精品解析：山东省临沂市2023-2024学年高一下学期教学质量检测物理试卷

临沂市高一下学期教学质量检测 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答：不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 一质点同时受到两个互成锐角的恒力和的作用，由静止开始运动。在运动一段时间后的某个时刻，的方向保持不变，仅大小瞬间增大了△F，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） A. 的大小增大后，质点运动的速率可能会减小 B. 发生改变前后相比，相同时间内质点的动量变化量相同 C. 发生改变后，相同时间内质点的动能变化量相同 D. 的大小增大后，质点做曲线运动，合外力的功率逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于两力的夹角为锐角，质点由静止开始运动，仅将增大，合力的方法依然与质点运动方向的夹角为锐角，质点做加速运动，只不过速度方向与合外力的方向不在同一直线上，其速率依然增大，A错误； B．根据动量定理 可知，增大后，合外力的大小和方向与之前都改变，其动量的变化量也随之改变，B错误； C．根据动能定理可知 合外力的大小依然恒定，但由于质点做曲线运动，相等时间内位移并不相等，因此动能的变化量并不相同，C错误； D．根据上述分析可知，质点做加速度恒定的加速曲线运动，速度逐渐增大，故其功率逐渐增大，D正确。 故选D。 2. 质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，若两绳均伸直，绳b水平且长为l，绳a与水平方向成θ角。当轻杆绕竖直轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 当角速度，a绳的张力为零 B. a绳的张力随角速度ω的增大而增大 C. 当角速度，b绳中才出现张力 D. 若b绳突然被剪断，则a绳的张力一定发生变化 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据平衡条件得 解得 a绳的张力不等于零，随角速度ω的增大a绳的张力不变，故AB错误； C．绳b刚好伸直时，根据牛顿第二定律得 解得 故C正确； D．当时，b绳突然被剪断，则a绳的张力不发生变化，故D错误。 故选C。 3. 如图，真空中有两个电荷量均为的点电荷，分别固定在正三角形的顶点B、C．M为三角形的中心，沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为．已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0，静电力常量的k．顶点A处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B点C点的电荷在M的场强的合场强为 因M点的合场强为零，因此带电细杆在M点的场强，由对称性可知带电细杆在A点的场强为，方向竖直向上，因此A点合场强为 故选D。 4. 在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设水从出水口射出的初速度为，取时间内的水为研究对象，该部分水的质量为 根据平抛运动规律 解得 根据功能关系得 联立解得水泵的输出功率为 故选B。 【点睛】 5. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为，根据胡克定律有 插销与卷轴同轴转动，角速度相同，对插销有弹力提供向心力 对卷轴有 联立解得 故选A。 6. 如图，某同学在水平地面上先后两次从点抛出沙包，分别落在正前方地面和处。沙包的两次运动轨迹处于同一竖直平面，且交于点，点正下方地面处设为点。已知两次运动轨迹的最高点离地高度均为，，，，沙包质量为，忽略空气阻力，重力加速度大小取，则沙包（　　） A. 第一次运动过程中上升与下降时间之比 B. 第一次经点时的机械能比第二次的小 C. 第一次和第二次落地前瞬间的动能之比为 D. 第一次抛出时速度方向与落地前瞬间速度方向的夹角比第二次的大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．沙包从抛出到最高点的运动可视为平抛运动的“逆运动”，则可得第一次抛出上升的高度为 上升时间为 最高点距水平地面高为，故下降的时间为 故一次抛出上升时间，下降时间比值为，故A错误； BC．两条轨迹最高点等高、沙包抛出的位置相同，故可知两次从抛出到落地的时间相等为 故可得第一次，第二次抛出时水平方向的分速度分别为 由于两条轨迹最高点等高，故抛出时竖直方向的分速度也相等，为 由于沙包在空中运动过程中只受重力，机械能守恒，故第一次过P点比第二次机械能少 从抛出到落地瞬间根据动能定理可得 则故落地瞬间，第一次，第二次动能之比为，故B正确，C错误； D．根据前面分析可知两次抛出时竖直方向分速度相同，两次落地时物体在竖直方向的分速度也相同，由于第一次的水平分速度较小，物体在水平方向速度不变，如图所示，故可知第一次抛出时速度与水平方向的夹角较大，第一次落地时速度与水平方向的夹角也较大，故可知第一次抛出时速度方向与落地瞬间速度方向夹角比第二次大，故D正确。 故选BD。 7. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律 同理，对地球的静止卫星根据开普勒第三定律 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以 联立可得 故选D。 8. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当甲所坐木板刚要离开原位置时，对甲及其所坐木板整体有 解得弹性绳的伸长量 则此时弹性绳的弹性势能为 从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程，乙所坐木板的位移为 则由功能关系可知该过程F所做的功 故选B。 二、多项选择题：本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A. 充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流减小 B. 充电过程中，电容器上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点 C. 放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D. 放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 【答案】AC 【解析】 【详解】A．充电过程中，随着电容器带电量增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故A正确； B．根据电路图可知，充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由N点流向M点，故B错误； C．放电过程中，随着电容器带电量的减小，电容器两极板间电势差减小，放电电流在减小，故C正确； D．根据电路图可知，放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点，故D错误。 故选AC。 10. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（ ） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车从a到b的加速度大小为 C. 汽车能够获得的最大速度为25m/s D. 汽车从b到c过程中运动的位移为350m 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．根据 可得 因给定图像bc是过原点的直线，可知在bc段汽车以恒定的功率启动，此时汽车的功率为 由图像可知汽车能达到的最大速度 则阻力 选项AC正确； B．汽车从a到b汽车的牵引力为F=104N，则加速度大小为 选项B错误； D．从b到c由动能定理 解得 s=368.75m 选项D错误。 故选AC。 11. 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为，质量之比为，下列说法中正确的是（　　） A. 、做圆周运动的线速度之比为 B. 、做圆周运动的角速度之比为 C. 做圆周运动的半径为 D. 做圆周运动的半径为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度的大小相等，根据 得 根据 可知，、做圆周运动的线速度之比为，故A正确B错误； CD．由于 r1+r2=L 得 故C错误D正确。 故选AD。 12. 如图甲所示，倾角θ=37o的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为Q=×10-4C的正点电荷A，将一带正电的绝缘小球B（可视为点电荷）从斜杆的底端（与A未接触）由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图乙所示，其中图线a为重力势能随位移变化的图像，图线b为动能随位移变化的图像，取杆上离底端3m处为电势零点，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，则（　　） A. 小球B的质量为2kg B. 小球B的电荷量为2×10-4C C. 当小球B运动到s=1m处时具有的电势能为13J D. 斜杆底端至小球B速度最大处由电荷A形成的电场的电势差为2.35×105V 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据重力势能随位移的变化关系有 根据图像可知当小球上升3m时，重力势能为60J，则小球的质量为 故A错误； B．由图线2可知，当位移为s=1m时，小球的动能达到最大值，电场力与重力沿杆的分力相等，则有 解得 故B正确； C．从到最高点的过程中，根据能量守恒可知减少的电势能和减少的动能全部转化为重力势能，则有 代入数据解得当小球运动到处时具有的电势能为 故C正确； D．斜杆底端至小球速度最大处，由能量守恒可知 代入数据解得 故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本题共2小题，共12分。 13. 两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，击打金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在___________方向上是自由落体运动。 （2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道M、N，N的末端与光滑的水平板相切，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是（　　） A. P球落地时刚好在Q球左侧 B. P球落地时刚好和Q球相遇 C. P球落地时刚好在Q球右侧 【答案】（1）竖直 （2）B 【解析】 【小问1详解】 在同一高度、同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。 【小问2详解】 两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出，小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，由于平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动，故实验可观察到的现象应是P球落地时刚好和Q球相遇。 故选B。 14. 如图所示，如图为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量_______，动能增加量_______。 （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （3）该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。（填写正确答案的选项符号） A. 略小于g B. 等于g C. 略小于 D. 等于 【答案】（1） ①. ②. （2）C （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]重力势能变化量可以由重力做功的多少来表示，则 [2]先计算B点瞬时速度 代入动能表达式可得 【小问2详解】 在实验过程中，存在空气阻力和各种摩擦阻力，会导致重力势能减少量略大于动能增加量。 故选C。 【小问3详解】 根据动能定理可知 可得 由此可知，在图像中，斜率为，因此小于2g。 故选C。 四、计算题：本题共4小题，共46分。 15. 如图装置为直线加速器原理，多个横截面积相同金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央有一个电子由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子运动到圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。已知电子质量为、电荷量为e、电压绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，求： （1）电子刚出第8个圆筒瞬间速度大小； （2）第8个圆筒长度； （3）若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，两圆筒间隙的电场为匀强电场，且圆筒间距为d，不考虑相对论效应，则在保持圆筒长度、交变电压的变化规律保持和（1）（2）完全相同的情况下，经过多少个圆筒可以让电子达到最大速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由动能定理得 电子出第8个圆筒瞬间速度为 （2）电子在圆筒中做匀速直线运动，第8个圆筒长度为 （3）由于保持圆筒长度、交变电压的变化规律和（2）中相同，若考虑电子在间隙中的加速时间，则粒子进入每级圆筒的时间都要比（2）中对应的时间延后一些，如果延后累计时间等于，则电子再次进入电场时将开始减速，此时的速度就是装置能够加速的最大速度。 由于两圆筒间隙的电场为匀强电场，间距均为d，粒子在电场中后一个加速过程可以看为前一加速过程的延续部分，令经过N次加速，即经过N个圆筒达到最大速度，则有 根据动能定理有 解得 16. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月28日小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为，发动机的额定功率为，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为。 （1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度； （2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。 【答案】（1）50m/s；（2）1.25s 【解析】 【详解】（1）设汽车以额定功率启动后达到最大速度时牵引力为，汽车达到最大速度时有 又 联立，解得 （2）设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律 解得 设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为，则有 解得 由匀变速直线运动速度公式得 解得 17. 如图所示，长为3L、间距为2L的两平行金属板水平放置，两板与开关S、直流电源相连。闭合开关S，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度从上极板边缘水平射入，恰能从下极板边缘飞出，粒子受到的重力和空气阻力均忽略不计，已知。 （1）粒子离开电场时速度大小v； （2）若粒子以速度2v0从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的动能Ek； （3）将题中直流电源换为交流电源，其电压U随时间t变化关系的图像如图乙所示，其中U0（未知）等于原直流电源的电动势，时刻粒子仍以速度从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的侧位移y。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中作类平抛运动，水平方向满足 竖直方向满足 解得 所以 （2）设飞行时间为，则 解得 所以 则 所以动能为 （3）由于等于原直流电源的电动势，所以粒子在电场中运动的加速度a大小保持不变第（1）问中，粒子水平方向上做匀速运动 竖直方向：第一个时间内，做初速度为0的匀加速运动；第二个时间内，做匀减速运动，直至速度为0；第三个时间内，再做初速度为0的匀加速运动。粒子每个时间内，发生的侧位移 联立可得 所以，粒子离开电场时的侧位移 18. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。 （1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于，求小物块在Q点的速度大小v； （2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。 （i）求和m； （ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为，轨道水平部分的长度。求小物块从Q点离开轨道时，轨道的速度。 【答案】（1）4m/s；（2）（i）0.2，1kg，（ii）5m/s 【解析】 【详解】（1）轨道固定，小物块运动到Q点时，根据牛顿第二定律有 解得 （2）（i）根据图乙可知，当推力小于4N时，轨道与小物块保持相对静止，在推力等于4N时，小物块与轨道之间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力，则有 变形得 结合图乙有 令，对小物块有 解得 当时，物块与轨道发生相对运动，轨道相对物块向左运动，则有 变形得 根据图乙有 解得 ， （ii）给轨道施加水平向左的推力，此时轨道的加速度为 轨道向左做匀加速直线运动，小物块的加速度为 小物块向左做匀加速直线运动，则有 ，， 解得 ， 小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为，根据动量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临沂市高一下学期教学质量检测 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答：不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 一质点同时受到两个互成锐角的恒力和的作用，由静止开始运动。在运动一段时间后的某个时刻，的方向保持不变，仅大小瞬间增大了△F，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） A. 的大小增大后，质点运动的速率可能会减小 B. 发生改变前后相比，相同时间内质点的动量变化量相同 C. 发生改变后，相同时间内质点的动能变化量相同 D. 的大小增大后，质点做曲线运动，合外力的功率逐渐增大 2. 质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，若两绳均伸直，绳b水平且长为l，绳a与水平方向成θ角。当轻杆绕竖直轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 当角速度，a绳的张力为零 B. a绳的张力随角速度ω的增大而增大 C. 当角速度，b绳中才出现张力 D. 若b绳突然被剪断，则a绳的张力一定发生变化 3. 如图，真空中有两个电荷量均为的点电荷，分别固定在正三角形的顶点B、C．M为三角形的中心，沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为．已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0，静电力常量的k．顶点A处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 4. 在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（ ） A B. C. D. 5. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A B. C. D. 6. 如图，某同学在水平地面上先后两次从点抛出沙包，分别落在正前方地面和处。沙包的两次运动轨迹处于同一竖直平面，且交于点，点正下方地面处设为点。已知两次运动轨迹的最高点离地高度均为，，，，沙包质量为，忽略空气阻力，重力加速度大小取，则沙包（　　） A. 第一次运动过程中上升与下降时间之比 B. 第一次经点时的机械能比第二次的小 C. 第一次和第二次落地前瞬间的动能之比为 D. 第一次抛出时速度方向与落地前瞬间速度方向的夹角比第二次的大 7. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A. 充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流减小 B. 充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点 C. 放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D. 放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 10. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（ ） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车从a到b的加速度大小为 C. 汽车能够获得的最大速度为25m/s D. 汽车从b到c过程中运动的位移为350m 11. 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为，质量之比为，下列说法中正确的是（　　） A. 、做圆周运动线速度之比为 B. 、做圆周运动的角速度之比为 C. 做圆周运动的半径为 D. 做圆周运动的半径为 12. 如图甲所示，倾角θ=37o的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为Q=×10-4C的正点电荷A，将一带正电的绝缘小球B（可视为点电荷）从斜杆的底端（与A未接触）由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图乙所示，其中图线a为重力势能随位移变化的图像，图线b为动能随位移变化的图像，取杆上离底端3m处为电势零点，重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，则（　　） A. 小球B的质量为2kg B. 小球B的电荷量为2×10-4C C. 当小球B运动到s=1m处时具有的电势能为13J D. 斜杆底端至小球B速度最大处由电荷A形成的电场的电势差为2.35×105V 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本题共2小题，共12分。 13. 两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，击打金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在___________方向上是自由落体运动。 （2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道M、N，N的末端与光滑的水平板相切，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是（　　） A. P球落地时刚好在Q球左侧 B. P球落地时刚好和Q球相遇 C. P球落地时刚好在Q球右侧 14. 如图所示，如图为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量_______，动能增加量_______。 （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （3）该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。（填写正确答案的选项符号） A. 略小于g B. 等于g C. 略小于 D. 等于 四、计算题：本题共4小题，共46分。 15. 如图装置为直线加速器原理，多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央有一个电子由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子运动到圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。已知电子质量为、电荷量为e、电压绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，求： （1）电子刚出第8个圆筒瞬间速度大小； （2）第8个圆筒长度； （3）若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，两圆筒间隙的电场为匀强电场，且圆筒间距为d，不考虑相对论效应，则在保持圆筒长度、交变电压的变化规律保持和（1）（2）完全相同的情况下，经过多少个圆筒可以让电子达到最大速度。 16. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月28日小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为，发动机的额定功率为，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为。 （1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度； （2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。 17. 如图所示，长为3L、间距为2L的两平行金属板水平放置，两板与开关S、直流电源相连。闭合开关S，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度从上极板边缘水平射入，恰能从下极板边缘飞出，粒子受到的重力和空气阻力均忽略不计，已知。 （1）粒子离开电场时速度大小v； （2）若粒子以速度2v0从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的动能Ek； （3）将题中直流电源换为交流电源，其电压U随时间t变化关系的图像如图乙所示，其中U0（未知）等于原直流电源的电动势，时刻粒子仍以速度从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的侧位移y。 18. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。 （1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于，求小物块在Q点的速度大小v； （2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。 （i）求和m； （ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为，轨道水平部分的长度。求小物块从Q点离开轨道时，轨道的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $