精品解析：浙江台州市书生中学等校2025-2026学年高一下学期期中物理学科试题

高一年级物理学科 注意事项： 1.本卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在日常生活中，我们经常提到食物热量、热量的摄入与消耗等概念。以德芙巧克力经典牛奶味为例，它的能量密度约为22.4 kJ/g，若用国际单位制基本单位来表示，能量密度的单位是（　　） A. B. C. D. 2. 下列说法不正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 B. 动能定理的推导过程用到了演绎推理的方法 C. 爱因斯坦的相对论时空观认为：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不相同的 D. 开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的行星观测记录的数据基础上整理和研究出来的 3. 库仑扭秤实验用扭秤把极小的力放大到可测，第一次实现精确测量，使电磁学从定性走向定量，它是静电学的基石，也是人类第一个定量的电磁学定律。根据所学知识请判断库仑在实验过程中，对金属小球的电荷量的测定是采用下面哪种方法（　　） A. 用测电量的仪器精密测量 B. 用两个相同的金属小球带同种电荷，接触后总电量平分的方法确定电荷量 C. 用两个相同的金属小球带异种电荷，接触后总电量平分的方法确定电荷量 D. 用两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，接触后电荷量平分的方法确定电荷量 4. 关于库仑定律，下面的说法中正确的是（　　） A. 库仑定律只适用于很小的电荷，因为只有很小的电荷才是点电荷 B. 根据，当两电荷间的距离趋近于零时，它们之间的静电力将趋近于无穷大 C. 若点电荷的电荷量大于点电荷的电荷量，则对的静电力大于对的静电力 D. 两个点电荷之间的库仑力遵从牛顿第三定律 5. 教科书在描述圆周运动时设置了许多插图，下列关于插图表述正确的是（　　） A. 图甲旋转木马工作时，越靠内侧的木马线速度越大 B. 图乙在铁路弯道处，轨道外轨略高于内轨 C. 图丙“空中飞椅”游戏过程中，钢绳对座椅的拉力提供向心力 D. 图丁洗衣机的脱水桶在工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出 6. 两质量相同的小球A、B，分别用轻绳悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，以悬点为零势能参考面，小球经过最低点时，动能分别为EkA、EkB，重力势能分别为EpA、EpB，机械能分别为EA、EB．则（　　） A. EkA＞EkB ，EpA＞EpB，EA＞EB B. EkA＞EkB，EpA＜EpB，EA＞EB C. EkA＞EKB，EpA＜EpB，EA＝EB D. EkA＜EkB，EpA＞EpB，EA＝EB 7. 如图为某一径向电场示意图，电场强度大小可表示为，其中为常量，为径向半径.比荷相同的两粒子在以为圆心、半径不同的圆轨道运动.不考虑粒子间的相互作用及重力，则（　　） A. 粒子的速度大小与轨道半径一定成正比 B. 粒子的周期大小与轨道半径一定成反比 C. 轨道半径小的粒子角速度一定小 D. 电荷量大的粒子的动能一定大 8. 2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（ ） A. 周期约为144h B. 近月点的速度大于远月点的速度 C. 近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D. 近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 9. 如图所示是被誉为浙江最美盘山公路——余姚四明山盘山公路的某一发卡弯，甲乙丙三条虚线为三辆相同小汽车过此弯角的三种行驶线路，关于汽车过此弯角的说法正确的是（　　） A. 三辆汽车过弯时的位移相同 B. 为获得更大的过弯速度，应选择乙车路线 C. 过弯时司机有被向外甩的趋势，故司机过弯时受到的合力指向弯道外侧 D. 以较大速度过弯时，乙路线最易侧翻 10. 星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球静止卫星B（图中未画出）的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，、、三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从点垂直射入电场的运动轨迹，其中虚线为一圆弧，且三个粒子的电荷量大小相等。不计粒子的重力，则以下说法正确的是（　　） A. 一定是正粒子的运动轨迹，和一定是负粒子的运动轨迹 B. 、、三个电荷在O点的加速度相同 C. 虚线对应的粒子的加速度越来越小，虚线对应的粒子的加速度越来越大，虚线对应的粒子的加速度不变 D. 虚线对应的粒子的质量大于虚线对应的粒子的质量 12. 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. 13. 一辆汽车在平直的公路上以恒定的加速度启动并开始计时，经过后，开始做匀速直线运动，汽车的功率-时间（）图像如图所示。已知汽车质量为，时汽车的牵引力为，汽车受到的阻力恒为车重力的，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 汽车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动 B. 汽车的最大速度为 C. 汽车做匀加速直线运动的时间为 D. 的时间内，汽车克服阻力做功为 14. 对称思想是物理学的重要思想方法，常见有过程对称、结构对称等。如图甲所示，4个边长相同、电荷量相同且均匀分布在表面的带正电的绝缘立方体，并排放在一起（忽略边界效应，假设移近过程电荷分布保持不变）。若在上表面4个角顶点相交的O点处，测得场强大小是，现将前右侧的小立方体移至无穷远处。如图乙所示，则此时O点的场强大小变为（　　） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 15. 武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A. 金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B. 金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C. 出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D. 金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 16. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则（　　） A. 物块下滑过程中机械能不守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 17. 在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度与弹簧的压缩量间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（　　） A. M密度是N密度的 B. Q的质量是P的3倍 C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D. M的第一宇宙速度是N的3倍 18. 如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B，质量分别为m、2m，A、B离圆心O距离分别为2r、3r。A、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直且无张力。已知A、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止开始缓慢加速，则（ ） A. 当时，细线即将出现张力 B. 当时，圆盘对A的静摩擦力为零 C. 圆盘对A的静摩擦力先增大后减小再增大 D. 当时，圆盘与A、B间的静摩擦力均达到最大值 非选择题部分 三、实验题（本题共2小题，共14分） 19. 如图所示，将电磁打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，小明同学利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为了能够完成实验，除图1所示的实验器材外，还必须要使用的器材有（　　） A. 刻度尺 B. 天平（含砝码） C. 220 V交流电源 D. 低压交流电源 （2）小明正确操作实验后，得到如图2所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到重物下落的初始点的距离分别为、、。已知宁波当地重力加速度为，交流电的频率为，若重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量________；动能增加量________。 （3）代入具体数据后，通过比较得到，在误差允许范围内与近似相等。小明同学又从纸带上读出计数点到起始点的时间，根据，计算出动能的变化，则、、的大小关系是__________。 A. B. C. D. （4）小明线上联系在北京某中学就读的小亮，两人均做了同样的实验，分别得到了图像A和B，你认为图3中图线________（填“A”或“B”）是小亮根据实验数据描绘而成。 20. 用如图1所示的向心力演示器探究向心力的表达式，小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为。塔轮共3层，每层左右半径比分别为（第一层）、（第二层）、（第三层）。 （1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不相同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“”或“”）和挡板处。 （3）在实验中，误拿了两个质量不相同的①、②小球，①放在挡板处，②放在挡板处，此时皮带套在第三层塔轮，则小球①、②的线速度之比为__________。 四、计算题（本题共3小题，共28分） 21. 中继卫星（又称“跟踪与数据中继卫星”），被形象地称为“卫星的卫星”或太空中的“通信中转站”。它的核心作用是解决低轨道卫星、飞船与地面站之间的通信盲区问题，实现近乎100%的实时通信与测控。为保障我国月球国际科研站的稳定通信，需发射一颗环月匀速圆周运动的中继卫星，实现月背与地球的信号中转。已知：月球半径是，月球表面重力加速度为，中继卫星绕月运行的轨道半径，引力常量为，忽略其它天体的影响，求： （1）月球的密度； （2）该中继卫星的运行周期；以上求解结果均用题中已知物理量表示。 22. 如图1所示，轴上分别固定A、B两点电荷，取轴正方向为电场强度的正方向，轴上的电场强度分布如题图2所示，若放入其中的电荷仅受电场力作用，已知，，求： （1）A的电荷量以及电性； （2）在有限范围内，判断点电荷A、B在轴上产生场强大小相等的位置有几个，并求出它们在轴上的坐标位置； （3）若在空间叠加一个轴正方向的匀强电场，场强为，求电荷量为、质量为的试探电荷在坐标原点处的加速度大小。 23. 如图所示，光滑曲面轨道、光滑竖直圆轨道、水平轨道、水平传送带各部分依次平滑连接，水平区域足够长。圆轨道半径，水平面长度，传送带长度，滑块质量（可视为质点），滑块与水平轨道、传送带间的动摩擦因数均为，。传送带可调节为顺时针或逆时针转动，速度大小为。 （1）若滑块从处由静止释放，求滑块运动至点时对圆弧轨道的压力大小及方向； （2）若传送带逆时针转动，滑块不脱离圆轨道且能从点水平飞出，求滑块释放点高度的取值范围； （3）当时，若传送带顺时针转动，调节传送带转动的速度大小，求滑块从释放点到飞出传送带过程中摩擦生热的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级物理学科 注意事项： 1.本卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在日常生活中，我们经常提到食物热量、热量的摄入与消耗等概念。以德芙巧克力经典牛奶味为例，它的能量密度约为22.4 kJ/g，若用国际单位制基本单位来表示，能量密度的单位是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】能量密度为单位质量的能量，单位为能量单位/质量单位，结合国际基本单位推导： 能量单位焦耳（J）的基本单位推导：由功的公式，力的单位，位移单位为，因此。 质量的国际基本单位为，因此能量密度的单位为。 故选A。 2. 下列说法不正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 B. 动能定理的推导过程用到了演绎推理的方法 C. 爱因斯坦的相对论时空观认为：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不相同的 D. 开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的行星观测记录的数据基础上整理和研究出来的 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿于1687年在其著作《自然哲学的数学原理》中正式提出万有引力定律，符合物理学史实，故A正确； B．动能定理是从牛顿第二定律、匀变速直线运动位移速度公式等一般规律出发，通过演绎推理推导得到的结论，故B正确； C．爱因斯坦狭义相对论的基本假设之一（相对性原理）明确指出：在不同的惯性参考系中，一切物理规律的形式都是相同的，选项表述与该原理相悖，故C错误； D．开普勒行星运动定律是开普勒在天文学家第谷留下的大量精准行星观测数据的基础上，整理研究总结得出的，符合物理学史实，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 3. 库仑扭秤实验用扭秤把极小的力放大到可测，第一次实现精确测量，使电磁学从定性走向定量，它是静电学的基石，也是人类第一个定量的电磁学定律。根据所学知识请判断库仑在实验过程中，对金属小球的电荷量的测定是采用下面哪种方法（　　） A. 用测电量的仪器精密测量 B. 用两个相同的金属小球带同种电荷，接触后总电量平分的方法确定电荷量 C. 用两个相同的金属小球带异种电荷，接触后总电量平分的方法确定电荷量 D. 用两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，接触后电荷量平分的方法确定电荷量 【答案】D 【解析】 【详解】A．库仑所处年代尚未发明可精密测量电量的仪器，无法直接测量小球电荷量，故A错误； B．若两个金属小球均带同种电荷，初始各自电荷量未知，接触平分后无法得到可定量控制的电荷量，不能实现实验变量控制，故B错误； C．带异种电荷的相同金属小球接触后会先中和，再将剩余电荷平分，无法得到与初始电荷量成确定比例的电荷量，不是库仑采用的方法，故C错误； D．库仑实验中使用一个带电、一个不带电的完全相同金属小球，接触后电荷量平分，可依次得到原电荷量的、、……等确定比例的电荷量，以此控制电荷量变量开展实验，故D正确。 故选D。 4. 关于库仑定律，下面的说法中正确的是（　　） A. 库仑定律只适用于很小的电荷，因为只有很小的电荷才是点电荷 B. 根据，当两电荷间的距离趋近于零时，它们之间的静电力将趋近于无穷大 C. 若点电荷的电荷量大于点电荷的电荷量，则对的静电力大于对的静电力 D. 两个点电荷之间的库仑力遵从牛顿第三定律 【答案】D 【解析】 【详解】A．库仑定律适用于两个可以看作点电荷的带电体之间，不是只适用于很小的电荷，因为很小的电荷有些情况下也不能看作点电荷，故A错误； B．因为当两电荷间的距离趋近于零时，它们不能看作点电荷，则库仑定律不再适用，故B错误； C． 对的静电力与对的静电力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，与它们带电量的大小关系无关，故C错误； D．两个点电荷之间的库仑力是一对相互作用力，也遵从牛顿第三定律，故D正确。 故选D。 5. 教科书在描述圆周运动时设置了许多插图，下列关于插图表述正确的是（　　） A. 图甲旋转木马工作时，越靠内侧的木马线速度越大 B. 图乙在铁路弯道处，轨道外轨略高于内轨 C. 图丙“空中飞椅”游戏过程中，钢绳对座椅的拉力提供向心力 D. 图丁洗衣机的脱水桶在工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲旋转木马工作时，根据，可知越靠内侧的木马线速度越小，故A错误； B．图乙在铁路弯道处，轨道外轨略高于内轨，利用重力和支持力的合力提供向心力，故B正确； C．图丙“空中飞椅”游戏过程中，钢绳对座椅的拉力和座椅的重力的合力提供向心力，故C错误； D．图丁洗衣机的脱水桶在工作时，衣服中的水珠受到的附着力不足以提供所需的向心力时从桶孔飞出，故D错误。 故选B。 6. 两质量相同的小球A、B，分别用轻绳悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，以悬点为零势能参考面，小球经过最低点时，动能分别为EkA、EkB，重力势能分别为EpA、EpB，机械能分别为EA、EB．则（　　） A. EkA＞EkB ，EpA＞EpB，EA＞EB B. EkA＞EkB，EpA＜EpB，EA＞EB C. EkA＞EKB，EpA＜EpB，EA＝EB D. EkA＜EkB，EpA＞EpB，EA＝EB 【答案】C 【解析】 【详解】AD．以悬点为零势能参考面，则最低点时 ， 因 所以 AD错误。 BC．小球从水平位置运动到最低点的过程，根据机械能守恒得 mgL＝Ek 由此可知，L越大，经过最低点时动能Ek越大，所以 EkA＞EkB 两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能仍相等，即有 EA＝EB B错误，C正确。 故选C。 7. 如图为某一径向电场示意图，电场强度大小可表示为，其中为常量，为径向半径.比荷相同的两粒子在以为圆心、半径不同的圆轨道运动.不考虑粒子间的相互作用及重力，则（　　） A. 粒子的速度大小与轨道半径一定成正比 B. 粒子的周期大小与轨道半径一定成反比 C. 轨道半径小的粒子角速度一定小 D. 电荷量大的粒子的动能一定大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场力提供粒子圆周运动的向心力 与轨道半径无关，故A错误； B．粒子的周期 与轨道半径成正比，故B错误； C．根据 得 轨道半径小的粒子角速度一定大，故C错误； D．动能 电荷量大的粒子的动能一定大，故D正确。 故选D。 8. 2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（ ） A. 周期约为144h B. 近月点的速度大于远月点的速度 C. 近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D. 近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得 整理得 A错误； B．根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度，B正确； C．近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误； D．两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。 故选B。 9. 如图所示是被誉为浙江最美盘山公路——余姚四明山盘山公路的某一发卡弯，甲乙丙三条虚线为三辆相同小汽车过此弯角的三种行驶线路，关于汽车过此弯角的说法正确的是（　　） A. 三辆汽车过弯时的位移相同 B. 为获得更大的过弯速度，应选择乙车路线 C. 过弯时司机有被向外甩的趋势，故司机过弯时受到的合力指向弯道外侧 D. 以较大速度过弯时，乙路线最易侧翻 【答案】B 【解析】 【详解】A．由轨迹可知，三种线路过弯时丙的位移最小，A错误； B．当速度最大时，则根据 解得，因乙线路的转动半径最大，可获得更大的过弯速度，应选择乙线路，故B正确； C．司机过弯时受到的合力方向指向轨迹的凹向，即指向弯道内侧，故C错误； D．根据向心力公式有，则半径越小所需要的向心力越大，而能提供向心力的最大静摩擦力均为，则丙路线半径最小最易达到最大静摩擦力，即最易侧翻，故D错误。 故选B。 10. 星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球静止卫星B（图中未画出）的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力 可得静止卫星的周期为 卫星A的周期为 则卫星A的轨道半径 故ABD错误，C正确。 故选C。 11. 如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，、、三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从点垂直射入电场的运动轨迹，其中虚线为一圆弧，且三个粒子的电荷量大小相等。不计粒子的重力，则以下说法正确的是（　　） A. 一定是正粒子的运动轨迹，和一定是负粒子的运动轨迹 B. 、、三个电荷在O点的加速度相同 C. 虚线对应的粒子的加速度越来越小，虚线对应的粒子的加速度越来越大，虚线对应的粒子的加速度不变 D. 虚线对应的粒子的质量大于虚线对应的粒子的质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于图中的电场线无法判断电场强度方向，所以不能判断出a、b、c三种粒子的电性，故A错误； B．根据轨迹弯曲方向可知，与、轨迹弯向相反，则受力方向相反，根据牛顿第二定律可知，加速度方向相反，故B错误； C．根据电场线的疏密说明电场强度的大小，粒子只受静电力，由 得a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，但方向改变，故C错误； D．三个粒子的电荷量大小相等，以相同的速度从同一点O点射入电场时，静电力F大小相等，b粒子做圆周运动，则 c粒子做向心运动，则 比较可知c粒子比b粒子的质量小，故D正确。 故选D。 12. 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。 13. 一辆汽车在平直的公路上以恒定的加速度启动并开始计时，经过后，开始做匀速直线运动，汽车的功率-时间（）图像如图所示。已知汽车质量为，时汽车的牵引力为，汽车受到的阻力恒为车重力的，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 汽车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动 B. 汽车的最大速度为 C. 汽车做匀加速直线运动的时间为 D. 的时间内，汽车克服阻力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，汽车功率先均匀增大后不变，则汽车先做匀加速直线运动到功率为，再保持功率不变，加速度逐渐减小的加速运动，最后再做匀速直线运动，故A错误； B．汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，则 则汽车的最大速度，故B错误； C．汽车做匀加速直线运动时，牵引力恒定，则，根据牛顿第二定律可知，加速度 根据功率，可得 根据速度时间公式可得，匀加速运动的时间，故C错误； D．的时间内，汽车牵引力做的功 根据动能定理，可知 解得克服阻力做的功，故D正确。 故选D。 14. 对称思想是物理学的重要思想方法，常见有过程对称、结构对称等。如图甲所示，4个边长相同、电荷量相同且均匀分布在表面的带正电的绝缘立方体，并排放在一起（忽略边界效应，假设移近过程电荷分布保持不变）。若在上表面4个角顶点相交的O点处，测得场强大小是，现将前右侧的小立方体移至无穷远处。如图乙所示，则此时O点的场强大小变为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以O点为坐标原点，建立坐标系，如图所示 每个立方体在O点产生的场强，分解到x、y、z三个方向的分量大小相等，设每个分量大小为；四个立方体对称分布，叠加后x、y方向分量全部相互抵消，仅剩下z方向分量总和，则有 解得 移走前右侧的立方体后，剩余三个立方体的场强分量叠加，则有，， 故O点的场强大小变为 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 15. 武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A. 金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B. 金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C. 出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D. 金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 【答案】AB 【解析】 【详解】A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧产生高温，使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，A正确； B．因带尖的物体容易产生放电，而金殿顶部能产生火球，则肯定很少有带尖的结构，难以形成尖端放电，B正确； C．出现雷火炼殿现象时，由于金殿对静电的屏蔽作用，使得大殿内不会产生强电场，C错误； D．金殿安装了避雷针后，电荷会被导入大地，则不会出现雷火炼殿奇观，D错误。 故选AB。 16. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则（　　） A. 物块下滑过程中机械能不守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 【答案】AB 【解析】 【详解】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减小的重力势能并不等与增加的动能，所以机械能不守恒，A正确； B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能 mgh＝30J 可得质量 m＝1kg 下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功 μmg·cosθ·s＝20J 求得 μ＝0.5 B正确； C．由牛顿第二定律 mgsinθ－μmgcosθ＝ma 求得 a＝2m/s2 C错误； D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，D选项错误。 故选AB。 17. 在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度与弹簧的压缩量间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（　　） A. M密度是N密度的 B. Q的质量是P的3倍 C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D. M的第一宇宙速度是N的3倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当x=0时，物体只受重力作用，此时a为星球表面的重力加速度，由图像得 根据黄金代换式 而星球的密度 则，故A错误； B．当a=0时，弹力与重力平衡，根据胡克定律和平衡条件，则有kx0=mPgM，2kx0=mQgN 所以有，B错误； C．根据可知最大动能 可知，C正确； D．根据 可得第一宇宙速度 可得，D正确。 故选CD。 18. 如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B，质量分别为m、2m，A、B离圆心O距离分别为2r、3r。A、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直且无张力。已知A、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止开始缓慢加速，则（ ） A. 当时，细线即将出现张力 B. 当时，圆盘对A的静摩擦力为零 C. 圆盘对A的静摩擦力先增大后减小再增大 D. 当时，圆盘与A、B间的静摩擦力均达到最大值 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．随着圆盘的转动加快，开始两滑块均由静摩擦力提供向心力，而B离O点较远先达到最大静摩擦力，此时刚好出现张力，设临界角速度为，有 解得 故A正确； B．若角速度继续增大，B的向心力由最大静摩擦力和增大的拉力提供，而A的向心力因拉力增大使得其静摩擦力逐渐减小，当摩擦力为零时，临界角速度为，有 联立解得 故B错误； D．若角速度增大为时，A所受的摩擦力已反向沿半径向外达最大，此时两者的摩擦力均达到最大，有 解得 故D正确； C．综上分析可知，A所受的摩擦力先向内逐渐增大，后逐渐减小到零，再反向逐渐增大到最大静摩擦力，故C正确。 故选ACD。 非选择题部分 三、实验题（本题共2小题，共14分） 19. 如图所示，将电磁打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，小明同学利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为了能够完成实验，除图1所示的实验器材外，还必须要使用的器材有（　　） A. 刻度尺 B. 天平（含砝码） C. 220 V交流电源 D. 低压交流电源 （2）小明正确操作实验后，得到如图2所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到重物下落的初始点的距离分别为、、。已知宁波当地重力加速度为，交流电的频率为，若重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量________；动能增加量________。 （3）代入具体数据后，通过比较得到，在误差允许范围内与近似相等。小明同学又从纸带上读出计数点到起始点的时间，根据，计算出动能的变化，则、、的大小关系是__________。 A. B. C. D. （4）小明线上联系在北京某中学就读的小亮，两人均做了同样的实验，分别得到了图像A和B，你认为图3中图线________（填“A”或“B”）是小亮根据实验数据描绘而成。 【答案】（1）AD （2） ①. ②. （3）D （4）B 【解析】 【小问1详解】 实验中需要用刻度尺测量纸带；电磁打点计时器需要低压交流电源；要验证的关系两边都有m，则不需要天平。 故选AD。 【小问2详解】 [1]从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量； [2]动能增加量 【小问3详解】 由于重物下落过程中有阻力做负功，则动能增加量小于重力势能减小量，即； 实际加速度a＜g，根据v=gt，解得 而 所以 故选D。 【小问4详解】 根据 可得 因图像B斜率较小，则对应的重力加速度较大，是在北京做的（浙江的重力加速度小于北京），则图3中图线B是小亮根据实验数据描绘而成。 20. 用如图1所示的向心力演示器探究向心力的表达式，小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为。塔轮共3层，每层左右半径比分别为（第一层）、（第二层）、（第三层）。 （1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不相同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“”或“”）和挡板处。 （3）在实验中，误拿了两个质量不相同的①、②小球，①放在挡板处，②放在挡板处，此时皮带套在第三层塔轮，则小球①、②的线速度之比为__________。 【答案】（1）C （2） ①. 不相同 ②. A （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力与多个物理量的关系时，控制其余变量不变，只改变一个变量来研究向心力和该变量的关系，该方法是控制变量法。理想实验法是基于推理的理想研究方法，等效替代法是用一个物理量等效替代另一个，故选C。 【小问2详解】 [1]根据控制变量法，探究向心力F与质量m的关系时，需要控制角速度ω和转动半径r相同，改变质量m，因此选择两个不相同质量的小球。 [2]已知A、B、C处半径比为，A和C转动半径相同，因此将小球放在A和C处。 【小问3详解】 皮带套在第三层塔轮，第三层左右塔轮半径比 皮带传动时，两轮边缘线速度相等，因此 得 在B处，，角速度为​；在C处，，角速度为​；根据线速度 得 即线速度之比为。 四、计算题（本题共3小题，共28分） 21. 中继卫星（又称“跟踪与数据中继卫星”），被形象地称为“卫星的卫星”或太空中的“通信中转站”。它的核心作用是解决低轨道卫星、飞船与地面站之间的通信盲区问题，实现近乎100%的实时通信与测控。为保障我国月球国际科研站的稳定通信，需发射一颗环月匀速圆周运动的中继卫星，实现月背与地球的信号中转。已知：月球半径是，月球表面重力加速度为，中继卫星绕月运行的轨道半径，引力常量为，忽略其它天体的影响，求： （1）月球的密度； （2）该中继卫星的运行周期；以上求解结果均用题中已知物理量表示。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在月球表面月球对物体的万有引力等于物体的重力可得 得月球的质量 由，，可得月球的密度 【小问2详解】 由中继卫星做圆周运动的向心力等于月球的引力，则 得中继卫星的运行周期 22. 如图1所示，轴上分别固定A、B两点电荷，取轴正方向为电场强度的正方向，轴上的电场强度分布如题图2所示，若放入其中的电荷仅受电场力作用，已知，，求： （1）A的电荷量以及电性； （2）在有限范围内，判断点电荷A、B在轴上产生场强大小相等的位置有几个，并求出它们在轴上的坐标位置； （3）若在空间叠加一个轴正方向的匀强电场，场强为，求电荷量为、质量为的试探电荷在坐标原点处的加速度大小。 【答案】（1），带负电 （2）2个，或 （3） 【解析】 【小问1详解】 处，合场强为0，则 其中 解得 且B带正电，在处产生场强沿x轴正方向，则A在处产生场强沿x轴负方向，所以A带负电。 【小问2详解】 结合图像知：处AB产生的场强大小相同； ：设距离A点右侧处，场强大小相同，即 解得 即坐标轴上处AB产生的场强大小相同；点电荷A、B在轴上产生场强大小相等的位置有2个。 【小问3详解】 ，A、B在原点产生的场强 原点的总场强 由 得加速度大小 23. 如图所示，光滑曲面轨道、光滑竖直圆轨道、水平轨道、水平传送带各部分依次平滑连接，水平区域足够长。圆轨道半径，水平面长度，传送带长度，滑块质量（可视为质点），滑块与水平轨道、传送带间的动摩擦因数均为，。传送带可调节为顺时针或逆时针转动，速度大小为。 （1）若滑块从处由静止释放，求滑块运动至点时对圆弧轨道的压力大小及方向； （2）若传送带逆时针转动，滑块不脱离圆轨道且能从点水平飞出，求滑块释放点高度的取值范围； （3）当时，若传送带顺时针转动，调节传送带转动的速度大小，求滑块从释放点到飞出传送带过程中摩擦生热的最小值。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若，则滑块由静止释放到运动至点的过程中，由动能定理有 解得滑块运动至点时的速度大小为 在点对滑块进行受力分析，对其列牛顿第二定律方程有 解得此时圆弧轨道对滑块的支持力为 则由牛顿第三定律可知，滑块运动至点时对圆弧轨道的压力大小为，方向竖直向下。 【小问2详解】 若滑块恰好能过点，则滑块在点时有 对滑块从A到C的过程，根据动能定理有 联立解得 若要使滑块恰能运动到点，则滑块运动到点时的速度，则对滑块从到的过程，根据动能定理有 解得 显然 所以若滑块不脱离圆弧轨道且从点飞出，则滑块释放点高度的取值范围为。 【小问3详解】 由分析可知，若滑块一直在传送带上匀速运动，则滑块从释放点到飞出传送带过程中因摩擦产生的热量有最小值，其最小值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $