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山东省菏泽市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析）
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这是一份山东省菏泽市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析），共27页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 对下列基本观念、规律、公式的理解正确的是（ ）
A. 电场强度的定义式中，电场强度E所描述的电场是电荷q产生的
B. 两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零
C. 圆周运动中，物体所受的合力始终指向圆心
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2. 如图所示，一质量为m同学站在倾角为的台阶式扶梯上，随扶梯一起匀速上升位移x，已知重力加速度为g，则该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 重力对该同学做的功为mgxB. 重力对该同学做的功为
C. 支持力对该同学做的功为mgxD. 支持力对该同学做的功为
3. 近年来，风力发电作为一种清洁能源得到了国内外的广泛关注和应用。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成面积为S的圆面，当风向与叶片转动的圆面垂直时，发电机将圆面内气流动能转化为电能的效率为，若此时风速为v，空气密度为，则发电机的发电功率为（ ）
A. B.
C. D.
4. 2024年3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处实施近月制动，通过调整轨道高度和倾角，进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。其轨道示意图如图所示，Q点为近月点，P点为远月点，M、N为短轴上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 中继星在Q点加速度小于在P点的加速度
B. 中继星在Q点的机械能等于在P点的机械能
C. 中继星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率
D. 中继星在从Q点运动到M点的时间为6小时
5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定在以O为圆心的半圆弧直径a、b两点，此时O点的电场强度为；若b点的负电荷固定不动，而将a点的正电荷沿圆弧逆时针转过后固定在c点时，此时O点的电场强度为，则与之比为（ ）
A. 2∶1B. 1∶2
C. D.
6. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手巩立姣以19.72m的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时的速度大小为、方向与水平方向的夹角为，经过一段时间铅球落地，落地时的速度方向与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 铅球上升到最高点的速度为零B. 铅球上升到最高点的加速度为零
C. 铅球落地时的速度大小为D. 铅球落地时的速度大小为
7. 如图所示，粗糙水平面所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为E。一质量为m，带电荷量为的物块自O点以初动能向右运动。已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，且，设O点的电势为零，规定水平向右为正方向，则物块的动能、电势能与物块运动的位移x关系图像可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
8. 如图所示，质量为m的小物块静止在水平面上，其右端固定一轻质水平弹簧，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧的形变量），小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F自弹簧原长开始缓慢拉动弹簧右端，直至小物块刚要开始滑动。则此过程中力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 某同学用额定功率1200W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 重物上升过程中的最大加速度为
B. 重物匀加速上升的时间为0.8s
C. 重物上升过程中的最大速度为6m/s
D. 重物速度为5m/s时，加速度为
10. 如图所示，铁制圆盘用穿过圆心O的水平转轴固定在竖直面内，ac为竖直直径，bd为水平直径，可视为质点的小磁铁吸附在圆盘上的a点随圆盘一起无相对滑动地做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点a，磁铁受到的摩擦力可能为0
B. 在最低点c，磁铁受到的摩擦力可能为0
C. 在水平直径的左端点b，磁铁受到的摩擦力大小一定等于重力
D. 在水平直径的右端点d，磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力
11. 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，如图所示，a、b、c、d为等差等势面，M、N为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势比N点高
B. M点的电场强度比N点大
C. 带负电的雨滴从乌云中下落，重力势能减少
D. 带负电的雨滴从乌云中下落，电势能增加
12. 如图所示，一质量为m的物块a穿在固定竖直杆上，轻绳一端系于物块a上，绕过轻质定滑轮O后，另一端系于质量为3m的物块b上。初始时a在外力作用下保持静止，且Oa连线水平、长为L。现撤去外力，全过程a未落地，b未触碰定滑轮，不计一切阻力和摩擦，重力加速度为g。在物块a下降过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a刚释放时的加速度为gB. 物块a在最低点的加速度为0
C. 物块a下降最大高度为D. 物块a的机械能先增大后减小
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 电流传感器不仅可以和电流表一样测电流，而且还具有反应快、能捕捉到瞬间电流变化等优点。某学习小组用传感器观察电容器的充放电现象并测量该电容器的电容。实验操作如下：
①小组成员按照图甲所示的电路进行实物连接；
②先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，电压传感器记录这一过程中电压随时间变化的图线，如图乙所示；
③然后将开关S拨至2端，电容器放电，电流传感器记录这一过程中电流随时间变化的图线，如图丙所示。
则：
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为______；（选填“a→b”或“b→a”）；
（2）已知图线与t轴所围成的面积表示电荷量，若图丙中图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充电完毕后所带的电荷量约为______C，电容大小约为______F。（结果均保留两位有效数字）
14. 如图所示为用DIS研究机械能守恒定律的实验装置。将一光电门传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，将摆锤从A点自由释放，测出其经过D、C和B点时的速度。
（1）实验测得、A、B、C、D四点中只有C点速度明显偏小，造成这一现象的原因最可能是（ ）
A. 摆锤释放的位置高于A点
B. 光电门放置的位置高于C点
C. 光电门放置的位置低于C点
D. 摆锤运动过程中受到空气阻力的缘故
（2）实验前已测得D、C、B、A各点高度分别为0m、0.050m、0.100m、0.150m。某次操作中测得摆锤经过B点的速度为0.98m/s，已知摆锤质量为，则摆锤经过B点时的动能为______J，机械能为______J。（以D点所在水平面为零势能面，重力加速度，结果保留三位有效数字）
（3）如图所示图像中表示小球的动能随小球距D点的高度h变化关系的图线是______（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
15. 2024年5月3日，“嫦娥六号”发射成功，将前往月球背面进行探测并采样，这是中国航天事业的一个重要里程碑，它不仅展现了中国在航天技术方面的卓越实力，而且还具有重要的科学价值和社会意义。设“嫦娥六号”的质量为m，月球半径为R。以月面为零势能面，“嫦娥六号”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。
（1）求“嫦娥六号”在距月面高度为h的圆形轨道上运行时的动能；
（2）至少需要对“嫦娥六号”做多少功才能使它自月面取样结束后返回到距月面高度为h的圆形轨道上？（忽略月球自转）
16. 如图所示，ABC为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，BC段被弯成以O为圆心、半径的一小段圆弧，A点、O点位于地面，OC连线竖直。一质量的小球（可视为质点）从圆弧底端A点沿切线以初速度进入细管ABC，从C点水平飞出，落地点到O点的距离。已知重力加速度，不计空气阻力，小球横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
（1）小球在C点对细管壁的压力；
（2）小球在A点的初速度大小。
17. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值；
（3）小球在竖直平面内上升的最大高度。
18. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，传送带的右端与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD在最高点C平滑连接，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度，整个装置固定。斜面高、倾角，传送带BC长，以的速度顺时针转动。将质量的小物块P（看作质点）从斜面最高点A由静止释放，经过B点时无机械能损失。小物块与斜面和传送带的动摩擦因数均为。取重力加速度。求：
（1）小物块P滑到B点时的速度大小；
（2）小物块P在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量：
（3）若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小物块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？
2023—2024学年高一下学期教学质量检测
物理试题
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 对下列基本观念、规律、公式的理解正确的是（ ）
A. 电场强度的定义式中，电场强度E所描述的电场是电荷q产生的
B. 两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零
C. 圆周运动中，物体所受的合力始终指向圆心
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场强度的定义式中，为试探电荷，电场强度E所描述的电场是场源电荷产生的，故A错误；
B．两物体间的一对静摩擦力对应的位移相等，静摩擦力的大小相等，方向相反，则两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零，故B正确；
C．仅有做匀速圆周运动的物体所受的合力始终指向圆心，故C错误；
D．火星与木星不在同一轨道，所以相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积与木星与太阳连线扫过的面积不相等，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，一质量为m的同学站在倾角为的台阶式扶梯上，随扶梯一起匀速上升位移x，已知重力加速度为g，则该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 重力对该同学做的功为mgxB. 重力对该同学做的功为
C. 支持力对该同学做的功为mgxD. 支持力对该同学做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据几何关系，竖直向上的位移为
重力对该同学做的功
故AB错误；
CD．该同学匀速上升，根据平衡条件可知支持力的大小等于该同学的重力大小，则支持力对该同学做的功
故D正确，C错误。
故选D。
3. 近年来，风力发电作为一种清洁能源得到了国内外的广泛关注和应用。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成面积为S的圆面，当风向与叶片转动的圆面垂直时，发电机将圆面内气流动能转化为电能的效率为，若此时风速为v，空气密度为，则发电机的发电功率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】单位时间内气流冲击发电机叶片的体积为
这些气体的质量为
气流的动能为
气流的动能转化的电能为
则单位时间发电机的发电功率为
故选C。
4. 2024年3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处实施近月制动，通过调整轨道高度和倾角，进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。其轨道示意图如图所示，Q点为近月点，P点为远月点，M、N为短轴上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 中继星在Q点的加速度小于在P点的加速度
B. 中继星在Q点的机械能等于在P点的机械能
C. 中继星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率
D. 中继星在从Q点运动到M点的时间为6小时
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
可知，中继星在Q点的加速度大于在P点的加速度，选项A错误；
B．中继星在椭圆轨道上运动时只有月球的引力做功，机械能守恒，则Q点的机械能等于在P点的机械能，选项B正确；
C．根据开普勒第二定律可知，中继星在近月点Q点的运行速率大于在远月点P点的运行速率，选项C错误；
D．中继星在从Q点运动到M点的运行速率大于从M点到P点的运行速率，则中继星在从Q点运动到M点的运行时间小于6小时，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定在以O为圆心的半圆弧直径a、b两点，此时O点的电场强度为；若b点的负电荷固定不动，而将a点的正电荷沿圆弧逆时针转过后固定在c点时，此时O点的电场强度为，则与之比为（ ）
A. 2∶1B. 1∶2
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意得，每个点电荷在O点产生的场强大小为，当a点处的点电荷移至c点时，O点场强，由几何关系可知，合场强大小为
所以
故选C。
6. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手巩立姣以19.72m的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时的速度大小为、方向与水平方向的夹角为，经过一段时间铅球落地，落地时的速度方向与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 铅球上升到最高点的速度为零B. 铅球上升到最高点的加速度为零
C. 铅球落地时的速度大小为D. 铅球落地时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．铅球上升到最高点的速度为
选项A错误；
B．铅球上升到最高点的加速度为g，选项B错误；
CD．铅球运动时水平速度不变，即
落地时的速度大小为
选项C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，粗糙水平面所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为E。一质量为m，带电荷量为的物块自O点以初动能向右运动。已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，且，设O点的电势为零，规定水平向右为正方向，则物块的动能、电势能与物块运动的位移x关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．当物块向右运动时，根据动能定理，有
解得
当物块减速为0时，因为，所以物块会向左加速，根据动能定理有
解得
故A正确，B错误；
CD．物体先向右减速，再向左加速，而物体电场力方向向左，所以电场力先做负功，再做正功，故电势能先增大后减小，故CD错误。
故选A
8. 如图所示，质量为m的小物块静止在水平面上，其右端固定一轻质水平弹簧，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧的形变量），小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F自弹簧原长开始缓慢拉动弹簧右端，直至小物块刚要开始滑动。则此过程中力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小物块刚要开始滑动时，则
此过程中力F所做的功为
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 某同学用额定功率1200W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 重物上升过程中的最大加速度为
B. 重物匀加速上升的时间为0.8s
C. 重物上升过程中的最大速度为6m/s
D. 重物速度为5m/s时，加速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．重物上升过程中的最大加速度为
选项A正确；
B．匀加速能达到的最大速度
重物匀加速上升的时间为
选项B正确；
C．重物上升过程中的最大速度为
选项C正确；
D．重物速度为5m/s时，加速度为
选项D错误。
故选ABC。
10. 如图所示，铁制圆盘用穿过圆心O的水平转轴固定在竖直面内，ac为竖直直径，bd为水平直径，可视为质点的小磁铁吸附在圆盘上的a点随圆盘一起无相对滑动地做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点a，磁铁受到的摩擦力可能为0
B. 在最低点c，磁铁受到的摩擦力可能为0
C. 在水平直径的左端点b，磁铁受到的摩擦力大小一定等于重力
D. 在水平直径的右端点d，磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在最高点a点，对磁铁进行分析可知当所需向心力由重力提供时，磁铁受到的摩擦力为0，故A正确；
B．在最低点c点，合外力向上，由对磁铁受力分析可知摩擦力方向一定向上，磁铁受到的摩擦力不为0，故B错误；
C．根据题意知磁铁做匀速圆周运动，在b点摩擦力斜向右上，摩擦力与重力的合力提供向心力，则磁铁受到的摩擦力大小不等于重力，故C错误；
D．磁铁做匀速圆周运动，在d点摩擦力斜向左上，摩擦力与重力的合力提供向心力，如图所示
得磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力，故D正确。
故选AD。
11. 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，如图所示，a、b、c、d为等差等势面，M、N为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势比N点高
B. M点的电场强度比N点大
C. 带负电的雨滴从乌云中下落，重力势能减少
D. 带负电的雨滴从乌云中下落，电势能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于乌云带负电，越靠近乌云的等势面电势越低，所以M点的电势比N点低，故A错误；
B．根据
可知等差等势面越密集地方场强越大，则M点的电场强度比N点大，故B正确；
C．带负电的雨滴从乌云中下落，重力做正功，重力势能减少，故C正确；
D．带负电的雨滴从乌云中下落，电场力对雨滴做正功，电势能减少，故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，一质量为m的物块a穿在固定竖直杆上，轻绳一端系于物块a上，绕过轻质定滑轮O后，另一端系于质量为3m的物块b上。初始时a在外力作用下保持静止，且Oa连线水平、长为L。现撤去外力，全过程a未落地，b未触碰定滑轮，不计一切阻力和摩擦，重力加速度为g。在物块a下降过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a刚释放时加速度为gB. 物块a在最低点的加速度为0
C. 物块a下降的最大高度为D. 物块a的机械能先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．物块a刚释放时竖直方向只受重力作用，则加速度为g，选项A正确；
B．物块a在速度最大时加速度为零，在最低点时合外力不为零，则加速度不为0，选项B错误；
C．物块a下降到最低点时由能量关系
解得物块a下落的最大高度为
选项C正确；
D．细绳的拉力一直对a做负功，则物块a的机械能一直减小，选项D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 电流传感器不仅可以和电流表一样测电流，而且还具有反应快、能捕捉到瞬间电流变化等优点。某学习小组用传感器观察电容器的充放电现象并测量该电容器的电容。实验操作如下：
①小组成员按照图甲所示的电路进行实物连接；
②先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，电压传感器记录这一过程中电压随时间变化的图线，如图乙所示；
③然后将开关S拨至2端，电容器放电，电流传感器记录这一过程中电流随时间变化的图线，如图丙所示。
则：
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为______；（选填“a→b”或“b→a”）；
（2）已知图线与t轴所围成的面积表示电荷量，若图丙中图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充电完毕后所带的电荷量约为______C，电容大小约为______F。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电容器上极板带正电，则放电时，流过电阻R的电流方向为b→a；
【小问2详解】
[1]该电容器充电完毕后所带的电荷量约为
[2]电容大小约为
14. 如图所示为用DIS研究机械能守恒定律的实验装置。将一光电门传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，将摆锤从A点自由释放，测出其经过D、C和B点时的速度。
（1）实验测得、A、B、C、D四点中只有C点速度明显偏小，造成这一现象的原因最可能是（ ）
A. 摆锤释放的位置高于A点
B. 光电门放置的位置高于C点
C. 光电门放置的位置低于C点
D. 摆锤运动过程中受到空气阻力的缘故
（2）实验前已测得D、C、B、A各点高度分别为0m、0.050m、0.100m、0.150m。某次操作中测得摆锤经过B点的速度为0.98m/s，已知摆锤质量为，则摆锤经过B点时的动能为______J，机械能为______J。（以D点所在水平面为零势能面，重力加速度，结果保留三位有效数字）
（3）如图所示图像中表示小球的动能随小球距D点的高度h变化关系的图线是______（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
【答案】（1）B （2） ①. ②.
（3）丙
【解析】
【小问1详解】
A．摆锤释放的位置高于A点，会导致各点的速度测量值均偏大。故A错误；
B．光电门放置的位置高于C点，则测得的速度是C点上方的速度，测量值偏小。故B正确；
C．光电门放置位置低于C点，则测得的速度是C点下方的速度，测量值偏大。故C错误；
D．由于摆锤运动过程中受到空气阻力，各点的速度均会偏小。故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]摆锤经过B点时的动能为
[2]机械能为
又
联立，解得
【小问3详解】
根据机械能守恒可知，距离D点的高度h越大，重力势能越大，则动能越小，图像中表示摆锤的动能随摆锤距D点的高度h变化关系的图线是丙图线。
15. 2024年5月3日，“嫦娥六号”发射成功，将前往月球背面进行探测并采样，这是中国航天事业的一个重要里程碑，它不仅展现了中国在航天技术方面的卓越实力，而且还具有重要的科学价值和社会意义。设“嫦娥六号”的质量为m，月球半径为R。以月面为零势能面，“嫦娥六号”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。
（1）求“嫦娥六号”在距月面高度为h的圆形轨道上运行时的动能；
（2）至少需要对“嫦娥六号”做多少功才能使它自月面取样结束后返回到距月面高度为h的圆形轨道上？（忽略月球自转）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由
解得
（2）由功能关系
解得
16. 如图所示，ABC为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，BC段被弯成以O为圆心、半径的一小段圆弧，A点、O点位于地面，OC连线竖直。一质量的小球（可视为质点）从圆弧底端A点沿切线以初速度进入细管ABC，从C点水平飞出，落地点到O点的距离。已知重力加速度，不计空气阻力，小球横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
（1）小球在C点对细管壁的压力；
（2）小球在A点的初速度大小。
【答案】（1），方向竖直向下；（2）
【解析】
【详解】（1）小球从点飞出后做平拋运动
解得
在点
则有
解得
根据牛顿第三定律，小球在点对细管壁的压力，方向竖直向下
（2）小球从到过程，机械能守恒
解得
17. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值；
（3）小球在竖直平面内上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）段对小球运用动能定理
（2）设小球运动到轨道上的点时对轨道的压力最大
小球在轨道上的等效重力
设等效重力与竖直方向的夹角为，则
所以
段对小球运用动能定理
设小球运动到点时，轨道对小球的支持力为，则
解得
由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道压力的最大值为；
（3）设小球在竖直平面内上升的最大高度为，段对小球运用动能定理
设小球离开点后上升的距离为
18. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，传送带的右端与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD在最高点C平滑连接，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度，整个装置固定。斜面高、倾角，传送带BC长，以的速度顺时针转动。将质量的小物块P（看作质点）从斜面最高点A由静止释放，经过B点时无机械能损失。小物块与斜面和传送带的动摩擦因数均为。取重力加速度。求：
（1）小物块P滑到B点时的速度大小；
（2）小物块P在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量：
（3）若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小物块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？
【答案】（1）；（2）4J；（3）0.8m，6.8m
【解析】
【详解】（1）小物块从A点运动到点，由动能定理
代入相关已知数据求得
（2）小物块在传送带上运动过程，由动能定理有
求得
由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速运动，运动时间
传送带的位移
小物块在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量
（3）设半圆形管道半径为，小物块从点运动到点，根据机械能守恒有
离开点做平拋运动
联立得
当，即时，可得小滑块从其下端射出的水平距离最远最远距离
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 对下列基本观念、规律、公式的理解正确的是（ ）
A. 电场强度的定义式中，电场强度E所描述的电场是电荷q产生的
B. 两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零
C. 圆周运动中，物体所受的合力始终指向圆心
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2. 如图所示，一质量为m同学站在倾角为的台阶式扶梯上，随扶梯一起匀速上升位移x，已知重力加速度为g，则该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 重力对该同学做的功为mgxB. 重力对该同学做的功为
C. 支持力对该同学做的功为mgxD. 支持力对该同学做的功为
3. 近年来，风力发电作为一种清洁能源得到了国内外的广泛关注和应用。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成面积为S的圆面，当风向与叶片转动的圆面垂直时，发电机将圆面内气流动能转化为电能的效率为，若此时风速为v，空气密度为，则发电机的发电功率为（ ）
A. B.
C. D.
4. 2024年3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处实施近月制动，通过调整轨道高度和倾角，进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。其轨道示意图如图所示，Q点为近月点，P点为远月点，M、N为短轴上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 中继星在Q点加速度小于在P点的加速度
B. 中继星在Q点的机械能等于在P点的机械能
C. 中继星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率
D. 中继星在从Q点运动到M点的时间为6小时
5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定在以O为圆心的半圆弧直径a、b两点，此时O点的电场强度为；若b点的负电荷固定不动，而将a点的正电荷沿圆弧逆时针转过后固定在c点时，此时O点的电场强度为，则与之比为（ ）
A. 2∶1B. 1∶2
C. D.
6. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手巩立姣以19.72m的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时的速度大小为、方向与水平方向的夹角为，经过一段时间铅球落地，落地时的速度方向与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 铅球上升到最高点的速度为零B. 铅球上升到最高点的加速度为零
C. 铅球落地时的速度大小为D. 铅球落地时的速度大小为
7. 如图所示，粗糙水平面所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为E。一质量为m，带电荷量为的物块自O点以初动能向右运动。已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，且，设O点的电势为零，规定水平向右为正方向，则物块的动能、电势能与物块运动的位移x关系图像可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
8. 如图所示，质量为m的小物块静止在水平面上，其右端固定一轻质水平弹簧，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧的形变量），小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F自弹簧原长开始缓慢拉动弹簧右端，直至小物块刚要开始滑动。则此过程中力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 某同学用额定功率1200W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 重物上升过程中的最大加速度为
B. 重物匀加速上升的时间为0.8s
C. 重物上升过程中的最大速度为6m/s
D. 重物速度为5m/s时，加速度为
10. 如图所示，铁制圆盘用穿过圆心O的水平转轴固定在竖直面内，ac为竖直直径，bd为水平直径，可视为质点的小磁铁吸附在圆盘上的a点随圆盘一起无相对滑动地做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点a，磁铁受到的摩擦力可能为0
B. 在最低点c，磁铁受到的摩擦力可能为0
C. 在水平直径的左端点b，磁铁受到的摩擦力大小一定等于重力
D. 在水平直径的右端点d，磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力
11. 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，如图所示，a、b、c、d为等差等势面，M、N为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势比N点高
B. M点的电场强度比N点大
C. 带负电的雨滴从乌云中下落，重力势能减少
D. 带负电的雨滴从乌云中下落，电势能增加
12. 如图所示，一质量为m的物块a穿在固定竖直杆上，轻绳一端系于物块a上，绕过轻质定滑轮O后，另一端系于质量为3m的物块b上。初始时a在外力作用下保持静止，且Oa连线水平、长为L。现撤去外力，全过程a未落地，b未触碰定滑轮，不计一切阻力和摩擦，重力加速度为g。在物块a下降过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a刚释放时的加速度为gB. 物块a在最低点的加速度为0
C. 物块a下降最大高度为D. 物块a的机械能先增大后减小
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 电流传感器不仅可以和电流表一样测电流，而且还具有反应快、能捕捉到瞬间电流变化等优点。某学习小组用传感器观察电容器的充放电现象并测量该电容器的电容。实验操作如下：
①小组成员按照图甲所示的电路进行实物连接；
②先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，电压传感器记录这一过程中电压随时间变化的图线，如图乙所示；
③然后将开关S拨至2端，电容器放电，电流传感器记录这一过程中电流随时间变化的图线，如图丙所示。
则：
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为______；（选填“a→b”或“b→a”）；
（2）已知图线与t轴所围成的面积表示电荷量，若图丙中图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充电完毕后所带的电荷量约为______C，电容大小约为______F。（结果均保留两位有效数字）
14. 如图所示为用DIS研究机械能守恒定律的实验装置。将一光电门传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，将摆锤从A点自由释放，测出其经过D、C和B点时的速度。
（1）实验测得、A、B、C、D四点中只有C点速度明显偏小，造成这一现象的原因最可能是（ ）
A. 摆锤释放的位置高于A点
B. 光电门放置的位置高于C点
C. 光电门放置的位置低于C点
D. 摆锤运动过程中受到空气阻力的缘故
（2）实验前已测得D、C、B、A各点高度分别为0m、0.050m、0.100m、0.150m。某次操作中测得摆锤经过B点的速度为0.98m/s，已知摆锤质量为，则摆锤经过B点时的动能为______J，机械能为______J。（以D点所在水平面为零势能面，重力加速度，结果保留三位有效数字）
（3）如图所示图像中表示小球的动能随小球距D点的高度h变化关系的图线是______（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
15. 2024年5月3日，“嫦娥六号”发射成功，将前往月球背面进行探测并采样，这是中国航天事业的一个重要里程碑，它不仅展现了中国在航天技术方面的卓越实力，而且还具有重要的科学价值和社会意义。设“嫦娥六号”的质量为m，月球半径为R。以月面为零势能面，“嫦娥六号”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。
（1）求“嫦娥六号”在距月面高度为h的圆形轨道上运行时的动能；
（2）至少需要对“嫦娥六号”做多少功才能使它自月面取样结束后返回到距月面高度为h的圆形轨道上？（忽略月球自转）
16. 如图所示，ABC为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，BC段被弯成以O为圆心、半径的一小段圆弧，A点、O点位于地面，OC连线竖直。一质量的小球（可视为质点）从圆弧底端A点沿切线以初速度进入细管ABC，从C点水平飞出，落地点到O点的距离。已知重力加速度，不计空气阻力，小球横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
（1）小球在C点对细管壁的压力；
（2）小球在A点的初速度大小。
17. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值；
（3）小球在竖直平面内上升的最大高度。
18. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，传送带的右端与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD在最高点C平滑连接，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度，整个装置固定。斜面高、倾角，传送带BC长，以的速度顺时针转动。将质量的小物块P（看作质点）从斜面最高点A由静止释放，经过B点时无机械能损失。小物块与斜面和传送带的动摩擦因数均为。取重力加速度。求：
（1）小物块P滑到B点时的速度大小；
（2）小物块P在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量：
（3）若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小物块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？
2023—2024学年高一下学期教学质量检测
物理试题
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 对下列基本观念、规律、公式的理解正确的是（ ）
A. 电场强度的定义式中，电场强度E所描述的电场是电荷q产生的
B. 两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零
C. 圆周运动中，物体所受的合力始终指向圆心
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场强度的定义式中，为试探电荷，电场强度E所描述的电场是场源电荷产生的，故A错误；
B．两物体间的一对静摩擦力对应的位移相等，静摩擦力的大小相等，方向相反，则两物体间的一对静摩擦力做功之和一定等于零，故B正确；
C．仅有做匀速圆周运动的物体所受的合力始终指向圆心，故C错误；
D．火星与木星不在同一轨道，所以相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积与木星与太阳连线扫过的面积不相等，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，一质量为m的同学站在倾角为的台阶式扶梯上，随扶梯一起匀速上升位移x，已知重力加速度为g，则该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 重力对该同学做的功为mgxB. 重力对该同学做的功为
C. 支持力对该同学做的功为mgxD. 支持力对该同学做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据几何关系，竖直向上的位移为
重力对该同学做的功
故AB错误；
CD．该同学匀速上升，根据平衡条件可知支持力的大小等于该同学的重力大小，则支持力对该同学做的功
故D正确，C错误。
故选D。
3. 近年来，风力发电作为一种清洁能源得到了国内外的广泛关注和应用。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成面积为S的圆面，当风向与叶片转动的圆面垂直时，发电机将圆面内气流动能转化为电能的效率为，若此时风速为v，空气密度为，则发电机的发电功率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】单位时间内气流冲击发电机叶片的体积为
这些气体的质量为
气流的动能为
气流的动能转化的电能为
则单位时间发电机的发电功率为
故选C。
4. 2024年3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处实施近月制动，通过调整轨道高度和倾角，进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。其轨道示意图如图所示，Q点为近月点，P点为远月点，M、N为短轴上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 中继星在Q点的加速度小于在P点的加速度
B. 中继星在Q点的机械能等于在P点的机械能
C. 中继星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率
D. 中继星在从Q点运动到M点的时间为6小时
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
可知，中继星在Q点的加速度大于在P点的加速度，选项A错误；
B．中继星在椭圆轨道上运动时只有月球的引力做功，机械能守恒，则Q点的机械能等于在P点的机械能，选项B正确；
C．根据开普勒第二定律可知，中继星在近月点Q点的运行速率大于在远月点P点的运行速率，选项C错误；
D．中继星在从Q点运动到M点的运行速率大于从M点到P点的运行速率，则中继星在从Q点运动到M点的运行时间小于6小时，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定在以O为圆心的半圆弧直径a、b两点，此时O点的电场强度为；若b点的负电荷固定不动，而将a点的正电荷沿圆弧逆时针转过后固定在c点时，此时O点的电场强度为，则与之比为（ ）
A. 2∶1B. 1∶2
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意得，每个点电荷在O点产生的场强大小为，当a点处的点电荷移至c点时，O点场强，由几何关系可知，合场强大小为
所以
故选C。
6. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手巩立姣以19.72m的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时的速度大小为、方向与水平方向的夹角为，经过一段时间铅球落地，落地时的速度方向与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 铅球上升到最高点的速度为零B. 铅球上升到最高点的加速度为零
C. 铅球落地时的速度大小为D. 铅球落地时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．铅球上升到最高点的速度为
选项A错误；
B．铅球上升到最高点的加速度为g，选项B错误；
CD．铅球运动时水平速度不变，即
落地时的速度大小为
选项C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，粗糙水平面所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为E。一质量为m，带电荷量为的物块自O点以初动能向右运动。已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，且，设O点的电势为零，规定水平向右为正方向，则物块的动能、电势能与物块运动的位移x关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．当物块向右运动时，根据动能定理，有
解得
当物块减速为0时，因为，所以物块会向左加速，根据动能定理有
解得
故A正确，B错误；
CD．物体先向右减速，再向左加速，而物体电场力方向向左，所以电场力先做负功，再做正功，故电势能先增大后减小，故CD错误。
故选A
8. 如图所示，质量为m的小物块静止在水平面上，其右端固定一轻质水平弹簧，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧的形变量），小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F自弹簧原长开始缓慢拉动弹簧右端，直至小物块刚要开始滑动。则此过程中力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小物块刚要开始滑动时，则
此过程中力F所做的功为
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 某同学用额定功率1200W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 重物上升过程中的最大加速度为
B. 重物匀加速上升的时间为0.8s
C. 重物上升过程中的最大速度为6m/s
D. 重物速度为5m/s时，加速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．重物上升过程中的最大加速度为
选项A正确；
B．匀加速能达到的最大速度
重物匀加速上升的时间为
选项B正确；
C．重物上升过程中的最大速度为
选项C正确；
D．重物速度为5m/s时，加速度为
选项D错误。
故选ABC。
10. 如图所示，铁制圆盘用穿过圆心O的水平转轴固定在竖直面内，ac为竖直直径，bd为水平直径，可视为质点的小磁铁吸附在圆盘上的a点随圆盘一起无相对滑动地做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点a，磁铁受到的摩擦力可能为0
B. 在最低点c，磁铁受到的摩擦力可能为0
C. 在水平直径的左端点b，磁铁受到的摩擦力大小一定等于重力
D. 在水平直径的右端点d，磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在最高点a点，对磁铁进行分析可知当所需向心力由重力提供时，磁铁受到的摩擦力为0，故A正确；
B．在最低点c点，合外力向上，由对磁铁受力分析可知摩擦力方向一定向上，磁铁受到的摩擦力不为0，故B错误；
C．根据题意知磁铁做匀速圆周运动，在b点摩擦力斜向右上，摩擦力与重力的合力提供向心力，则磁铁受到的摩擦力大小不等于重力，故C错误；
D．磁铁做匀速圆周运动，在d点摩擦力斜向左上，摩擦力与重力的合力提供向心力，如图所示
得磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力，故D正确。
故选AD。
11. 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，如图所示，a、b、c、d为等差等势面，M、N为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势比N点高
B. M点的电场强度比N点大
C. 带负电的雨滴从乌云中下落，重力势能减少
D. 带负电的雨滴从乌云中下落，电势能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于乌云带负电，越靠近乌云的等势面电势越低，所以M点的电势比N点低，故A错误；
B．根据
可知等差等势面越密集地方场强越大，则M点的电场强度比N点大，故B正确；
C．带负电的雨滴从乌云中下落，重力做正功，重力势能减少，故C正确；
D．带负电的雨滴从乌云中下落，电场力对雨滴做正功，电势能减少，故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，一质量为m的物块a穿在固定竖直杆上，轻绳一端系于物块a上，绕过轻质定滑轮O后，另一端系于质量为3m的物块b上。初始时a在外力作用下保持静止，且Oa连线水平、长为L。现撤去外力，全过程a未落地，b未触碰定滑轮，不计一切阻力和摩擦，重力加速度为g。在物块a下降过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a刚释放时加速度为gB. 物块a在最低点的加速度为0
C. 物块a下降的最大高度为D. 物块a的机械能先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．物块a刚释放时竖直方向只受重力作用，则加速度为g，选项A正确；
B．物块a在速度最大时加速度为零，在最低点时合外力不为零，则加速度不为0，选项B错误；
C．物块a下降到最低点时由能量关系
解得物块a下落的最大高度为
选项C正确；
D．细绳的拉力一直对a做负功，则物块a的机械能一直减小，选项D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 电流传感器不仅可以和电流表一样测电流，而且还具有反应快、能捕捉到瞬间电流变化等优点。某学习小组用传感器观察电容器的充放电现象并测量该电容器的电容。实验操作如下：
①小组成员按照图甲所示的电路进行实物连接；
②先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，电压传感器记录这一过程中电压随时间变化的图线，如图乙所示；
③然后将开关S拨至2端，电容器放电，电流传感器记录这一过程中电流随时间变化的图线，如图丙所示。
则：
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为______；（选填“a→b”或“b→a”）；
（2）已知图线与t轴所围成的面积表示电荷量，若图丙中图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充电完毕后所带的电荷量约为______C，电容大小约为______F。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电容器上极板带正电，则放电时，流过电阻R的电流方向为b→a；
【小问2详解】
[1]该电容器充电完毕后所带的电荷量约为
[2]电容大小约为
14. 如图所示为用DIS研究机械能守恒定律的实验装置。将一光电门传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，将摆锤从A点自由释放，测出其经过D、C和B点时的速度。
（1）实验测得、A、B、C、D四点中只有C点速度明显偏小，造成这一现象的原因最可能是（ ）
A. 摆锤释放的位置高于A点
B. 光电门放置的位置高于C点
C. 光电门放置的位置低于C点
D. 摆锤运动过程中受到空气阻力的缘故
（2）实验前已测得D、C、B、A各点高度分别为0m、0.050m、0.100m、0.150m。某次操作中测得摆锤经过B点的速度为0.98m/s，已知摆锤质量为，则摆锤经过B点时的动能为______J，机械能为______J。（以D点所在水平面为零势能面，重力加速度，结果保留三位有效数字）
（3）如图所示图像中表示小球的动能随小球距D点的高度h变化关系的图线是______（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
【答案】（1）B （2） ①. ②.
（3）丙
【解析】
【小问1详解】
A．摆锤释放的位置高于A点，会导致各点的速度测量值均偏大。故A错误；
B．光电门放置的位置高于C点，则测得的速度是C点上方的速度，测量值偏小。故B正确；
C．光电门放置位置低于C点，则测得的速度是C点下方的速度，测量值偏大。故C错误；
D．由于摆锤运动过程中受到空气阻力，各点的速度均会偏小。故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]摆锤经过B点时的动能为
[2]机械能为
又
联立，解得
【小问3详解】
根据机械能守恒可知，距离D点的高度h越大，重力势能越大，则动能越小，图像中表示摆锤的动能随摆锤距D点的高度h变化关系的图线是丙图线。
15. 2024年5月3日，“嫦娥六号”发射成功，将前往月球背面进行探测并采样，这是中国航天事业的一个重要里程碑，它不仅展现了中国在航天技术方面的卓越实力，而且还具有重要的科学价值和社会意义。设“嫦娥六号”的质量为m，月球半径为R。以月面为零势能面，“嫦娥六号”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量。
（1）求“嫦娥六号”在距月面高度为h的圆形轨道上运行时的动能；
（2）至少需要对“嫦娥六号”做多少功才能使它自月面取样结束后返回到距月面高度为h的圆形轨道上？（忽略月球自转）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由
解得
（2）由功能关系
解得
16. 如图所示，ABC为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，BC段被弯成以O为圆心、半径的一小段圆弧，A点、O点位于地面，OC连线竖直。一质量的小球（可视为质点）从圆弧底端A点沿切线以初速度进入细管ABC，从C点水平飞出，落地点到O点的距离。已知重力加速度，不计空气阻力，小球横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
（1）小球在C点对细管壁的压力；
（2）小球在A点的初速度大小。
【答案】（1），方向竖直向下；（2）
【解析】
【详解】（1）小球从点飞出后做平拋运动
解得
在点
则有
解得
根据牛顿第三定律，小球在点对细管壁的压力，方向竖直向下
（2）小球从到过程，机械能守恒
解得
17. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值；
（3）小球在竖直平面内上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）段对小球运用动能定理
（2）设小球运动到轨道上的点时对轨道的压力最大
小球在轨道上的等效重力
设等效重力与竖直方向的夹角为，则
所以
段对小球运用动能定理
设小球运动到点时，轨道对小球的支持力为，则
解得
由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道压力的最大值为；
（3）设小球在竖直平面内上升的最大高度为，段对小球运用动能定理
设小球离开点后上升的距离为
18. 如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，传送带的右端与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD在最高点C平滑连接，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度，整个装置固定。斜面高、倾角，传送带BC长，以的速度顺时针转动。将质量的小物块P（看作质点）从斜面最高点A由静止释放，经过B点时无机械能损失。小物块与斜面和传送带的动摩擦因数均为。取重力加速度。求：
（1）小物块P滑到B点时的速度大小；
（2）小物块P在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量：
（3）若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小物块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？
【答案】（1）；（2）4J；（3）0.8m，6.8m
【解析】
【详解】（1）小物块从A点运动到点，由动能定理
代入相关已知数据求得
（2）小物块在传送带上运动过程，由动能定理有
求得
由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速运动，运动时间
传送带的位移
小物块在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量
（3）设半圆形管道半径为，小物块从点运动到点，根据机械能守恒有
离开点做平拋运动
联立得
当，即时，可得小滑块从其下端射出的水平距离最远最远距离
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