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精品解析：湖南省郴州市2022-2023学年高一下学期7月期末物理试题（解析版）
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这是一份精品解析：湖南省郴州市2022-2023学年高一下学期7月期末物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
郴州市2023年上学期期末教学质量监测试卷
高一物理（选择考）
（试题卷）
一、单项选择题（共11小题，每小题4分，共44分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得4分，不选、错选得0分。）
1. 下列说法中符合物理史实是（ ）
A. 开普勒通过万有引力定律计算预言了天王星的存在，后来被证实，因此天王星被称为“笔尖下发现的行星”
B. “月—地检验”通过验证月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的，从而证实地面上的物体所受地球的引力，月球所受地球的引力是同种性质的力，月地检验为万有引力定律成立提供事实依据
C. 卡文迪许总结出万有引力定律，并在实验中测出了万有引力常量，并由此计算出地球的质量，卡文迪许被誉为第一个称量地球的人
D. 安培首先测出了元电荷的数值
【答案】B
【解析】
【详解】A．勒维耶通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”，A错误；
B．“月—地检验”通过验证月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的，从而证实地面上的物体所受地球的引力，月球所受地球的引力是同种性质的力，月地检验为万有引力定律成立提供事实依据，B正确；
C．牛顿总结出万有引力定律，卡文迪许在实验中测出了万有引力常量，并由此计算出地球的质量，卡文迪许被誉为第一个称量地球的人，C错误；
D．密立根首先测出了元电荷的数值，D错误。
故选B。
2. 如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站舱内完成的有（ ）
A. 如图甲，可以用台秤称量重物的质量
B 如图乙，可以用水杯喝水
C. 如图丙，可以用沉淀法将水与沙子分离
D. 如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在任意面内做圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站舱内，物体受到的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态，所以不可以用台秤称量重物的质量，不可以用水杯喝水，不可以用沉淀法将水与沙子分离；图丁中，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在任意面内做圆周运动。
故选D。
3. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐．如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，取无穷远处电势为零，关于这四个离子形成的电场，下列说法错误的是（ ）
A. O点电场强度为零 B. O点电势为零
C. A、B两点电势为零 D. A、B两点电场强度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．在对角线上的两电荷在O点的合场强都为零，可知O点电场强度为零，选项A正确，不符合题意；
B．由对称性可知，O点电势为零，选项B正确，不符合题意；
C．A、B两点在等量异号电荷连线的中垂线上，则电势为零，选项C正确，不符合题意；
D．由对称可知，A、B两点电场强度大小相同，但是方向不同，选项D错误，符合题意。
故选D。
4. 如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动（无滑动）。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲︰r乙=4︰1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A. 甲、乙两圆盘的角速度之比ω1︰ω2=4︰1
B. 滑动前m1与m2的向心加速度之比a1︰a2=1︰4
C. 随转速慢慢增加，m1先开始滑动
D. 随转速慢慢增加，m2先开始滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，甲、乙两圆盘边缘上的线速度大小相等，根据
可知角速度与半径成反比，所以甲、乙两圆盘的角速度之比
ω1︰ω2=1︰4
故A错误；
B．根据加速度表达式
滑动前m1与m2的向心加速度之比
故B错误；
CD．根据静摩擦力提供向心力，有
解得临界向心加速度为
a=μg=ω2r
随转速慢慢增加，m2先达到临界向心加速度，开始滑动。故D正确；C错误。
故选D。
5. 如图所示，已知地球和火星到太阳的距离分别为R和1.5R，若某火星探测器在地球轨道上的A点被发射出去，进入预定的椭圆轨道，到达椭圆轨道远日点B进行变速被火星俘获。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在椭圆轨道A点的运行速度等于地球的公转速度
B. 探测器在椭圆轨道B点的运行速度大于火星的公转速度
C. 探测器在椭圆轨道上的运动周期小于火星绕太阳的运动周期
D. 探测器在椭圆轨道A点的加速度小于在B点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．探测器在地球轨道上的A点被发射出去，探测器做离心运动，发动机做正功，速度增大，所以在椭圆轨道A点的速度大于地球的公转速度。故A错误；
B．同理，探测器在火星轨道的B点，需要加速，才能进入圆轨道，所以探测器在椭圆轨道B点的运行速度小于火星的公转速度。故B错误；
C．根据开普勒第三定律得
因为
所以
故C正确；
D．根据万有引力提供向心力得
解得
可知探测器在椭圆轨道A点的加速度大于在B点的加速度。故D错误。
故选C。
6. 如图所示，三个带电小球A、B、C（可视为质点），静止在光滑水平地面上，A带正电，电荷量为q（q>0），A、B之间距离为L，B、C之间距离为3L，则（ ）
A. B球带正电 B. C球带负电
C. C球电荷量9q D. B球电荷量为q
【答案】C
【解析】
【详解】AB．三个带电小球A、B、C静止在光滑水平地面上，则满足“两大夹小，两同夹异”，A球带正电，则B球带负电，C球带正电，故AB错误；
C．设B球带电量大小为，C球带电量大小为，对B球受力分析，由受力平衡得
解得
即C球电荷量为，故C正确。
D．对C球受力分析，由受力平衡得
解得
则B球电荷量为，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，实线为未标明方向的电场线，虚线为一带负电粒子仅在电场力用下通过该区域时的运动轨迹，a、b为轨迹上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定从a运动到b
B. a点电场强度比b点大
C. a点的电势比b点高
D. 带电粒子在a点受到的电场力方向沿M指向N方向
【答案】D
【解析】
【详解】D．粒子仅在电场力作用下做曲线运动，受到的电场力指向轨迹凹侧，故带电粒子在a点受到的电场力方向沿M指向N方向，D正确；
C．粒子带负电，可知场强方向与粒子受力方向相反，a点的场强方向沿N指向M方向，沿电场线方向电势降低，故a点的电势比b点低，C错误；
B，电场线的疏密程度反应场强的大小，可知a点的电场强度比b点小，B错误；
A．由题述条件无法确定粒子是否从a运动到b，A错误。
故选D。
8. 有一星球的半径是地球半径的，若该星球的密度与地球的密度的4倍，则该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
A. 2倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【答案】A
【解析】
【详解】有一星球的半径是地球半径的倍，若该星球的密度与地球的密度相同，由
星球表面的万有引力等于重力，有
联立可得
故有
故选A。
9. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知L1跟竖直方向的夹角为α，L2跟竖直方向的夹角为β，已知α>β，下列说法正确的是（ ）
A. 细线L1比细线L2所受的拉力小
B. 小球m1的角速度比m2的角速度大
C. 小球m1的向心力比m2的向心力小
D. 小球m1的线速度比m2的线速度小
【答案】B
【解析】
【详解】A．对小球受力分析，则细绳的拉力
因α>β，则细线L1比细线L2所受的拉力大，选项A错误；
B．根据
可得
因α>β，小球m1的角速度比m2的角速度大，选项B正确；
C．根据
因α>β，小球m1的向心力比m2的向心力大，选项C错误；
D．根据
因α>β，小球m1的线速度比m2的线速度大，选项D错误。
故选B。
10. 某工地建房时用小车将细沙从一楼提到七楼（高度为20m），小车和细沙总质量为10kg。由于小车漏沙，在被匀加速提升至七楼的过程中，小车和细沙的总质量随着上升距离的变化关系如图所示。小车可以看成质点，已知小车加速度为2m/s2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。由图像可知，在提升的整个过程中，拉力对小车做的功为（ ）
A. 2160J B. 1800J C. 2400JJ D. 180J
【答案】A
【解析】
【详解】由于小车匀加速上升，由于小车和细沙的总质量随位移均匀减小，结合题图可知
根据牛顿第二定律
可得
故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法求解变力做功。当h=0时；
当h=20m时；
则在提车的整个过程中，拉力对小车做的功为
故选A。
11. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A. 动能增加 B. 机械能增加
C. 重力势能增加 D. 电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球动能增加量为
故A错误；
BC．小球在竖直方向做匀减速运动，竖直速度减为零时，设上升高度为h，有
解得
则重力势能增加量为
机械能增加量为
故B正确，C错误；
D．小球在竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直速度由v减到零的过程，水平速度刚好由零加到2v，根据加速度定义式
可知水平方向的加速度大小为竖直方向加速度大小的2倍，根据牛顿第二定律得水平方向电场力和加速度大小分别为2mg、2g，则水平方向位移大小为
电场力做正功，电势能减少，减少量为
故D错误。
故选B。
二、实验题（本题共2小题，12题9分，每空3分，13题12分，每空3分，共21分。）
12. 如图所示的实验装置，可以通过改变两极板的正对面积S，改变两极板间的距离d，在两极板间插入电介质等方法研究影响平行板电容器电容大小的因素。
（1）若实验中极板上的电荷量几乎不变，把M板向左平移一小段距离后，可观察到静电计指针偏转角_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），极板间的电场强度_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是_________。
A．本实验研究的方法是累计法和等效替代法。
B．本实验中M、N两极板与静电计的连接是并联，所以可通过静电计指针偏转情况判断极板间电势差变化情况。
C．本实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的定义式，可定性判定电容的变化情况。
D．本实验环境相对干燥好，因为潮湿的环境造成极板漏电，会影响实验的效果。
【答案】 ①. 变大 ②. 不变 ③. BCD
【解析】
【详解】（1）[1]若实验中极板上的电荷量几乎不变，把M板向左平移一小段距离后，极板间距d变大，由可知，电容C变小，由可知，电压U变大，静电计指针偏转角反应的就是极板间电压，故可观察到静电计指针偏转角变大。
[2]极板间的电场强度可表示为
故场强与d无关，场强不变。
（2）[3]A．本实验研究的方法是控制变量法，故A错误；
B．本实验中M、N两极板与静电计的连接是并联，所以可通过静电计指针偏转情况判断极板间电势差变化情况，故B正确；
C．本实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的定义式，可定性判定电容的变化情况，C正确；
D．本实验环境相对干燥好，因为潮湿的环境造成极板漏电，会影响实验的效果，D正确。
故选BCD。
13. 用如图装置来验证机械能守恒定律。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离H。
②在B下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片的时间为。
③测出挡光片的宽度，则重物经过光电门时的速度为_________，此速度实际上_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）挡光片中心通过遮光片时的速度。
（2）若系统（重物A、B以及物块C）从静止到下落距离为H这一运动过程中系统减少的重力势能为_________，系统增加的动能为_________，若系统减少的重力势能（在误差允许的范围内）等于系统增加的动能，则系统机械能守恒（已知重力加速度为g，用前面已给出的字母及测出的量表示）。
【答案】 ①. ②. 小于 ③. mgH ④.
【解析】
【详解】（1）③[1]测出挡光片的宽度，则重物经过光电门时的速度为
[2]如图所示，v1表示中间时刻速度，v2表示中间位置速度
由图可知
故重物经过光电门时的速度实际上小于挡光片中心通过遮光片时的速度。
（2）[3]若系统（重物A、B以及物块C）从静止到下落距离为H这一运动过程中系统减少的重力势能为
系统增加的动能为
若系统减少的重力势能（在误差允许的范围内）等于系统增加的动能，则系统机械能守恒。
三、计算题（共3小题，14题10分，15题12分，16题13分，共35分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14. 如图所示，一个质量为m、电荷量q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为U1的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L，两板间距d。求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大？
（2）若微粒射出电场时的偏转角度为θ，则两金属板间的电压U2是多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电微粒经过加速电场加速过程，根据动能定理可得
解得微粒进入偏转电场时的速度为
（2）若微粒射出电场时的偏转角度为，微粒在偏转电场做类平抛运动，则有
又
联立解得两金属板间的电压为
15. 已知该车的额定功率为200kW，质量为2 × 103kg，假设该车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.2倍，（g取10m/s2）求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度；
（2）若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，这过程能持续多长时间？
（3）若汽车从静止开始以额定功率启动，行驶了200m达到最大速度，求汽车从静止到获得最大行驶速度所用时间。
【答案】（1）50m/s；（2）12.5s；（3）16.5s
【解析】
【详解】（1）当速度达到最大时，牵引力等于阻力，可得
解得
（2）汽车从静止开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得，牵引力为
匀加速结束时的速度为
匀加速的时间为
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度的过程，由动能定理可得
解得
16. 如图所示，将原长为R的轻质弹簧放置在倾角为37°的倾斜轨道AB上，一端固定在A点，另一端与滑块P（可视为质点，质量可调）接触但不拴接。AB长为3R，B端与半径为R的光滑圆弧轨道BCD平滑相连，O点为圆心，D点在O点的正上方，C点与O点等高。滑块P与AB间的动摩擦因数μ = 0.5。用外力推动滑块P，每次都将弹簧压缩至原长的一半，然后放开，P开始沿轨道AB运动。当P的质量为m时恰好能到达圆弧轨道的最高点D。已知重力加速度大小为g，sin37° = 0.6、cos37° = 0.8，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）滑块P在D点速度。
（2）求将弹簧压缩至原长的一半时，弹簧弹性势能的大小。
（3）当滑块P的质量调为M（未知）时，滑块P能滑上圆弧轨道，在位置E（图上未标出）恰好脱离圆弧轨道，且E、O两点的连线与OC的夹角为37°，求P的质量M。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若滑块P刚好能沿圆轨道运动到圆轨道的最高点，有
则
（2）滑块P由静止运动到圆轨道最高点过程，由能量守恒定律可得
联立解得
（3）依题意滑块恰好脱离圆轨道时，应在OC水平线的上方与OC方向的夹角为37°处，此位置轨道对滑块的弹力刚好为零，则
解得
由能量守恒定律可得
解得
郴州市2023年上学期期末教学质量监测试卷
高一物理（选择考）
（试题卷）
一、单项选择题（共11小题，每小题4分，共44分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得4分，不选、错选得0分。）
1. 下列说法中符合物理史实是（ ）
A. 开普勒通过万有引力定律计算预言了天王星的存在，后来被证实，因此天王星被称为“笔尖下发现的行星”
B. “月—地检验”通过验证月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的，从而证实地面上的物体所受地球的引力，月球所受地球的引力是同种性质的力，月地检验为万有引力定律成立提供事实依据
C. 卡文迪许总结出万有引力定律，并在实验中测出了万有引力常量，并由此计算出地球的质量，卡文迪许被誉为第一个称量地球的人
D. 安培首先测出了元电荷的数值
【答案】B
【解析】
【详解】A．勒维耶通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”，A错误；
B．“月—地检验”通过验证月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的，从而证实地面上的物体所受地球的引力，月球所受地球的引力是同种性质的力，月地检验为万有引力定律成立提供事实依据，B正确；
C．牛顿总结出万有引力定律，卡文迪许在实验中测出了万有引力常量，并由此计算出地球的质量，卡文迪许被誉为第一个称量地球的人，C错误；
D．密立根首先测出了元电荷的数值，D错误。
故选B。
2. 如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站舱内完成的有（ ）
A. 如图甲，可以用台秤称量重物的质量
B 如图乙，可以用水杯喝水
C. 如图丙，可以用沉淀法将水与沙子分离
D. 如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在任意面内做圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站舱内，物体受到的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态，所以不可以用台秤称量重物的质量，不可以用水杯喝水，不可以用沉淀法将水与沙子分离；图丁中，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在任意面内做圆周运动。
故选D。
3. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐．如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，取无穷远处电势为零，关于这四个离子形成的电场，下列说法错误的是（ ）
A. O点电场强度为零 B. O点电势为零
C. A、B两点电势为零 D. A、B两点电场强度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．在对角线上的两电荷在O点的合场强都为零，可知O点电场强度为零，选项A正确，不符合题意；
B．由对称性可知，O点电势为零，选项B正确，不符合题意；
C．A、B两点在等量异号电荷连线的中垂线上，则电势为零，选项C正确，不符合题意；
D．由对称可知，A、B两点电场强度大小相同，但是方向不同，选项D错误，符合题意。
故选D。
4. 如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动（无滑动）。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲︰r乙=4︰1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A. 甲、乙两圆盘的角速度之比ω1︰ω2=4︰1
B. 滑动前m1与m2的向心加速度之比a1︰a2=1︰4
C. 随转速慢慢增加，m1先开始滑动
D. 随转速慢慢增加，m2先开始滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，甲、乙两圆盘边缘上的线速度大小相等，根据
可知角速度与半径成反比，所以甲、乙两圆盘的角速度之比
ω1︰ω2=1︰4
故A错误；
B．根据加速度表达式
滑动前m1与m2的向心加速度之比
故B错误；
CD．根据静摩擦力提供向心力，有
解得临界向心加速度为
a=μg=ω2r
随转速慢慢增加，m2先达到临界向心加速度，开始滑动。故D正确；C错误。
故选D。
5. 如图所示，已知地球和火星到太阳的距离分别为R和1.5R，若某火星探测器在地球轨道上的A点被发射出去，进入预定的椭圆轨道，到达椭圆轨道远日点B进行变速被火星俘获。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在椭圆轨道A点的运行速度等于地球的公转速度
B. 探测器在椭圆轨道B点的运行速度大于火星的公转速度
C. 探测器在椭圆轨道上的运动周期小于火星绕太阳的运动周期
D. 探测器在椭圆轨道A点的加速度小于在B点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．探测器在地球轨道上的A点被发射出去，探测器做离心运动，发动机做正功，速度增大，所以在椭圆轨道A点的速度大于地球的公转速度。故A错误；
B．同理，探测器在火星轨道的B点，需要加速，才能进入圆轨道，所以探测器在椭圆轨道B点的运行速度小于火星的公转速度。故B错误；
C．根据开普勒第三定律得
因为
所以
故C正确；
D．根据万有引力提供向心力得
解得
可知探测器在椭圆轨道A点的加速度大于在B点的加速度。故D错误。
故选C。
6. 如图所示，三个带电小球A、B、C（可视为质点），静止在光滑水平地面上，A带正电，电荷量为q（q>0），A、B之间距离为L，B、C之间距离为3L，则（ ）
A. B球带正电 B. C球带负电
C. C球电荷量9q D. B球电荷量为q
【答案】C
【解析】
【详解】AB．三个带电小球A、B、C静止在光滑水平地面上，则满足“两大夹小，两同夹异”，A球带正电，则B球带负电，C球带正电，故AB错误；
C．设B球带电量大小为，C球带电量大小为，对B球受力分析，由受力平衡得
解得
即C球电荷量为，故C正确。
D．对C球受力分析，由受力平衡得
解得
则B球电荷量为，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，实线为未标明方向的电场线，虚线为一带负电粒子仅在电场力用下通过该区域时的运动轨迹，a、b为轨迹上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定从a运动到b
B. a点电场强度比b点大
C. a点的电势比b点高
D. 带电粒子在a点受到的电场力方向沿M指向N方向
【答案】D
【解析】
【详解】D．粒子仅在电场力作用下做曲线运动，受到的电场力指向轨迹凹侧，故带电粒子在a点受到的电场力方向沿M指向N方向，D正确；
C．粒子带负电，可知场强方向与粒子受力方向相反，a点的场强方向沿N指向M方向，沿电场线方向电势降低，故a点的电势比b点低，C错误；
B，电场线的疏密程度反应场强的大小，可知a点的电场强度比b点小，B错误；
A．由题述条件无法确定粒子是否从a运动到b，A错误。
故选D。
8. 有一星球的半径是地球半径的，若该星球的密度与地球的密度的4倍，则该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
A. 2倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【答案】A
【解析】
【详解】有一星球的半径是地球半径的倍，若该星球的密度与地球的密度相同，由
星球表面的万有引力等于重力，有
联立可得
故有
故选A。
9. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知L1跟竖直方向的夹角为α，L2跟竖直方向的夹角为β，已知α>β，下列说法正确的是（ ）
A. 细线L1比细线L2所受的拉力小
B. 小球m1的角速度比m2的角速度大
C. 小球m1的向心力比m2的向心力小
D. 小球m1的线速度比m2的线速度小
【答案】B
【解析】
【详解】A．对小球受力分析，则细绳的拉力
因α>β，则细线L1比细线L2所受的拉力大，选项A错误；
B．根据
可得
因α>β，小球m1的角速度比m2的角速度大，选项B正确；
C．根据
因α>β，小球m1的向心力比m2的向心力大，选项C错误；
D．根据
因α>β，小球m1的线速度比m2的线速度大，选项D错误。
故选B。
10. 某工地建房时用小车将细沙从一楼提到七楼（高度为20m），小车和细沙总质量为10kg。由于小车漏沙，在被匀加速提升至七楼的过程中，小车和细沙的总质量随着上升距离的变化关系如图所示。小车可以看成质点，已知小车加速度为2m/s2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。由图像可知，在提升的整个过程中，拉力对小车做的功为（ ）
A. 2160J B. 1800J C. 2400JJ D. 180J
【答案】A
【解析】
【详解】由于小车匀加速上升，由于小车和细沙的总质量随位移均匀减小，结合题图可知
根据牛顿第二定律
可得
故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法求解变力做功。当h=0时；
当h=20m时；
则在提车的整个过程中，拉力对小车做的功为
故选A。
11. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A. 动能增加 B. 机械能增加
C. 重力势能增加 D. 电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球动能增加量为
故A错误；
BC．小球在竖直方向做匀减速运动，竖直速度减为零时，设上升高度为h，有
解得
则重力势能增加量为
机械能增加量为
故B正确，C错误；
D．小球在竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直速度由v减到零的过程，水平速度刚好由零加到2v，根据加速度定义式
可知水平方向的加速度大小为竖直方向加速度大小的2倍，根据牛顿第二定律得水平方向电场力和加速度大小分别为2mg、2g，则水平方向位移大小为
电场力做正功，电势能减少，减少量为
故D错误。
故选B。
二、实验题（本题共2小题，12题9分，每空3分，13题12分，每空3分，共21分。）
12. 如图所示的实验装置，可以通过改变两极板的正对面积S，改变两极板间的距离d，在两极板间插入电介质等方法研究影响平行板电容器电容大小的因素。
（1）若实验中极板上的电荷量几乎不变，把M板向左平移一小段距离后，可观察到静电计指针偏转角_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），极板间的电场强度_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是_________。
A．本实验研究的方法是累计法和等效替代法。
B．本实验中M、N两极板与静电计的连接是并联，所以可通过静电计指针偏转情况判断极板间电势差变化情况。
C．本实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的定义式，可定性判定电容的变化情况。
D．本实验环境相对干燥好，因为潮湿的环境造成极板漏电，会影响实验的效果。
【答案】 ①. 变大 ②. 不变 ③. BCD
【解析】
【详解】（1）[1]若实验中极板上的电荷量几乎不变，把M板向左平移一小段距离后，极板间距d变大，由可知，电容C变小，由可知，电压U变大，静电计指针偏转角反应的就是极板间电压，故可观察到静电计指针偏转角变大。
[2]极板间的电场强度可表示为
故场强与d无关，场强不变。
（2）[3]A．本实验研究的方法是控制变量法，故A错误；
B．本实验中M、N两极板与静电计的连接是并联，所以可通过静电计指针偏转情况判断极板间电势差变化情况，故B正确；
C．本实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的定义式，可定性判定电容的变化情况，C正确；
D．本实验环境相对干燥好，因为潮湿的环境造成极板漏电，会影响实验的效果，D正确。
故选BCD。
13. 用如图装置来验证机械能守恒定律。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离H。
②在B下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片的时间为。
③测出挡光片的宽度，则重物经过光电门时的速度为_________，此速度实际上_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）挡光片中心通过遮光片时的速度。
（2）若系统（重物A、B以及物块C）从静止到下落距离为H这一运动过程中系统减少的重力势能为_________，系统增加的动能为_________，若系统减少的重力势能（在误差允许的范围内）等于系统增加的动能，则系统机械能守恒（已知重力加速度为g，用前面已给出的字母及测出的量表示）。
【答案】 ①. ②. 小于 ③. mgH ④.
【解析】
【详解】（1）③[1]测出挡光片的宽度，则重物经过光电门时的速度为
[2]如图所示，v1表示中间时刻速度，v2表示中间位置速度
由图可知
故重物经过光电门时的速度实际上小于挡光片中心通过遮光片时的速度。
（2）[3]若系统（重物A、B以及物块C）从静止到下落距离为H这一运动过程中系统减少的重力势能为
系统增加的动能为
若系统减少的重力势能（在误差允许的范围内）等于系统增加的动能，则系统机械能守恒。
三、计算题（共3小题，14题10分，15题12分，16题13分，共35分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14. 如图所示，一个质量为m、电荷量q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为U1的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L，两板间距d。求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大？
（2）若微粒射出电场时的偏转角度为θ，则两金属板间的电压U2是多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电微粒经过加速电场加速过程，根据动能定理可得
解得微粒进入偏转电场时的速度为
（2）若微粒射出电场时的偏转角度为，微粒在偏转电场做类平抛运动，则有
又
联立解得两金属板间的电压为
15. 已知该车的额定功率为200kW，质量为2 × 103kg，假设该车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.2倍，（g取10m/s2）求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度；
（2）若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，这过程能持续多长时间？
（3）若汽车从静止开始以额定功率启动，行驶了200m达到最大速度，求汽车从静止到获得最大行驶速度所用时间。
【答案】（1）50m/s；（2）12.5s；（3）16.5s
【解析】
【详解】（1）当速度达到最大时，牵引力等于阻力，可得
解得
（2）汽车从静止开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得，牵引力为
匀加速结束时的速度为
匀加速的时间为
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度的过程，由动能定理可得
解得
16. 如图所示，将原长为R的轻质弹簧放置在倾角为37°的倾斜轨道AB上，一端固定在A点，另一端与滑块P（可视为质点，质量可调）接触但不拴接。AB长为3R，B端与半径为R的光滑圆弧轨道BCD平滑相连，O点为圆心，D点在O点的正上方，C点与O点等高。滑块P与AB间的动摩擦因数μ = 0.5。用外力推动滑块P，每次都将弹簧压缩至原长的一半，然后放开，P开始沿轨道AB运动。当P的质量为m时恰好能到达圆弧轨道的最高点D。已知重力加速度大小为g，sin37° = 0.6、cos37° = 0.8，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）滑块P在D点速度。
（2）求将弹簧压缩至原长的一半时，弹簧弹性势能的大小。
（3）当滑块P的质量调为M（未知）时，滑块P能滑上圆弧轨道，在位置E（图上未标出）恰好脱离圆弧轨道，且E、O两点的连线与OC的夹角为37°，求P的质量M。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若滑块P刚好能沿圆轨道运动到圆轨道的最高点，有
则
（2）滑块P由静止运动到圆轨道最高点过程，由能量守恒定律可得
联立解得
（3）依题意滑块恰好脱离圆轨道时，应在OC水平线的上方与OC方向的夹角为37°处，此位置轨道对滑块的弹力刚好为零，则
解得
由能量守恒定律可得
解得
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