山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末物理试题含答案.pdf

第1页/共9页 2023 年年 7 月济南市高一期末考试月济南市高一期末考试物理试题物理试题 注意事项：注意事项：1.答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用选择题的作答：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。改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。答题卡上的非答题区域均无效。一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 30 分。每小题只有一个选项符合题目要分。每小题只有一个选项符合题目要求。求。1.关于行星运动的规律，下列说法正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心处B.行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大C.离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大D.不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等2.如图所示，地球上A B、两点绕地轴转动，其纬度分别是123060=、。关于A B、两点，下列说法正确的是（）A.加速度之比为3:1B.线速度之比为3:1 C.角速度之比为3:1 D.周期之比为3:1 3.如图所示，将圆珠笔的弹簧取出并固定在水平桌面上。再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上。用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽被高高弹起。忽略弹簧自身质量和空气阻力影响。下列说法正确的是（）A.小纸帽在最高点时处于平衡状态第2页/共9页 B.小纸帽与弹簧脱离前，一直在做加速运动C.小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能只转化为小纸帽的动能D.换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，放手后小纸帽上升的最大高度较大4.两个可视为点电荷的相同金属小球，带电量分别为2Q和6Q+。固定在相距为 r的两处时，它们间的库仑力大小为 F。两小球相互接触后将其距离变为2r固定，则两球间库仑力的大小变为（）A.13FB.112FC.116FD.3F5.如图所示，某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子的一个角 A向 B发射一个乒乓球。一同学在桌边试着用一支吹管将球由 B 处吹进球门 C，AB垂直于BC，该同学将吹管对准 C用力吹，未成功。下列情形可能成功的是（）A.将球门沿直线BC适当靠近 BB.将球门沿直线BC适当远离 BC.将球门垂直于直线BC向右平移适当距离D.将吹管沿直线AB向右平移适当距离，垂直AB方向吹气6.如图所示，电路中 a、b 两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一带电微粒在重力和电场力作用下处于静止状态。在上极板下移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（）A.电容器两极板间电压变小B.电容器的电容不变C.微粒将向上加速运动D.电流计中有从 b到 a的电流7.如图 a 所示，两个平行金属板 P、Q 竖直放置，两板间加上如图 b 所示的电压。0=t时，Q 板比 P 板电势高5V，此时在两板的正中央 M点放一个电子，速度为零，电子仅在静电力作用下运动，运动过程中始终未与极板相碰，下列时刻中电子速度和加速度的方向相同的是（）第3页/共9页 A.103 10sB.105 10sC.106.5 10sD.107 10s8.正点电荷和处于静电平衡的导体 P 的电场线分布如图所示，a、b、c 分别是图中的三个点。下列说法正确的是（）A.感应电荷在 P 的外表面均匀分布B.a、b、c 三点的电场强度大小为abcEEEC.a、b、c 三点的电势大小为abc D.导体 P的感应电荷在 b产生的电场强度大于在 c产生的电场强度9.如图，直角三角形abc中4cmbc=，37acb=，匀强电场的电场线平行于abc所在平面，且 a、b、c 点的电势分别为2V1V 3V、。已知sin370.6=，则电场强度的大小为（）A.2V/cmB.3V/cmC.2V/cmD.3V/cm10.如图所示，有一条长为1.5mL=的均匀金属链条，有34L在光滑的足够高的斜面上，另14L竖直下垂在空中，在外力作用下静止不动。斜面顶端 P 是一个很小的光滑圆弧，斜面倾角为37。忽略空气阻力，g 取210m/s,sin370.6=。当撤去外力后链条滑动，则链条刚好全部越过 P时的速率为（）第4页/共9页 A.3m/sB.3m/sC.1m/sD.32m/s 二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 24 分。每小题有多个选项符合题目要求。分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得全部选对得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。11.为满足不同领域需要，我国有许多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，在某一轨道平面上两颗人造卫星 P、Q 都绕地球做圆周运动，两卫星的质量之比为:2:3PQmm=，到地心的距离之比为:3:4PQrr=，则 P、Q 的（）A.周期之比为 916B.加速度大小之比为 43C.线速度大小之比为2:3D.向心力大小之比 322712.如图所示，甲、乙两物体放在可绕轴旋转的圆台上，甲物体质量为,2m乙物体的质量为 m。甲物体到转轴的距离是2l，乙物体到转轴距离是 l。物体与圆台的最大静摩擦力均为所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g。若圆台从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）A.甲、乙两物体所受的摩擦力始终相等B.甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为 21的第5页/共9页 C.甲物体开始相对圆台滑动时的转速是122kglD.当转台以角速度kgl=匀速转动时，甲物体所受向心力为kmg13.如图所示，虚线 a、b、c是电场中的三条电场线或等差等势线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（）A.若虚线表示电场线，则粒子在 P 点时的速率大于 Q点时的速率B.若虚线表示等势线，则粒子在 P 点时的速率大于 Q点时的速率C.若虚线表示等势线，a、b、c 中 a等势线电势最高D.无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过 P点时的加速度大小总是大于经过 Q 点时的加速度大小14.如图所示，a、b、c、d、e、f是以 O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在 b、d 两个点处放有等量同种点电荷Q+。下列说法正确的是（）A.a、e、c、f四点电势相同B.沿直线Of电场强度一定越来越大C.若将电子从 e点由静止释放，电子将在 e、O、f之间往复运动D.若电子沿直线aOc运动，其电势能先增加后减少15.如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上有 M、N 两个点。以点电荷所在位置为原点，电场线方向为正方向建立坐标轴。规定无穷远处电势为 0，坐标轴上各位置的电场强度和电势与坐标 r的变化规律图像可第6页/共9页 能正确的是（）A.B.C.D.16.某科技公司制造了一款电容车，在运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电就能保持正常行驶。该款电容车质量32 10 kgm=，行驶中所受阻力恒定，电容车的最大车速为45m/s。该车沿平直公路行驶过程中的牵引力为 F，速度为 v。该车由静止开始运动的1Fv图像如图所示。下列说法正确的是（）A.电容车所受阻力为6000NB.电容车车速为30m/s时，加速度为20.5m/sC.电容车匀加速行驶所用时间为7.5sD.电容车从15m/s行驶1000m时已达到最大速度，行驶这1000m所需时间约为42s三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 6 小题，共小题，共 46 分。分。17.用如图 1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）以下是实验过程中的一些操作，其中合理的是_A.斜槽轨道必须光滑B.需要用天平测量小球的质量第7页/共9页 C.每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放（2）在实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长5cmL=，若小球在平抛运动中的几个位置如图 2 中的 A、B、C所示。重力加速度210m/s=g，则小球做平抛运动的初速度大小0v=_m/s。若以 A 点为坐标原点建立如图 2 所示的坐标系，小球做平抛运动的初始位置坐标为（_cm，_cm）。18.在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板 A、B、C，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。小球位于挡板 A、B、C 时，做稳定圆周运动的半径之比为 211。标尺 1、2 可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球 1和球 2，质量为 m的球 3。（1）在研究向心力的大小 F 与质量 m、角速度和半径 r 之间的关系时，我们主要用到的实验方法是_。（2）为探究向心力与圆周运动角速度的关系，实验时将皮带调整到变速塔轮合适位置，若将球 1 放到挡板C处，球 2应放在挡板_处（填：“A”或“B”）；（3）某次实验时将球 3 放在 A 挡板，球 1放在 C挡板，发现标尺 1和 2 表示的向心力之比为 19，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为_。19.如图所示，倾角为60=的光滑斜面处于匀强电场中，电场线与斜面底边的夹角为30=。质量第8页/共9页 0.14kgm=带电量62.0 10 Cq=的物块在斜面上处于静止状态。已知重力加速度210m/s=g，求：（1）斜面对物块弹力的大小；（2）电场强度 E大小并在图中标出电场强度的方向。20.“天问一号”是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器和着陆巡视器组成。2021年 2月10 日天问一号探测器顺利进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2月 24 日进入火星停泊轨道，开展环绕探测。已知天间一号探测器绕火星做匀速圆周运动，经过时间 t，转过的圆心角为。火星表面的重力加速度为 g，火星半径为 R，引力常量为 G，忽略火星自转。求：（1）火星的质量；（2）火星第一宇宙速度大小；（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动轨道距火星表面高度。21.如图所示，水平放置平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长0.2mL=，两极板间距离1.6cmd=。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压128VU=，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点 O 处。已知微粒质量152.0 10kgm=，电量171.0 10Cq=，电容器电容75.0 10 FC=，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：（1）粒子刚进入时极板间电压128VU=，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点 O 处，求带电粒子入射初速度的大小；（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。22.如图所示，一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道BCD相切于 B点。整个装置竖直放置，圆管轨道的最低点的的的的第9页/共9页 为 C，最高点为 D，圆心角37=，轨道半径0.6mR=。现将一个可视为质点的小球从斜面上距离 B 点2.26m处的 A 点由静止释放。已知小球直径略小于管的直径，小球质量2.0kgm=，与斜面之间的动摩擦因数0.125=。忽略空气阻力，g取210m/s,sin370.6,cos370.8=。求：（1）小球第一次通过 C 点时速度的大小；（2）小球通过最高点 D时对轨道的作用力；（3）小球从 D点飞出落到斜面上的时间。第1页/共22页 2023 年年 7 月济南市高一期末考试月济南市高一期末考试物理试题物理试题 注意事项：注意事项：1.答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用选择题的作答：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。改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。答题卡上的非答题区域均无效。一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 30 分。每小题只有一个选项符合题目要分。每小题只有一个选项符合题目要求。求。1.关于行星运动的规律，下列说法正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心处B.行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大C.离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大D.不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等【答案】C【解析】【详解】A根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的焦点处，故A错误；B根据开普勒第二定律可知，行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越小，故 B错误；C根据开普勒第三定律可知，离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大，故 C正确；D根据开普勒第二定律可知，对于同一行星，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故 D 错误。故选 C。2.如图所示，地球上A B、两点绕地轴转动，其纬度分别是123060=、。关于A B、两点，下列说法正确的是（）第2页/共22页 A.加速度之比为3:1B.线速度之比为3:1 C.角速度之比为3:1 D.周期之比为3:1【答案】B【解析】【详解】CDAB 两点均随地球自转一起绕地轴转动，角速度相同，周期相同，则角速度之比为1:1，周期之比为1:1，故 CD错误；A设地球半径为 R，由题意可知，A 点运动的半径为 3cos302ArRR=B 点运动的半径为 1602BrRcosR=则:3:1ABrr=由ar=可知加速度之比为:3:1ABABaarr=故 A 错误；B由 vr=可知线速度之比为:3:1ABABvvr r=故 B 正确；故选 B。3.如图所示，将圆珠笔的弹簧取出并固定在水平桌面上。再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上。用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽被高高弹起。忽略弹簧自身质量和空气阻力影响。下列说法正确的是（）第3页/共22页 A.小纸帽在最高点时处于平衡状态B.小纸帽与弹簧脱离前，一直在做加速运动C.小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能只转化为小纸帽的动能D.换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，放手后小纸帽上升的最大高度较大【答案】D【解析】【详解】A小纸帽在最高点时受竖直向下的重力作用，合外力不为零，因此不处于平衡状态，故 A错误；B设小纸帽质量为m，弹簧的劲度系数为k，任意位置处的压缩量为x，则初始状态有kxmgma=随着弹簧压缩量的减小，小纸帽的加速度将减小，而当弹簧的弹力在某一位置处等于小纸帽重力时，小纸帽的加速度减为零，此时速度达到最大值，之后弹簧继续恢复原长，弹簧的弹力小于小纸帽的重力，此后直至弹簧恢复原长，根据牛顿第二定律有mgkxma=可知，小纸帽做加速度逐渐增大的减速运动，而当小纸帽与弹簧分离后，小纸帽继续上升直到运动到最高点，此过程中小纸帽做加速度为g的匀减速直线运动，故 B错误；C小纸帽在弹起过程中获得了动能和重力势能，因此小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能转化为了小纸帽的动能和势能，直至小纸帽上升至最高点，弹簧的弹性势能此刻完全转化为了小纸帽的势能，故 C 错误；D换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，则弹簧所具有的弹性势能更大，而根据能量守恒有 pEmgh=弹可知，弹簧的弹性势能越大，小纸帽上升的高度越高，故 D 正确。故选 D。4.两个可视为点电荷的相同金属小球，带电量分别为2Q和6Q+。固定在相距为 r的两处时，它们间的库仑力大小为 F。两小球相互接触后将其距离变为2r固定，则两球间库仑力的大小变为（）A.13F B.112F C.116F D.3F【答案】B 的第4页/共22页【解析】【详解】根据题意，由库伦定律有222612QQQFkkrr=当两带电金属球接触后，电荷会进行中和，而中和后将两金属球再分开，则分开后的金属球所带电荷量均为中和后电量的一半，则可得接触又分开后每个金属球所带电荷量为2622QQQQ+=距离变为2r后两金属球之间的库仑力为 221(2)12Q QQFkkFrr=故选 B。5.如图所示，某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子的一个角 A向 B发射一个乒乓球。一同学在桌边试着用一支吹管将球由 B 处吹进球门 C，AB垂直于BC，该同学将吹管对准 C用力吹，未成功。下列情形可能成功的是（）A.将球门沿直线BC适当靠近 BB.将球门沿直线BC适当远离 BC.将球门垂直于直线BC向右平移适当距离D.将吹管沿直线AB向右平移适当距离，垂直AB方向吹气【答案】C【解析】【详解】原方案中，吹管吹气只改变了球沿 BC 方向的速度，而沿 AB方向的速度不变，根据运动的合成与分解的知识可知，单纯沿 BC 方向吹气而施加力的作用不能使球落入球门中。如果将球门垂直于直线 BC向右平移适当距离，球可能落入球门中。第5页/共22页 故选 C 6.如图所示，电路中 a、b 两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一带电微粒在重力和电场力作用下处于静止状态。在上极板下移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（）A.电容器两极板间电压变小B.电容器的电容不变C.微粒将向上加速运动D.电流计中有从 b到 a的电流【答案】C【解析】【详解】由于电容器一直与电源相连，则电容器两极板间电压保持不变；根据r4SCkd=QCU=在上极板下移一小段距离的过程中，极板距离d减小，则电容器电容C增大；由于电压不变，则电容器电荷量增大，电流计中有从 a 到 b 的电流；根据 UEd=可知板间电场强度增大，微粒受到的电场力增大，微粒将向上加速运动。故选 C。7.如图 a 所示，两个平行金属板 P、Q 竖直放置，两板间加上如图 b 所示的电压。0=t时，Q 板比 P 板电势高5V，此时在两板的正中央 M点放一个电子，速度为零，电子仅在静电力作用下运动，运动过程中始终未与极板相碰，下列时刻中电子速度和加速度的方向相同的是（）A.103 10sB.105 10sC.106.5 10sD.107 10s【答案】B。第6页/共22页【解析】【详解】依题意，结合图 b 可知，在0=t时，由于 Q板比 P板电势高 5V，则电子在100 2 10s这一段时间内，所受电场力向右，电子向右做匀加速直线运动；在10102 10s 4 10s这一时间内，电子所受电场力向左，电子向右做减速运动，根据对称性可知在104 10st=时，电子速度为 0；在10104 10s 6 10s这一段时间内，电子所受电场力向左，电子向左做加速运动；10106 10s 8 10s内，电子所受电场力向右，电子向左做减速运动，所以结合选项答案，可知在105 10st=时，电子速度和加速度的方向是相同的。故选 B。8.正点电荷和处于静电平衡的导体 P 的电场线分布如图所示，a、b、c 分别是图中的三个点。下列说法正确的是（）A.感应电荷在 P 的外表面均匀分布B.a、b、c 三点的电场强度大小为abcEEEC.a、b、c 三点的电势大小为abc D.导体 P的感应电荷在 b产生的电场强度大于在 c产生的电场强度【答案】D【解析】【详解】A根据图中电场线分布可知，感应电荷在 P的外表面不是均匀分布的，故 A错误；B导体 P处于静电平衡状态，内部场强处处为 0，则 a、b、c 三点的电场强度大小为 abcEEE=故 B 错误；C处于静电平衡状态的导体是等势体，则 b、c 两点的电势相等，根据沿电场线方向电势降低，则 a、b、c 三点的电势大小为 cab=第7页/共22页 故 C 错误；Db 点离正点电荷更近，则点电荷在 b点的场强大于点电荷在 c点的场强，导体 P 内场强处处为 0，则感应电荷在 b 产生的电场强度大于在 c 产生的电场强度，故 D 正确。故选 D。9.如图，直角三角形abc中4cmbc=，37acb=，匀强电场的电场线平行于abc所在平面，且 a、b、c 点的电势分别为2V1V 3V、。已知sin370.6=，则电场强度的大小为（）A.2V/cmB.3V/cmC.2V/cmD.3V/cm【答案】A【解析】【详解】直角三角形abc中 4cmbc=37acb=则3cmab=取dc=1cm bd=3cm a、b、c点的电势分别为2V1V 3V、，则 d点的电势为 2V，ad连线为一等势线，场强方向与等势线垂直，abd为一等腰直角三角形 3 2cm2be=电场强度的大小为第8页/共22页 2V/cmabUEbe=故选 A。10.如图所示，有一条长为1.5mL=的均匀金属链条，有34L在光滑的足够高的斜面上，另14L竖直下垂在空中，在外力作用下静止不动。斜面顶端 P 是一个很小的光滑圆弧，斜面倾角为37。忽略空气阻力，g 取210m/s,sin370.6=。当撤去外力后链条滑动，则链条刚好全部越过 P时的速率为（）A.3m/sB.3m/sC.1m/sD.32m/s【答案】B【解析】【详解】设链条质量为 m，斜面部分质量为34m，该部分链条沿斜面方向的重力分力为 13sin370.454Gmgmg=。竖直下垂部分链条的质量为14m，其重力为 214Gmg=由12GG可知链条沿着斜面下滑，链条沿斜面下滑的过程只有重力做功，机械能守恒，以 P点所在平面为零势能面，则213311sin37sin37484822LmgmgLmvmgL=。解得链条刚好全部越过 P时的速率 第9页/共22页 3m sv=故选 B。二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 24 分。每小题有多个选项符合题目要求。分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得全部选对得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。11.为满足不同领域的需要，我国有许多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，在某一轨道平面上两颗人造卫星 P、Q 都绕地球做圆周运动，两卫星的质量之比为:2:3PQmm=，到地心的距离之比为:3:4PQrr=，则 P、Q 的（）A.周期之比为 916B.加速度大小之比为 43C.线速度大小之比为2:3D.向心力大小之比 3227【答案】CD【解析】【详解】ABC根据 22224MmvGmmrmarrT=可得32rTGM=GMvr=2GMar=可得周期之比为333 3448PQTT=加速度大小之比为第10页/共22页 2241639PQaa=线速度大小之比为4233PQvv=选项 AB错误，C正确；D根据 F=ma可知，向心力大小之比 162329327PQFF=选项 D正确。故选 CD。12.如图所示，甲、乙两物体放在可绕轴旋转的圆台上，甲物体质量为,2m乙物体的质量为 m。甲物体到转轴的距离是2l，乙物体到转轴距离是 l。物体与圆台的最大静摩擦力均为所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g。若圆台从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）A.甲、乙两物体所受的摩擦力始终相等B.甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为 21C.甲物体开始相对圆台滑动时的转速是122kglD.当转台以角速度kgl=匀速转动时，甲物体所受向心力为kmg【答案】BC【解析】【详解】A两物体的运动为同轴传动，角速度相同，甲、乙两物体所受摩擦力提供向心力，由向心力公式得：2nfFmr=,则甲、乙所受摩擦力之比为()221:2:1:12ffmlml=乙甲,两物体所受摩擦力大小始终相等，方向不同，故 A错误；第11页/共22页 B由vr=得，甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为:2:2:1vvl l=乙甲,故 B正确；C甲物体开始相对圆台滑动时，摩擦力刚好达到最大静摩擦力，有：22114222mkmgmnl=解得：122mkgnl=,故 C正确；D甲物体开始相对圆台滑动时，有：211222mkmgml=解得：2mkgl=,当转台以角速度kgl=匀速转动时，甲已经相对圆盘发生滑动，故 D 错误。故选 BC。13.如图所示，虚线 a、b、c是电场中的三条电场线或等差等势线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（）A.若虚线表示电场线，则粒子在 P 点时的速率大于 Q点时的速率B.若虚线表示等势线，则粒子在 P 点时的速率大于 Q点时的速率C.若虚线表示等势线，a、b、c 中 a等势线电势最高D.无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过 P点时的加速度大小总是大于经过 Q 点时的加速度大小【答案】AD【解析】【详解】A粒子所受电场力的方向沿电场线切线方向，且指向运动轨迹的凹侧，若虚线为电场线，则电场力向右，粒子带负电，受力方向与电场方向相反，则电场方向向左。根据沿电场方向电势降低，可知 P点的电势高于 Q点的电势，粒子在 P点的电势能小于 Q 点的电势能，在 P点的动能大于 Q 点时的动能，则粒子在 P点时的速率大于 Q 点时的速率，故 A正确；B.若虚线为等势线，等势线与电场线处处垂直，则粒子所受电场力向下，粒子受力方向与电场方向相反，则电场方向向上，P 点电势低于 Q 点的电势，粒子在 P 点的电势能大于 Q点的电势能，在 P点的动能小于Q点时的动能，则粒子在 P 点时的速率小于 Q 点时的速率，故 B 错误；C若虚线表示等势线，a、b、c 中 a等势线电势最低，故 C 错误；第12页/共22页 D电场线或等势面越密，电场强度越大，故无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过 P 点时的加速度大小总是大于经过 Q 点时的加速度大小，故 D 正确。故选 AD。14.如图所示，a、b、c、d、e、f是以 O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在 b、d 两个点处放有等量同种点电荷Q+。下列说法正确的是（）A.a、e、c、f四点电势相同B.沿直线Of电场强度一定越来越大C.若将电子从 e点由静止释放，电子将在 e、O、f之间往复运动D.若电子沿直线aOc运动，其电势能先增加后减少【答案】AC【解析】【详解】Aa、e、c、f四点到两个正电荷的距离相同，可知四点电势相同，选项 A正确；B根据等量同种电荷中垂线的电场分布可知，沿直线Of电场强度可能越来越大，也可能先增加后减小，选项 B错误；C电子在 e点和 f点受电场力大小相等且都指向 O点，则若将电子从 e 点由静止释放，电子将在 e、O、f之间往复运动，选项 C 正确；D若电子沿直线aOc运动，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减少后增加，选项 D错误 故选 AC。15.如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上有 M、N 两个点。以点电荷所在位置为原点，电场线方向为正方向建立坐标轴。规定无穷远处电势为 0，坐标轴上各位置的电场强度和电势与坐标 r的变化规律图像可能正确的是（）。第13页/共22页 学科网（北京）股份有限公司A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】AB由点电荷在真空中某点形成的电场强度公式 2kQEr=可知，电场强度与 r2成反比，故 A 正确，B错误；CD沿电场线方向电势降低，无穷远处电势为零，正电荷电场中的电势不会为负值，故 C 正确，D错误。故选 AC。16.某科技公司制造了一款电容车，在运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电就能保持正常行驶。该款电容车质量32 10 kgm=，行驶中所受阻力恒定，电容车的最大车速为45m/s。该车沿平直公路行驶过程中的牵引力为 F，速度为 v。该车由静止开始运动的1Fv图像如图所示。下列说法正确的是（）A.电容车所受阻力为6000NB.电容车车速为30m/s时，加速度为20.5m/sC.电容车匀加速行驶所用时间为7.5sD.电容车从15m/s行驶1000m时已达到最大速度，行驶这1000m所需时间约为42s【答案】BCD【解析】【详解】A最大速度 m45m/sv=此时电容车受力平衡，由平衡条件得第14页/共22页 32 10 NFF=阻故 A 错误；B电容车的额定功率 34m2 1045W9 10 WPF v=阻 电容车车速为 30m/s 时，牵引力为 43119 10m/s3 10 N30PFv=由牛顿第二定律得11FFma=阻代入数据解得210.5m/sa=故 B 正确；C由图像得，电容车匀加速过程所受牵引力为 326 10 NF=由牛顿第二定律得22FFma=阻代入数据解得222m/sa=匀加速运动结束时，电容车的功率达到额定功率，速度为215m/sv=电容车匀加速行驶所用时间为2215s7.5s2vta=故 C 正确；D电容车达到最大速度过程中，由动能定理得 22m21122PtF xmvmv=阻代入数据解得42st 第15页/共22页 故 D 正确；故选 BCD。三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 6 小题，共小题，共 46 分。分。17.用如图 1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）以下是实验过程中的一些操作，其中合理的是_A.斜槽轨道必须光滑B.需要用天平测量小球的质量C.每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放（2）在实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长5cmL=，若小球在平抛运动中的几个位置如图 2 中的 A、B、C所示。重力加速度210m/s=g，则小球做平抛运动的初速度大小0v=_m/s。若以 A 点为坐标原点建立如图 2 所示的坐标系，小球做平抛运动的初始位置坐标为（_cm，_cm）。【答案】.CD#DC .1.5 .-15 .-5【解析】第16页/共22页【详解】（1）1AD斜槽轨道不必须光滑，只需小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放即可，故 A错误，D正确；B不需要用天平测量小球的质量，故 B 错误；C每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置，故 C正确。故选 CD。（2）2竖直方向上 22BCAByyLgT=0.1sT=初速度大小031.5m/sLvT=34小球在 B点的竖直分速度 82m/s2ByLvT=小球从抛出点 O到 B 点的时间 0.2sByvtg=则小球从抛出点 O 到 A点的时间 0.1sAttT=015cmOAAxv t=215cm2OAAygt=小球做平抛运动的初始位置坐标为（-15cm，-5cm）。18.在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板 A、B、C，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。小球位于挡板 A、B、C 时，做稳定圆周运动的半径之比为 211。标尺 1、2 可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球 1和球 2，质量为 m的球 3。第17页/共22页 学科网（北京）股份有限公司（1）在研究向心力的大小 F 与质量 m、角速度和半径 r 之间的关系时，我们主要用到的实验方法是_。（2）为探究向心力与圆周运动角速度的关系，实验时将皮带调整到变速塔轮合适位置，若将球 1 放到挡板C处，球 2应放在挡板_处（填：“A”或“B”）；（3）某次实验时将球 3 放在 A 挡板，球 1放在 C挡板，发现标尺 1和 2 表示的向心力之比为 19，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为_。【答案】.控制变量法 .B .3:1【解析】【详解】（1）1在研究向心力的大小 F 与质量 m、角速度和半径 r之间的关系时，我们主要用到的实验方法是控制变量法；（2）2为探究向心力与圆周运动角速度的关系，需控制小球的质量和运动半径相同，若将球 1放到挡板C处，球 2应放在挡板 B处；（3）3球 3 的向心力为 2112Fmr=球 1的向心力为 2222Fmr=球 3与球 1的角速度之比为 12:1:3=根据vr=可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为1221:3:1r r=19.如图所示，倾角为60=的光滑斜面处于匀强电场中，电场线与斜面底边的夹角为30=。质量第18页/共22页 0.14kgm=带电量62.0 10 Cq=的物块在斜面上处于静止状态。已知重力加速度210m/s=g，求：（1）斜面对物块弹力的大小；（2）电场强度 E的大小并在图中标出电场强度的方向。【答案】（1）1.4NF=；（2）57 10 N/CE=【解析】【详解】（1）对物块受力分析得 sin30sin30FqEmg+=cos30cos30FqE=联立解得斜面对物块弹力的大小为1.4NF=（2）由（1）可得电场强度 E 的大小为57 10 N/CE=物块带负电，电场强度的方向为斜向下，与斜面底边的夹角为30。20.“天问一号”是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器和着陆巡视器组成。2021年 2月10 日天问一号探测器顺利进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2月 24 日进入火星停泊轨道，开第19页/共22页 学科网（北京）股份有限公司展环绕探测。已知天间一号探测器绕火星做匀速圆周运动，经过时间 t，转过的圆心角为。火星表面的重力加速度为 g，火星半径为 R，引力常量为 G，忽略火星自转。求：（1）火星的质量；（2）火星第一宇宙速度的大小；（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动轨道距火星表面的高度。【答案】（1）GgRM2=;（2）vgR=;（3）2 23224gR thR=【解析】【详解】（1）在火星表面 2MmmgGR=得GgRM2=（2）近火卫星的速度为火星第一宇宙速度22MmvGmRR=得vgR=（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动()()22MmGm RhtRh=+2 23224gR thR=21.如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长0.2mL=，两极板间距离1.6cmd=。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压128VU=，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点 O 处。已知微粒质量152.0 10kgm=，电量171.0 10Cq=，电容器电容75.0 10 FC=，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：（1）粒子刚进入时极板间电压128VU=，极板正中央粒子刚好落到上极板中点 O处，求带电粒子入射初速度的大小；的第20页/共22页（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。【答案】（1）05m/sv=；（2）2000N/C；（3）124.8 10（个）【解析】【详解】（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有 02Lv t=2122dat=根据牛顿第二定律知EqUqammd=联立以上式子，代入题中相关已知数据求得05m/sv=（2）当