物理（新高考通用）03-2024年新高二开学摸底考试卷

2024年新高二开学摸底考试卷03（全国通用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．“八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙。雪板与水平雪面成β角，雪面对雪板的总作用力大小为F．方向可认为垂直于雪板所在平面ABCD．则其水平方向上的分力大小为（　　） A．Fsinβ B．Fcosβ C．Ftanβ D． 2．2023年重庆市货运量、港口吞吐量双双实现21亿吨目标。其中，港口吞吐量历史性突破2.2亿吨，同比增长8.2%，物流公司为了提高工作效率会使用各种传送带装置，如图所示为一简化的传送带模型，传送带与水平面之间的夹角为30°，其中A、B两点间的距离为6m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动。现将一质量为m=8kg的小物体〈可视为质点〉轻放在传送带的B点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为，则在传送带将小物体从B点传送到A点的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．工件的动能增加最为16J B．工件的重力势能增加240J C．摩擦产生的热量60J D．电动机多消耗的电能为304J 3．如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为，的长度为，在点正上方且与点等高的位置水平抛出一可看做质点的物体A，抛出的速度为，在物体A抛出的同时，在斜面的顶点处一可看做质点的物体B沿斜面无初速度下滑，重力加速度以下说法正确的是（　　） A．两物体一定能在斜面上相遇 B．两物体可能在斜面上相遇 C．物体A落在斜面上的时间为 D．物体A落在斜面上的时间为 4．汽车行驶中经常会经过一些凹凸不平的路面，其凹凸部分路面可以看作圆弧的一部分，如图所示的A、B、C处，其中B处的曲率半径最大，A处的曲率半径为，C处的曲率半径为，，重力加速度为。若有一辆可视为质点、质量为的小汽车与路面之间各处的动摩擦因数均为，当该车以恒定的速率沿这段凹凸路面行驶经过A、B、C三点时，下列说法正确的是（　　） A．汽车在A处受到的摩擦力大小为 B．汽车经过A处时处于失重状态，经过C处时处于超重状态 C．汽车在A点的行驶速度小于时，汽车将做平抛运动 D．汽车经过C处时所受的向心力最小 5．嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 6．某同学以初速度将质量为m的实心球斜向上抛出，出手点离地高为，球在空中运动的部分轨迹如图所示，运动中球离地的最大高度为。以地面为零势能面，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．球离手后做变加速曲线运动 B．球在最高点机械能为 C．该同学抛球过程对球做的功为 D．球落地前瞬间的机械能为 7．在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（　　） A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b B．图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b C．图丙中离点电荷等距的任意两点a、b D．图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b 8．在静电场中，从原点O由静止释放一带负电的微粒，它沿着x轴正方向运动，依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是（    ） A．x2和x4两点处的电场强度相同 B．由x1运动到的过程中，微粒的加速度先增大后减小 C．由x1运动到的过程中，微粒的动能先增大后减小 D．从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功 9．如图甲，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，O为电鲶身体的中点，且AB为鱼身长的一半，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点电势高于B点电势 B．A点电势低于B点电势 C．将正电荷由A点移动到O点，电场力做负功 D．当电鲶产生400V的电压时，AB间的电压为200V 10．如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B．表演者一直处于超重状态 C．表演者上升5m时获得最大速度 D．表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 11．如图所示，橄榄球爱好者某次训练时，手抓质量的橄榄球从静止开始原地旋转一圈，将橄榄球以的水平速度甩出，橄榄球出手时离地高度。已知橄榄球落地时的速度大小为，重力加速度g取，下列说法正确的是（    ） A．原地旋转一圈的过程中，合外力对橄榄球做功 B．原地旋转一圈的过程中，合外力对橄榄球做功 C．橄榄球被甩出后，空气阻力对橄榄球做功 D．橄榄球被甩出后，空气阻力对橄榄球做功 12．北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为T，地球（可视为质量分布均匀的球体）的半径为R，近地卫星（轨道半径近似等于地球半径）的运行周期为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．地球的质量为 B．地球的平均密度为 C．地球静止轨道卫星的轨道半径为 D．地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．（8分）某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。 (1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 ； (2)认为绳的张力充当向心力，如果 （用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。 (3)该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比 （填“偏大”或“偏小”），主要原因是 。 14．（7分）(1)如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，给电容器充电后与电源断开，保持电荷量不变。若将B板向右移动少许，静电计指针偏角 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)某同学用图乙所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材：电源电压为5V（内阻不计）、电容器C、电阻箱R、毫安表、单刀双掷开关S和导线若干。 ①将开关S拨至位置1，电容器充电完毕后，将开关S拨至位置2，此过程得到的图像如图丙所示，则电容器充电完毕后的电荷量为 C，电容器的电容 F。（计算结果均保留两位有效数字） ②如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱R接入电路的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）在光滑水平地面上停放着一质量的足够长平板小车，质量的小物块静置于小车上，如图甲。时刻，小物块以速度向右滑动，同时对物块施加一水平向左、大小恒定的外力，物块与小车在第内运动的图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。求： （1）物块与小车间的动摩擦因数和恒力的大小； （2）第内物块与小车间的相对位移。 16. （12分）如图所示，竖直固定的四分之一粗糙圆轨道下端B点水平，半径。质量的长薄板静置于倾角的粗糙斜面CD上，其最上端刚好在斜面顶端C点。一质量为的滑块可看成质点从圆轨道A点由静止滑下，运动至B点时对轨道的压力大小为，接着从B点水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端，并在薄板上开始向下运动；当小物体落到薄板最上端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，其运动至斜面底端时与竖直固定的光滑半圆轨道DE底端粘接在一起。已知斜面CD长，薄板长，厚度忽略不计，其与斜面的动摩擦因数，滑块与长薄板间的动摩擦因数为，滑块从斜面底端滑离时的能量损失和运动过程中空气阻力均忽略不计，，，，试求： （1）滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功； （2）滑块与薄板共速前二者之间因摩擦而产生的热量Q； （3）如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径需要满足什么条件？ 17. （14分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。 在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L，间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置，长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为，质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求： （1）求带电粒子到达MN时的速度大小； （2）求带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量； （3）使粒子打在屏的最右侧，求k的取值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新高二开学摸底考试卷03 高二物理·答题卡 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用2B铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用2B铅笔填涂；填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 第Ⅰ卷（请用2B铅笔填涂） 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 第Ⅱ卷（请在各试题的答题区内作答） 13．（8分） （1）______（2分） （2）_______（2分） （3）______（2分）_______（2分） 14．（7分） （1）______________（2分） （2）______________（2分）_______________（2分）_______（1分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 15．（11分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 16．（12分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 17．（14分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 非 答 题 区 非 答 题 区 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 物理 第4页（共6页） 物理 第5页（共6页） 物理 第6页（共6页） 物理 第1页（共6页） 物理 第2页（共6页） 物理 第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年新高二开学摸底考试卷03（全国通用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．“八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙。雪板与水平雪面成β角，雪面对雪板的总作用力大小为F．方向可认为垂直于雪板所在平面ABCD．则其水平方向上的分力大小为（　　） A．Fsinβ B．Fcosβ C．Ftanβ D． 【答案】A 【解析】将F分解在水平方向和竖直方向，则F与竖直方向的夹角为β，则F水平方向上的分力大小为Fsinβ。 故选A。 2．2023年重庆市货运量、港口吞吐量双双实现21亿吨目标。其中，港口吞吐量历史性突破2.2亿吨，同比增长8.2%，物流公司为了提高工作效率会使用各种传送带装置，如图所示为一简化的传送带模型，传送带与水平面之间的夹角为30°，其中A、B两点间的距离为6m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动。现将一质量为m=8kg的小物体〈可视为质点〉轻放在传送带的B点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为，则在传送带将小物体从B点传送到A点的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．工件的动能增加最为16J B．工件的重力势能增加240J C．摩擦产生的热量60J D．电动机多消耗的电能为304J 【答案】C 【解析】A．物体刚放在B点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由于，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 代入数值解得 假设物体能与传送带达到相同速度，则物体加速上滑的位移为 假设成立，则小物体速度与传送带速度相同时，继续匀速运动，所以工件的动能增加量为 故A正确； B．工件增加的重力势能为 故B正确； C．设物块经过时间达到与皮带共速，则 则物块与传送带的相对位移为 则摩擦产生的热量为 故C错误； D．电动机多消耗的电能为 故选C。 3．如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为，的长度为，在点正上方且与点等高的位置水平抛出一可看做质点的物体A，抛出的速度为，在物体A抛出的同时，在斜面的顶点处一可看做质点的物体B沿斜面无初速度下滑，重力加速度以下说法正确的是（　　） A．两物体一定能在斜面上相遇 B．两物体可能在斜面上相遇 C．物体A落在斜面上的时间为 D．物体A落在斜面上的时间为 【答案】C 【解析】CD．设物体A落在斜面上的时间为t，则有 解得 s或s（舍） 故C正确，D错误； AB．物体A落点到底端的距离为 m 物体B运动的位移为 m m<m 故两球不会相遇，故AB错误； 故选C。 4．汽车行驶中经常会经过一些凹凸不平的路面，其凹凸部分路面可以看作圆弧的一部分，如图所示的A、B、C处，其中B处的曲率半径最大，A处的曲率半径为，C处的曲率半径为，，重力加速度为。若有一辆可视为质点、质量为的小汽车与路面之间各处的动摩擦因数均为，当该车以恒定的速率沿这段凹凸路面行驶经过A、B、C三点时，下列说法正确的是（　　） A．汽车在A处受到的摩擦力大小为 B．汽车经过A处时处于失重状态，经过C处时处于超重状态 C．汽车在A点的行驶速度小于时，汽车将做平抛运动 D．汽车经过C处时所受的向心力最小 【答案】B 【解析】A．汽车在A处 得 汽车在A处受到的摩擦力大小 故A错误； B．汽车经过A处时，加速度向下，处于失重状态，经过C处时，加速度向上，处于超重状态，故B正确； C．要使车安全行驶，则不得离开地面，故经过A处时恰不离开地面有 即安全行驶的速度不得超过，汽车在A点的行驶速度大于时，汽车将做平抛运动，故C错误； D．该车以恒定的速率，汽车所受向心力 B处的曲率半径最大，汽车经过B处时所受的向心力最小，故D错误。 故选B。 5．嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】设月球半径为，质量为，对嫦娥六号，根据万有引力提供向心力 月球的体积 月球的平均密度 联立可得 故选D。 6．某同学以初速度将质量为m的实心球斜向上抛出，出手点离地高为，球在空中运动的部分轨迹如图所示，运动中球离地的最大高度为。以地面为零势能面，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．球离手后做变加速曲线运动 B．球在最高点机械能为 C．该同学抛球过程对球做的功为 D．球落地前瞬间的机械能为 【答案】D 【解析】A．由于忽略空气阻力，球离手后只受重力作用，则加速度为重力加速度，因此球做匀变速曲线运动，A错误； B．球离手后做斜向上抛运动，设初速度方向与水平方向夹角为θ，在水平方向则有 在竖直方向则有 球在最高点时，竖直方向的分速度是零，水平方向的分速度不变，因此在最高点机械能为 B错误； C．设该同学抛球过程对球做的功为，由动能定理可得 C错误； D．由题意可知，球从抛出到落地前瞬间，忽略空气阻力，则球只受重力作用，因此机械能守恒，所以球落地前瞬间的机械能为，D正确。 故选D。 7．在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（　　） A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b B．图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b C．图丙中离点电荷等距的任意两点a、b D．图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b 【答案】A 【解析】A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）为匀强电场，则任意两点（除边缘附近外）a、b电场强度相同，故A正确； B．两个等量异号点电荷的连线上，据电场线的对称性可知，与连线中点O不等距的两点a、b电场强度大小不等，方向相同，故B错误； C．离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故C错误； D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故D错误。 故选A。 8．在静电场中，从原点O由静止释放一带负电的微粒，它沿着x轴正方向运动，依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是（    ） A．x2和x4两点处的电场强度相同 B．由x1运动到的过程中，微粒的加速度先增大后减小 C．由x1运动到的过程中，微粒的动能先增大后减小 D．从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功 【答案】C 【解析】A．根据 解得 可知-x图像中图线的斜率表示。由图可知，x2和x4两点处的斜率不同，则它们的电场强度不相同。故A错误； B．根据 可知，由x1运动到的过程中，图线上各点的切线斜率先减小再增大，所以微粒的加速度先减小后增大。故B错误； C．依题意，微粒仅受电场力作用，电场力做功导致动能和电势能的相互转化，二者总量保持不变，由图可知由x1运动到的过程中，微粒的电势能先减小后增大，所以其动能先增大后减小。故C正确； D．由图可知，微粒在x2和处的电势能相等，根据 可知从x1到x2过程中电场力对微粒做的功等于从x1到过程中电场力对微粒做的功。故D错误。 故选C。 9．如图甲，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，O为电鲶身体的中点，且AB为鱼身长的一半，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点电势高于B点电势 B．A点电势低于B点电势 C．将正电荷由A点移动到O点，电场力做负功 D．当电鲶产生400V的电压时，AB间的电压为200V 【答案】BC 【解析】AB．头部集中正电荷，尾部集中负电荷，故B点电势高于A点，故A错误，B正确； C．正电荷由A到O移动时，电场力做负功，故C正确； D．A、B间的平均场强小于A点到鱼尾或B点到鱼头的平均场强，故A、B之间电压小于200 V，故D错误。 故选BC。 10．如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B．表演者一直处于超重状态 C．表演者上升5m时获得最大速度 D．表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 【答案】AC 【解析】A．打开开关瞬间，表演者高度为0，则有 根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．根据图像可知，当风力与表演者的重力相等时有 解得 由于 可知，重力与风力大小相等时的高度为 可知，在高度小于5m时，风力大于重力，加速度方向向上，表演者处于超重状态，在高度大于5m时，风力小于重力，加速度方向向下，表演者处于失重状态，故B错误； C．结合上述可知，表演者先向上做加速度减小得加速运动，表演者上升5m时，加速度为0，速度达到最大值，故C正确； D．结合上述可知，表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，故D错误。 故选AC。 11．如图所示，橄榄球爱好者某次训练时，手抓质量的橄榄球从静止开始原地旋转一圈，将橄榄球以的水平速度甩出，橄榄球出手时离地高度。已知橄榄球落地时的速度大小为，重力加速度g取，下列说法正确的是（    ） A．原地旋转一圈的过程中，合外力对橄榄球做功 B．原地旋转一圈的过程中，合外力对橄榄球做功 C．橄榄球被甩出后，空气阻力对橄榄球做功 D．橄榄球被甩出后，空气阻力对橄榄球做功 【答案】BD 【解析】AB．根据动能定理，原地旋转一圈的过程中，合外力对橄榄球做功 故A错误，B正确； CD．橄榄球被甩出后，根据动能定理 解得橄榄球被甩出后，空气阻力对橄榄球做功为 故C错误，D正确。 故选BD。 12．北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为T，地球（可视为质量分布均匀的球体）的半径为R，近地卫星（轨道半径近似等于地球半径）的运行周期为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．地球的质量为 B．地球的平均密度为 C．地球静止轨道卫星的轨道半径为 D．地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 【答案】BD 【解析】A．对近地卫星有 解得 A错误； B．地球的平均密度 B正确； C．根据开普勒第三定律有 解得 C错误； D．地球赤道上有 地球北极极点上有 解得 D正确。 故选BD。 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．（8分）某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。 (1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 ； (2)认为绳的张力充当向心力，如果 （用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。 (3)该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比 （填“偏大”或“偏小”），主要原因是 。 【答案】(1) (2) (3) 偏小 滑块与水平杆间有摩擦力 【解析】（1）挡光片宽度为d，挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 （2）绳的张力充当向心力，由向心力公式，如果 则向心力的表达式得到验证。 （3）[1]滑块做圆周运动时，滑块受到水平杆的摩擦力，设滑块受水平杆的摩擦力大小是，方向沿水平杆指向圆心，对滑块由牛顿第二定律可得 解得 可知拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比偏小。 [2]偏小的主要原因是由于滑块与水平杆间有摩擦力，因此会产生实验误差。 14．（7分）(1)如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，给电容器充电后与电源断开，保持电荷量不变。若将B板向右移动少许，静电计指针偏角 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)某同学用图乙所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材：电源电压为5V（内阻不计）、电容器C、电阻箱R、毫安表、单刀双掷开关S和导线若干。 ①将开关S拨至位置1，电容器充电完毕后，将开关S拨至位置2，此过程得到的图像如图丙所示，则电容器充电完毕后的电荷量为 C，电容器的电容 F。（计算结果均保留两位有效数字） ②如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱R接入电路的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 【答案】(1)变小 (2) // / 不变 【解析】（1）给电容器充电后与电源断开，即保持电荷量不变。若将B板右移，则极板间距减小，根据 则电容增大；根据 则电势差减少，静电计指针偏角变小。 （2）①[1][2]电容器放电时，根据公式 可知，在图像中，图线与横轴围成的面积表示通过电荷量的多少，由图乙可知图线与横轴围成的面积为30个小格，则电容器开始放电时所带的电荷量为 根据题意及图甲可知，电容器充电结束时，两极板间电压为5V，则电容器的电容为 ②[3]根据 可知，如果不改变电路其他参数，只减小电阻 R ，极板上的电荷量不变，则 图像中，图线与横轴围成面积不变。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）在光滑水平地面上停放着一质量的足够长平板小车，质量的小物块静置于小车上，如图甲。时刻，小物块以速度向右滑动，同时对物块施加一水平向左、大小恒定的外力，物块与小车在第内运动的图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。求： （1）物块与小车间的动摩擦因数和恒力的大小； （2）第内物块与小车间的相对位移。 【答案】（1），；（2） 【解析】（1）由图乙可知，小车的加速度为 根据牛顿第二定律 解得 由图乙可知，物块的加速度为 根据牛顿第二定律 解得 （2）第1s内物块的位移为 小车的位移为 所以，第1s内物块与小车间的相对位移 16. （12分）如图所示，竖直固定的四分之一粗糙圆轨道下端B点水平，半径。质量的长薄板静置于倾角的粗糙斜面CD上，其最上端刚好在斜面顶端C点。一质量为的滑块可看成质点从圆轨道A点由静止滑下，运动至B点时对轨道的压力大小为，接着从B点水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端，并在薄板上开始向下运动；当小物体落到薄板最上端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，其运动至斜面底端时与竖直固定的光滑半圆轨道DE底端粘接在一起。已知斜面CD长，薄板长，厚度忽略不计，其与斜面的动摩擦因数，滑块与长薄板间的动摩擦因数为，滑块从斜面底端滑离时的能量损失和运动过程中空气阻力均忽略不计，，，，试求： （1）滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功； （2）滑块与薄板共速前二者之间因摩擦而产生的热量Q； （3）如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径需要满足什么条件？ 【答案】（1）3J；（2）15J；（3）或 【解析】滑块从A运动到B，根据动能定理 在B点，根据牛顿第三定律可知，轨道对滑块的支持力大小为 方向向上 牛顿第二定律 解得 滑块到达C点时速度为，由题意 设滑块的加速度为，根据牛顿第二定律 解得 设薄板的加速度为，根据牛顿第二定律 解得 设经时间t滑块和薄板共速 解得 滑块位移 薄板位移 相对位移 滑块刚好到达薄板最下端，由于，之后两者一起以a沿斜面向下加速下滑， 设滑块和薄板一起以a沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律 解得 设整体到达D的速度为，根据动学公式 解得 ①滑块刚好能达到半圆轨道的最高点 滑块从最低点到最高点，机械能守恒 解得 所以要使滑块不脱离竖直半圆轨道，半圆半径满足 ②滑块刚好能达到半圆轨道的左边与圆心等高处，根据机械能守恒定律 解得 所以要使滑块不脱离竖直半圆轨道，半圆半径满足 综上可得要使滑块不脱离竖直半圆轨道，半圆半径满足 或 17. （14分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。 在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L，间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置，长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为，质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求： （1）求带电粒子到达MN时的速度大小； （2）求带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量； （3）使粒子打在屏的最右侧，求k的取值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）电子从A运动到MN的过程中，根据动能定理得 解得 （2）粒子在平行板的运动时间 竖直方向的加速度为          带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量 （3）当粒子达到屏的最右侧，由几何关系有 则 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$