1．（4分）以下說法正確的是（ ）
A．“元電荷”既可以是帶正電的質(zhì)子，也可以是帶負(fù)電的電子
B．兩個(gè)原本帶等量同種電荷的金屬小球，放在一起并接觸，此時(shí)距離r＝0，兩小球所帶電荷之間庫侖力變?yōu)闊o窮大
C．接觸帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，摩擦起電的本質(zhì)是電荷的創(chuàng)生
D．比荷就是所帶電荷量除以帶電體的質(zhì)量
2．（4分）關(guān)于開普勒行星定律，下列說法正確的是（ ）
A．開普勒定律只能適用于太陽系，不能推廣到其他星系
B．開普勒第二定律可以理解為“近（日點(diǎn)）快，遠(yuǎn)（日點(diǎn)）慢”可以用機(jī)械能守恒解釋
C．地球到太陽連線和火星到太陽連線在相等時(shí)間掃過的面積相等
D．地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值與月亮公轉(zhuǎn)軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值相等
3．（4分）某次班級例行換座位，小明開始用與水平面夾角30°斜向上大小為F的拉力沿直線向前拉動課桌，移動距離s后換用與水平面夾角30°斜向下大小仍為F的推力沿直線向前推動課桌，移動距離也是s，運(yùn)動過程中接觸面粗糙程度不變。以下判斷正確的是（ ）
A．兩次摩擦力做功相同
B．兩次F做功相同
C．兩次摩擦產(chǎn)生熱量相同
D．兩次課桌動能變化相同
4．（4分）橡膠棒用毛皮摩擦后，放到驗(yàn)電器上端金屬球附近，則（ ）
A．驗(yàn)電器帶負(fù)電
B．驗(yàn)電器帶正電
C．用手摸一下金屬球后驗(yàn)電器帶負(fù)電
D．用手摸一下金屬球后驗(yàn)電器帶正電
5．（4分）現(xiàn)對發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程進(jìn)行分析，如圖所示，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，P點(diǎn)是軌道Ⅰ上的近地點(diǎn)，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則（ ）
A．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度7.9km
B．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度11.2km/s
C．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
D．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在Q點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
6．（4分）一次宇宙冒險(xiǎn)家到達(dá)一個(gè)未知星球，首先以無動力狀態(tài)在近地軌道繞行觀察，飛行速度為v，測得環(huán)繞周期為T。下列計(jì)算不正確的是（ ）
A．星球質(zhì)量為
B．星球半徑為
C．星球第一宇宙速度為v
D．星球表面重力加速度為
7．（4分）從高為h處以速度v豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，如圖所示。若取拋出點(diǎn)小球的重力勢能為0，不計(jì)空氣阻力，則小球著地時(shí)的機(jī)械能為（ ）
A．mghB．
C．D．
8．（4分）在通往某景區(qū)的公路上，一輛小汽車沿水平面由靜止啟動，在前20s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，第20s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動，其v﹣t圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量m＝1×103kg，汽車受到地面的阻力和空氣阻力的合力大小恒為車重的0.2倍，重力加速度g＝10m/s2。則汽車的最大速度為（ ）
A．25m/sB．28m/sC．30m/sD．35m/s
9．（4分）如圖所示，一物塊以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑，運(yùn)動時(shí)間t后，回到原位置，已知運(yùn)動過程中摩擦力大小恒定，初位置為重力勢能零勢能點(diǎn)，則下列表示物體運(yùn)動時(shí)間t的過程中，關(guān)于物體動能，重力勢能，機(jī)械能，重力功率隨時(shí)間變化的關(guān)系圖中正確的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（4分）電動機(jī)帶動傳送帶逆時(shí)針勻速運(yùn)動速度大小v＝2m/s，一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊初速度v0＝4m/s從左向右滑上傳送帶然后返回到出發(fā)點(diǎn)，已知接觸面動摩擦因數(shù)μ＝0.2，在整個(gè)過程中（ ）
A．皮帶長度s至少3m
B．摩擦力對物塊做功6J
C．摩擦產(chǎn)生熱量16J
D．相比電動機(jī)帶動傳動帶空轉(zhuǎn)多消耗了12J
二、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共6空）
11．（12分）某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過程中小球的球心經(jīng)過光電門1和光電門2。小球直徑d，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間Δt1，Δt2，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪些物理量 （填選項(xiàng)序號）。
A．小球的質(zhì)量m
B．光電門1和光電門2之間的距離h
C．小球從光電門1到光電門2下落的時(shí)間t
（2）小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝ （用題中所給的物理量符號表示）。
（3）若滿足表達(dá)式 （用題中所給的物理量符號表示），就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（4）小明和小凱實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)光電門1損壞，就拆掉光電門1，用其余器材做實(shí)驗(yàn)，他們上下調(diào)節(jié)光電門2，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用記錄的數(shù)據(jù)作出圖像，根據(jù)圖像判斷機(jī)械能守恒是否成立。
①除光電門記錄Δt以外，他們還補(bǔ)充測量了一個(gè)物理量X，X應(yīng)該代表 ；
②最能直觀地判斷出結(jié)論的是 （、、Δt﹣X，（Δt）2﹣X）圖像。
③該若該圖像滿足斜率k＝ （用題中所給的物理量符號表示），可以證明小球下落過程中機(jī)械能守恒。
三、計(jì)算題（寫出關(guān)鍵表達(dá)式和必要的文字說明，共4題，共48分）
12．（12分）如圖所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在斜面底端豎直放置的10cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為，g取10m/s2。求：
（1）AB之間庫侖力大??；
（2）B所帶電荷量q。
13．（12分）如圖，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，飛船先在近地軌道Ⅲ上繞地球做圓周運(yùn)動，到達(dá)軌道Ⅲ的B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ的遠(yuǎn)地點(diǎn)A時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入軌道I繞地球做圓周運(yùn)動，軌道I的軌道半徑為r，r＝4R。已知引力常量G，求：
（1）飛船在軌道I上的運(yùn)行速率；
（2）飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期；
（3）飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度。
14．（12分）如圖所示，一軌道由曲面AB、豎直圓軌道、水平軌道BD和固定斜面DEF平滑連接組成，其中曲面和圓軌道光滑，水平軌道和斜面粗糙且動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，圓軌道最低點(diǎn)B相互錯(cuò)開。現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝0.5kg的滑塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）從AB軌道上距離地面某一高度由靜止釋放，若已知圓軌道半徑R＝0.8m，一水平面的長度BD＝9m，斜面寬度DF＝2m，傾角θ＝45°，g取10m/s2，滑塊從h＝2.4m高處由靜止開始滑下，求：
（1）滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)對軌道壓力大??；
（2）滑塊在斜面上向上運(yùn)動的最大距離；
（3）滑塊最終停止的位置（用距離D點(diǎn)描述）。
15．（12分）如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，斜面的傾角α＝30°。B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C放在水平地面上。現(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用。同時(shí)保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為2m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)。開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；釋放A后，A沿斜面下滑的最大速度v，試求：
（1）A速度最大時(shí)彈簧彈力大小F；
（2）彈簧開始時(shí)彈性勢能Ep；
（3）將B轉(zhuǎn)移和A固定在一起，繩子直接連在彈簧上，用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；釋放A后，當(dāng)C離開地面前瞬間，求A的速度。
2023-2024學(xué)年江蘇省無錫市濱湖區(qū)輔仁中學(xué)高一（下）期中物理試卷
參考答案與試題解析
一．選擇題（共10小題）
一、單選題（每題只有一個(gè)正確答案，每題4分，共10題）
1．（4分）以下說法正確的是（ ）
A．“元電荷”既可以是帶正電的質(zhì)子，也可以是帶負(fù)電的電子
B．兩個(gè)原本帶等量同種電荷的金屬小球，放在一起并接觸，此時(shí)距離r＝0，兩小球所帶電荷之間庫侖力變?yōu)闊o窮大
C．接觸帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，摩擦起電的本質(zhì)是電荷的創(chuàng)生
D．比荷就是所帶電荷量除以帶電體的質(zhì)量
【分析】根據(jù)元電荷的定義分析判斷；當(dāng)兩金屬小球，放在一起并接觸，兩球不能看成點(diǎn)電荷；根據(jù)電荷守恒定律分析；根據(jù)比荷定義分析判斷。
【解答】解：A．元電荷并不是一個(gè)客觀的物質(zhì)，它表示的是一個(gè)具體的數(shù)值，元電荷是帶電體的最小電荷量，等于質(zhì)子或電子所帶電荷量的大小，故A錯(cuò)誤；
B．兩個(gè)原本帶等量同種電荷的金屬小球，放在一起并接觸，由于同種電荷相互排斥，所以電荷分布于兩金屬球的遠(yuǎn)端一側(cè)，此時(shí)兩個(gè)小球并不能看成點(diǎn)電荷，所以兩小球所帶電荷之間庫侖力不會變?yōu)闊o窮大，故B錯(cuò)誤；
C．接觸帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，摩擦起電的本質(zhì)也是電荷的轉(zhuǎn)移，不是電荷的創(chuàng)生，故C錯(cuò)誤；
D．比荷就是所帶電荷量除以帶電體的質(zhì)量，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】本題考查元電荷、庫侖定律、摩擦起電等相關(guān)知識，解題關(guān)鍵掌握庫侖定律的應(yīng)用，知道電子或質(zhì)子所帶電荷量等于元電荷。
2．（4分）關(guān)于開普勒行星定律，下列說法正確的是（ ）
A．開普勒定律只能適用于太陽系，不能推廣到其他星系
B．開普勒第二定律可以理解為“近（日點(diǎn)）快，遠(yuǎn)（日點(diǎn)）慢”可以用機(jī)械能守恒解釋
C．地球到太陽連線和火星到太陽連線在相等時(shí)間掃過的面積相等
D．地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值與月亮公轉(zhuǎn)軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值相等
【分析】開普勒定律是基于對太陽系行星運(yùn)動的觀測和研究得出的，但它具有普遍性，適用于所有由中心天體和環(huán)繞天體組成的系統(tǒng)，不僅僅局限于太陽系；解題需要綜合運(yùn)用開普勒第二定律和機(jī)械能守恒的知識來理解行星在不同位置的速度變化；開普勒第二定律是針對同一顆行星而言的，不同行星各自與太陽連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積不相等；開普勒第三定律中，軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值只與中心天體有關(guān)。
【解答】解：A、開普勒定律不僅適用于太陽系，對其他星系同樣適用，它是自然界中行星運(yùn)動的普遍規(guī)律，故 A 錯(cuò)誤；
B、根據(jù)開普勒第二定律，可知“近（日點(diǎn)）快，遠(yuǎn)（日點(diǎn)）慢”，而從近（日點(diǎn)）到遠(yuǎn)（日點(diǎn)），只有萬有引力做功，故可以用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行解釋，故B正確；
C、開普勒第二定律是針對同一顆行星而言，地球到太陽連線和火星到太陽連線在相等時(shí)間掃過的面積不相等，故 C 錯(cuò)誤；
D、開普勒第三定律中，軌道半長軸3次方除以公轉(zhuǎn)周期的2次方的值只與中心天體有關(guān)，地球公轉(zhuǎn)的中心天體是太陽，月亮公轉(zhuǎn)的中心天體是地球，中心天體不同，該比值不相等，故 D 錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】本題主要考查對開普勒行星定律的理解與應(yīng)用。
3．（4分）某次班級例行換座位，小明開始用與水平面夾角30°斜向上大小為F的拉力沿直線向前拉動課桌，移動距離s后換用與水平面夾角30°斜向下大小仍為F的推力沿直線向前推動課桌，移動距離也是s，運(yùn)動過程中接觸面粗糙程度不變。以下判斷正確的是（ ）
A．兩次摩擦力做功相同
B．兩次F做功相同
C．兩次摩擦產(chǎn)生熱量相同
D．兩次課桌動能變化相同
【分析】分別求出兩次拉動的摩擦力表達(dá)式，根據(jù)做功公式以及動能定理分析。
【解答】解：AC．設(shè)課桌與接觸面的動摩擦因數(shù)為μ，課桌的質(zhì)量為m，則兩次克服摩擦力做的功分別為
Wf1＝f1s＝μ（mg﹣Fsin30°）s，Wf2＝f2s＝μ（mg+Fsin30°）s
可知兩次摩擦力做功不相同，則兩次摩擦產(chǎn)生熱量不相同，故AC錯(cuò)誤；
B．兩次拉力F做功相同，均為
WF＝Fscs30°
故B正確；
D．根據(jù)動能定理可得
WF﹣Wf＝ΔEk
由于兩次拉力F做功相同，但兩次摩擦力做功不相同，所以兩次課桌動能變化不相同，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】對物體受力分析，求出力的大小，再由功的公式即可求得功的大小。摩擦力做功與路程有關(guān)，摩擦力可能做負(fù)功、可能做正功也可能不做功。
4．（4分）橡膠棒用毛皮摩擦后，放到驗(yàn)電器上端金屬球附近，則（ ）
A．驗(yàn)電器帶負(fù)電
B．驗(yàn)電器帶正電
C．用手摸一下金屬球后驗(yàn)電器帶負(fù)電
D．用手摸一下金屬球后驗(yàn)電器帶正電
【分析】在解決這個(gè)問題之前，我們需要理解摩擦起電的基本原理：當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互摩擦?xí)r，由于它們對電子的束縛能力不同，電子會從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。接收電子的物體會帶負(fù)電，而失去電子的物體會帶正電。在這個(gè)具體的問題中，橡膠棒用毛皮摩擦后，根據(jù)物理常識，橡膠棒會帶負(fù)電，根據(jù)題意考慮驗(yàn)電器在不同情況下如何反應(yīng)。
【解答】解：AB、根據(jù)題意可知，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，放到驗(yàn)電器上端金屬球附近，發(fā)生靜電感應(yīng)，根據(jù)“近異遠(yuǎn)同”原理，驗(yàn)電器的金屬小球?qū)险?，?yàn)電器的金屬箔片會帶負(fù)電，驗(yàn)電器整體所帶凈電荷為零，故AB錯(cuò)誤；
CD、根據(jù)題意可知，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，放到驗(yàn)電器上端金屬球附近，發(fā)生靜電感應(yīng)，用手摸一下金屬球的瞬間，電子從金屬球經(jīng)人體上轉(zhuǎn)移到大地上，拿開橡膠棒后，小球和金箔都帶正電，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】此題關(guān)鍵在于理解摩擦起電的原理以及帶電體對周圍環(huán)境（包括人體和驗(yàn)電器）的影響。通過實(shí)驗(yàn)操作（即用手摸金屬球）可以改變驗(yàn)電器的電荷狀態(tài)，從原本可能帶有的負(fù)電轉(zhuǎn)變?yōu)檎?，這主要依賴于人體作為導(dǎo)體的作用。因此，正確理解電荷轉(zhuǎn)移的機(jī)制是解答此類問題的關(guān)鍵。
5．（4分）現(xiàn)對發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程進(jìn)行分析，如圖所示，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，P點(diǎn)是軌道Ⅰ上的近地點(diǎn)，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則（ ）
A．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度7.9km
B．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度11.2km/s
C．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
D．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在Q點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
【分析】第一宇宙速度是衛(wèi)星沿地球表面運(yùn)動時(shí)的速度，半徑越大運(yùn)行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星最大的運(yùn)行速度。當(dāng)衛(wèi)星的速度大于等于第二宇宙速度時(shí)衛(wèi)星脫離地球的吸引而進(jìn)入繞太陽運(yùn)行的軌道。當(dāng)物體的速度大于等于第三宇宙速度16.7km/s時(shí)物體將脫離太陽的束縛成為一顆人造地球恒星。
【解答】解：
A、第一宇宙速度是近地軌道的線速度，根據(jù)，可知，v故軌道半徑越大，線速度越小，所以同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤。
B、該衛(wèi)星為地球的衛(wèi)星，所以發(fā)射速度小于第二宇宙速度，故B錯(cuò)誤。
C、P點(diǎn)為近地軌道上的一點(diǎn)，但要從近地軌道變軌到I軌道，則需要在P點(diǎn)加速，所以P點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度，故C正確。
D、在Q點(diǎn)要從軌道I變軌到軌道Ⅱ，則需要在Q點(diǎn)加速，即軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度大于軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度，而軌道Ⅱ上的速度小于第一宇宙速度，故在軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度小于第一宇宙速度，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】本題考查了宇宙速度的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵是明確各宇宙速度的物理含義，比如第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星最大的運(yùn)行速度，最小的發(fā)射速度。
6．（4分）一次宇宙冒險(xiǎn)家到達(dá)一個(gè)未知星球，首先以無動力狀態(tài)在近地軌道繞行觀察，飛行速度為v，測得環(huán)繞周期為T。下列計(jì)算不正確的是（ ）
A．星球質(zhì)量為
B．星球半徑為
C．星球第一宇宙速度為v
D．星球表面重力加速度為
【分析】根據(jù)以及即可求解星球的半徑和質(zhì)量；冒險(xiǎn)家是以無動力狀態(tài)在近地軌道繞行觀察，即運(yùn)行軌道的半徑等于星球半徑，故星球第一宇宙速度為v；根據(jù)以及即可求解星球表面重力加速度。
【解答】解：AB、根據(jù)

解得

根據(jù)萬有引力定律有

解得

故A錯(cuò)誤，B正確；
C、由題知，冒險(xiǎn)家是以無動力狀態(tài)在近地軌道繞行觀察，即運(yùn)行軌道的半徑等于星球半徑，故星球第一宇宙速度為v，故C正確；
D、在星球表面有

根據(jù)萬有引力定律有

聯(lián)立解得

故D正確。
本題選不正確的，故選A。
【點(diǎn)評】本題主要考查萬有引力定律各基礎(chǔ)公式的簡單應(yīng)用，難度不大。
7．（4分）從高為h處以速度v豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，如圖所示。若取拋出點(diǎn)小球的重力勢能為0，不計(jì)空氣阻力，則小球著地時(shí)的機(jī)械能為（ ）
A．mghB．
C．D．
【分析】根據(jù)機(jī)械能定義可得小球在拋出點(diǎn)的機(jī)械能，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得小球著地時(shí)的機(jī)械能。
【解答】解：小球在拋出點(diǎn)的機(jī)械能，小球從拋出到剛著地過程，只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以小球著地時(shí)的機(jī)械能，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】本題考查了機(jī)械能守恒定律、機(jī)械能的定義，解題的關(guān)鍵是知道小球的機(jī)械能等于動能與重力勢能之和。
8．（4分）在通往某景區(qū)的公路上，一輛小汽車沿水平面由靜止啟動，在前20s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，第20s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動，其v﹣t圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量m＝1×103kg，汽車受到地面的阻力和空氣阻力的合力大小恒為車重的0.2倍，重力加速度g＝10m/s2。則汽車的最大速度為（ ）
A．25m/sB．28m/sC．30m/sD．35m/s
【分析】根據(jù)v﹣t圖像的斜率求解汽車做勻加速直線運(yùn)動的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力，由P＝Fv求出汽車的額定功率；當(dāng)汽車的合力為零時(shí)速度最大，由公式P＝Fv求最大速度。
【解答】解：由v﹣t圖像可知做勻加速時(shí)的加速度為

由題意可知汽車受到地面的阻力和空氣阻力的合力大小為
f＝0.2mg，解得f＝2000N
根據(jù)牛頓第二定律可得
F1﹣f＝ma
解得勻加速時(shí)的牽引力大小為
F1＝3000N
當(dāng)速度為v1＝20m/s時(shí)，功率達(dá)到額定功率，則有
P額＝F1v1，解得P額＝60000W
當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大，則有
，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】本題以某景區(qū)汽車的上坡為背景，考查牛頓第二定律和機(jī)動車的功率，關(guān)鍵要理清汽車在整個(gè)過程中的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式和功率公式綜合求解，知道合力為零時(shí)，汽車的速度最大。
9．（4分）如圖所示，一物塊以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑，運(yùn)動時(shí)間t后，回到原位置，已知運(yùn)動過程中摩擦力大小恒定，初位置為重力勢能零勢能點(diǎn)，則下列表示物體運(yùn)動時(shí)間t的過程中，關(guān)于物體動能，重力勢能，機(jī)械能，重力功率隨時(shí)間變化的關(guān)系圖中正確的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根據(jù)牛頓第二定律和速度—時(shí)間公式相結(jié)合分析速度與時(shí)間的關(guān)系，從而得到動能與時(shí)間的關(guān)系，即可分析動能—時(shí)間圖像的形狀；根據(jù)重力勢能與時(shí)間的關(guān)系分析重力勢能—時(shí)間圖像的形狀；根據(jù)機(jī)械能等于重力勢能與動能之和，分析機(jī)械能與時(shí)間的關(guān)系；根據(jù)P＝mgvsinθ以及速度與時(shí)間的關(guān)系分析重力功率隨時(shí)間變化的關(guān)系。
【解答】解：A、物體沿斜面向上做勻減速運(yùn)動，加速度大小為a1gsinθ
物體上滑的速度與時(shí)間的關(guān)系為
v1＝v0﹣a1t
物體沿斜面向下做勻加速運(yùn)動，加速度為a2gsinθ
物體下滑的速度與時(shí)間的關(guān)系為
v2＝a2t
物體動能為：，顯然動能隨時(shí)間不是線性變化，Ek﹣t圖像應(yīng)為曲線，故A錯(cuò)誤；
B、物體上滑時(shí)重力勢能為，應(yīng)為開口向下的拋物線，故B錯(cuò)誤；
C、物體機(jī)械能為：，物體上滑與下滑過程速度與時(shí)間變化規(guī)律不同，故C錯(cuò)誤；
D．物體重力功率為P＝mgvsinθ，上滑過程有P1＝mgsinθ（v0﹣a1t），滑過程有P2＝mgsinθ（a2t），P與t呈線性關(guān)系，向上過程圖線斜率大于向下過程圖線斜率，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】對于圖像問題要明確兩坐標(biāo)軸、斜率的含義等等，對于比較復(fù)雜的圖像問題可以利用物理規(guī)律寫出兩個(gè)物理量的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)數(shù)學(xué)知識進(jìn)一步判斷圖像性質(zhì)。
10．（4分）電動機(jī)帶動傳送帶逆時(shí)針勻速運(yùn)動速度大小v＝2m/s，一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊初速度v0＝4m/s從左向右滑上傳送帶然后返回到出發(fā)點(diǎn)，已知接觸面動摩擦因數(shù)μ＝0.2，在整個(gè)過程中（ ）
A．皮帶長度s至少3m
B．摩擦力對物塊做功6J
C．摩擦產(chǎn)生熱量16J
D．相比電動機(jī)帶動傳動帶空轉(zhuǎn)多消耗了12J
【分析】小物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動，然后反向做勻加速直線運(yùn)動，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式以及能量守恒定律求解。
【解答】解：A．根據(jù)牛頓第二定律，小物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動有
μmg＝ma
解得
a＝2m/s2
當(dāng)速度減為0時(shí)，則位移為

故皮帶長度s至少4 m，故A錯(cuò)誤；
B．小物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動，直到速度為零，然后再反向做勻加速直線運(yùn)動，因
v0＝4m/s＞v＝2m/s
故小物塊返回左端時(shí)的速度為v ＝ 2 m/s，整個(gè)過程，只有摩擦力做功，根據(jù)動能定理有

解得
Wf＝﹣6J
故B錯(cuò)誤；
C．由題分析，小物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動，直到速度為零，則運(yùn)動的時(shí)間為

此過程中傳送帶的位移為
s2＝vt1
故小物塊相對傳送帶的位移為
Δs＝s2+s1
當(dāng)小物塊再反向做勻加速直線運(yùn)動，直到速度為v ＝ 2 m/s，加速度不變，則運(yùn)動的時(shí)間為

此過程小物塊的位移為

此過程中傳送帶的位移為
s′2＝vt2
故小物塊相對傳送帶的位移為
Δs′＝s′2﹣s′1
故摩擦產(chǎn)生熱量為
Q＝μmg（Δs+Δs′）
解得Q＝18J
故C錯(cuò)誤；
D．相比電動機(jī)帶動傳動帶空轉(zhuǎn)多消耗的能量為
ΔE＝ΔEk+Q
其中
ΔEk＝Wf
可得
ΔE＝12J
故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必通過做功來實(shí)現(xiàn)。
二、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共6空）
11．（12分）某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過程中小球的球心經(jīng)過光電門1和光電門2。小球直徑d，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間Δt1，Δt2，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪些物理量 B （填選項(xiàng)序號）。
A．小球的質(zhì)量m
B．光電門1和光電門2之間的距離h
C．小球從光電門1到光電門2下落的時(shí)間t
（2）小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝ （用題中所給的物理量符號表示）。
（3）若滿足表達(dá)式 （用題中所給的物理量符號表示），就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（4）小明和小凱實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)光電門1損壞，就拆掉光電門1，用其余器材做實(shí)驗(yàn)，他們上下調(diào)節(jié)光電門2，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用記錄的數(shù)據(jù)作出圖像，根據(jù)圖像判斷機(jī)械能守恒是否成立。
①除光電門記錄Δt以外，他們還補(bǔ)充測量了一個(gè)物理量X，X應(yīng)該代表 釋放點(diǎn)到光電門2的高度 ；
②最能直觀地判斷出結(jié)論的是 （、、Δt﹣X，（Δt）2﹣X）圖像。
③該若該圖像滿足斜率k＝ （用題中所給的物理量符號表示），可以證明小球下落過程中機(jī)械能守恒。
【分析】（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，結(jié)合光電門測速分析求解；
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒表達(dá)式分析求解；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒，結(jié)合圖像斜率的意義分析求解。
【解答】解：（1）小球經(jīng)過光電門1和光電門2的速度可表示為
，
小球從光電門1運(yùn)動到光電門2過程，據(jù)機(jī)械能守恒定律可得

聯(lián)立可得

由上可知，還需要知道光電門1和光電門2之間的距離h。
故AC錯(cuò)誤，B正確。
故選：B。
（2）小球經(jīng)過光電門1的速度可表示為

（3）由（1）分析，可知，若滿足表達(dá)式

就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（4）由題意知，拆掉光電門1，上下調(diào)節(jié)光電門2，即改變光電門2與釋放點(diǎn)的高度，設(shè)為H，釋放點(diǎn)的初速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒則有

又，可得

由此可知X應(yīng)該代表釋放點(diǎn)到光電門2的高度；
用X代替H，則有

變形得

可知最能直觀地判斷出結(jié)論的是

根據(jù)

可得該圖像斜率

即可以證明小球下落過程中機(jī)械能守恒。
故答案為：（1）B；（2）；（3）；（4）釋放點(diǎn)到光電門2的高度；； 。
【點(diǎn)評】本題考查了機(jī)械能守恒相關(guān)實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)的目的、步驟、數(shù)據(jù)處理和誤差分析是解決此類問題的關(guān)鍵。
三、計(jì)算題（寫出關(guān)鍵表達(dá)式和必要的文字說明，共4題，共48分）
12．（12分）如圖所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在斜面底端豎直放置的10cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為，g取10m/s2。求：
（1）AB之間庫侖力大??；
（2）B所帶電荷量q。
【分析】（1）對B進(jìn)行受力分析列式求解；
（2）根據(jù)幾何關(guān)系求出AB之間的距離，再根據(jù)庫侖定律求解B所帶電荷量。
【解答】解：（1）以B為對象，沿斜面方向根據(jù)受力平衡可得
FABcs30°＝mgsin30°
代入數(shù)據(jù)解得AB之間庫侖力大小為
FAB＝0.3N
（2）根據(jù)幾何關(guān)系可知，AB之間的距離為
r
解得r＝10cm
根據(jù)庫侖定律可得

代入數(shù)據(jù)解得B所帶電荷量為
q＝1×10﹣6C
答：（1）AB之間庫侖力大小為0.3N；
（2）B所帶電荷量q為1×10﹣6C。
【點(diǎn)評】本題考查的是兩帶電小球的平衡問題，題型簡單，熟練掌握庫侖定律的應(yīng)用即可。
13．（12分）如圖，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，飛船先在近地軌道Ⅲ上繞地球做圓周運(yùn)動，到達(dá)軌道Ⅲ的B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ的遠(yuǎn)地點(diǎn)A時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入軌道I繞地球做圓周運(yùn)動，軌道I的軌道半徑為r，r＝4R。已知引力常量G，求：
（1）飛船在軌道I上的運(yùn)行速率；
（2）飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期；
（3）飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度。
【分析】（1）當(dāng)飛船在地球表面靜止不動時(shí)，萬有引力等于重力結(jié)合萬有引力提供向心力求解飛船在軌道I上的運(yùn)行速率；
（2）根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合開普勒第三定律求解飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期；
（3）飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過A 點(diǎn)時(shí)，合力為萬有引力，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。
【解答】解：（1）當(dāng)飛船在地球表面靜止不動時(shí)，有

解得

設(shè)飛船在軌道I上的運(yùn)行速率v1，軌道I是圓軌道，根據(jù)萬有引力提供向心力

聯(lián)立可得

（2）設(shè)飛船在軌道Ⅲ上的運(yùn)行周期T3，軌道Ⅲ是圓軌道，根據(jù)萬有引力提供向心力

又

解得

設(shè)飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期為T2，軌道半長軸為

根據(jù)開普勒第三定律可得

解得

（3）飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過A 點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

又

解得

答：（1）飛船在軌道I上的運(yùn)行速率等于；
（2）飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期等于；
（3）飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度等于。
【點(diǎn)評】本題解題關(guān)鍵是知道衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力。
14．（12分）如圖所示，一軌道由曲面AB、豎直圓軌道、水平軌道BD和固定斜面DEF平滑連接組成，其中曲面和圓軌道光滑，水平軌道和斜面粗糙且動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，圓軌道最低點(diǎn)B相互錯(cuò)開。現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝0.5kg的滑塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）從AB軌道上距離地面某一高度由靜止釋放，若已知圓軌道半徑R＝0.8m，一水平面的長度BD＝9m，斜面寬度DF＝2m，傾角θ＝45°，g取10m/s2，滑塊從h＝2.4m高處由靜止開始滑下，求：
（1）滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)對軌道壓力大??；
（2）滑塊在斜面上向上運(yùn)動的最大距離；
（3）滑塊最終停止的位置（用距離D點(diǎn)描述）。
【分析】（1）根據(jù)動能定理，結(jié)合最高點(diǎn)合外力提供向心力分析求解；
（2）根據(jù)滑塊從靜止開始滑下到第一次到達(dá)D點(diǎn)過程，結(jié)合動能定理，綜合滑塊在斜面上向上運(yùn)動過程分析求解；
（3）根據(jù)滑塊從斜面上下滑到最終停止過程，結(jié)合動能定理分析求解。
【解答】解：（1）滑塊從靜止開始滑下到C過程，根據(jù)動能定理可得

解得
vC＝4m/s
在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得

解得
N＝5N
根據(jù)牛頓第三定律可得，滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)對軌道壓力大小為5N。
（2）滑塊從靜止開始滑下到第一次到達(dá)D點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理可得

解得

滑塊在斜面上向上運(yùn)動過程，根據(jù)牛頓第二定律可得
mgsinθ+μmgcsθ＝ma
解得

根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得滑塊在斜面上向上運(yùn)動的最大距離為
xm
解得：xm
（3）設(shè)滑塊最終停止的位置與D點(diǎn)的距離為s，滑塊從斜面上下滑到最終停止過程，
mgxmsin45°﹣μmgcs45°?xm﹣μmgs＝0
解得
L＝2m
則滑塊停在D點(diǎn)左側(cè)2m處。
答：（1）滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)對軌道壓力大小為5N；
（2）滑塊在斜面上向上運(yùn)動的最大距離為；
（3）滑塊停在D點(diǎn)左側(cè)2m處。
【點(diǎn)評】本題考查了動能定理相關(guān)知識，理解合外力做功等于動能變化量是解決此類問題的關(guān)鍵。
15．（12分）如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，斜面的傾角α＝30°。B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用。同時(shí)保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為2m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)。開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；釋放A后，A沿斜面下滑的最大速度v，試求：
（1）A速度最大時(shí)彈簧彈力大小F；
（2）彈簧開始時(shí)彈性勢能Ep；
（3）將B轉(zhuǎn)移和A固定在一起，繩子直接連在彈簧上，用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；釋放A后，當(dāng)C離開地面前瞬間，求A的速度。
【分析】（1）A速度最大時(shí)，加速度為零，對B受力分析求解彈簧彈力大??；
（2）由胡克定律求解形變量，彈簧彈力和形變量成正比例，則可知彈性勢能和形變量之間關(guān)系，從而根據(jù)形變量求解彈性勢能；
（3）對C離開地面前瞬間受力分析，可得彈簧形變量大小，A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒求出A的最大速度。
【解答】解：（1）由分析可知，A速度最大時(shí)，加速度為零，設(shè)AB之間的繩的拉力為FT，對A受力分析有
4mgsinα＝FT
對B受力分析有
FT＝2mg+F
聯(lián)立上式，代入數(shù)據(jù)得
F＝0
（2）開始時(shí)，對B受力分析有
Fk＝2mg
由胡克定律
Fk＝k?Δx
由上式可知，彈簧彈力和形變量成正比例，則可知彈性勢能和形變量之間關(guān)系滿足

聯(lián)立上式 解得

（3）當(dāng)C離開地面前瞬間，C的速度為零，設(shè)從靜止到當(dāng)C離開地面前瞬間AB下滑的距離為x，同時(shí)彈簧的形變量也為x，對ABC和彈簧組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒可知

對C離開地面前瞬間受力分析
2mg＝kx
聯(lián)立上式得

答：（1）A速度最大時(shí)彈簧彈力大小等于0；
（2）彈簧開始時(shí)彈性勢能等于；
（3）A的速度等于。
【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵是對三個(gè)物體分別受力分析，同時(shí)要注意是那個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒以及彈簧彈力和形變量成正比例，則可知彈性勢能和形變量之間關(guān)系。
聲明：試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2025/4/21 10:23:46；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學(xué)號：41037197題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
B
D
C
A
C
C
D
D

相關(guān)試卷

2024-2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一（上）期中考試物理試卷（含答案）：

這是一份2024-2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一（上）期中考試物理試卷（含答案），共10頁。試卷主要包含了單選題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

江蘇省無錫市濱湖區(qū)梅村高級中學(xué)空港分校2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期期中物理試卷：

這是一份江蘇省無錫市濱湖區(qū)梅村高級中學(xué)空港分校2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期期中物理試卷，共17頁。試卷主要包含了單選題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

2024-2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一（上）期中物理試卷（含答案）：

這是一份2024-2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一（上）期中物理試卷（含答案），共10頁。試卷主要包含了單選題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

2024～2025學(xué)年江蘇省無錫市濱湖區(qū)梅村高級中學(xué)空港分校高一(上)期中物理試卷(含答案)

2024～2025學(xué)年江蘇省無錫市濱湖區(qū)梅村高級中學(xué)空港分校高一(上)期中物理試卷(含答案)
2024～2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一(上)期中物理試卷(含答案)

2024～2025學(xué)年江蘇省無錫市輔仁高級中學(xué)高一(上)期中物理試卷(含答案)
江蘇省無錫市濱湖區(qū)無錫第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期6月期末考試+物理

江蘇省無錫市濱湖區(qū)無錫第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期6月期末考試+物理
2022-2023學(xué)年江蘇省無錫市濱湖區(qū)太湖高級中學(xué)高一（下）期中物理試卷(含解析）

2022-2023學(xué)年江蘇省無錫市濱湖區(qū)太湖高級中學(xué)高一（下）期中物理試卷(含解析）
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
期中專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部