精品解析：上海市嘉定区第一中学2025-2026学年高三上学期期中物理试卷

2025学年第一学期期中考试 高三物理等级试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小均取。 一、课间活动：下课铃响了，同学们纷纷来到教室外面。 1. 小王同学听到上课预备铃响后，一口气从一楼跑到三楼，一层楼高约为3m，所用时间为10s。他上楼过程中，克服自己重力做功的功率约为（　　） A. 3W B. 30W C. 300W D. 3000W 2. 如图，某同学练习投掷铅球，将重为20N的铅球以10m/s的初速度水平抛出，经过2s后落地，g取。关于铅球的重力做功的功率，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程中重力的平均功率是400W B. 下落过程中重力的平均功率是100W C. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W D. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W 3. 跳绳是一种健身运动。某同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率-时间图像如图所示。若该同学质量为，每分钟跳下，不计空气阻力，取，则每次跳绳过程中她克服重力做功的平均功率约为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，质量为50kg的某同学在做俯卧撑运动。运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在C点，C在地面上的投影O与两脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和0.6m。若该同学在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，g取10m/s2，则她完成一次动作需克服重力做功_______J，该同学运动的平均功率为_______W。 5. 某同学在课后打篮球，如图，若不考虑空气阻力，篮球投出后，沿着弧线从M运动到N。 （1）在图中画出篮球的速度方向和所受的外力方向。 （2）篮球在空中运动时，其速度大小______，加速度______，篮球做的是一种______运动。 6. 某同学在课后打篮球，若考虑空气阻力，篮球在从M运动到N的过程中，与其运动轨迹最接近的是（　　） A. B. C. D. 7. 某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两次篮球出手时速度大小可能相等 B. 两次击中篮板时的速度相等 C. 第1次击中篮板时的速度大 D. 球在空中运动过程第2次速度变化比第1次快 8. 如图，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后，两篮球在空中的P点相遇，已知甲同学抛出点的高度比乙同学抛出点的高度大，不计空气阻力，篮球可看成质点，下列说法正确的是（　　） A. 乙同学比甲同学先将篮球抛出 B. 乙同学抛出篮球的初速度一定大 C. 两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长 D. 若甲、乙两同学抛球速度变为原来的2倍，则相遇点一定在P点正上方 9. 小王同学将篮球（视为质点）斜向上抛出，抛出时其速度方向与水平方向的夹角为60°，落入篮筐时篮球的速度方向斜向下，且与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，篮球从出手到落入篮筐的过程中，上升的时间与下降的时间之比为______。 二、家庭电路 家庭电路主要由供电线路、电能表、总开关、低压断路器、插座、开关、用电器等组成。其中供电线路包含相线（又称火线）及零线，相线与零线间的电压为220V。除了相线、零线外，入户线中还应铺设一条地线，地线的对地电压为0。 10. 家庭电路中，为了避免用电器通断时的相互影响，用电器间通常是______（选填“串联”或“并联”）连接的。家庭耗电量由____________测得。 11. 如下图所示的家庭电路中存在安全隐患，请指出其中一处安全隐患并提出改进措施：______ 12. 电饭煲中有一个阻值为的电热合金丝，若将其长度拉长为原来的2倍，则其电阻值为（　　） A. B. C. D. 13. 在日常生活中，往往当打开大功率电器时，家里电路中的照明灯会突然变暗，原因是______。 14. 某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A. 灯泡全部烧坏了 B. 室内线路某处短路 C. 进户零线断路 D. 进户火线断路 15. 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。在人们的日常生活中，许多地方会用到传感器，关于传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　） A. 交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器 B. 人脸识别机进行人面识别需要使用光传感器和位移传感器 C. 电饭锅自动控制温度是使用压力传感器来实现的 D. 烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 16. 小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障.如图所示，下列对故障判断正确的是（　　） A. 只可能是热敏电阻出现故障 B. 只可能是温度设定装置出现故障 C. 热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D. 可能是加热器出现故障 17. 为了创建文明城市，某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图所示为其内部电路简化原理图。已知电源电动势为，内阻为，为光敏电阻，光照强度增加时，其阻值减小。则当光照强度增加时（ ） A. A灯变暗 B. B灯变亮 C. 电流表示数变小 D. 电源路端电压变大 18. 如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置． (1)连接电路图； (2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替) 三、洛伦兹力演示仪 如图，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行、共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过玻璃泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。 19. 若电子枪垂直磁场方向发射电子，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B。根据上述信息可以得出（ ） A.电子做圆周运动的轨道半径 B.电子做圆周运动的速度大小 C.电子做圆周运动的周期 D.电子的加速电压 20. 在用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动时，不考虑地磁场和重力的影响。 （1）不加磁场时电子束的径迹是______（选填“A直线运动”或“B平抛运动”）。 （2）加磁场并调整磁感应强度可使电子束径迹形成一个圆周。保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，则电子圆周运动的半径（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 （3）保持出射电子的速度不变，要减小电子圆周运动的半径，则磁感应强度应（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 21. 如图，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面（纸面）向里、磁感应强度为的匀强磁场中，一带电荷量为的滑块自点由静止沿斜面滑下，下降高度为时到达点，滑块恰好对斜面无压力。关于滑块自点运动到点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 滑块在点受重力、支持力和洛伦兹力的作用 B. 滑块在点受到的洛伦兹力大小为 C. 洛伦兹力做正功 D. 滑块的机械能增大 22. 如图，两电子（不计重力）沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的速率分别为、，通过匀强磁场所用的时间分别为、，则______，______。 四、地球同步卫星 地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。它的轨道周期与地球的自转周期相同，为1个恒星日，即23h56min4s；距离地面大约35786km，距离地心大约42164km。地球同步卫星常用于通信、气象、导航等。 23. 关于地球同步卫星及同步轨道，下列说法正确的是（　　） A. 同步卫星的轨道可以在地球南北极的正上方 B. 在地球赤道的正上方有半径不同的多条同步轨道 C. 同步卫星比同质量的更靠近地球的卫星动能小，而发射时需要的能量大 D. 只要有足够多的同步卫星，它们发出的信号就能覆盖地球每一个角落，实现全球通信 24. 如图，某次发射地球同步卫星时，该卫星先进入椭圆轨道，再进入同步轨道，椭圆轨道的近地点A在近地圆轨道上，远地点B在同步轨道上。则该卫星（　　） A. 在椭圆轨道上运行的周期小于1天 B. 在同步轨道上的角速度小于赤道上物体随地球自转的角速度 C. 在B点需要减速才能进入同步轨道 D. 在椭圆轨道上从A点运动到B点的过程中，速度增大 25. 研究表明，地球自转速度在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22h。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在相比（　　） A. 距地球的高度变大 B. 向心加速度变大 C. 线速度变大 D. 加速度变大 26. 已知引力常量为，地球半径为，同步卫星距地面的高度为，地球自转的周期为，地球表面的重力加速度为。某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法： 地球赤道表面的物体随地球做圆周运动，由牛顿运动定律得。 又因为地球表面的物体的重力约等于万有引力，有，由以上两式解得。 （1）上面的结果是否正确？若正确，说明理由；若不正确，给出正确的解法。 （2）由题目给出的条件写出一个可以估算的物理量，并写出估算过程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期期中考试 高三物理等级试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小均取。 一、课间活动：下课铃响了，同学们纷纷来到教室外面。 1. 小王同学听到上课预备铃响后，一口气从一楼跑到三楼，一层楼高约为3m，所用时间为10s。他上楼过程中，克服自己重力做功的功率约为（　　） A. 3W B. 30W C. 300W D. 3000W 【答案】C 【解析】 【详解】从一楼到三楼，上升高度为 中学生质量约为，他上楼过程中，克服自己重力做功 克服自己重力做功的功率 故选C。 2. 如图，某同学练习投掷铅球，将重为20N的铅球以10m/s的初速度水平抛出，经过2s后落地，g取。关于铅球的重力做功的功率，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程中重力的平均功率是400W B. 下落过程中重力的平均功率是100W C. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W D. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．平抛的物体在竖直方向做自由落体运动，由 重力做功为 平均功率 联立解得平均功率为，故AB错误； CD．小球落地竖直方向瞬时速度为 瞬时功率 联立解得落地重力瞬时功率为，故C错误D正确。 故选D。 3. 跳绳是一种健身运动。某同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率-时间图像如图所示。若该同学质量为，每分钟跳下，不计空气阻力，取，则每次跳绳过程中她克服重力做功的平均功率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由图可知，一次跳绳的时间为，上升的时间为，则上升的高度为 所以一次跳绳过程中她克服重力做功的平均功率约为 故选C。 4. 如图所示，质量为50kg的某同学在做俯卧撑运动。运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在C点，C在地面上的投影O与两脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和0.6m。若该同学在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，g取10m/s2，则她完成一次动作需克服重力做功_______J，该同学运动的平均功率为_______W。 【答案】 ①. 120 ②. 60 【解析】 【详解】[1]她完成一次动作重心下降的高度 完成一次动作需克服重力做功 [2]同学运动的平均功率 5. 某同学在课后打篮球，如图，若不考虑空气阻力，篮球投出后，沿着弧线从M运动到N。 （1）在图中画出篮球的速度方向和所受的外力方向。 （2）篮球在空中运动时，其速度大小______，加速度______，篮球做的是一种______运动。 【答案】（1） （2） ①. 先减小后增大 ②. 不变 ③. 匀变速曲线 【解析】 【小问1详解】 篮球速度方向沿轨迹切线方向，只受重力，如图 【小问2详解】 [1]篮球在空中运动时，上升到最高点过程中，速度与重力夹角是钝角，速度大小变小；从最高点下落阶段，重力与速度夹角是锐角，速度大小变大，故速度大小先减小后增大。 [2]篮球运动过程中只受重力，加速度不变，为重力加速度。 [3]因为篮球加速度恒定，运动轨迹是曲线，故篮球做的是一种匀变速曲线运动。 6. 某同学在课后打篮球，若考虑空气阻力，篮球在从M运动到N的过程中，与其运动轨迹最接近的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若篮球只受重力作用，则轨迹为抛物线；因篮球除受重力外还受空气阻力作用，篮球上升时，竖直方向加速度大于重力加速度，下落时，竖直方向加速度小于重力加速度，则相同的一小段水平位移，忽略时间差别，上升的高度要小于下降的高度，即上升时比下落时轨迹更平缓，水平方向一直做减速运动，但没有减速到零，则轨迹为C。 故选C。 7. 某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两次篮球出手时速度大小可能相等 B. 两次击中篮板时的速度相等 C. 第1次击中篮板时的速度大 D. 球在空中运动过程第2次速度变化比第1次快 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．将篮球的运动反过来看，则篮球两次做平抛运动，由于第1次平抛运动的高度更大，由 得 所以第1次运动的时间更长，由于两次的水平位移相等，有 则时间越长的水平初速度越小，所以第1次击中篮板时的速度小，第2次击中篮板时的速度大，根据抛出时的速度大小为 由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，故抛出时的速度大小不能确定，所以两次抛出时速率有可能相等，故A正确，故BC错误； D．球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度，由于球只受重力作用，加速度为重力加速度，则 所以两次速度变化快慢相同，故D错误。 故选A。 8. 如图，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后，两篮球在空中的P点相遇，已知甲同学抛出点的高度比乙同学抛出点的高度大，不计空气阻力，篮球可看成质点，下列说法正确的是（　　） A. 乙同学比甲同学先将篮球抛出 B. 乙同学抛出篮球的初速度一定大 C. 两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长 D. 若甲、乙两同学抛球速度变为原来的2倍，则相遇点一定在P点正上方 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知甲、乙的抛出点高度，并且在同一位置相遇，则由 得，如果两球同时抛出，甲的球会比乙的球晚到达点。要使两球在点相遇，甲必须比乙先抛出，故A错误； B．由， 得，但题目未给出水平位移关系，仅能得出 故B错误； C．由， 这说明在相遇前，甲的球在空中运动的时间更长，故C正确； D．如果速度变为原来两倍，设甲下落位移为，乙下落位移为，初速度均变为和 ，设新相遇时间为，则 又要满足， 由于， 和 也不相等，无法保证两球在P点正上方相遇，故D错误。 故选C。 9. 小王同学将篮球（视为质点）斜向上抛出，抛出时其速度方向与水平方向的夹角为60°，落入篮筐时篮球的速度方向斜向下，且与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，篮球从出手到落入篮筐的过程中，上升的时间与下降的时间之比为______。 【答案】3:1 【解析】 【详解】由于水平方向速度相等，则竖直方向速度大小有， 上升的时间 下降的时间 联立解得 二、家庭电路 家庭电路主要由供电线路、电能表、总开关、低压断路器、插座、开关、用电器等组成。其中供电线路包含相线（又称火线）及零线，相线与零线间的电压为220V。除了相线、零线外，入户线中还应铺设一条地线，地线的对地电压为0。 10. 家庭电路中，为了避免用电器通断时的相互影响，用电器间通常是______（选填“串联”或“并联”）连接的。家庭耗电量由____________测得。 【答案】 ①. 并联 ②. 电能表 【解析】 【详解】家庭电路中，各用电器并联连接，可以保证各用电器独立工作，互不影响，并且都能在额定电压下工作。电能表是测量电路消耗电能的仪表，即家庭耗电量。 11. 如下图所示的家庭电路中存在安全隐患，请指出其中一处安全隐患并提出改进措施：______ 【答案】开关接了零线 【解析】 【分析】 【详解】开关接在插座与零线之间，短路时容易发生危险，应将开关改在插座与火线之间。 【点睛】 12. 电饭煲中有一个阻值为的电热合金丝，若将其长度拉长为原来的2倍，则其电阻值为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据电阻公式为 当长度拉长为原来的 2 倍时，体积不变，横截面积变为原来的 ，则新电阻 故选 D。 13. 在日常生活中，往往当打开大功率电器时，家里电路中的照明灯会突然变暗，原因是______。 【答案】因家庭电路为并联电路，接入大功率用电器后，电路总电阻减小，干路电流增大，输电线上的电压损失增大，使得照明灯两端的实际电压减小，导致其实际功率变小而变暗。 【解析】 【详解】因家庭电路为并联电路，接入大功率用电器后，电路总电阻减小，干路电流增大，输电线上的电压损失增大，使得照明灯两端的实际电压减小，导致其实际功率变小而变暗。 14. 某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A. 灯泡全部烧坏了 B. 室内线路某处短路 C. 进户零线断路 D. 进户火线断路 【答案】C 【解析】 【详解】A. 如果灯泡全部烧坏，电路火线部分应能使验电笔发光，但零线部分（如插座零线孔或灯座零线端）正常情况下不应发光；而题中各处均发光，说明零线位置也带电，故A错误； B. 如果室内线路某处短路，会导致电流过大，断路器应跳闸断开，但题中断路器未断开，故B错误； C. 进户零线断路时，火线仍有电压，但电流无法形成回路，灯不亮；由于零线断开，室内零线位置通过负载（如灯泡）与火线连通，对地电压升高，验电笔测试各处均发光，故C正确； D. 进户火线断路时，整个电路无电，验电笔测试任何位置均不应发光，但题中氖泡都发光，故D错误。 故选C。 15. 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。在人们的日常生活中，许多地方会用到传感器，关于传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　） A. 交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器 B. 人脸识别机进行人面识别需要使用光传感器和位移传感器 C. 电饭锅自动控制温度是使用压力传感器来实现的 D. 烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 【答案】B 【解析】 【详解】A．交警使用的酒精检测仪应用了气敏传感器，故A错误； B．人脸识别机要判断人的位置和捕捉人的面部信息，故需要用到位移传感器和光传感器，故B正确； C．电饭锅自动控制温度是使用温度传感器来实现的，故C错误； D．烟雾散射火灾报警器是应用光传感器和热敏传感器实现火灾报警，故D错误。 故选B。 16. 小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障.如图所示，下列对故障判断正确的是（　　） A. 只可能是热敏电阻出现故障 B. 只可能是温度设定装置出现故障 C. 热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D. 可能是加热器出现故障 【答案】C 【解析】 【详解】恒温箱内温度持续升高，说明加热器没损坏， 而控制器也没问题，故热敏电阻或温度设定装置出现故障。 故选C。 17. 为了创建文明城市，某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图所示为其内部电路简化原理图。已知电源电动势为，内阻为，为光敏电阻，光照强度增加时，其阻值减小。则当光照强度增加时（ ） A. A灯变暗 B. B灯变亮 C. 电流表示数变小 D. 电源路端电压变大 【答案】A 【解析】 【详解】C．当光照强度增加时，光敏电阻阻值减小，外电阻总阻值减小，电流表示数 变大，C错误； D．电源路端电压 变小，D错误； A．A灯实际功率 变小，A灯变暗，A正确； B．总电流增大，A灯中电流减小，则通过R0的电流增大，电压增大，由于外电压变小，所以B灯电压减小，B灯实际功率减小，B灯变暗，B错误。 故选A。 18. 如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置． (1)连接电路图； (2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替) 【答案】（1）(2)见解析 【解析】 【详解】(1)如图所示； (2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，吸下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，控制电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，M工作． 三、洛伦兹力演示仪 如图，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行、共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过玻璃泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。 19. 若电子枪垂直磁场方向发射电子，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B。根据上述信息可以得出（ ） A.电子做圆周运动的轨道半径 B.电子做圆周运动的速度大小 C.电子做圆周运动的周期 D.电子的加速电压 20. 在用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动时，不考虑地磁场和重力的影响。 （1）不加磁场时电子束的径迹是______（选填“A直线运动”或“B平抛运动”）。 （2）加磁场并调整磁感应强度可使电子束径迹形成一个圆周。保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，则电子圆周运动的半径（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 （3）保持出射电子的速度不变，要减小电子圆周运动的半径，则磁感应强度应（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 21. 如图，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面（纸面）向里、磁感应强度为的匀强磁场中，一带电荷量为的滑块自点由静止沿斜面滑下，下降高度为时到达点，滑块恰好对斜面无压力。关于滑块自点运动到点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 滑块在点受重力、支持力和洛伦兹力的作用 B. 滑块在点受到的洛伦兹力大小为 C. 洛伦兹力做正功 D. 滑块的机械能增大 22. 如图，两电子（不计重力）沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的速率分别为、，通过匀强磁场所用的时间分别为、，则______，______。 【答案】19. C 20. ①. A ②. A ③. A 21. B 22. ①. 1:2 ②. 3:2 【解析】 【19题详解】 A．电子受到的洛伦兹力提供向心力 解得，电子速度未知，故电子做圆周运动的半径不可求，A错误； B．由A选项分析可知，电子速度不可求，B错误； C．电子做圆周运动的周期为，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B，故周期可以求出，C正确； D．由，可知由于粒子速度未知，故电子的加速电压不可求，D错误。 故选C。 【20题详解】 [1]不加磁场时电子束的径迹是直线运动，故选A。 [2]电子受到的洛伦兹力提供向心力 解得 保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，则电子圆周运动的半径增大。 故选A。 [3]电子受到的洛伦兹力提供向心力 解得 保持出射电子的速度不变，要减小电子圆周运动的半径，则磁感应强度应增大。 故选A。 【21题详解】 A．滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦兹力作用，故A错误； B．滑块自a点运动到b点的过程中，洛伦兹力不做功，支持力不做功，滑块机械能守恒 得 故滑块在b点受到的洛伦兹力为 故B正确； C．洛伦兹力不做功，C错误； D．滑块只有重力做功，机械能守恒，D错误。 故选B。 【22题详解】 [1]粒子运动轨迹如下图所示    电子垂直射入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 电子做圆周运动的半径为 设磁场的宽度为，由几何关系可得， 解得 则有 [2]电子在磁场中做圆周运动的周期为 以运动的电子在磁场中运动的时间为 以运动的电子在磁场中运动的时间为 所以电子在磁场中运动的时间之比为 四、地球同步卫星 地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。它的轨道周期与地球的自转周期相同，为1个恒星日，即23h56min4s；距离地面大约35786km，距离地心大约42164km。地球同步卫星常用于通信、气象、导航等。 23. 关于地球同步卫星及同步轨道，下列说法正确的是（　　） A. 同步卫星的轨道可以在地球南北极的正上方 B. 在地球赤道的正上方有半径不同的多条同步轨道 C. 同步卫星比同质量的更靠近地球的卫星动能小，而发射时需要的能量大 D. 只要有足够多的同步卫星，它们发出的信号就能覆盖地球每一个角落，实现全球通信 24. 如图，某次发射地球同步卫星时，该卫星先进入椭圆轨道，再进入同步轨道，椭圆轨道的近地点A在近地圆轨道上，远地点B在同步轨道上。则该卫星（　　） A. 在椭圆轨道上运行的周期小于1天 B. 在同步轨道上的角速度小于赤道上物体随地球自转的角速度 C. 在B点需要减速才能进入同步轨道 D. 在椭圆轨道上从A点运动到B点的过程中，速度增大 25. 研究表明，地球自转速度在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22h。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在相比（　　） A. 距地球的高度变大 B. 向心加速度变大 C. 线速度变大 D. 加速度变大 26. 已知引力常量为，地球半径为，同步卫星距地面的高度为，地球自转的周期为，地球表面的重力加速度为。某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法： 地球赤道表面的物体随地球做圆周运动，由牛顿运动定律得。 又因为地球表面的物体的重力约等于万有引力，有，由以上两式解得。 （1）上面的结果是否正确？若正确，说明理由；若不正确，给出正确的解法。 （2）由题目给出的条件写出一个可以估算的物理量，并写出估算过程。 【答案】23. C 24. A 25. A 26. （1）不正确，正确解法见解析 （2）见解析 【解析】 【23题详解】 A．地球静止卫星只能在赤道正上方， A错误； B．根据可知，地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，则地球同步卫星的轨道半径是定值，所以不同卫星的轨道半径一定相同，B错误； C．根据可知，同步卫星比同质量的更靠近地球的卫星速度小，动能小，而由于轨道更高，发射时需要的能量大，故C正确； D．由上分析可知，同步卫星只能在赤道上空，不能覆盖地球每一个角落，不能实现全球通信，故D错误； 故选C。 【24题详解】 AB．地球静止卫星运行的周期与地球自转的周期（1天）和角速度相等，故该卫星在同步轨道上的角速度等于赤道上物体随地球自转的角速度，根据开普勒第三定律可知，该卫星在椭圆轨道上运行的周期小于1天，故A正确、B错误； C．该卫星在B点需要加速才能进入同步轨道，故C错误； D．该卫星在椭圆轨道上从A点运动到B点的过程中，速度减小，故D错误。 故选A。 【25题详解】 A．地球同步卫星的轨道周期等于地球自转周期。若地球自转周期变大，由同步卫星轨道半径公式可知，增大时增大，因此卫星距地面的高度变大，故A正确； BD．加速度等于向心加速度，即，增大时减小，故BD错误； C．线速度，增大时减小，故C错误； 故选A。 【26题详解】 （1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球做圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。 正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T0，轨道半径为R，所以线速度大小为 （2）可估算地球的质量M；设静止卫星的质量为m，轨道半径为 静止卫星周期等于地球自转的周期为T0，由万有引力提供向心力有 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $