湖南省永州市五校2022-2023學(xué)年高一年級(jí)下冊(cè)7月期末質(zhì)量檢測(cè)物理試題含解析

永州市2023年上期高一期末質(zhì)量監(jiān)測(cè)試卷

物理

一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選

項(xiàng)正確，將你認(rèn)為正確的答案選出來(lái)填在答題卡的指定位置）

1.物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。下列有關(guān)萬(wàn)有引力和萬(wàn)有

引力定律的物理觀念和科學(xué)思維的認(rèn)識(shí)，正確的是（）

A只有天體之間才有萬(wàn)有引力

B.物體對(duì)地球的引力小于地球?qū)ξ矬w的引力

C.萬(wàn)有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的

D.引力常量G是卡文迪什第一個(gè)由實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定的，它沒(méi)有單位

2.如圖所示，取一對(duì)用絕緣支柱支撐的導(dǎo)體A和b使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬

箔是閉合的。把帶正電荷的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,貝M）

B.兩金屬箔都張開(kāi)

C.A端金屬箔張開(kāi)，8端金屬箔閉合

D.分開(kāi)A、B,再移走C,兩金屬箔都閉合

3.如圖所示，海王星沿ABCD4繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，AC是橢圓的長(zhǎng)軸，8。是橢圓的短軸，公轉(zhuǎn)周期為海王

星在繞行一周的過(guò)程中（）

A.經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)加速度大小相等

B.經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)速度大小相等

C.從2運(yùn)動(dòng)到C所用的時(shí)間等于

4

D.從8運(yùn)動(dòng)到C太陽(yáng)對(duì)海王星的引力做負(fù)功

4.如圖為庫(kù)侖扭秤，細(xì)銀絲下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)帶電的小球4另一端通過(guò)物體8使

絕緣棒平衡。當(dāng)把另一個(gè)與A完全相同的帶電金屬小球C插入容器并使它靠近A時(shí)，A和C之間的庫(kù)侖力

使懸絲扭轉(zhuǎn)。當(dāng)A帶電q,C帶電一2q,A、C間的距離為r時(shí)，A、C間的庫(kù)侖力為尸；讓C與A接觸后

分開(kāi)，當(dāng)C和4的距離為27?時(shí)，A、C間庫(kù)侖力的大小為（）

5.如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。不計(jì)重力的帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用

下先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

B.M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)

C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

D.該帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能

6.如圖甲，某裝置中，多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，序號(hào)為奇數(shù)的

圓筒和交變電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個(gè)極相連。交變電源兩極間電勢(shì)差的變

化規(guī)律如圖乙所示。在/=0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值。此時(shí)位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬

圓板（序號(hào)為o）中央有一個(gè)電子由靜止開(kāi)始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1。為使電子運(yùn)動(dòng)到圓筒之間各個(gè)

間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向相同而不斷加速，圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)必須遵照一定的規(guī)律。已知

電子質(zhì)量為機(jī)、電荷量為e、電壓絕對(duì)值為U、周期為T,電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)，則

U

O

rl%T\3^:47t

-U

乙

A.電子在金屬圓筒中被加速

B.電子在金屬圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T

C.電子出第8個(gè)圓筒瞬間速度為4，^^

第8個(gè)圓筒長(zhǎng)度為三

D.

m

7.如圖所示，滑塊2套在光滑的豎直桿上并通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑定滑輪連接物塊1,物塊1又與一輕質(zhì)彈簧

連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上。開(kāi)始時(shí)用手托住滑塊2,使繩子剛好伸直處于水平位置但無(wú)

張力，此時(shí)彈簧的壓縮量為d?，F(xiàn)將滑塊2從A處由靜止釋放，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為

零，此時(shí)物塊1還沒(méi)有到達(dá)滑輪位置。已知滑輪與桿的水平距離為32,AC間距離為42,不計(jì)滑輪質(zhì)

量、大小及摩擦。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.滑塊2下滑過(guò)程中，機(jī)械能先增大后減小

B.滑塊2經(jīng)過(guò)3處時(shí)的加速度等于g

C.物塊1和滑塊2的質(zhì)量之比為2：1

D.若滑塊2質(zhì)量增加一倍，其他條件不變，仍讓滑塊2由A處從靜止滑到。處，滑塊2到達(dá)C處時(shí)，物

塊1和滑塊2的速度之比為5：4

二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)

正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。將你認(rèn)為正確的答案選

出來(lái)填在答題卡的指定位置）

8.世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽上海大獎(jiǎng)賽賽道單圈長(zhǎng)5.451公里，共14個(gè)彎道。如圖所示，賽車在水平跑道上

轉(zhuǎn)彎時(shí)，容易沖出跑道的主要原因及分析，下列正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有及時(shí)加油提速

B.運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有及時(shí)剎車減速

C.彎道半徑越小，賽車越容易沖出跑道

D.彎道半徑越大，賽車越容易沖出跑道

9.2023年4月16日，我國(guó)首顆低傾角軌道降水測(cè)量衛(wèi)星一一“風(fēng)云三號(hào)”G星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功

發(fā)射。已知地球表面的重力加速度大小為g,地球的第一宇宙速度為匕，引力常量為G,若“風(fēng)云三

號(hào)”G星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為小則下列說(shuō)法正確的是（）

A.地球的半徑為工

2g

B.地球的質(zhì)量為』」

gG

C.“風(fēng)云三號(hào)”G星的線速度大小為V；

D.“風(fēng)云三號(hào)"G星的周期為平

10.如圖1所示，水平傳送帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為機(jī)=15kg的箱子在水平傳送帶上由靜止釋

放，經(jīng)過(guò)6s后，箱子滑離傳送帶；箱子的V-7圖像如圖2所示，對(duì)于箱子從靜止釋放到剛相對(duì)傳送帶靜

止這一過(guò)程，重力加速度g取lOm/s?,下列正確的是（）

A.箱子對(duì)傳送帶做功為-540J

B.傳送帶對(duì)箱子做功為540J

C.傳送帶對(duì)箱子做功的功率是67.5W

D.箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為540J

11.如圖甲所示，x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷A固定在原點(diǎn)。，電荷B固定在x=2L處，通過(guò)電

勢(shì)傳感器測(cè)出無(wú)軸上各點(diǎn)電勢(shì)9,并描繪出夕-尤圖像，如圖乙所示。己知p-龍圖線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為尤1和

X2,x=3L處的圖線的切線平行無(wú)軸，取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí)，點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式0=絲，其中左為靜電

r

力常量，。為場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電荷量，廠為某點(diǎn)距場(chǎng)源點(diǎn)電荷的距離，下列正確的是()

A.兩電荷為同種電荷

B.兩電荷量大小之比為QA：QB=9：1

_99

C.交點(diǎn)坐標(biāo)為=1工、x2=~L

D.在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi)靜止釋放一正電荷，該正電荷只在電場(chǎng)力作用下一定能到達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)處

三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，每空2分，共16分。將答案填在答題卡的指定位置)

12.如圖所示，某同學(xué)用圖(a)所示電路來(lái)觀察電容器C放電現(xiàn)象：他先使開(kāi)關(guān)S與1端相連，電源向電容

器充電，然后把開(kāi)關(guān)S擲向2端，電容器通過(guò)R放電，傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī)，得到了圖(b)所示的電

流隨時(shí)間變化的口圖像。己知該同學(xué)所選用的直流電源電壓為12V。

⑴通過(guò)口圖像可以發(fā)現(xiàn)：電容器放電時(shí)，電路中的電流減小得越來(lái)越(選填“快”或“慢”兀

(2)己知圖(b)中圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積表示電容器放電過(guò)程中所釋放的電荷量，每一小格面積表

示的電荷量為4x10-5。據(jù)此可估算出電容器放電前所帶電荷量。=C,電容器的電容C=口F。

(3)該同學(xué)改變電源電壓，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。得到電容器在不同電壓U下所帶的電荷量0,并作出。-U

圖像，則圖像應(yīng)是o

13.采用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率

f=50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2。

（1）本實(shí)驗(yàn)中重物及夾子的質(zhì)量m是測(cè)出的（填“需要”或“不需要”）。

（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的下述操作中，正確的是o

A.實(shí)驗(yàn)所選重物，只需考慮其質(zhì)量足夠大即可

B.在組裝器材時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔一定要與紙帶處于同一豎直線上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先開(kāi)啟電源，再釋放紙帶

D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶后，要先處理數(shù)據(jù)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)成功之后再關(guān)閉電源

⑶在正確操作后得到如圖乙所示的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，其中。為起始點(diǎn)，/z=64.43cm,

Xi=6.79cm,x2=7.15cm。則分析紙帶可知：

①在誤差允許范圍內(nèi)，若等式成立，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證（用題目中給出物理量的符號(hào)/、

g、h、X］、巧表示）。

實(shí)際值—測(cè)量值

②百分誤差〃二xlOO%,是衡量實(shí)驗(yàn)精確度的重要標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)將重物重力勢(shì)能的減

實(shí)際值

少量作為“實(shí)際值”，將重物動(dòng)能的增加量作為“測(cè)量值”，則該實(shí)驗(yàn)的百分誤差〃=%（結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字）。

四、計(jì)算題（本題共3小題，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步

驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

14.一種叫做“飛椅”游樂(lè)項(xiàng)目，如圖甲所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)=8m的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為

r=6m的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可以繞穿過(guò)中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。人與座椅的總質(zhì)量為m=60kg。當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻

速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，簡(jiǎn)化模型如圖乙所示，此時(shí)鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)且與豎直方向的夾角6=37°,不計(jì)

鋼繩的重力，(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求該狀態(tài):

⑴座椅受到繩子的拉力大小;

(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小。

圖甲

15.如圖所示，質(zhì)量均為初、電荷量分別為+2/一q的小球A、B,中間用絕緣輕繩連接，兩球在豎直向

上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中以速度%勻速上升。忽略兩電荷間的庫(kù)侖力，重力加速度為g,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?/p>

(2)某時(shí)刻輕繩斷開(kāi)，斷開(kāi)后A、B兩球各自的加速度；

(3)自輕繩斷開(kāi)到B球速度為零的過(guò)程，A、B兩球組成的系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量。

八八八

AOE

BO

16.如圖為某游戲裝置的示意圖。緊鄰A處左側(cè)裝有一彈簧彈射器(內(nèi)壁光滑)，48和￡尸是直軌道，8c和

C￡出是豎直面內(nèi)半徑為R的細(xì)圓管軌道，其中為四分之一圓管軌道，。為圓管軌道CDE的最高點(diǎn)，圓

弧軌道與直軌道相接處均平滑相切，軌道與水平夾角。=37。，底端廠有一與軌道垂直的固定彈性板，

。|、C、Q、產(chǎn)在同一水平直線上。一質(zhì)量為0.1kg的小物塊(其尺寸稍小于圓管內(nèi)徑，可視作質(zhì)點(diǎn))被彈

射器從靜止彈出，通過(guò)從B點(diǎn)進(jìn)入圓管軌道，若小物塊能夠運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，則被彈性板等速反彈(彈回時(shí)

速度大小不變方向反向)，若小物塊返回A點(diǎn)，則被彈射器鎖定。圓管軌道半徑H=0.6m,直軌道A8長(zhǎng)

L=2m,小物塊與直軌道AB和EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.15,其它摩擦阻力均不計(jì)。某次游戲時(shí)，小物

塊被彈出后第一次通過(guò)最高點(diǎn)D時(shí)剛好與圓管軌道無(wú)作用力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,

g=10m/s2)

(1)求該次游戲小物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB.

(2)求該次游戲小物塊第二次經(jīng)過(guò)圓管軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力FB大??；

(3)若在彈性限度內(nèi)改變彈射器內(nèi)彈簧的壓縮量，試寫出小物塊在直軌道E尸上運(yùn)動(dòng)的總路程s與彈簧釋放

的彈性勢(shì)能Ep的函數(shù)關(guān)系。

永州市2023年上期高一期末質(zhì)量監(jiān)測(cè)試卷

物理

一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選

項(xiàng)正確，將你認(rèn)為正確的答案選出來(lái)填在答題卡的指定位置）

1.物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。下列有關(guān)萬(wàn)有引力和萬(wàn)有

引力定律的物理觀念和科學(xué)思維的認(rèn)識(shí)，正確的是（）

A.只有天體之間才有萬(wàn)有引力

B.物體對(duì)地球的引力小于地球?qū)ξ矬w的引力

C.萬(wàn)有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的

D,引力常量G是卡文迪什第一個(gè)由實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定的，它沒(méi)有單位

【答案】C

【解析】

【詳解】A.任何兩個(gè)物體之間均存在萬(wàn)有引力，故A錯(cuò)誤；

B.兩物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；

C.萬(wàn)有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，故C正確；

D.引力常量G的單位為N-n？/kg?,故D錯(cuò)誤。

故選Co

2.如圖所示，取一對(duì)用絕緣支柱支撐的導(dǎo)體A和8,使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬

箔是閉合的。把帶正電荷的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,貝ij（）

B.兩金屬箔都張開(kāi)

C.A端金屬箔張開(kāi)，2端金屬箔閉合

D.分開(kāi)A、B,再移走C,兩金屬箔都閉合

【答案】B

【解析】

【詳解】ABC.把帶正電荷的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,由于靜電感應(yīng)，A端將感應(yīng)出負(fù)電荷，B端感應(yīng)出正電

荷，所以A帶負(fù)電，B帶正電，A、B端金屬箔都張開(kāi)，故AC錯(cuò)誤，B正確；

D.先分開(kāi)A、B,此時(shí)A、B仍帶電，再移走C時(shí)，電荷不能再進(jìn)行中和，則A、B兩金屬箔仍都張開(kāi)，

故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.如圖所示，海王星沿ABCD4繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，AC是橢圓的長(zhǎng)軸，8。是橢圓的短軸，公轉(zhuǎn)周期為"。海王

星在繞行一周的過(guò)程中（）

A經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)加速度大小相等

B.經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)速度大小相等

C.從2運(yùn)動(dòng)到C所用的時(shí)間等于3

D.從8運(yùn)動(dòng)到C太陽(yáng)對(duì)海王星的引力做負(fù)功

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由萬(wàn)有引力定律

-Mm

G——=ma

r

解得

-Mm

a=G——

r

由于A、C兩點(diǎn)到太陽(yáng)的距離不同，故經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)加速度大小不相等，故A錯(cuò)誤；

B.由開(kāi)普勒第二定律可知，近日點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度，故B錯(cuò)誤；

C.由開(kāi)普勒第二定律可知，從A運(yùn)動(dòng)到C所用時(shí)間與從C運(yùn)動(dòng)到A所用時(shí)間均為馬，又因?yàn)槎尉嚯x

2

太陽(yáng)更近，速度更大，故從8運(yùn)動(dòng)到C所用的時(shí)間大于4,故C錯(cuò)誤；

4

D.從5運(yùn)動(dòng)到。太陽(yáng)對(duì)海王星的引力與速度方向夾角始終大于90。，故從3運(yùn)動(dòng)到。太陽(yáng)對(duì)海王星的引力

做負(fù)功，故D正確。

故選D。

4.如圖為庫(kù)侖扭秤，細(xì)銀絲下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)帶電的小球A,另一端通過(guò)物體B使

絕緣棒平衡。當(dāng)把另一個(gè)與A完全相同的帶電金屬小球C插入容器并使它靠近A時(shí)，A和C之間的庫(kù)侖力

使懸絲扭轉(zhuǎn)。當(dāng)A帶電q,C帶電-2g,A、C間的距離為r時(shí)，A、C間的庫(kù)侖力為E；讓C與A接觸后

分開(kāi)，當(dāng)C和A的距離為2r時(shí)，A、C間庫(kù)侖力的大小為()

常

FFFF

A.—B.—C.—D.——

8163264

【答案】B

【解析】

【詳解】當(dāng)AC間距離為，時(shí)

r

當(dāng)/C接觸后分開(kāi)后各自的電荷量為一9，所以AC間的庫(kù)侖力為

2

(9)21

F=k^^=—F

(2r)216

故B正確。

故選B。

5.如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。不計(jì)重力的帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用

下先經(jīng)過(guò)〃點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()

A.該帶電粒子帶負(fù)電

B.M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)

C.Af點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

D,該帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由圖看出，粒子的軌跡向下彎曲，粒子所受電場(chǎng)力大致向下，電場(chǎng)線方向斜向下，說(shuō)明粒子

帶正電，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；

C.M點(diǎn)處的電場(chǎng)線較密，而N點(diǎn)處電場(chǎng)線較疏，則/點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)

的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；

D.粒子從M運(yùn)動(dòng)N到的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增大，該帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于

在N點(diǎn)的電勢(shì)能，故D正確。

故選D。

6.如圖甲，某裝置中，多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，序號(hào)為奇數(shù)的

圓筒和交變電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個(gè)極相連。交變電源兩極間電勢(shì)差的變

化規(guī)律如圖乙所示。在/=0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值。此時(shí)位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬

圓板(序號(hào)為o)中央有一個(gè)電子由靜止開(kāi)始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1。為使電子運(yùn)動(dòng)到圓筒之間各個(gè)

間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向相同而不斷加速，圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)必須遵照一定的規(guī)律。已知

電子質(zhì)量為加、電荷量為e、電壓絕對(duì)值為。、周期為T,電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)，則

()

U

h尚⑶口國(guó)+im+irw

OT\2T\3'T\4Tt

oT丁工工丫-U

甲乙

A.電子在金屬圓筒中被加速

B.電子在金屬圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T

C.電子出第8個(gè)圓筒瞬間速度為/

第8個(gè)圓筒長(zhǎng)度為三

D.

m

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由于金屬圓筒處于靜電平衡狀態(tài)，圓筒內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，則電子在金屬圓筒中做勻速直線運(yùn)

動(dòng),故A錯(cuò)誤；

B.因?yàn)殡娮訌慕饘賵A筒出來(lái)后要繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，所以電子在金屬圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該為交變電源周

期的一半，即二，故B錯(cuò)誤；

2

C.由動(dòng)能定理得

12

8eU=—mv

2

電子出第8個(gè)圓筒瞬間速度為

r7

故c錯(cuò)誤;

D.因?yàn)殡娮釉趫A筒中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以第8個(gè)圓筒長(zhǎng)度為

2m

故D正確

故選D。

7.如圖所示，滑塊2套在光滑的豎直桿上并通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑定滑輪連接物塊1,物塊1又與一輕質(zhì)彈簧

連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上。開(kāi)始時(shí)用手托住滑塊2,使繩子剛好伸直處于水平位置但無(wú)

張力，此時(shí)彈簧的壓縮量為d?，F(xiàn)將滑塊2從A處由靜止釋放，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為

零，此時(shí)物塊1還沒(méi)有到達(dá)滑輪位置。已知滑輪與桿的水平距離為3d,AC間距離為4d,不計(jì)滑輪質(zhì)

量、大小及摩擦。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.滑塊2下滑過(guò)程中，機(jī)械能先增大后減小

B.滑塊2經(jīng)過(guò)3處時(shí)的加速度等于g

C.物塊1和滑塊2的質(zhì)量之比為2:1

D.若滑塊2質(zhì)量增加一倍，其他條件不變，仍讓滑塊2由A處從靜止滑到C處，滑塊2到達(dá)C處時(shí)，物

塊1和滑塊2的速度之比為5：4

【答案】C

【解析】

【詳解】A.滑塊2下滑過(guò)程中，繩子拉力一直對(duì)滑塊2做負(fù)功，機(jī)械能一直減小，故A錯(cuò)誤；

B.滑塊2下滑過(guò)程中，繩子拉力增大，合力先減小后反向增大，則加速度先減小后反向增大，當(dāng)滑塊2

經(jīng)過(guò)8處時(shí)速度最大，其加速度為0,故B錯(cuò)誤；

C.物體1靜止時(shí)，彈簧壓縮量為

Xy-Cl

當(dāng)2下滑到C點(diǎn)時(shí)，物體1上升的高度為

h=J(3d>+(4d)2-3d=2d

則當(dāng)物體2到達(dá)C時(shí)彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為d,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體1靜止時(shí)的彈性勢(shì)能。對(duì)于A與

8及彈簧組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律應(yīng)有

嗎g-2d=m2g-4d

解得

叫:m2-2:1

故C正確。

D.根據(jù)物體1和2沿繩子方向的分速度大小相等，則得

v2cos8=匕

其中

z4d4

cos6*1=——=—

5d5

則得滑塊2到達(dá)C處時(shí)，物塊1和滑塊2的速度之比

vl:v2-4:5

故D錯(cuò)誤。

故選C。

【點(diǎn)睛】連接體模型，沿繩(桿)方向速度大小相等。對(duì)于存在彈簧彈力做功的模型，在選取的研究過(guò)程

中，需要判斷彈簧彈性勢(shì)能是否變化，判斷彈簧彈性勢(shì)能變化情況往往會(huì)轉(zhuǎn)化成比較彈簧形變量的變化情

況。

二、多選題(本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)

正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。將你認(rèn)為正確的答案選

出來(lái)填在答題卡的指定位置）

8.世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽上海大獎(jiǎng)賽賽道單圈長(zhǎng)5.451公里，共14個(gè)彎道。如圖所示，賽車在水平跑道上

轉(zhuǎn)彎時(shí)，容易沖出跑道的主要原因及分析，下列正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有及時(shí)加油提速

B.運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有及時(shí)剎車減速

C.彎道半徑越小，賽車越容易沖出跑道

D.彎道半徑越大，賽車越容易沖出跑道

【答案】BC

【解析】

【詳解】賽車在水平跑道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，容易沖出跑道，是因?yàn)橘愜噷?shí)際受到的力不足以提供向心力；根據(jù)向

心力表達(dá)式

.v2

F=m—

r

可知賽車速度越大，彎道半徑越小，賽車所需向心力越大，賽車容易沖出跑道；則容易沖出跑道的主要原

因是運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有及時(shí)剎車減速。

故選BC。

9.2023年4月16日，我國(guó)首顆低傾角軌道降水測(cè)量衛(wèi)星一一“風(fēng)云三號(hào)”G星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功

發(fā)射。已知地球表面的重力加速度大小為g,地球的第一宇宙速度為匕，引力常量為G,若“風(fēng)云三

號(hào)”G星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為人則下列說(shuō)法正確的是（）

2

A.地球的半徑為上

2g

B.地球的質(zhì)量為』」

gG

C.“風(fēng)云三號(hào)”G星的線速度大小為V：

D.“風(fēng)云三號(hào)”G星的周期為一

vi

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.設(shè)地球的質(zhì)量為半徑為R,,地球的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在地球表面軌道做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)的線速度，則有

GMmV,2

———=m—

R?R

又

GMm

聯(lián)立解得

24

ggG

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.設(shè)“風(fēng)云三號(hào)”G星的線速度大小為V,由萬(wàn)有引力提供向心力可得

GMmv2

——--二m—

聯(lián)立可得

v=二V；p

VrVsr

故C錯(cuò)誤:

D.“風(fēng)云三號(hào)”G星周期為

丁_2"_27iry[gr

]—-2

V匕

故D正確。

故選BD。

10.如圖1所示，水平傳送帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為15kg的箱子在水平傳送帶上由靜止釋

放，經(jīng)過(guò)6s后，箱子滑離傳送帶；箱子的V-7圖像如圖2所示，對(duì)于箱子從靜止釋放到剛相對(duì)傳送帶靜

止這一過(guò)程，重力加速度g取10m/s2,下列正確的是（）

/—yn

OT_ZBo匕——：——二〃s

246

圖1圖2

A.箱子對(duì)傳送帶做功為-540J

B.傳送帶對(duì)箱子做功為540J

C.傳送帶對(duì)箱子做功的功率是67.5W

D.箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為540J

【答案】AC

【解析】

【詳解】BC.根據(jù)V—/圖像，可知箱子加速過(guò)程的加速度為

a=-=—m/s2=1.5m/s2

Az4

則箱子受到的摩擦力大小為

/="=22.5N

箱子加速過(guò)程，箱子的位移為

v6...

%=—/=—x4m=12m

箱22

對(duì)于箱子從靜止釋放到剛相對(duì)傳送帶靜止這一過(guò)程，傳送帶對(duì)箱子做功為

嗎專=衣箱=22.5x12=2701

傳送帶對(duì)箱子做功的功率為

。=陛=也W=67.5W

t4

故B錯(cuò)誤，C正確；

A.箱子加速過(guò)程，傳送帶的位移為

x傳=V?=6x4m=24m

箱子對(duì)傳送帶做功為

%=—拉傳=-22.5x24=-540J

故A正確；

D.箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為

Q=f\x=/(x傳一x箱)=22.5x(24-12)J=270J

故D錯(cuò)誤。

故選AC。

11.如圖甲所示，x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷A固定在原點(diǎn)0,電荷B固定在x=2L處，通過(guò)電

勢(shì)傳感器測(cè)出無(wú)軸上各點(diǎn)電勢(shì)外并描繪出色無(wú)圖像，如圖乙所示。已知QX圖線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為尤1和

必x=3L處的圖線的切線平行無(wú)軸，取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí)，點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式°=絲，其中左為靜電

r

力常量，。為場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電荷量，，為某點(diǎn)距場(chǎng)源點(diǎn)電荷的距離，下列正確的是（）

A.兩電荷為同種電荷

B.兩電荷量大小之比為以：&=9：1

_99

C.交點(diǎn)坐標(biāo)X]=gL、x2=~L

D.在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi)靜止釋放一正電荷，該正電荷只在電場(chǎng)力作用下一定能到達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)處

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.根據(jù)圖像，電荷A周圍的電勢(shì)為正值，所以電荷A帶正電；電荷B周圍的電勢(shì)為負(fù)值，所以

電荷B帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；

B.x=3L處的圖線的切線平行x軸，該處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零

解得

QA：QB=9：1

B正確；

C.由題圖可知，無(wú)1、及處的電勢(shì)為零，根據(jù)夕=絲得

r

k^=kQB

石2L—石

k￡=k

x2x2-2L

又因?yàn)?/p>

QA：QB=9：1

解得

3

5

工

4

C正確;

D.在x軸上x>3乙的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向；若在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi)無(wú)初速

度釋放一正電荷，正電荷受到向右的電場(chǎng)力向右，正電荷將向右加速到無(wú)窮遠(yuǎn)處，D正確。

故選BCDo

三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，每空2分，共16分。將答案填在答題卡的指定位置)

12.如圖所示，某同學(xué)用圖(a)所示電路來(lái)觀察電容器C放電現(xiàn)象：他先使開(kāi)關(guān)S與1端相連，電源向電容

器充電，然后把開(kāi)關(guān)S擲向2端，電容器通過(guò)R放電，傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī)，得到了圖(b)所示的電

流隨時(shí)間變化的修圖像。已知該同學(xué)所選用的直流電源電壓為12V。

(I)通過(guò)口圖像可以發(fā)現(xiàn)：電容器放電時(shí)，電路中的電流減小得越來(lái)越(選填“快”或“慢”)。

接

計(jì)

算

機(jī)

(2)已知圖⑹中圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積表示電容器放電過(guò)程中所釋放的電荷量，每一小格面積表

示的電荷量為4x10-5。據(jù)此可估算出電容器放電前所帶電荷量。=C,電容器的電容C=uFo

(3)該同學(xué)改變電源電壓，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。得到電容器在不同電壓。下所帶的電荷量Q,并作出。-U

【答案】①.慢②.1.6x10-3③.133?.B

【解析】

【詳解】由圖可知，入圖像切線的斜率越來(lái)越小，表示電流減小得越來(lái)越慢;

(2)[2]電容器放電前所帶電荷量為

Q=40x4xl(T5c=1.6xl(T3c

[3]電容器的電容為

4

C=Q=1,6x10F=133xl0-F=133|iF

U12

(3)[4]根據(jù)電容的定義式可得

Q=CU

電容器在不同電壓U下電容不變，其所帶電荷量。與u成正比。

故選B

13.采用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率

f=50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2。

⑴本實(shí)驗(yàn)中重物及夾子的質(zhì)量m是測(cè)出的(填“需要”或“不需要”兀

(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的下述操作中，正確的是o

A.實(shí)驗(yàn)所選重物，只需考慮其質(zhì)量足夠大即可

B.在組裝器材時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔一定要與紙帶處于同一豎直線上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先開(kāi)啟電源，再釋放紙帶

D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶后，要先處理數(shù)據(jù)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)成功之后再關(guān)閉電源

(3)在正確操作后得到如圖乙所示的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，其中。為起始點(diǎn)，/z=64.43cm,

x1=6.79cm,無(wú)2=7.15cmo則分析紙帶可知:

①在誤差允許范圍內(nèi)，若等式成立，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證(用題目中給出物理量的符號(hào)人

g、h、X]、x2表不）。

實(shí)際值-測(cè)量值

②百分誤差〃=xlOO%,是衡量實(shí)驗(yàn)精確度的重要標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)將重物重力勢(shì)能的減

實(shí)際值

少量作為“實(shí)際值”，將重物動(dòng)能的增加量作為“測(cè)量值”，則該實(shí)驗(yàn)的百分誤差〃=%（結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字）。

【答案】①.不需要②.BC##CB③.=；（生產(chǎn)/）2?.5.1

【解析】

【詳解】（1）口]下落過(guò)程機(jī)械能守恒表達(dá)式為

mgh=；mv2

質(zhì)量可以約掉，因此本實(shí)驗(yàn)無(wú)需測(cè)量質(zhì)量；

（2）[2]A.實(shí)驗(yàn)所用重物應(yīng)減少空氣阻力帶來(lái)的影響，即選用質(zhì)量較大，體積較小的物體，故A錯(cuò)誤；

B.在組裝器材時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔一定要與紙帶處于同一豎直線上，這樣可以減小紙帶與限位

孔之間的摩擦阻力，故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先開(kāi)啟電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶，以防紙帶上記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)過(guò)少，故C正確；

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)電源，再取下紙帶，以防打上與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

（3）[3]物體下落過(guò)程中的機(jī)械能表達(dá)式為

mgh=gmvp2

X,+x9玉+x2

Vp=———-

P2T2

聯(lián)立解得

^=1(A+^/)2

⑷由題意可知，在本實(shí)驗(yàn)中百分誤差為

00679+00715

mgh-gmVp9.8x0.6443-l(--50r

xlOO%=xlOO%=-----------------2-----------2---------x--l-0-0--%=5.1%

mghgh9.8x0.6443

四、計(jì)算題（本題共3小題，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步

驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

14.一種叫做“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，如圖甲所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)=8m的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為

r=6m的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可以繞穿過(guò)中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。人與座椅的總質(zhì)量為〃?=60kg。當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻

速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，簡(jiǎn)化模型如圖乙所示，此時(shí)鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)且與豎直方向的夾角6=37°,不計(jì)

鋼繩的重力，(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求該狀態(tài):

⑴座椅受到繩子的拉力大小;

(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小。

圖甲

【答案】(l)T=750N；(2)?=-rad/s

6

【解析】

【詳解】(1)人與座椅受到重力和拉力，兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，受力分析如圖

由圖可知，座椅受到繩子的拉力大小為

T==750N

cos，

(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為0,根據(jù)向心力公式可得

Fn=〃7gtan6=7wy2(廠+Lsin。)

解得

5

。=—rad/s

6

15.如圖所示，質(zhì)量均為初、電荷量分別為+2外一〃的小球A、B,中間用絕緣輕繩連接，兩球在豎直向

上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中以速度%勻速上升。忽略兩電荷間的庫(kù)侖力，重力加速度為g，求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;

(2)某時(shí)刻輕繩斷開(kāi)，斷開(kāi)后A、B兩球各自的加速度；

(3)自輕繩斷開(kāi)到B球速度為零的過(guò)程，A、B兩球組成的系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量。

八A八

AOE

BO

【答案】⑴E=2暨；(2)GA=3g,方向向上；%=3g,方向向下⑶△￡,=一1mn；

q3

【解析】

【詳解】(D設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把小球A、B兩球看作一個(gè)整體，由于繩未斷前作勻速運(yùn)動(dòng)，則

2qE-qE-2mg=0

解得

E：2mg

q

(2)細(xì)繩斷后，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)A球有

2qE-mg=maK

解得

?A=3g

方向向上。

對(duì)B球有

-qE-mg=maB

解得

怎=-3g

負(fù)號(hào)表示方向向下。

(3)設(shè)自繩斷開(kāi)到B球速度為零的時(shí)間為t,則

0=%+aBt

解得

當(dāng)B球速度為零時(shí)，A球的速度大小

"A=%+卬=2%

在該時(shí)間內(nèi)A球的位移為

2

丫_%+%_%

A*--------------I—----

22g

由功能關(guān)系知，電場(chǎng)力對(duì)A球做了正功

WA=2qEx^=2/nVg

B球的位移為

電場(chǎng)力對(duì)B球做了負(fù)功

12

WB=-qExB=--mv-

在這一過(guò)程中，系統(tǒng)的電勢(shì)能變化量為

AEp=-(%+%)=-/詔

16.如圖為某游戲裝置的示意圖。緊鄰A處左側(cè)裝有一彈簧彈射器(內(nèi)壁光滑)，48和E尸是直軌道，8c和

CZJE是豎直面內(nèi)半徑為R的細(xì)圓管軌道，其中8c為四分之一圓管軌道，。為圓管軌道CDE的最高點(diǎn)，圓

弧軌道與直軌道相接處均平滑相切，斯軌道與水平夾角6=37。，底端F有一與軌道垂直的固定彈性板，

Q、C、。2、廠在同一水平直線上。一質(zhì)量為0.1kg的小物塊(其尺寸稍小于圓管內(nèi)徑，可視作質(zhì)點(diǎn))被彈

射器從靜止彈出，通過(guò)AB從8點(diǎn)進(jìn)入圓管軌道，若小物塊能夠運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，則被彈性板等速反彈(彈回時(shí)

速度大小不變方向反向)，若小物塊返回A