3分，共36分） 1. 关于电荷，下列说法正确的是（ ） A. 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B. 元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C. 电荷量很小的电荷就是元电荷 D. 物体所带的电荷量可以是任意的 2. 关于功，下列说法正确的是（　　） A. 因为力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量 B. 如果物体受到两个力作用而运动，已知力做功5J，力做功，则这些力对物体做的总功是 C. 因为摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，所以摩擦力如果做功只能做负功 D. 因为作用力和反作用力总是等大反向，所以一对作用力和反作用力做功时总是一正一负 3. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，物体运动越快，功率越大 B. 由可知，某一时刻，力大、速率也大，而功率不一定大 C. 由可知，力做功越多，功率就越大 D. 由可知，功率越大，力做功越多 4. 关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 B. 若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0 C. 公式适用于任何电场，公式适用于点电荷电场 D. 由公式可知，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 5. 杂技是一门古老的表演艺术。如图所示，在杂技表演中，演员甲沿竖直杆匀减速向上爬，同时演员乙顶着杆匀速水平向右移动。若用a表示演员甲的加速度、v表示演员甲的速度，x表示演员甲在水平方向的位移，y表示演员甲在竖直方向的位移。则在该过程中演员甲的加速度a、速度v随时间t的变化规律及运动轨迹可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 6. 波轮洗衣机中的脱水筒如图所示，在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某次在运行脱水程序时，有一硬币被甩到桶壁上随桶壁一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 硬币受重力、弹力、摩擦力和向心力4个力的作用 B. 硬币随脱水桶做圆周运动所需的向心力由硬币受到的摩擦力提供 C. 洗衣机的脱水桶转动得越快，硬币与桶壁间的弹力就越大 D. 脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用 7. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电场线的方向是由A指向B B. 该电场一定是负点电荷形成的电场 C. A点的电场强度比B点的电场强度小 D. 电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力 8. 在“探究平抛运动竖直分运动的特点”的实验中，完全相同的小球A、B如图所示放置，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两球运动轨迹不同，重力做功不同 B. 两球落地时重力的瞬时功率相等 C. 球B先落地 D. 两球落地时动能相等 9. 2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A. 做圆周运动的周期比地球自转周期小 B. 质量比静止在地面上时小 C. 所受合力比静止在地面上时小 D. 所受地球引力比静止在地面上时大 10. 我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的一半，下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 B. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 C. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 D. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 11. 2024年4月24日是第九个“中国航天日”，中国航天探索浩瀚宇宙的脚步行稳致远。如图为某试验航天器的发射过程简化示意图，航天器先进入圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，之后，从圆轨道Ⅰ的P点第一次变轨进入椭圆轨道，在椭圆轨道Ⅱ的远地点Q再次变轨进入圆轨道Ⅲ。不计航天器质量的变化，下列说法正确的是（　　） A. 航天器第一次变轨需瞬间加速，第二次变轨需瞬间减速 B. 航天器在轨道Ⅰ上运行时在P点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时在P点的加速度 C. 航天器在轨道Ⅰ运行时的线速度大于在轨道Ⅲ运行时的线速度 D. 航天器在椭圆轨道Ⅱ上运行时，由P点运动到Q点的过程中机械能增加 12. 新能源汽车是低碳发展观念下的新型动力汽车，能够不依赖于传统能源。如图所示，某款新能源汽车质量为m，初速度为，以恒定功率P在平直公路上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设该车行驶过程所受到的阻力F保持不变。则该车在时间t内（ ） A. 牵引力的功率 B. 初始时刻牵引力大小为 C. 为使速度增加，牵引力逐渐增大 D. 牵引力做功 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。全对得4分，选对但不全得2分，选错或不答得0分） 13. 细绳的一段固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时，下列说法正确的是（　　） A. 小球的线速度突然变大 B. 小球的角速度突然变大 C. 细线上的拉力突然变大 D. 小球的向心加速度突然变小 14. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，小球A在斜面底端正上方以速度向右水平抛出，同时，小球B在斜面顶端以速度向左水平抛出，两球抛出点在同一水平线上，结果两球恰好落在斜面上的同一点，且A球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直，不计小球的大小，下列说法正确的是（ ） A. 两球抛出的速度大小之比 B. 两球抛出的速度大小之比 C. 若仅增大，则两球将在落到斜面之前相撞 D. A、B在下落的过程中机械能逐渐增大 15. 假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和，两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（）与运行公转周期的平方（）的关系如图所示。为卫星环绕各自行星表面运行的周期，则（　　） A. 行星A的质量大于行星B的质量 B. 行星A的密度等于行星B的密度 C. 行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度 D. 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度 16. 蹦极是一项户外运动，一位蹦极爱好者身系弹性蹦极绳从蹦极台O点自由下落，在A点蹦极绳刚好伸直，继续下落能到达的最低位置为B。忽略空气阻力，人可视为质点，蹦极绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关 B. 到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力与所受重力二力平衡 C. 落至A点时人的动能最大，之后由于弹力做负功，人的动能减小 D. 从A到B的过程中蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大 第Ⅱ卷（共48分） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 17. “探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示，挡板A和挡板B固定在左侧长槽上，距转轴的距离分别为L和2L，挡板C固定在右侧短槽上，距转轴的距离为L。 （1）在研究向心力大小F与半径r、角速度、质量m的关系时，主要采用的实验方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小F与半径r的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与挡板______（选填“A”或“B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮。匀速转动手柄，会发现此时左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的______倍。 18. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、重锤、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有______（选填器材前的字母）。 A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺 （2）利用自由落体运动研究自由下落重锤的机械能，先接通电源再释放纸带，在打好点的纸带中挑选点迹清晰且第1、2两计时点间距离约为______mm的纸带。 （3）如图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，重锤质量用m表示。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______。 （4）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于此误差，下列说法中正确的是（　　） A. 该误差属于偶然误差 B. 该误差属于系统误差 C. 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D. 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 四、计算题（本题共3小题，共34分。解答过程中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 19. 质量为的货物静止在粗糙水平地面上，货物与地面间的动摩擦因数为。某时刻给木块施加一水平方向的恒定推力，木块前进后撤去该力，。请用动能定理计算 （1）货物能达到的最大速度； （2）货物运动总位移的大小L。 20. 由绝缘材料制成的半径为R的半球形球壳内壁光滑，固定在场强方向水平向左的匀强电场中。一质量为m、带电量为q的带电小球静止在球壳内壁，小球与球壳的球心O的连线OA与竖直方向OB的夹角为60°，如图所示。重力加速度为g，不计空气阻力，求 （1）小球的电性； （2）电场强度的大小E； （3）撤去电场后，晃动球壳，可以使小球在短时间内沿光滑球壳内壁在某一水平面内绕OB轴做匀速圆周运动。若某次小球在水平面内绕OB轴做的匀速圆周运动恰好过A点，则此匀速圆周运动的角速度多大？ 21. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面h高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，重力加速度，不计空气阻力。 （1）求h的大小； （2）求物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力F； （3）如果传送带以速度逆时针转动，那么物块最后停止的位置到A点的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北区2023-2024学年度第二学期期末高一年级质量检测 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷6至8页。请考生务必将答案填写在答题卡相应位置处。 第Ⅰ卷（共52分） 一、单项选择题（本题共12个小题，每小题3分，共36分） 1. 关于电荷，下列说法正确的是（ ） A. 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B. 元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C. 电荷量很小的电荷就是元电荷 D. 物体所带的电荷量可以是任意的 【答案】A 【解析】 【详解】A．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，故A正确； B．元电荷e的数值，最早是科学家密立根测得的，故B错误； C．元电荷是最小的电荷量，即为e，元电荷不是带电体，电荷量很小的电荷不一定就是元电荷，故C错误； D．物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，并不是任意的，故D错误。 故选A。 2. 关于功，下列说法正确的是（　　） A. 因为力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量 B. 如果物体受到两个力作用而运动，已知力做功5J，力做功，则这些力对物体做的总功是 C. 因为摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，所以摩擦力如果做功只能做负功 D. 因为作用力和反作用力总是等大反向，所以一对作用力和反作用力做功时总是一正一负 【答案】B 【解析】 【详解】A．力是矢量，位移是矢量，而功有大小，没有方向，功是标量，故A错误； B．功是标量，力对物体做的总功等于各个力做功的代数和，即已知力做功5J，力做功，则这些力对物体做的总功是 故B正确； C．摩擦力做功可能为正值、可能为负值、可能不做功，例如物块在水平地面做减速运动过程中，摩擦力对物块做负功，摩擦力对地面没有做功，将物块轻放在水平向右运动的传送带上时，摩擦力开始阶段对物块做正功，故C错误； D．一对作用力和反作用力做功时，有可能均为正值，例如将两条形磁体同名磁极相对后释放，两磁体在磁力作用下，同时向相反方向运动，相互作用的一对磁力均做正功，故D错误。 故选B。 3. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，物体运动越快，功率越大 B. 由可知，某一时刻，力大、速率也大，而功率不一定大 C. 由可知，力做功越多，功率就越大 D. 由可知，功率越大，力做功越多 【答案】B 【解析】 【详解】A．功率由物体运动的速度、力，以及力与速度方向夹角的余弦共同决定，可知，物体运动越快，即速度越大，功率不一定越大，故A错误； B．由可知，某一时刻，力大、速率也大，若夹角的余弦很小，功率也可能很小，即功率不一定大，故B正确； C．由可知，力做功越多，功率不一定就越大，还与时间有关，故C错误； D．由可知，功率越大，力做功不一定越多，还与时间有关，故D错误。 故选B。 4. 关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 B. 若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0 C. 公式适用于任何电场，公式适用于点电荷电场 D. 由公式可知，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀强电场中电场强度处处相同，由于 可知，电荷受力还与电荷量大小有关，即任何电荷在其中受力不一定相同，故A错误； B．空间某点的电场强度大小与试探电荷无关，可知，若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度不一定为0，故B错误； C．公式是比值定义式，适用于任何电场，公式是点电荷电场强度的决定式，适用于点电荷电场，故C正确； D．公式是比值定义式，电场强度与试探电荷无关，若q减半，则该处的电场强度不变，故D错误。 故选C。 5. 杂技是一门古老的表演艺术。如图所示，在杂技表演中，演员甲沿竖直杆匀减速向上爬，同时演员乙顶着杆匀速水平向右移动。若用a表示演员甲的加速度、v表示演员甲的速度，x表示演员甲在水平方向的位移，y表示演员甲在竖直方向的位移。则在该过程中演员甲的加速度a、速度v随时间t的变化规律及运动轨迹可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．由题意知，演员乙水平向右做匀速直线运动，加速度为零；演员甲沿杆向上做匀减速直线运动，加速度向下，演员甲的实际加速度竖直向下，保持不变；初速度与加速度不在一条直线上，所以演员甲的运动轨迹可能为向下弯曲的曲线，故AC错误，D正确； B．设演员乙的速度为，演员甲的初速度为，加速度大小为，则演员甲的实际速度为 可知，和不成线性关系，故B错误。 故选D。 6. 波轮洗衣机中的脱水筒如图所示，在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某次在运行脱水程序时，有一硬币被甩到桶壁上随桶壁一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 硬币受重力、弹力、摩擦力和向心力4个力的作用 B. 硬币随脱水桶做圆周运动所需的向心力由硬币受到的摩擦力提供 C. 洗衣机的脱水桶转动得越快，硬币与桶壁间的弹力就越大 D. 脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．向心力是一种效果力，实际上不存在，有其他力提供，可知，硬币受重力、弹力与摩擦力3个力的作用，故A错误； B．硬币随桶壁一起做匀速圆周运动，重力竖直向下，静摩擦力竖直向上，可知，硬币随脱水桶做圆周运动所需的向心力由硬币受到的弹力提供，故B错误； C．结合上述有 可知，洗衣机的脱水桶转动得越快，硬币与桶壁间的弹力就越大，故C正确； D．离心力也是一种效果力，实际上不存在，脱水时，由于衣物对水滴的作用力不足以提供水滴圆周运动的向心力，导致水滴做离心运动被甩出去，故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电场线的方向是由A指向B B. 该电场一定是负点电荷形成的电场 C. A点的电场强度比B点的电场强度小 D. 电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，负电荷所受电场力的方向由，则该电场线的方向是由B指向A，故A错误； BCD．由图乙可知，负电荷的加速度越来越小，则负电荷所受电场力越来越小，则A点的电场强度比B点的电场强度大，电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，但只有一条电场线，该电场由何种电荷形成无法判断，故BC错误，D正确。 故选D。 8. 在“探究平抛运动竖直分运动的特点”的实验中，完全相同的小球A、B如图所示放置，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两球运动轨迹不同，重力做功不同 B. 两球落地时重力的瞬时功率相等 C. 球B先落地 D. 两球落地时动能相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据功的定义式可知，重力做功均为 可知，重力做功相同，故A错误； B．B做自由落体运动，A做平抛运动，下落高度相等，竖直方向的速度相等，两球落地时重力的瞬时功率均为 根据 解得 即两球落地时重力的瞬时功率相等，故B正确； C．根据 解得 可知，两球同时落地，故C错误； D．B做自由落体运动，A做平抛运动，下落高度相等，竖直方向的速度相等，落地时，A还存在水平分速度，可知，A落地的速度大于B落地速度，即落地时，A的动能大于B的动能，故D错误。 故选B。 9. 2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A. 做圆周运动的周期比地球自转周期小 B. 质量比静止在地面上时小 C. 所受合力比静止在地面上时小 D. 所受地球引力比静止在地面上时大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 可知，做圆周运动的周期比地球静止卫星的周期小，即做圆周运动的周期比地球自转周期小，故A正确； B．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，故B错误； CD．设空间站离地面的高度为，这批物资在地面上静止，跟地球一起自转，合力很小近似为零，在空间站所受合力为万有引力即 在地面受地球引力为 则有 故CD错误。 故选A。 10. 我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的一半，下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 B. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 C. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 D. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据在天体表面物体受到的万有引力近似等于重力，则有 解得天体表面的重力加速度大小为 可得 可知，火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故A错误。 B．根据万有引力提供向心力，则有 解得第一宇宙速度为 可得 所以，火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误； CD．第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当探测器的发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故C正确，D错误。 故选C。 【点睛】 11. 2024年4月24日是第九个“中国航天日”，中国航天探索浩瀚宇宙的脚步行稳致远。如图为某试验航天器的发射过程简化示意图，航天器先进入圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，之后，从圆轨道Ⅰ的P点第一次变轨进入椭圆轨道，在椭圆轨道Ⅱ的远地点Q再次变轨进入圆轨道Ⅲ。不计航天器质量的变化，下列说法正确的是（　　） A. 航天器第一次变轨需瞬间加速，第二次变轨需瞬间减速 B. 航天器在轨道Ⅰ上运行时在P点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时在P点的加速度 C. 航天器在轨道Ⅰ运行时的线速度大于在轨道Ⅲ运行时的线速度 D. 航天器在椭圆轨道Ⅱ上运行时，由P点运动到Q点的过程中机械能增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，航天器第一次变轨和第二次变轨均为低轨到高轨，则均需加速做离心运动，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 解得 可知，航天器在轨道Ⅰ上运行时在P点的加速度等于在轨道Ⅱ上运行时在P点的加速度，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 可知，航天器在轨道Ⅰ运行时的线速度大于在轨道Ⅲ运行时的线速度，故C正确； D．航天器在椭圆轨道Ⅱ上运行时，由P点运动到Q点的过程中只有引力做功，机械能守恒，故D错误。 故选C。 12. 新能源汽车是低碳发展观念下的新型动力汽车，能够不依赖于传统能源。如图所示，某款新能源汽车质量为m，初速度为，以恒定功率P在平直公路上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设该车行驶过程所受到的阻力F保持不变。则该车在时间t内（ ） A. 牵引力的功率 B. 初始时刻牵引力大小为 C. 为使速度增加，牵引力逐渐增大 D. 牵引力做功 【答案】A 【解析】 【详解】A．汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则牵引力的功率 选项A正确； B．汽车以恒定的功率运动，则汽车做加速度减小的变加速运动，加速度 则初始时刻牵引力大小为 选项B错误； C．保持功率不变，则速度增加时，牵引力逐渐减小，选项C错误； D．根据动能定理 则牵引力做功 选项D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。全对得4分，选对但不全得2分，选错或不答得0分） 13. 细绳的一段固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时，下列说法正确的是（　　） A. 小球的线速度突然变大 B. 小球的角速度突然变大 C. 细线上的拉力突然变大 D. 小球的向心加速度突然变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球从一定高度摆下，重力势能转化为动能，当细绳与钉子相碰瞬间，小球的线速度不变，故A错误； B．根据线速度与角速度的关系有 细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则角速度增大，故B正确； C．根据 解得 结合上述，细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则细线上的拉力突然变大，故C正确； D．根据 结合上述，细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则小球的向心加速度突然变大，故D错误。 故选BC。 14. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，小球A在斜面底端正上方以速度向右水平抛出，同时，小球B在斜面顶端以速度向左水平抛出，两球抛出点在同一水平线上，结果两球恰好落在斜面上的同一点，且A球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直，不计小球的大小，下列说法正确的是（ ） A. 两球抛出的速度大小之比 B. 两球抛出的速度大小之比 C. 若仅增大，则两球将在落到斜面之前相撞 D. A、B在下落的过程中机械能逐渐增大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．令两点到小球B抛出点间距为，则有 ， 由于两小球下降高度相等，即两球恰好同时落在斜面上的同一点，A球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直，则有 解得 故A正确，B错误； C．由于两小球抛出点在同一水平线上，同时抛出后，两小球始终位于同一水平线上，若仅增大，小球A的运动轨迹不变，小球B的运动轨迹在增大前运动轨迹的上侧，两轨迹相交点即为再次相撞位置，可知，两球将在落到斜面之前相撞，故C正确； D．A、B在下落的过程中，只有重力做功，机械能不变，故D错误。 故选AC。 15. 假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和，两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（）与运行公转周期的平方（）的关系如图所示。为卫星环绕各自行星表面运行的周期，则（　　） A. 行星A的质量大于行星B的质量 B. 行星A的密度等于行星B的密度 C. 行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度 D. 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 解得 可知，图像的斜率表示，行星B图像的斜率大一些，则行星A的质量小于行星B的质量，故A错误； B．为卫星环绕各自行星表面运行的周期，结合上述有 则行星的密度 解得 即行星A的密度等于行星B的密度，故B正确； C．第一宇宙速度等于卫星环绕各自行星表面运行的线速度，则有 由于 则有 即行星A的第一宇宙速度小于行星B的第一宇宙速度，故C错误； D．根据 解得 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，由于行星A的质量小于行星B的质量，则行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度，故D正确。 故选BD。 16. 蹦极是一项户外运动，一位蹦极爱好者身系弹性蹦极绳从蹦极台O点自由下落，在A点蹦极绳刚好伸直，继续下落能到达的最低位置为B。忽略空气阻力，人可视为质点，蹦极绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关 B. 到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力与所受重力二力平衡 C. 落至A点时人的动能最大，之后由于弹力做负功，人的动能减小 D. 从A到B的过程中蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．重力势能的数值与重力势能零点的选取有关，而重力势能的改变量与物体的始末位置有关，与重力势能零点的选取无关，故A正确； B．蹦极者到达A点之前做自由落体运动，随后绳绷紧，开始绳形变量较小，绳的弹力小于重力，蹦极者向下做加速度减小的加速运动，当绳的弹力与重力平衡时，速度达到最大，之后，绳的弹力大于重力，蹦极者向下做加速度增大的减速直线运动，直至速度减为0，恰好到达B点，可知，到达B点时，蹦极者所受蹦极绳的拉力大于所受重力，故B错误； C．结合上述可知，当绳的弹力与重力平衡时，速度达到最大，动能达到增大，此位置在A点与B点之间的某一位置，故C错误； D．从A到B的过程中，只有动能、重力势能与弹性势能之间的转化，重力势能一直减小，可知，蹦极绳的弹性势能和蹦极者的动能之和一直增大，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（共48分） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 17. “探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示，挡板A和挡板B固定在左侧长槽上，距转轴的距离分别为L和2L，挡板C固定在右侧短槽上，距转轴的距离为L。 （1）在研究向心力大小F与半径r、角速度、质量m的关系时，主要采用的实验方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小F与半径r的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与挡板______（选填“A”或“B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮。匀速转动手柄，会发现此时左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的______倍。 【答案】（1）D （2） ①. 相同 ②. B ③. 相同 ④. 2 【解析】 【小问1详解】 研究向心力大小F与半径r、角速度、质量m的关系时，每次研究其中两个物理量的关系时，需要确保其它物理量不变，可知，实验采用了控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 [1]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要保持小球质量相同； [2]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要改变小球圆周运动的半径，即两小球分别放在挡板C与挡板B处； [3]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要保持小球做圆周运动的角速度相同，即应该同时选择半径相同的两个塔轮； [4]由于保持小球质量与角速度一定，两小球分别放在挡板C与挡板B处，即左侧小球圆周运动的半径是右侧小球圆周运动半径的两倍，根据 即左侧小球圆周运动所需向心力是右侧小球圆周运动所需向心力的两倍，可知，此时左边标尺上露出的红白相间的等分格数为右边的2倍。 18. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、重锤、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有______（选填器材前的字母）。 A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺 （2）利用自由落体运动研究自由下落重锤的机械能，先接通电源再释放纸带，在打好点的纸带中挑选点迹清晰且第1、2两计时点间距离约为______mm的纸带。 （3）如图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，重锤质量用m表示。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______。 （4）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于此误差，下列说法中正确的是（　　） A. 该误差属于偶然误差 B. 该误差属于系统误差 C. 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D. 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 【答案】（1）C （2）2 （3） ①. ②. （4）BD 【解析】 【小问1详解】 A．实验中需要验证的方程为减小得重力势能等于增大的动能，方程两侧可以将质量消去，可知，不需要用天平测质量，故A错误； B．打点计时器是一种计时仪器，不需要秒表，故B错误； C．为了计算速度，需要利用刻度尺测量点迹之间的间距，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 纸带点迹之间的时间间隔为002s，若先接通电源再释放纸带，则打第一点的速度为0，则第1、2点之间的间距约为 【小问3详解】 [1]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 [2]打B点的速度 则动能的增加量 解得 【小问4详解】 AB．由于重锤下落过程要克服阻力做功，导致实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这种误差是系统误差，不是偶然误差，故A错误，B正确； C．多次测量取平均值的方法只能够减小偶然误差，不能够减小系统误差，故C错误； D．结合上述可知，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故D正确。 故选BD。 四、计算题（本题共3小题，共34分。解答过程中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 19. 质量为的货物静止在粗糙水平地面上，货物与地面间的动摩擦因数为。某时刻给木块施加一水平方向的恒定推力，木块前进后撤去该力，。请用动能定理计算 （1）货物能达到的最大速度； （2）货物运动总位移的大小L。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，撤去推力之后木块做减速运动，则撤去推力时木块的速度最大，由动能定理有 代入数据解得 （2）根据题意，对全过程由动能定理有 解得 20. 由绝缘材料制成的半径为R的半球形球壳内壁光滑，固定在场强方向水平向左的匀强电场中。一质量为m、带电量为q的带电小球静止在球壳内壁，小球与球壳的球心O的连线OA与竖直方向OB的夹角为60°，如图所示。重力加速度为g，不计空气阻力，求 （1）小球的电性； （2）电场强度的大小E； （3）撤去电场后，晃动球壳，可以使小球在短时间内沿光滑球壳内壁在某一水平面内绕OB轴做匀速圆周运动。若某次小球在水平面内绕OB轴做的匀速圆周运动恰好过A点，则此匀速圆周运动的角速度多大？ 【答案】（1）负电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球受力平衡，根据平衡条件，小球受到的电场力水平向右，与电场方向相反，所以小球带负电； （2）根据平衡条件 又 解得 （3）小球做圆周运动的半径为 小球受到竖直向下的重力和指向圆心的支持力的合力提供向心力 解得 21. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面h高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，重力加速度，不计空气阻力。 （1）求h的大小； （2）求物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力F； （3）如果传送带以速度逆时针转动，那么物块最后停止的位置到A点的距离x。 【答案】（1）1m；（2）50N；（3）0.75m 【解析】 【详解】（1）从开始下落到最后停在C点由动能定理 解得 （2）从开始下落到到达A点由机械能守恒 在A点 解得 根据牛顿第三定律可知物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力 （3）物块刚滑上传送带时的速度为 解得 v1=4m/s 因传送带逆时针转动的速度为3m/s，则物块从左端滑上传送带后仍能滑到最右端，然后向左加速到3m/s，则离开传送带时的速度为v2=3m/s，最终停止时由动能定理 解得 x1=2.25m 即滑块向左滑过BA后滑上圆弧轨道，然后返回再次滑上传送带，此时 解得 v3=1m/s 然后沿传送带做减速运动速度减为零后反向向左加速，离开传送带的速度为v3=1m/s，则滑上BA时 解得 物块最后停止的位置到A点的距离 x=1m-0.25m=0.75m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $