精品解析：新疆石河子第一中学2025-2026学年高一下学期期末物理试题

高一期末考试模拟 一、选择题 1. 下列说法正确的是 A. 两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动 B. 做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心 C. 一对摩擦力做功的代数和为零 D. 物体竖直向上运动，其机械能一定增加 2. 下列说法错误的是（　　） A. 在匀强电场中，电势降低的方向一定是电场的方向 B. 无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加 C. 在匀强电场中，电场力做功与电荷经过的路径无关，仅与运动始末位置的电势有关 D. 将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能可能增加，也可能减小 3. 两个带电荷量不等的点电荷Q、q电场线分布如图所示，虚线为两电荷连线的中垂线，c、d两点在中垂线上，且关于两电荷连线对称。下列说法正确的是（　　） A. a、b两点的电势可能相同 B. a、b两点的电场强度可能相同 C. 把电荷从c点沿虚线移到d点，电场力一直不做功 D. 把电荷从c点沿虚线移到d点，电场力做的总功为零 4. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空。“神舟十四”号采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与“天舟三号”“天舟四号”一起构成四舱（船）组合体，如图甲所示。如图乙所示，轨道Ⅰ为空间站运行圆轨道，轨道Ⅱ为载人飞船运行椭圆轨道，两轨道相切于A点，载人飞船在A点与空间站组合体完成对接，航天员与载人飞船始终相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 地球位于圆形轨道Ⅰ的圆心和椭圆轨道Ⅱ的焦点上，两轨道运行周期相等 B. 对接前，载人飞船与地心的连线和空间站组合体与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同 C. 三位航天员随空间站组合体做圆周运动过程中处于失重状态，所受向心力大小相等 D. 载人飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行经过A点时加速度相等，速度不相等 5. 如图所示为可视为质点的排球从O点水平抛出后，只在重力作用下运动的轨迹示意图。已知排球从O点到a点与从a点到b点的时间相等，则（　　） A. 排球从O点到a点和从a点到b点重力做功之比为1∶1 B. 排球从O点到a点和从a点到b点重力做功的平均功率之比为1∶3 C. 排球运动到a点和b点时重力的瞬时功率之比为1∶3 D. 排球运动到a点和b点时的速度大小之比为1∶2 6. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且ab＝bc。质子在a、b、c三点具有的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是（ ） A. 接近建筑物的雷雨云带负电 B. 电子在c点的加速度小于质子在a点的加速度 C. Uca>2Ucb D. 将质子从图中d点释放，质子可能沿电场线运动 7. 如图所示，某带正电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，运动轨迹为实线，虚线O、P、Q为电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，可以判定下列说法错误的是（　　） A. O、P、Q三个等势面中，O等势面的电势最高 B. 该粒子在A点具有的电势能比在B点具有的电势能大 C. 该粒子通过A点时的动能比通过B点时的大 D. 该粒子通过A点时的加速度比通过B点时的大 8. 如图甲所示，将物块从倾角θ=30°的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移的关系如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 物块的质量是0.2kg B. 物块受到的阻力是0.24N C. 物块动能与势能相等时的高度为2.4m D. 物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J 9. 一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平力作用下，从平衡位置点缓慢地移动到点，如图所示，则力所做的功为（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，一价氢离子（）和二价氦离子（）的混合体，初速度为零，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（　　） A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 11. 如图所示，在粗糙固定斜面顶端系一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于静止状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，弹簧始终在弹性限度内，则这两次过程中（ ） A. 重力势能改变量不相等 B. 弹簧的弹性势能改变量相等 C. 摩擦力对物体做的功相等 D. 斜面弹力对物体均不做功 12. 如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则（  ） A. B点的电势为0 V B. 电场线方向从右向左 C. 微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D. 微粒的运动轨迹可能是轨迹2 13. 如图所示，a、b是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电质点在a点由静止释放，到达b 点时速度最大。则不正确的是（　　） A. a点的电势高于b点的电势 B. a点的电场强度大于b点的电场强度 C. 质点从a点运动到b点的过程中电势能增加 D. 质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力 14. 如图所示，圆的圆心为、半径，直径与直径间的夹角为60°，匀强电场与圆所在的平面平行（图中未画出），、、三点的电势分别为2V、8V、2V，下列说法正确的是（ ） A. 点的电势为3V B. 圆周上弧的中点电势最低 C. 匀强电场的电场强度的大小为 D. 将一电子从点移动到点，电子克服电场力做的功为3eV 15. 如图所示，一半径为R=1m的半圆形管状轨道竖直固定在水平面上，一直径略小于管内径的小球由轨道的最低点M冲入半圆形管状轨道，小球由轨道的最高点N离开轨道，经t=0.3s的时间垂直地撞在左侧倾角为θ=45°的固定斜面上的O点，已知小球的质量为m=1kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．则下列说法正确的是（　　） A. N、O两点之间的水平距离为0.9m B. N、O两点之间的水平距离为1.9m C. 小球在N点受到轨道向上的作用力且大小为1N D. 小球在N点受到轨道向下的作用力且大小为1N 二、实验题 16. 航天员登陆某星球后做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，如图所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶3。 （1）根据以上信息，下列说法正确的是 。 A. a点不是小球的抛出点 B. 小球的平抛初速度为6m/s C. 该星球表面的重力加速度为8.0m/s2 D. 小球在b点时的速度是 （2）若已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，则该星球的密度与地球密度之比ρ星∶ρ地＝__________，第一宇宙速度之比v星∶v地＝__________。（g地取10m/s2） 17. 用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属海片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P1、P2两点处，可以测出物块B通过P1、P2这段高度的时间。（测时原理：光电门P1被挡光时开始计时，光电门P2被挡光时停止计时）。 （1）若测得P1、P2之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度表示为v=_____； （2）若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验应验证机械能守恒定律的表达式为：_________（用M、m、重力加速度g、h及v表示） （3）改变物块B的初始位臂，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离d的时间为t，以h为纵轴，以_______（填“”或“”）为横轴，通过描点作出的图线是一条这坐标原点的直线，若此直线的斜率为k，且M=2m，则重力加速度g=_______（用k、d表示）。 三、计算题 18. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度 v0抛出 一个小球，经时间 t 落地，落地时速度与水平地面间的夹角为α，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求： (1)该星球表面的重力加速度 g′； (2)该星球的第一宇宙速度 v； (3)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期 T。 19. 水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和光滑圆弧槽BC平滑连接．斜槽AB的竖直高度差H＝6m，倾角θ＝37°；圆弧槽BC的半径R＝3.0m，末端C点的切线水平；C点与水面的距离h＝0.80m.人与AB间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.一个质量m＝30kg的小朋友从滑梯顶端A点无初速度地自由滑下，不计空气阻力，求： (1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度a的大小． (2)小朋友滑到C点时速度v的大小及滑到C点时受到的槽面的支持力FC的大小． (3)在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向的位移x的大小。 20. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R = 0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E = 1.0×104N/C．现有一质量m = 0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s = 1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q = 8.0×10－5C，取g = 10m/s2，求： （1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小； （2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小； （3）带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少？ 21. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速， 从A板中心孔沿中心线KO射出， 然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场）， 电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直， 电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的竖直偏移量 y1； （3）P点到O 点的距离。 22. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求 （1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小； （2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能； （3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一期末考试模拟 一、选择题 1. 下列说法正确的是 A. 两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动 B. 做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心 C. 一对摩擦力做功的代数和为零 D. 物体竖直向上运动，其机械能一定增加 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．当两个匀变速直线运动的合加速度与合初速度共线时，合运动为匀变速直线运动；当合加速度与合初速度不共线时，合运动为曲线运动，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体合外力全部提供向心力，合外力一定指向圆心；做变速圆周运动时，合外力沿半径方向的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度的大小，故B正确； C．一对静摩擦力做的功的代数和为零，一对滑动摩擦力做的功的代数和为负值，故C错误； D．根据功能关系可知，物体竖直向上运动时，当除重力以外的力的合力向上时，机械能增加，当除重力以外的力的合力向下时，机械能减小，故D错误。 故选B。 2. 下列说法错误的是（　　） A. 在匀强电场中，电势降低的方向一定是电场的方向 B. 无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加 C. 在匀强电场中，电场力做功与电荷经过的路径无关，仅与运动始末位置的电势有关 D. 将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能可能增加，也可能减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．电势降低的方向不一定是电场的方向，电势降低最快的方向一定是电场的方向，A错误，符合题意； B．无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时，电势能一定增加，B正确，不符合题意； C．根据知，电荷移动时，电场力做功与初末位置的电势有关，而与电荷移动的路径无关，C正确，不符合题意； D．负电荷在电势低处电势能大，正电荷在电势高处电势能大，由于不知电荷的电性，则将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能可能增加，也可能减小，D正确，不符合题意。 故选A。 3. 两个带电荷量不等的点电荷Q、q电场线分布如图所示，虚线为两电荷连线的中垂线，c、d两点在中垂线上，且关于两电荷连线对称。下列说法正确的是（　　） A. a、b两点的电势可能相同 B. a、b两点的电场强度可能相同 C. 把电荷从c点沿虚线移到d点，电场力一直不做功 D. 把电荷从c点沿虚线移到d点，电场力做的总功为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．等势面与电场线垂直，沿电场线方向电势降低，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。a点电势与b点电势高，A错误； B．电场强度方向为电场线上某点的切线方向，a、b两点的电场强度方向一定不同，B错误； CD．由对称性可知，c点和d点在同一等势面上，但是cd连线并不是等势线，把电荷从c沿虚线移到d，电场力做功，但前后做功相抵消，做的总功为零，C错误、D正确。 故选D。 4. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空。“神舟十四”号采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与“天舟三号”“天舟四号”一起构成四舱（船）组合体，如图甲所示。如图乙所示，轨道Ⅰ为空间站运行圆轨道，轨道Ⅱ为载人飞船运行椭圆轨道，两轨道相切于A点，载人飞船在A点与空间站组合体完成对接，航天员与载人飞船始终相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 地球位于圆形轨道Ⅰ的圆心和椭圆轨道Ⅱ的焦点上，两轨道运行周期相等 B. 对接前，载人飞船与地心的连线和空间站组合体与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同 C. 三位航天员随空间站组合体做圆周运动过程中处于失重状态，所受向心力大小相等 D. 载人飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行经过A点时加速度相等，速度不相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．由开普勒定律可得地球位于圆形轨道Ⅰ的圆心和椭圆轨道Ⅱ的焦点上，但轨道Ⅰ的半径和轨道Ⅱ的半长轴不相等，由开普勒第三定律可得两轨道运行周期不相等，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知在不同轨道上，载人飞船与地心的连线和空间站组合体与地心的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故B错误； C．航天员随空间站做圆周运动过程中，所受向心力由万有引力提供，由于三人质量可能不同，根据F＝可知，三人所受向心力大小可能不相等，故C错误； D．载人飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行经过A点时所受万有引力相等，因此在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行经过A点时加速度相等，由轨道Ⅱ运行到A点时需要加速才可变轨到轨道Ⅰ，故两者速度不相等，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为可视为质点的排球从O点水平抛出后，只在重力作用下运动的轨迹示意图。已知排球从O点到a点与从a点到b点的时间相等，则（　　） A. 排球从O点到a点和从a点到b点重力做功之比为1∶1 B. 排球从O点到a点和从a点到b点重力做功的平均功率之比为1∶3 C. 排球运动到a点和b点时重力的瞬时功率之比为1∶3 D. 排球运动到a点和b点时的速度大小之比为1∶2 【答案】B 【解析】 【详解】AB．排球抛出后，在竖直方向上做自由落体运动，在最初的相同时间内竖直方向运动的位移大小之比为1∶3，则排球从O点到a点和从a点到b点竖直方向运动的位移大小之比为1∶3，根据 W=mgh 可知重力做功之比为1∶3；根据 重力做功的平均功率之比为1∶3，选项A错误，B正确； C．由 vy=gt 得排球落到a点和b点时的竖直速度大小之比为1∶2，又 P=mgvy 可得重力的瞬时功率之比为1∶2，选项C错误； D．排球落到a点和b点的竖直速度大小之比为1∶2，水平速度相同，根据 可知排球运动到a点和b点时的速度大小之比不为1∶2，选项D错误。 故选B。 6. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且ab＝bc。质子在a、b、c三点具有的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是（ ） A. 接近建筑物的雷雨云带负电 B. 电子在c点的加速度小于质子在a点的加速度 C. Uca>2Ucb D. 将质子从图中d点释放，质子可能沿电场线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙电场线分布可知，接近建筑物的雷雨云带正电，故A错误； B．电场中的加速度 电子（负电）和质子（正电）所带电荷量相等，a点电场线较密，场强较大，但在a点的质子质量比在c点的电子质量大，则加速度大小无法比较，故B错误； C．电场线的疏密程度表示场强的大小，由图可知ab段的平均电场强度要大于bc段的电场强度，根据可得 又因为 可得，故C正确； D．由于d点所在的电场线是曲线，质子所受合外力沿切线方向。所以只在电场力作用下，由d点静止释放的质子不可能沿电场线运动，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，某带正电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，运动轨迹为实线，虚线O、P、Q为电场中的三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，可以判定下列说法错误的是（　　） A. O、P、Q三个等势面中，O等势面的电势最高 B. 该粒子在A点具有的电势能比在B点具有的电势能大 C. 该粒子通过A点时的动能比通过B点时的大 D. 该粒子通过A点时的加速度比通过B点时的大 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子所受电场力指向轨迹内侧，即大致向右下方，由于带电粒子带正电，则电场线方向大致向右下方，根据沿电场线电势降低，可知O等势面的电势最高，A正确，不符题意； B．根据带电粒子受力情况可知，从A到B过程中电场力做正功，电势能降低，A点的电势能大于B点的电势能，B正确，不符题意； C．从A点到B点过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，A点的动能小于B点的动能，C错误，符合题意； D．根据等势线的疏密程度来确定电场强度的强弱，可知A点的等势线比B点的等势线更密，则A点的电场强度比B点的电场强度更大，则带电粒子在A点所受的电场力比在B点所受的电场力更大，所以带电粒子通过A点时的加速度比通过B点时大，D正确，不符题意。 故选C。 8. 如图甲所示，将物块从倾角θ=30°的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移的关系如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 物块的质量是0.2kg B. 物块受到的阻力是0.24N C. 物块动能与势能相等时的高度为2.4m D. 物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图乙知，物块下滑的最大位移，在最高点，物块的重力势能，可得物块的质量，故A正确； B．根据功能关系可知，除重力以外的其他力做的功等于机械能的减少量，可得，则物块受到的阻力为，故B错误； C．由题图乙知可分别写出两条直线的方程，，联立可得交点，即物块下滑时动能与势能相等，此时高度为，故C正确； D．由上述可知，在物块下滑时，物块的重力势能为，动能为，动能与重力势能之差为，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 9. 一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平力作用下，从平衡位置点缓慢地移动到点，如图所示，则力所做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于小球的运动过程是缓慢移动，则小球在任一时刻都可看成是平衡状态，即小球的动能不变，小球上升过程只有重力和这两个力做功，根据动能定理有 解得 故选C。 10. 如图所示，一价氢离子（）和二价氦离子（）的混合体，初速度为零，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（　　） A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 【答案】B 【解析】 【详解】在加速场中 在偏转场中，假设板长为L，板间距为d，粒子离开偏转场的位置偏离中心线的距离为x 联立解得 我们发现，比荷大的物体，离开电场所需时间短，速度大，但粒子离开偏转场的位置和比荷没有关系，从同一位置离开，在偏转场中做类平抛运动，位移偏向角相同，则速度偏向角也相同，所以打在屏上同一位置，一价氢离子比荷大，离开电场时间短，速度大，先打到屏上，ACD错误，B正确。 故选B。 11. 如图所示，在粗糙固定斜面顶端系一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于静止状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，弹簧始终在弹性限度内，则这两次过程中（ ） A. 重力势能改变量不相等 B. 弹簧的弹性势能改变量相等 C. 摩擦力对物体做的功相等 D. 斜面弹力对物体均不做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一次直接将物体拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，两次初、末位置一样，路径不同，根据重力做功只跟初、末位置有关，跟路径无关，所以两次重力做功相等，所以两次重力势能改变量相等，故A错误； B．由于两次初、末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改变量相等，故B正确； C．根据功的定义式得摩擦力做功和路程有关。两次初、末位置一样，路程不同，所以两次摩擦力对物体做的功不相等，故C错误； D．斜面的弹力与物体位移方向垂直，则弹力对物体不做功，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则（  ） A. B点的电势为0 V B. 电场线方向从右向左 C. 微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D. 微粒的运动轨迹可能是轨迹2 【答案】ABC 【解析】 【详解】B．由动能定理可知 WE＝ΔEk＝－0.1 J 可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确； A．A、B两点的电势差 UAB＝＝－10 V 则 UA－UB＝－10 V 解得 UB＝0 V 故A正确； C．若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确； D．若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误. 故选ABC。 13. 如图所示，a、b是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电质点在a点由静止释放，到达b 点时速度最大。则不正确的是（　　） A. a点的电势高于b点的电势 B. a点的电场强度大于b点的电场强度 C. 质点从a点运动到b点的过程中电势能增加 D. 质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由于带负电质点释放后，由a向b运动，所以质点所受电场力向上，则电场线方向向下。由于顺着电场线方向电势降低，所以b点电势高于a点电势，故A错误，符合题意； D．质点在a点由静止释放后，向上运动，说明质点在a点受到的电场力大于重力；质点在b点时速度最大，说明其在b点受到的电场力等于重力，所以质点在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，故D错误，符合题意； B．根据可知，由于质点在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，所以a点的场强大于b点的场强，故B正确，不符合题意； C．由于质点由a点运动到b点的过程，电场力对其做正功，所以电势能减小。故C错误，符合题意。 故选ACD。 14. 如图所示，圆的圆心为、半径，直径与直径间的夹角为60°，匀强电场与圆所在的平面平行（图中未画出），、、三点的电势分别为2V、8V、2V，下列说法正确的是（ ） A. 点的电势为3V B. 圆周上弧的中点电势最低 C. 匀强电场的电场强度的大小为 D. 将一电子从点移动到点，电子克服电场力做的功为3eV 【答案】BC 【解析】 【详解】A．点为直径的中点，则有 即 解得 故A错误； B．、两点电势相等，则是一条等势线，等势线与电场线垂直，可知，过圆心与垂直的电场线与圆的交点为圆上电势最高的点和电势最低的点，根据沿着电场线方向电势降低可知，圆周上弧的中点电势最低，故B正确； D．根据 将一电子从点移动到点，电场力做的功为 故D错误； C．根据匀强电场中电场强度与电势差的关系 解得匀强电场的电场强度的大小 故C正确。 故选BC。 15. 如图所示，一半径为R=1m的半圆形管状轨道竖直固定在水平面上，一直径略小于管内径的小球由轨道的最低点M冲入半圆形管状轨道，小球由轨道的最高点N离开轨道，经t=0.3s的时间垂直地撞在左侧倾角为θ=45°的固定斜面上的O点，已知小球的质量为m=1kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．则下列说法正确的是（　　） A. N、O两点之间的水平距离为0.9m B. N、O两点之间的水平距离为1.9m C. 小球在N点受到轨道向上的作用力且大小为1N D. 小球在N点受到轨道向下的作用力且大小为1N 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．小球从N点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰，则在O点的竖直分速度为 因小球恰好垂直撞在斜面上，则平抛运动水平初速度为 则N、O两点之间的水平距离为 故A正确，B错误； CD．设小球经过N点时，受到上管道竖直向下的作用力为，根据牛顿第二定律可得 解得 故小球在N点受到轨道向上的作用力且大小为1N，故C正确，D错误。 故选AC。 二、实验题 16. 航天员登陆某星球后做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，如图所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶3。 （1）根据以上信息，下列说法正确的是 。 A. a点不是小球的抛出点 B. 小球的平抛初速度为6m/s C. 该星球表面的重力加速度为8.0m/s2 D. 小球在b点时的速度是 （2）若已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，则该星球的密度与地球密度之比ρ星∶ρ地＝__________，第一宇宙速度之比v星∶v地＝__________。（g地取10m/s2） 【答案】（1）D （2） ①. 12∶5 ②. ∶10 【解析】 【小问1详解】 A．由题图可知，竖直方向上连续相等的时间内位移之比为 符合初速度为零的匀变速直线运动的特点，由此可知a点的竖直分速度为0，所以a点是小球的抛出点，故A错误； B．水平方向小球做匀速直线运动，由照片的长度与实际背景屏的长度值之比为可知，图中每个正方形的实际边长为 因此小球的平抛初速度为，故B错误； C．竖直方向上小球做的是自由落体运动，则根据逐差公式有 代入数据解得该星球表面的重力加速度为，故C错误； D．在b点小球竖直方向上的分速度为 所以小球在b点时的速度为，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1] 根据在星球表面万有引力与重力近似相等有 又因为 联立解得 所以该星球的密度与地球密度之比 [2] 根据万有引力提供向心力有 又因为 联立解得第一宇宙速度的表达式为 所以该星球与地球的第一宇宙速度之比为 17. 用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属海片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P1、P2两点处，可以测出物块B通过P1、P2这段高度的时间。（测时原理：光电门P1被挡光时开始计时，光电门P2被挡光时停止计时）。 （1）若测得P1、P2之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度表示为v=_____； （2）若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验应验证机械能守恒定律的表达式为：_________（用M、m、重力加速度g、h及v表示） （3）改变物块B的初始位臂，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离d的时间为t，以h为纵轴，以_______（填“”或“”）为横轴，通过描点作出的图线是一条这坐标原点的直线，若此直线的斜率为k，且M=2m，则重力加速度g=_______（用k、d表示）。 【答案】 ①. ②. 2mgh=（2M+m）v2 ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1] 光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，根据平均速度等于瞬时速度，则有：物块B刚穿过圆环后的速度 (2)[2] 由题意可知，系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能，即为 即 2mgh=（2M+m）v2 (3)[3][4] 将以上关系式变形后，则有 所以以为横轴；由上式可知，作出的图线是一条过原点的直线，直线的斜率 所以 三、计算题 18. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度 v0抛出 一个小球，经时间 t 落地，落地时速度与水平地面间的夹角为α，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求： (1)该星球表面的重力加速度 g′； (2)该星球的第一宇宙速度 v； (3)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期 T。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设该星球表现的重力加速度为g′，根据平抛运动规律得 水平方向 竖直方向 速度偏转角的正切值 所以 （2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，则 解得 （3）近地卫星的周期最小，故有 解得 19. 水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和光滑圆弧槽BC平滑连接．斜槽AB的竖直高度差H＝6m，倾角θ＝37°；圆弧槽BC的半径R＝3.0m，末端C点的切线水平；C点与水面的距离h＝0.80m.人与AB间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.一个质量m＝30kg的小朋友从滑梯顶端A点无初速度地自由滑下，不计空气阻力，求： (1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度a的大小． (2)小朋友滑到C点时速度v的大小及滑到C点时受到的槽面的支持力FC的大小． (3)在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向的位移x的大小。 【答案】（1）4.4m/s2；（2）1300N；（3）4m 【解析】 【详解】(1)小朋友沿AB下滑时，受力情况如图所示 根据牛顿第二定律得 mgsinθ－Ff＝ma ① 又 Ff＝μFN ② FN＝mgcosθ ③ 联立①、②、③式解得：a＝4.4m/s2. ④ (2)小朋友从A滑到C的过程中，根据动能定理得： mgH－Ff·＋mgR(1－cosθ)＝mv2－0 ⑤ 联立②、③、⑤式解得 v＝10m/s ⑥ 根据牛顿第二定律有 FC－mg＝m⑦ 联立⑥、⑦式解得 FC＝1300N. ⑧ (3)在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友做平抛运动，设此过程经历的时间为t，则 h＝gt2 ⑨ x＝vt ⑩ 联立⑥、⑨、⑩式解得 x＝4m 20. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R = 0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E = 1.0×104N/C．现有一质量m = 0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s = 1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q = 8.0×10－5C，取g = 10m/s2，求： （1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小； （2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小； （3）带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少？ 【答案】（1）a = 8m/s2，vB = 4.0m/s；（2）N = 5.0N；（3）W电 = 0.32J，Wf = –0.72J 【解析】 【详解】（1）带电体在水平轨道AB上仅受电场力（水平向右），轨道光滑无摩擦。 电场力大小为 加速度 由静止开始运动距离，根据运动学公式 解得 （2）在B点，圆弧轨道平滑连接，圆心在B端正上方处，轨道对带电体的支持力N竖直向上。对带电体在B点受力有 代入数据解得 根据牛顿第三定律，带电体对圆弧轨道的压力大小等于N为5.0N。 （3）从B到C，电场力水平向右，水平位移为R，则电场力做功为 设摩擦力做功为，根据动能定理 解得 21. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速， 从A板中心孔沿中心线KO射出， 然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场）， 电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直， 电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的竖直偏移量 y1； （3）P点到O 点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设电子经电压加速后的速度为，根据动能定理得 解得 （2）设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为，电子的加速度为，离开偏转电场时的侧移量为，根据牛顿第二定律和运动学公式得 ，， 解得 （3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为，根据运动学公式得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为，电子打到荧光屏上的侧移量为，如图所示，且 ， 解得P至O点的距离为 22. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求 （1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小； （2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能； （3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。 【答案】（1）；（2） ，；（3），其中 【解析】 【详解】（1）滑块恰过F点的条件： 解得 （2）滑块在斜面上摩擦受重力、支持力和摩擦力，其中仅重力和摩擦力做功从E到B，动能定理 代入数据可得 在E点做圆周运动，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知压力大小为0.14N，方向竖直向下 从O到E点，根据能量守恒定律： 解得 （3）要使游戏成功，首先滑块不能脱离轨道，其次滑块需要恰好停留在B点，设滑块恰能过F点，从O点到F点，此情况由能量守恒定律可得 滑块恰能过F点，恰好能停留在B点，设此时B点离地高度为h1，从O点到B点能量守恒有 解得 由于滑块需要停留在B点，则需要 解得 即B点离地高度最高为 从O到B点 其中 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $