精品解析：安徽合肥市第一中学2025-2026学年度第二学期期末教学质量监测高一物理试题

合肥一中2025-2026学年度第二学期期末教学质量监测 高一物理试题 （考试时长：75分钟满分：100分） 一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分） 1. 已知一带电粒子在电场中仅受电场力的作用，其运动轨迹如图虚线所示，下列说法中正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 C. 粒子在B点的动能大于在A点的动能 D. 粒子受到的电场力做正功 2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图2中旋转秋千在转动中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C. 图3中火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 D. 图4中脱水桶原理是水滴受到的合外力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 3. 如图所示，一质量为m的小球放在倾角为的斜面上，斜面足够长。现将小球从斜面一确定位置A以初速度v水平抛出，碰撞点距抛出点的距离为l，落点为C点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球刚好下落到斜面时，垂直于斜面方向的速度分量大小为 B. 小球从被抛出到与斜面碰撞所用的时间为 C. 若小球在离斜面最远处沿垂直于斜面方向的投影点为B点，则 D. 若将小球速度增加到2v，则碰撞点距抛出点的距离增加至2l 4. 某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板（可移动）与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料体积膨胀，反之则体积缩小。将该电容器与恒压电源、电流表连接成如图所示的电路，闭合开关。下列说法正确的是（ ） A. 空气湿度降低时，电容器的电容会变大 B. 空气湿度降低时，极板间电场强度变大 C. 空气湿度一定时，滑片向上移动，电容器所带电荷量会增加 D. 保持滑片位置不变，若出现从到的电流，说明环境湿度升高 5. 如图所示，a为地球赤道上随地球自转的未发射的卫星，b、c、d均为绕地球做匀速圆周运动的卫星，其中b为近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），c为极地同步卫星（轨道平面过地球两极，轨道半径与d相等），d为地球赤道同步卫星。已知地球半径为R，c、d轨道半径为r，地球两极处的重力加速度为g，则下列说法不正确的是（ ） A. 卫星d与卫星a转动方向一致且相对静止 B. 各卫星周期：Ta＝Tc＝Td＝24h＞Tb C. vb＝7.9km/s，是地球第一宇宙速度，也是地面发射卫星时的最小发射速度 D. 各卫星线速度、加速度和向心力大小满足：＝，＝，＝ 6. 电动汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车在水平路面上由初速度为2m/s开始运动，牵引力F与速度v的倒数的图像，vm表示最大速度，ab平行于轴，bc反向延长过原点。已知阻力恒定，汽车质量为1×103kg。下列说法正确的是（　　） A. 汽车从a到b运动的距离为90m B. 在此测试过程中汽车最大功率为40kW C. 汽车由b到c过程持续的时间是7.5s D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s 7. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形，其边长为，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知、、三点的电势分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的方向垂直于边 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 等边三角形中心的电势为 D. 将一个电子从点移到点，其电势能增加了 8. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体和，轻绳恰好伸长且无弹力，的质量为，质量为。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，当圆盘转速从零开始缓慢增大到两物体刚好要发生滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 当绳上刚出现拉力时圆盘的角速度为 B. 当所受的摩擦力为零时，圆盘的角速度为 C. 物体所受的摩擦力先增大，后减小，增大，物体所受的摩擦力一直增大 D. 绳子的最大张力为 二、多选题（本题共2小题，每题5分，共10分，多选和错选不得分，漏选得3分） 9. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P、Q组成的系统机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 物块P的速度先增大后减小 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕点O恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球在M点时细线与竖直方向的夹角为θ=60° B. 小球恰好做完完整的圆周运动时，动能的最大值为 C. 小球运动到B点时的速度大小为 D. 小球从初始位置M在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先增大后减小 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有（　　） A. 斜槽轨道末段N端必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明（　　） A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 C. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球在b处的瞬时速度的大小为vb=_____m/s，若以a点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，小球抛出点的坐标为x=_____cm，y=_____cm。 12. 某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量分别为M、m的重锤A（含遮光条）、重锤B（）。主要的实验操作如下： ①测量遮光条的宽度为d； ②用米尺量出光电门1、2间的高度差h； ③将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ④改变光电门2的位置，重复实验。 （1）重锤A经过光电门2时速度的大小为________（用题中物理量的符号表示）， （2）若本实验只有一个光电门，________（填“能”或“不能”）完成实验。 （3）已知重力加速度为g，若满足关系式________（用题中物理量的符号表示），则验证了重锤A（含遮光条）、B组成的系统机械能守恒。 （4）某小组实验中发现系统减少的重力势能略小于系统增加的动能，下列原因中可能的是________。 A. 存在空气阻力 B. 高度差h的测量值偏小 C. 遮光条宽度d的测量值偏小 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题18分，共40分） 13. 2022年9月第73届国际宇航大会（IAC）在法国巴黎召开，中国首次火星探测“天问一号”任务团队获得“世界航天奖”。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，火星绕太阳公转的轨道半径约为地球公转轨道半径的倍。忽略星球自转的影响，请估算： （1）火星表面与地球表面的重力加速度大小之比； （2）火星与地球公转周期之比。 14. 抖空竹是国家级非物质文化遗产，也是江苏民间传统杂技项目。如图所示，某表演者通过线绳拉动空竹在水平面内做匀速圆周运动，空竹可视为质量m=0.2kg的质点，做圆周运动的半径r=0.3m，线绳与竖直方向的夹角恒为θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。 （1）求空竹做匀速圆周运动的线速度大小v； （2）若表演者突然停止拉动，空竹在摩擦力作用下做匀减速圆周运动，经t=2.0s速度减为零，求此过程中空竹克服阻力做的功W； （3）若空竹在转动过程中，线绳突然断裂，求空竹落地时的水平位移的大小（已知空竹做圆周运动时的高度h=0.8m，不计空气阻力）。 15. 如图所示，在粒子偏转实验装置中，以O为坐标原点建立平面直角坐标系，质子（电荷量为q，质量为m，重力可忽略不计）从加速电场右端由静止出发，经电场加速后从P点射入径向电场区域，在该区域内恰好做半径为r的匀速圆周运动，已知径向电场的电场强度大小为。质子运动至M点后离开径向电场，进入第二象限的水平向右的匀强电场。y轴上的C点到O点的距离为，N为OC的中点，质子恰好从N点进入第一象限的矩形区域。该矩形区域的边界为、、、，区域内存在竖直向下的匀强电场，大小为E（图中未画出）。 （1）求加速电场的电压U； （2）求第二象限中水平向右匀强电场的电场强度； （3）求质子离开矩形区域时的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥一中2025-2026学年度第二学期期末教学质量监测 高一物理试题 （考试时长：75分钟满分：100分） 一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分） 1. 已知一带电粒子在电场中仅受电场力的作用，其运动轨迹如图虚线所示，下列说法中正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 C. 粒子在B点的动能大于在A点的动能 D. 粒子受到的电场力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧，且与电场线切线平行，可知大致斜向左上方，如图 可知粒子受到的电场力方向与电场强度方向相反，故粒子一定带负电，故A错误； B．A点电场线密集，故电场强度大，粒子所受的电场力大，根据可知，粒子在A点的加速度大于在B点的加速度，故B正确； C．若粒子从A到B，速度方向与电场力方向的夹角为钝角，可知电场力做负功，动能减小，可知粒子在B点的动能小于在A点的动能；若粒子从B到A，速度方向与电场力方向的夹角为锐角，可知电场力做正功，动能增大，可知粒子在B点的动能仍小于在A点的动能，故粒子在B点的动能小于在A点的动能，故C错误； D．由于不知道粒子是从A到B，还是从B到A，不能判断电场力做功的正负，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图2中旋转秋千在转动中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C. 图3中火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 D. 图4中脱水桶原理是水滴受到的合外力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，加速度竖直向上，则汽车处于超重状态，故A错误； B．旋转秋千装置中，重力和绳索拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 由于B的圆周运动半径大，则B绳索与竖直方向的夹角θ更大，根据 可知绳索对座椅B的拉力更大，故B错误； C．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨和轮缘间会有挤压作用，故C正确； D．脱水筒原理是水滴受到的实际合力不足以提供所需的向心力，从而沿切线方向甩出做离心运动，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一质量为m的小球放在倾角为的斜面上，斜面足够长。现将小球从斜面一确定位置A以初速度v水平抛出，碰撞点距抛出点的距离为l，落点为C点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球刚好下落到斜面时，垂直于斜面方向的速度分量大小为 B. 小球从被抛出到与斜面碰撞所用的时间为 C. 若小球在离斜面最远处沿垂直于斜面方向的投影点为B点，则 D. 若将小球速度增加到2v，则碰撞点距抛出点的距离增加至2l 【答案】B 【解析】 【详解】A．将小球的运动沿斜面和垂直于斜面方向分解，垂直于斜面方向的分运动类比竖直上抛运动，根据速度的分解，可得，故A错误； B．由题分析，可知位移夹角为斜面的倾角，根据平抛运动推论，可得 解得，故B正确； C．将小球的运动沿斜面和垂直于斜面方向分解，根据垂直于斜面方向的分运动类比竖直上抛运动，可知小球A到B的时间等于B到C的时间，而沿斜面方向的初速度为，加速度为，即在沿斜面方向小球做初速度不为0的匀加速直线运动，所以，故C错误； D．根据平抛运动规律，可得 小球初速度增加至2v，碰撞点距抛出点的距离变为4l，故D错误。 故选B。 4. 某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板（可移动）与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料体积膨胀，反之则体积缩小。将该电容器与恒压电源、电流表连接成如图所示的电路，闭合开关。下列说法正确的是（ ） A. 空气湿度降低时，电容器的电容会变大 B. 空气湿度降低时，极板间电场强度变大 C. 空气湿度一定时，滑片向上移动，电容器所带电荷量会增加 D. 保持滑片位置不变，若出现从到的电流，说明环境湿度升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小，极板间距d增大，根据可知，电容变小，故A错误； B．电源保持电压恒定（滑动变阻器未调节），环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小，极板间距d增大，根据电场强度可知，极板间电场强度变小，故B错误； C．空气湿度一定时，滑片向上移动，由电路图可知电容器两端电压增大，根据可知，电容器所带电荷量会增加，故C正确； D．若电流计示数为从a到b，说明电容器放电，则电容减小，d增大说明湿度降低，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，a为地球赤道上随地球自转的未发射的卫星，b、c、d均为绕地球做匀速圆周运动的卫星，其中b为近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），c为极地同步卫星（轨道平面过地球两极，轨道半径与d相等），d为地球赤道同步卫星。已知地球半径为R，c、d轨道半径为r，地球两极处的重力加速度为g，则下列说法不正确的是（ ） A. 卫星d与卫星a转动方向一致且相对静止 B. 各卫星周期：Ta＝Tc＝Td＝24h＞Tb C. vb＝7.9km/s，是地球第一宇宙速度，也是地面发射卫星时的最小发射速度 D. 各卫星线速度、加速度和向心力大小满足：＝，＝，＝ 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星d为同步卫星，与卫星a和地球均自西向东转，角速度相等，保持相对静止，故A正确，不符合题意； B．a为地球赤道上随地球自转的卫星，则a的周期等于地球自转周期，d为同步卫星，c、d的轨道半径相等，则运行周期相等，故Ta＝Tc＝Td＝24h 卫星b的轨道半径小，则由开普勒第三定律可知，卫星的周期最小，故B正确，不符合题意； C．b为近地卫星，线速度大小等于地面发射卫星时的最小发射速度，大小为7.9km/s，也是地球第一宇宙速度，故C正确，不符合题意； D．卫星绕地球做匀速圆周运动时，有 解得 对b、c可得 a、c两者做圆周运动的周期相同，则由可得 由于卫星的质量未知，故向心力大小无法确定，所以不一定成立，故D错误，符合题意。 故选 D。 6. 电动汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车在水平路面上由初速度为2m/s开始运动，牵引力F与速度v的倒数的图像，vm表示最大速度，ab平行于轴，bc反向延长过原点。已知阻力恒定，汽车质量为1×103kg。下列说法正确的是（　　） A. 汽车从a到b运动的距离为90m B. 在此测试过程中汽车最大功率为40kW C. 汽车由b到c过程持续的时间是7.5s D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，在点，汽车达到最大速度，此时牵引力等于阻力，即。汽车从到过程中，牵引力保持不变，做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，加速度 根据运动学公式 解得，故A错误； B．段延长线过原点，说明与成正比，斜率为恒定，汽车做恒定功率运动。额定功率，故B 错误； CD．当汽车达到最大速度时，有， 解得； 汽车由到过程做恒定功率的加速运动，由动能定理有 结合前面分析得；故C错误，D正确。 故选 D。 7. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形，其边长为，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知、、三点的电势分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的方向垂直于边 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 等边三角形中心的电势为 D. 将一个电子从点移到点，其电势能增加了 【答案】B 【解析】 【详解】AB．取的中点为点，如图所示 根据匀强电场的特点可知 可知为等势线，则匀强电场的方向平行于边，大小为，故A错误，B正确； C．由于等边三角形中心在上，所以等边三角形中心的电势为，故C错误； D．将一个电子从点移到点，电场力做功为 根据功能关系可知，其电势能减小了，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体和，轻绳恰好伸长且无弹力，的质量为，质量为。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，当圆盘转速从零开始缓慢增大到两物体刚好要发生滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 当绳上刚出现拉力时圆盘的角速度为 B. 当所受的摩擦力为零时，圆盘的角速度为 C. 物体所受的摩擦力先增大，后减小，增大，物体所受的摩擦力一直增大 D. 绳子的最大张力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆盘转速从零缓慢增大，初始阶段两物体的向心力均由静摩擦力提供，物体A所需向心力为 物体B所需向心力 两物体的最大静摩擦力分别为、 开始时细绳张力为零，两物体所需的向心力均由静摩擦力提供，分别达到最大静摩擦力时，对A有 对B有 可知物体B先达到最大静摩擦力，此后若角速度继续增大，细绳开始出现张力。 此时 故A错误； B．当角速度继续增大时，绳子出现张力，假设物体A所受的摩擦力方向仍指向圆心，对物体A和物体B根据牛顿第二定律分别有 联立解得 当物体A所受摩擦力为零时，令，解得 故B错误； C．由上述分析可知，在绳子出现拉力前，物体A所受摩擦力随角速度的增大而逐渐增大。在绳子出现拉力后，物体A的摩擦力随角速度的增大先正向减小至零，随后反向增大，即物体A所受的摩擦力大小先增大，后减小，增大。物体B所受的摩擦力先从零逐渐增大到最大静摩擦力，之后保持最大静摩擦力不变，故C错误； D．随着角速度继续增大，当物体A所受的摩擦力反向达到最大静摩擦力时，两物体刚要发生滑动，此时 代入上述摩擦力表达式可得 解得 由物体B的受力方程可知绳子的张力表达式为 将角速度代入解得 故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共2小题，每题5分，共10分，多选和错选不得分，漏选得3分） 9. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P、Q组成的系统机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 物块P的速度先增大后减小 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题可知，物块P、Q组成的系统只有重力做功，整个系统的机械能守恒，故A正确； B．整个过程中，轻绳的拉力对物块Q做功，物块Q上升到滑轮等高前，拉力对物块Q做正功，物块Q机械能增加，物块Q上升到与滑轮等高后继续升高，拉力对物块Q做负功，机械能减小，所以物块Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大，故B正确； C．对物块P受力分析可知，刚释放物块Q时，物块P 的重力大于轻绳的拉力，物块P加速下降，处于失重状态，当轻绳的拉力等于其重力时，速度最大，而后轻绳的拉力大于其重力，物块P做减速运动，因此物块P的速度先增大后减小，故C正确； D．因为开始阶段物块P向下加速运动，处于失重状态，则轻绳对物块P的拉力小于物块P的重力，而同一根绳上的拉力大小相等，因此开始阶段物块Q受到的拉力大小小于物块P的重力大小，故D错误 。 故选ABC。 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕点O恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球在M点时细线与竖直方向的夹角为θ=60° B. 小球恰好做完完整的圆周运动时，动能的最大值为 C. 小球运动到B点时的速度大小为 D. 小球从初始位置M在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球在M点时，细线与竖直方向的夹角为，根据受力平衡关系可得，解得，故A正确； B．重力与电场力的合力 恰好做完整的圆周运动，小球在圆周的等效最高点（与M对称的位置）时，细线对小球的拉力为0，设小球在时，速度为v，根据牛顿第二定律 小球从M到的过程中，根据动能定理 小球的最大动能，故B错误； C．小球从M点运动到B点的过程中，根据动能定理 解得，故C正确； D．设圆周的最左端为C点，最右端为D点。从M点到C点过程中，电势降低，电势能减小，从C点到D点过程中，电势升高，电势能增大，从D点到M点过程中，电势降低，电势能减小。小球从初始位置M在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小，故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有（　　） A. 斜槽轨道末段N端必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明（　　） A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 C. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球在b处的瞬时速度的大小为vb=_____m/s，若以a点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，小球抛出点的坐标为x=_____cm，y=_____cm。 【答案】（1）A （2）B （3） ①. 1.25 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道末段N端必须水平，以保证小球做平抛运动，故A正确； B．本实验只要求保证小球做平抛运动，斜槽轨道是否光滑不影响实验结果，故B错误。 C．P小球每次可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，因为不用保证每次小球的初速度相同，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 当P小球从斜槽末端水平飞出时与Q小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放Q小球，最终两小球同时落地，知运动时间相等，P球在竖直方向上的分运动与Q小球的运动相同。 故选B。 【小问3详解】 [1]P小球在同一初速度平抛运动，P小球在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向，由匀变速直线运动的推论 代入数据解得 在水平方向的速度 在竖直方向，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，则有 则P小球在b处的瞬时速度的大小为 [2][3]由小球在b点竖直方向的瞬时速度大小为0.75m/s，可得小球从抛出点运动到b点的时间 小球运动到b点时，在竖直方向的位移为 小球运动到b点时，在水平方向的位移为 若以a点为坐标原点（0，0），小球抛出点x轴的坐标为 小球抛出点y轴的坐标为。 12. 某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量分别为M、m的重锤A（含遮光条）、重锤B（）。主要的实验操作如下： ①测量遮光条的宽度为d； ②用米尺量出光电门1、2间的高度差h； ③将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ④改变光电门2的位置，重复实验。 （1）重锤A经过光电门2时速度的大小为________（用题中物理量的符号表示）， （2）若本实验只有一个光电门，________（填“能”或“不能”）完成实验。 （3）已知重力加速度为g，若满足关系式________（用题中物理量的符号表示），则验证了重锤A（含遮光条）、B组成的系统机械能守恒。 （4）某小组实验中发现系统减少的重力势能略小于系统增加的动能，下列原因中可能的是________。 A. 存在空气阻力 B. 高度差h的测量值偏小 C. 遮光条宽度d的测量值偏小 【答案】（1） （2）能 （3） （4）B 【解析】 【小问1详解】 重锤A经过光电门2时，由于遮光条宽度d很小，极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，所以重锤A经过光电门2时速度的大小为。 【小问2详解】 能完成实验，分两次进行实验，先在光电门1的位置做好标记，并记录光电门在1位置上时重锤A经过光电门的时间，然后把光电门移到光电门2的位置，再记录光电门在2位置上时重锤A经过光电门的时间，再用米尺量出光电门1、2位置间的高度差h即可。 【小问3详解】 重锤A经过光电门1时速度的大小为 重锤A从光电门1下降到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量为 系统动能的增加量为 若系统机械能守恒，则 即。 【小问4详解】 A．存在空气阻力时，系统克服空气阻力做功，会使系统减少的重力势能一部分转化为内能，导致系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，故A错误； B．高度差h的测量值偏小，会使计算出的重力势能减少量偏小，那么系统减少的重力势能应小于系统增加的动能，故B正确； C．遮光条宽度d的测量值偏小，会使计算出的速度偏小，从而使系统增加的动能偏小，那么系统减少的重力势能应大于系统增加的动能，故C错误。 故选B。 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题18分，共40分） 13. 2022年9月第73届国际宇航大会（IAC）在法国巴黎召开，中国首次火星探测“天问一号”任务团队获得“世界航天奖”。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，火星绕太阳公转的轨道半径约为地球公转轨道半径的倍。忽略星球自转的影响，请估算： （1）火星表面与地球表面的重力加速度大小之比； （2）火星与地球公转周期之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 假设一物体质量为m在地球表面，有 在火星表面，有 解得 【小问2详解】 行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳引力提供向心力，则， 可得火星与地球公转周期之比为 14. 抖空竹是国家级非物质文化遗产，也是江苏民间传统杂技项目。如图所示，某表演者通过线绳拉动空竹在水平面内做匀速圆周运动，空竹可视为质量m=0.2kg的质点，做圆周运动的半径r=0.3m，线绳与竖直方向的夹角恒为θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。 （1）求空竹做匀速圆周运动的线速度大小v； （2）若表演者突然停止拉动，空竹在摩擦力作用下做匀减速圆周运动，经t=2.0s速度减为零，求此过程中空竹克服阻力做的功W； （3）若空竹在转动过程中，线绳突然断裂，求空竹落地时的水平位移的大小（已知空竹做圆周运动时的高度h=0.8m，不计空气阻力）。 【答案】（1）1.5m/s （2）0.425J （3）0.6m 【解析】 【小问1详解】 空竹做匀速圆周运动时，重力与线绳拉力的合力提供向心力，竖直方向上 水平方向上 代入数据可解得 【小问2详解】 假设绳长为 得 空竹的速度减为零后，绳子呈竖直状态， 根据动能定理，有 所以克服阻力做功为 【小问3详解】 绳子断开后空竹做平抛运动，竖直方向上有 解得落地时间为 水平方向上做匀速运动，有 15. 如图所示，在粒子偏转实验装置中，以O为坐标原点建立平面直角坐标系，质子（电荷量为q，质量为m，重力可忽略不计）从加速电场右端由静止出发，经电场加速后从P点射入径向电场区域，在该区域内恰好做半径为r的匀速圆周运动，已知径向电场的电场强度大小为。质子运动至M点后离开径向电场，进入第二象限的水平向右的匀强电场。y轴上的C点到O点的距离为，N为OC的中点，质子恰好从N点进入第一象限的矩形区域。该矩形区域的边界为、、、，区域内存在竖直向下的匀强电场，大小为E（图中未画出）。 （1）求加速电场的电压U； （2）求第二象限中水平向右匀强电场的电场强度； （3）求质子离开矩形区域时的动能。 【答案】（1） （2） （3）若，；若， ；若， 【解析】 【小问1详解】 质子在加速电场中加速到达点，由动能定理得 在径向电场中做匀速圆周运动有 联立得 【小问2详解】 质子进入第二象限后做类平抛运动，水平向右方向做匀加速直线运动，则， 竖直向上做匀速直线运动 联立解得 【小问3详解】 质子在点进入矩形区域时，竖直方向速度为 水平方向速度 所以在点速度 的方向与水平方向夹角为 质子在矩形匀强电场区域中，做类斜抛运动，如图所示 若其运动轨迹恰好与BC边相切，从射入点到切点，在竖直方向上有 又因为 解得 若其恰好从A点射出，从射入点到出射点，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得 若，则质子从BC边离开，根据动能定理有 解得 若，则质子从AB边离开，在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 根据动能定理有 解得 若，质子从OA边离开，根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $