【解析】湖北省新高考協(xié)作體2022-2023學年高一下學期5月聯(lián)考物理試題

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湖北省新高考協(xié)作體2022-2023學年高一下學期5月聯(lián)考物理試題

一、單選題

1．關于電場，下列說法正確的是（）

A．根據公式可知，電場強度跟放入電場中的試探電荷所受的靜電力成正比，跟試探電荷的電荷量成反比

B．電場強度的方向總是跟靜電力的方向一致

C．在點電荷的電場中，以該點電荷為圓心，r半徑的球面上各點的電場強度相同

D．電荷間的相互作用是通過電場產生的，電場最基本的性質是對放入其中的電荷有力的作用

2．如圖所示，輕繩一端固定在O點，另一端系一個質量為m，電荷量為q的帶電小球，當整個空間存在某一勻強電場平衡時細繩與豎直方向夾角為θ，重力加速為g，則滿足上述平衡時勻強電場E的最小值為（）

A．B．C．D．

3．如圖所示，一小球從豎直固定輕質彈簧的上端某一高度P點自由下落，小球在A點與彈簧接觸，B點到達最低點，重力加速度為g，則在小球在下落過程中說法正確的是（）

A．小球到達A點時能動最大

B．從P到B的過程中，小球的機械能守恒

C．如果增大P點到A的距離，則動能最大的位置下降

D．如果增大P點到A的距離，則小球下降的最低點的位置下降

4．如圖所示，在正四面體的A、B兩點固定兩等量異種點電荷，其中E、F、G分別為AB、BC、CD的中點，則關于C、D、E、F、G五點的場強和電勢說法正確的是（）

A．C、D兩點的電勢相等，場強大小相等，方向不同

B．D、G兩點的電勢相等，場強大小不等，方向相同

C．E、G兩點的電勢不等，場強大小不等，方向相同

D．E、F兩點的電勢不等，場強大小相等，方向不同

5．如圖所示，半徑為r的四分之一豎直圓弧軌道AOB與水平軌道BC相切與B點，一質量為m的小物塊從A點靜止釋放，經最低點B后最終停在C點，小球與軌道的摩擦因數(shù)處處相同，現(xiàn)在CB段給小球某一水平外力作用，使得小物塊剛好能夠回到A點，則關于外力做的功W說法正確的是（）

A．B．C．D．

6．如圖所示，一樓梯每級臺階的高均為0.225m，寬均為0.20m，現(xiàn)有一個彈珠從0號臺階左端正上方與4號臺階等高的地方以的速度水平拋出，要使彈珠直接擊中2號臺階，重力加速度取10，空氣阻力不計，則的可能值為（）

A．0.9B．1.2C．1.8D．2.2

7．一個半徑為R厚度不計的水平轉盤置于光滑水平地面上繞中心轉軸以角速度勻速轉動，有兩個可視為質點的小球A、B緊挨著鎖定在圓盤邊緣一起轉動，某時刻A解除鎖定脫離圓盤（小球脫離圓盤后做勻速直線運動），在A脫離圓盤的時間后B小球也解除鎖定脫離圓盤，則在B球脫離圓盤后時間A、B兩小球的間距為（）

A．B．

C．D．

二、多選題

8．2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約400km的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課?！疤鞂m二號”繞地球運動看做勻速圓周運動，引力常量G已知，由下面哪些數(shù)據，可以計算地球的質量（）

A．地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的周期

B．地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的線速度

C．“天宮二號”繞地球運動的線速度和周期

D．“天宮二號”繞地球運動的角速度和周期

9．傾角為的光滑斜面ABC固定在水平地面上，將一質量為m的物塊從斜面的頂端由靜止釋放，以地面為零勢能面，表示物塊的動能，表示物塊的重力勢能，t表示物塊運動的時間，則下列圖像正確的是（）

A．B．

C．D．

10．如圖所示，一輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球A和B，A球質量為m，B球的質量是A球質量的2倍。開始時用手托住B球，使得輕繩剛好被拉緊，此時B球離地面的高度是h，A球靜止于地面?，F(xiàn)釋放B球，若B球落地瞬間繩子斷裂，定滑輪的質量及輪與軸間的摩擦均不計，重力加速度為g，以地面為零勢能面。則下列說法正確的是（）

A．B球下降高度為時，A球的速度為

B．A球能上升的最大高度為

C．A球整個上升過程總時間為

D．B落地時合力對A做的功

11．如圖所示，一勻強電場平行于xOy平面，其中A點坐標（0，a），B點坐標（2a，a），C點坐標（0，2a），且已知A點電勢為6V，B點電勢為2V，C點電勢4V?，F(xiàn)將一電荷量為2e的帶電粒子從O點沿AB方向以某一動能射入勻強電場，粒子剛好能經過C點，忽略帶電粒子的重力，則下列說法正確的是（）

A．坐標原點O的電勢為8V

B．粒子一定帶負電

C．粒子一定帶正電

D．如果粒子的動能為12eV，則從O點朝某一方向射入電場，帶點粒子可能會經過B點

三、實驗題

12．某興趣小組利用如圖甲所示的裝置來測量物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，其重力加速度為g，其實驗步驟如下：

（I）按照圖示安裝相應實驗裝置，遮光條的寬度為d.

（II）將帶有遮光條的小滑塊在軌道上某點靜止釋放，測得遮光條通過光電門的時間為，和小滑塊離開光電門在水平面滑行的最大距離為x.

（III）改變釋放點的高度，重復（II）實驗步驟，得到其圖像如圖丙所示，其中圖線的斜率為k.

（1）物塊經過光電門時的速度為

（2）由圖乙可得物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；（用d、、x、k、g表示）。

（3）如果考慮其遮光條的寬度，則其測量的結果（選填“偏大、偏小、無影響”）

13．如圖1所示，是利用自由落體運動裝置進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。所用的打點計時器連接50Hz的交流電。

（1）關于本實驗說法正確的是()

A．選用較小密度材料制成的重錘

B．實驗需要用天平測量物體的質量

C．將紙帶沿豎直方向穿過限位孔

D．可以用計算瞬時速度

（2）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，用刻度尺測得、、，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。已知重物質量為1.0kg，，則OB段對應的重物重力勢能的減少量=J，重物的動能增加量=J.（結果均保留三位小數(shù)）

（3）乙同學想利用該實驗裝置測定當?shù)氐闹亓铀俣?。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖3所示的圖線。由于圖線沒有過原點，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測量和計算都沒有出現(xiàn)問題，其錯誤操作可能是：；乙同學測出該圖線的斜率為k，考慮到有阻力，則當?shù)氐闹亓铀俣萭k（選填“大于”“等于”或“小于”）。

四、解答題

14．電視節(jié)目中有這樣一個項目，選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對面的平臺上，已知選手的質量為m，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角為，繩子長度為R，擺動到最低點后放手平拋，最后到達平臺。重力加速度為g，如圖所示，不考慮空氣阻力和繩的質量（選手可視為質點）。

（1）最低點時人對繩子的拉力大小。

（2）平臺最左端在O點正下方距離2R處，為了保證人不飛出平臺，平臺至少需要多長？

15．如圖所示，間距為的水平傳送帶以的速度順時針勻速傳動，在傳送帶的左端A點輕放一質量的有顏色小物塊，當小物塊與傳送帶共速時因某種原因傳送帶突然停止運動，最終物塊恰好到達傳送帶的右端B點，重力加速度則：

（1）物塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)為多少？

（2）物塊在傳送帶上留下的劃痕為多少？

（3）物塊與傳送帶因摩擦產生的熱量Q為多少？

16．如圖所示，傾角為60°的光滑斜面通過C處一小段可忽略的圓弧與半徑為r，圓心為O的光滑半圓管相連接，C為圓管的最低點，D為最高點，在空間CD左側存在大小未知方向水平向左的勻強電場，現(xiàn)將一質量為m電荷量為的絕緣小球從斜面頂端A點由靜止開始下滑，運動到斜面底端C點進入細管內（圓管內徑略大于小球的直徑），經豎直半圓管最高點D后落到斜面的某點H，已知小球在C點時對圓管的壓力為5mg，斜面AC的長度，重力加速度為g，則：

（1）小球到達D點時的速度大小

（2）場強E的大小

（3）小球從D點到H點的時間

答案解析部分

1．【答案】D

【知識點】電場及電場力；電場強度；點電荷的電場

【解析】【解答】A.電場強度是描述電場力的性質的物理量，只與電場本身的性質有關，與試探電荷的受力和電荷量，以及放不放入試探電荷無關，A不符合題意；

B.正電荷在靜電場中所受靜電力方向與電場方向相同，負電荷所受靜電力方向與電場方向相反，B不符合題意；

C.電場強度是矢量，在球面上各點電場強度大小相同，方向不同，C不符合題意；

D.電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用，且電荷之間的作用通過電場產生，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】電場強度由自身性質決定，與其它無關；電場強度是矢量，規(guī)定與放在該點的正電荷的受力方向一致，與負電荷的受力方向相反；電荷之間的作用力是通過電場產生，對放入其中的電荷有力的作用是電場的基本性質。

2．【答案】B

【知識點】電場及電場力；共點力的平衡

【解析】【解答】小球受重力，電場力以及繩子的拉力作用，合力為零，當小球所受電場力方向垂直于繩子向上時，電場力最小，受力如圖所示

可得，，B符合題意，ACD不符合題意；

故答案為：B。

【分析】由共點力平衡條件結合幾何關系求解。

3．【答案】D

【知識點】牛頓第二定律；動能定理的綜合應用；機械能守恒定律

【解析】【解答】AC.根據題意可知，剛接觸A時，由牛頓第二定律有，彈簧彈力增大，小球做加速度減小的加速運動，當時，速度達到最大，動能最大，即使增大P點到A的距離，仍然是

時，小球動能最大，AC不符合題意；

B.小球從P到A過程中，只重力做功，機械能守恒，從A到B點，彈簧彈力對小球做功，機械能不守恒，B不符合題意；

D.小球從P點下落至最低點過程中，若增大P點到A點的距離，則h增大，彈力做功增大，因此彈簧形變量增大，小球的最低點位置下降，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】分析小球下落過程中的受力，由牛頓第二定律分析運動過程中的加速度變化情況，確定速度和動能最大的位置；根據機械能守恒條件判斷；由動能定理分析小球下落的全過程，得出結論。

4．【答案】B

【知識點】點電荷的電場；電場強度的疊加；電勢；等勢面

【解析】【解答】A.根據對稱性知，C、D兩點的電場強度大小相等，方向均從A指向B，AB中垂面為等勢面，C、D兩點電勢相等，A不符合題意；

B.AB中垂面為等勢面，D、G兩點電勢相等，G點距離AB近，電場強度矢量和大，方向均從A指向B，B符合題意；

C.AB中垂面為等勢面，E、G兩點的電勢相等，中垂面上場強方向相同，E點矢量和大，C不符合題意；

D.E點電勢為0，F(xiàn)兩點的電勢小于0，E點為連線中點，場強大于F點場強，并且方向不同。D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據等量異種電荷的電場分布和等勢面分布特點分析。

5．【答案】C

【知識點】動能定理的綜合應用

【解析】【解答】物塊下滑過程中，在圓軌道上，由動能定理，B運動到C的過程中

，物塊在返回過程中，在圓軌道上，C到B過程中，可知，上滑過程中，軌道對物體的支持力大于下滑過程軌道對物塊的支持力，即，故，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】分別對運動的中各個階段應用動能定理分析求解，注意從A到B和從B到A過程中，小球在B點速度的區(qū)別導致的摩擦力做功的區(qū)別。

6．【答案】C

【知識點】平拋運動

【解析】【解答】若要彈珠直接擊中2號臺階，則其水平位移應滿足：0.4m≤x≤0.6m，下落高度h=0.45m，彈珠拋出后做平拋運動，，解得，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據平拋的運動規(guī)律，由運動學公式分析計算。

7．【答案】D

【知識點】勻速直線運動；線速度、角速度和周期、轉速

【解析】【解答】A、B隨轉盤轉動的線速度均為，脫離轉盤后以該速度做勻速直線運動，各自脫離一段時間后距脫離位置位移為，，A、B兩點距離為，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】小球脫離圓盤后，以脫離圓盤時的瞬時速度做勻速直線運動，求出各自位移，再由幾何關系求出兩球間距。

8．【答案】A,B,C

【知識點】萬有引力定律的應用；衛(wèi)星問題

【解析】【解答】A.由可知，已知地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的周期，地球質量可求，A符合題意；

B.由可知，已知地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的線速度，地球質量可求，B符合題意；

C.由可知，已知“天宮二號”繞地球運動的線速度和周期，可求出軌道半徑r，由可知，地球質量可求，C符合題意；

D.若只知道角速度和周期，缺少半徑條件，無法求出中心天體質量M，D不符合題意；

故答案為：ABC。

【分析】根據萬有引力提供向心力，分別列出幾種不同的表達式形式，分析求解。

9．【答案】B,C

【知識點】牛頓第二定律；動能；重力勢能；機械能守恒定律

【解析】【解答】AB.根據題意，物塊下滑過程中，由牛頓第二定律有，可得加速度為，物體的動能為，可知圖像為開口向上的拋物線，A不符合題意，B符合題意；

CD.物塊下滑過程中只有重力做功，則物塊機械能守恒（定值），則有，可知圖像為開口向下的拋物線，C符合題意，D不符合題意；

故答案為：BC。

【分析】結合牛頓第二定律和運動學公式，推導物體下滑過程中動能的表達式，得到對應圖像；根據機械能守恒定律求出重力勢能的表達式，得到對應圖像。

10．【答案】B,C

【知識點】勻變速直線運動的速度與時間的關系；豎直上拋運動；牛頓第二定律；機械能守恒定律

【解析】【解答】A.B球下降h時，A球上升，對兩球構成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律可得，解得，A不符合題意；

BC.B球從釋放至落地過程中，由機械能守恒定律可得，可得，B球下落至地面時繩子恰好斷裂，繩子斷裂前A、B以某一加速度加速運動，此后A球以某一速度向上做上拋運動，繩子斷裂前，由牛頓第二定律可得，解得，a上拋的過程有，A上升最大高度，A球整個上升過程總時間為，BC符合題意；

D.B落地時，合力對A做的功，D不符合題意；

故答案為：BC。

【分析】分析A、B的運動，B球下落至地面時繩子恰好斷裂，繩子斷裂前A、B以某一加速度加速運動，此后A球以某一速度向上做上拋運動，系統(tǒng)機械能守恒，可求出各階段的速度，由牛頓第二定律和運動學公式求出時間和高度；由動能定理求B落地時合力對A做的功。

11．【答案】A,B

【知識點】電場力做功；曲線運動；勻強電場；電勢

【解析】【解答】A.電場中任意平行且相等的線段兩端點電勢差相等，故，可得，A符合題意；

BC.A、B中點D點電勢為，同理OC中點P的電勢為，

則CD，AE為等勢線，圖示實線為電場線，一電荷沿AB方向射入電場恰能到達C點，大致軌跡如圖

電荷受力指向凹側，故必然帶負電，B符合題意，C不符合題意；

D.因為，從能量的角度來看該粒子從O點運動到B點，克服電場力做功為，可以運動到B點，且到達B點時速度為零；但實際上粒子一定是做曲線運動，到達B點的速度不可能為零，所以粒子不可能運動到B點，D不符合題意；

故選AB。

【分析】在勻強電場中，電勢均勻變化，所以勻強電場中兩平行且長度相等的線段兩端點的電勢差相等；曲線運動中的合力一定指向曲線內側；根據功能關系分析。

12．【答案】（1）

（2）

（3）偏小

【知識點】探究影響摩擦力的大小的因素

【解析】【解答】（1）物塊經過光電門時的速度；

（2）經過光電門后滑塊做勻減速運動，即，解得，可得，解得；

（3）計算時實際速度應該為遮光條中間位移的速度，但是測量值平均速度為中間時刻速度，因，根據計算公式，可得測量值偏小。

【分析】（1）由于所用時間極短，物塊經過光電門可看做勻速；（2）由運動學公式和牛頓第二定律推導的關系式，再結合圖像求出動摩擦因數(shù)；（3）根據中間位移的瞬時速度與中間時刻的瞬時速度之間的大小關系，分析計算結果的誤差。

13．【答案】（1）C

（2）1.823；1.711

（3）先釋放重物，再接通打點計時器電源；大于

【知識點】驗證機械能守恒定律

【解析】【解答】（1）A.選用較小密度材料制成的重錘，重錘的體積較大，下落時受到的空氣阻力較大，會增大實驗誤差，A不符合題意；

B.實驗不需要用天平測量物體的質量，質量可以在解析式中約去，B不符合題意；

C.將紙帶沿豎直方向穿過限位孔，可增大紙帶運動的穩(wěn)定性，減小實驗誤差，C符合題意；

D.用機械能守恒定律可推導出，如果用該式計算瞬時速度，起不到驗證的作用，所以不可以用計算瞬時速度，D不符合題意。

故答案為：C；

（2）勢能減小量；所用的打點計時器連接50Hz的交流電，因此打點周期為T=0.02s，由中間時刻的瞬時速度等于平均速度，可知動能變化量；

（3）圖像不過原點，當h=0時，速度不為零，說明操作時先釋放紙帶，后接通電源，當打點計時器開始打點時，重物已經下落了一段距離；若考慮阻力影響，則有，則，可得。

【分析】（1）根據實驗原理和注意事項分析；（2）由重力勢能和動能的定義式計算；（3）根據實驗的注意事項分析造成圖線不過原點的原因；由動能定理推導考慮阻力時的表達式，與不考慮阻力時的表達式的斜率做對比。

14．【答案】（1）解：根據能量守恒定律，到最低點時速度

解得

在最低點，繩子拉力減重力提供向心力

解得

根據牛頓第三定律得人對繩子的拉力大小也為

（2）解：人在最低點之后平拋，飛行時間

解得

水平方向位移滿足

解得

故平臺至少需要的長度

【知識點】功能關系；牛頓第二定律；平拋運動；豎直平面的圓周運動

【解析】【分析】（1）由能量守恒定律求出人運動到最低點時的速度，分析人在最低點的受力，由牛頓第二定律和第三定律求出人對繩子的拉力；（2）根據平拋規(guī)律，由運動學公式求解。

15．【答案】（1）解：設物塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)為，則有

物塊與傳送帶共速的時間為t，則有②

對物塊由運動公式可得③

由①②③可得

（2）解：物塊與傳送的速度時間圖像如下圖

則第一階段的相對位移有

第二階段的相對位移有

因為第一階段和第二階段是重復的劃痕，故總的劃痕為

（3）解：物塊與傳送帶的相對路程

則有功能關系可得

【知識點】功能關系；勻變速直線運動的速度與時間的關系；勻變速直線運動的位移與時間的關系；牛頓運動定律的應用—傳送帶模型

【解析】【分析】（1）分析物體在傳送帶上的運動，對物體在傳送帶上做勻加速運動的過程，應用牛頓第二定律和運動學公式求解；（2）求出共速前和共速后物體和傳送帶各自的位移，求出相對位移，去掉重合部分，即為劃痕長度；（3）由求解摩擦生熱。

16．【答案】（1）解：小球在C點由牛頓定律可得①

小球從C點到D點由動能定理可得②

由①②可得

（2）解：小球從A點到D點的過程中，由動能定理可得③

由①③可得

（3）解：因小球水平方向與豎直方向所受力相等，由運動的合成與分解可得其水平位移x與豎直位移y相等，即，如圖所示，由幾何關系可得

④

在豎直方向有⑤

由④⑤可得

【知識點】牛頓第二定律；平拋運動；豎直平面的圓周運動；動能定理的綜合應用

【解析】【分析】（1）分析小球在C點的受力，由牛頓第二定律求出小球在C點的速度，再對小球從C點運動到D點的過程，應用動能定理求出小球到達D點的速度；（2）對小球從A點到D點的過，應用動能定理求解電場強度；（3）根據平拋的運動規(guī)律，結合幾何關系應用運動學公式求解。

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湖北省新高考協(xié)作體2022-2023學年高一下學期5月聯(lián)考物理試題

一、單選題

1．關于電場，下列說法正確的是（）

A．根據公式可知，電場強度跟放入電場中的試探電荷所受的靜電力成正比，跟試探電荷的電荷量成反比

B．電場強度的方向總是跟靜電力的方向一致

C．在點電荷的電場中，以該點電荷為圓心，r半徑的球面上各點的電場強度相同

D．電荷間的相互作用是通過電場產生的，電場最基本的性質是對放入其中的電荷有力的作用

【答案】D

【知識點】電場及電場力；電場強度；點電荷的電場

【解析】【解答】A.電場強度是描述電場力的性質的物理量，只與電場本身的性質有關，與試探電荷的受力和電荷量，以及放不放入試探電荷無關，A不符合題意；

B.正電荷在靜電場中所受靜電力方向與電場方向相同，負電荷所受靜電力方向與電場方向相反，B不符合題意；

C.電場強度是矢量，在球面上各點電場強度大小相同，方向不同，C不符合題意；

D.電場的基本性質是對放入其中的電荷有力的作用，且電荷之間的作用通過電場產生，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】電場強度由自身性質決定，與其它無關；電場強度是矢量，規(guī)定與放在該點的正電荷的受力方向一致，與負電荷的受力方向相反；電荷之間的作用力是通過電場產生，對放入其中的電荷有力的作用是電場的基本性質。

2．如圖所示，輕繩一端固定在O點，另一端系一個質量為m，電荷量為q的帶電小球，當整個空間存在某一勻強電場平衡時細繩與豎直方向夾角為θ，重力加速為g，則滿足上述平衡時勻強電場E的最小值為（）

A．B．C．D．

【答案】B

【知識點】電場及電場力；共點力的平衡

【解析】【解答】小球受重力，電場力以及繩子的拉力作用，合力為零，當小球所受電場力方向垂直于繩子向上時，電場力最小，受力如圖所示

可得，，B符合題意，ACD不符合題意；

故答案為：B。

【分析】由共點力平衡條件結合幾何關系求解。

3．如圖所示，一小球從豎直固定輕質彈簧的上端某一高度P點自由下落，小球在A點與彈簧接觸，B點到達最低點，重力加速度為g，則在小球在下落過程中說法正確的是（）

A．小球到達A點時能動最大

B．從P到B的過程中，小球的機械能守恒

C．如果增大P點到A的距離，則動能最大的位置下降

D．如果增大P點到A的距離，則小球下降的最低點的位置下降

【答案】D

【知識點】牛頓第二定律；動能定理的綜合應用；機械能守恒定律

【解析】【解答】AC.根據題意可知，剛接觸A時，由牛頓第二定律有，彈簧彈力增大，小球做加速度減小的加速運動，當時，速度達到最大，動能最大，即使增大P點到A的距離，仍然是

時，小球動能最大，AC不符合題意；

B.小球從P到A過程中，只重力做功，機械能守恒，從A到B點，彈簧彈力對小球做功，機械能不守恒，B不符合題意；

D.小球從P點下落至最低點過程中，若增大P點到A點的距離，則h增大，彈力做功增大，因此彈簧形變量增大，小球的最低點位置下降，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】分析小球下落過程中的受力，由牛頓第二定律分析運動過程中的加速度變化情況，確定速度和動能最大的位置；根據機械能守恒條件判斷；由動能定理分析小球下落的全過程，得出結論。

4．如圖所示，在正四面體的A、B兩點固定兩等量異種點電荷，其中E、F、G分別為AB、BC、CD的中點，則關于C、D、E、F、G五點的場強和電勢說法正確的是（）

A．C、D兩點的電勢相等，場強大小相等，方向不同

B．D、G兩點的電勢相等，場強大小不等，方向相同

C．E、G兩點的電勢不等，場強大小不等，方向相同

D．E、F兩點的電勢不等，場強大小相等，方向不同

【答案】B

【知識點】點電荷的電場；電場強度的疊加；電勢；等勢面

【解析】【解答】A.根據對稱性知，C、D兩點的電場強度大小相等，方向均從A指向B，AB中垂面為等勢面，C、D兩點電勢相等，A不符合題意；

B.AB中垂面為等勢面，D、G兩點電勢相等，G點距離AB近，電場強度矢量和大，方向均從A指向B，B符合題意；

C.AB中垂面為等勢面，E、G兩點的電勢相等，中垂面上場強方向相同，E點矢量和大，C不符合題意；

D.E點電勢為0，F(xiàn)兩點的電勢小于0，E點為連線中點，場強大于F點場強，并且方向不同。D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據等量異種電荷的電場分布和等勢面分布特點分析。

5．如圖所示，半徑為r的四分之一豎直圓弧軌道AOB與水平軌道BC相切與B點，一質量為m的小物塊從A點靜止釋放，經最低點B后最終停在C點，小球與軌道的摩擦因數(shù)處處相同，現(xiàn)在CB段給小球某一水平外力作用，使得小物塊剛好能夠回到A點，則關于外力做的功W說法正確的是（）

A．B．C．D．

【答案】C

【知識點】動能定理的綜合應用

【解析】【解答】物塊下滑過程中，在圓軌道上，由動能定理，B運動到C的過程中

，物塊在返回過程中，在圓軌道上，C到B過程中，可知，上滑過程中，軌道對物體的支持力大于下滑過程軌道對物塊的支持力，即，故，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】分別對運動的中各個階段應用動能定理分析求解，注意從A到B和從B到A過程中，小球在B點速度的區(qū)別導致的摩擦力做功的區(qū)別。

6．如圖所示，一樓梯每級臺階的高均為0.225m，寬均為0.20m，現(xiàn)有一個彈珠從0號臺階左端正上方與4號臺階等高的地方以的速度水平拋出，要使彈珠直接擊中2號臺階，重力加速度取10，空氣阻力不計，則的可能值為（）

A．0.9B．1.2C．1.8D．2.2

【答案】C

【知識點】平拋運動

【解析】【解答】若要彈珠直接擊中2號臺階，則其水平位移應滿足：0.4m≤x≤0.6m，下落高度h=0.45m，彈珠拋出后做平拋運動，，解得，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據平拋的運動規(guī)律，由運動學公式分析計算。

7．一個半徑為R厚度不計的水平轉盤置于光滑水平地面上繞中心轉軸以角速度勻速轉動，有兩個可視為質點的小球A、B緊挨著鎖定在圓盤邊緣一起轉動，某時刻A解除鎖定脫離圓盤（小球脫離圓盤后做勻速直線運動），在A脫離圓盤的時間后B小球也解除鎖定脫離圓盤，則在B球脫離圓盤后時間A、B兩小球的間距為（）

A．B．

C．D．

【答案】D

【知識點】勻速直線運動；線速度、角速度和周期、轉速

【解析】【解答】A、B隨轉盤轉動的線速度均為，脫離轉盤后以該速度做勻速直線運動，各自脫離一段時間后距脫離位置位移為，，A、B兩點距離為，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】小球脫離圓盤后，以脫離圓盤時的瞬時速度做勻速直線運動，求出各自位移，再由幾何關系求出兩球間距。

二、多選題

8．2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約400km的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課?！疤鞂m二號”繞地球運動看做勻速圓周運動，引力常量G已知，由下面哪些數(shù)據，可以計算地球的質量（）

A．地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的周期

B．地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的線速度

C．“天宮二號”繞地球運動的線速度和周期

D．“天宮二號”繞地球運動的角速度和周期

【答案】A,B,C

【知識點】萬有引力定律的應用；衛(wèi)星問題

【解析】【解答】A.由可知，已知地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的周期，地球質量可求，A符合題意；

B.由可知，已知地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的線速度，地球質量可求，B符合題意；

C.由可知，已知“天宮二號”繞地球運動的線速度和周期，可求出軌道半徑r，由可知，地球質量可求，C符合題意；

D.若只知道角速度和周期，缺少半徑條件，無法求出中心天體質量M，D不符合題意；

故答案為：ABC。

【分析】根據萬有引力提供向心力，分別列出幾種不同的表達式形式，分析求解。

9．傾角為的光滑斜面ABC固定在水平地面上，將一質量為m的物塊從斜面的頂端由靜止釋放，以地面為零勢能面，表示物塊的動能，表示物塊的重力勢能，t表示物塊運動的時間，則下列圖像正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B,C

【知識點】牛頓第二定律；動能；重力勢能；機械能守恒定律

【解析】【解答】AB.根據題意，物塊下滑過程中，由牛頓第二定律有，可得加速度為，物體的動能為，可知圖像為開口向上的拋物線，A不符合題意，B符合題意；

CD.物塊下滑過程中只有重力做功，則物塊機械能守恒（定值），則有，可知圖像為開口向下的拋物線，C符合題意，D不符合題意；

故答案為：BC。

【分析】結合牛頓第二定律和運動學公式，推導物體下滑過程中動能的表達式，得到對應圖像；根據機械能守恒定律求出重力勢能的表達式，得到對應圖像。

10．如圖所示，一輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球A和B，A球質量為m，B球的質量是A球質量的2倍。開始時用手托住B球，使得輕繩剛好被拉緊，此時B球離地面的高度是h，A球靜止于地面?，F(xiàn)釋放B球，若B球落地瞬間繩子斷裂，定滑輪的質量及輪與軸間的摩擦均不計，重力加速度為g，以地面為零勢能面。則下列說法正確的是（）

A．B球下降高度為時，A球的速度為

B．A球能上升的最大高度為

C．A球整個上升過程總時間為

D．B落地時合力對A做的功

【答案】B,C

【知識點】勻變速直線運動的速度與時間的關系；豎直上拋運動；牛頓第二定律；機械能守恒定律

【解析】【解答】A.B球下降h時，A球上升，對兩球構成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律可得，解得，A不符合題意；

BC.B球從釋放至落地過程中，由機械能守恒定律可得，可得，B球下落至地面時繩子恰好斷裂，繩子斷裂前A、B以某一加速度加速運動，此后A球以某一速度向上做上拋運動，繩子斷裂前，由牛頓第二定律可得，解得，a上拋的過程有，A上升最大高度，A球整個上升過程總時間為，BC符合題意；

D.B落地時，合力對A做的功，D不符合題意；

故答案為：BC。

【分析】分析A、B的運動，B球下落至地面時繩子恰好斷裂，繩子斷裂前A、B以某一加速度加速運動，此后A球以某一速度向上做上拋運動，系統(tǒng)機械能守恒，可求出各階段的速度，由牛頓第二定律和運動學公式求出時間和高度；由動能定理求B落地時合力對A做的功。

11．如圖所示，一勻強電場平行于xOy平面，其中A點坐標（0，a），B點坐標（2a，a），C點坐標（0，2a），且已知A點電勢為6V，B點電勢為2V，C點電勢4V?，F(xiàn)將一電荷量為2e的帶電粒子從O點沿AB方向以某一動能射入勻強電場，粒子剛好能經過C點，忽略帶電粒子的重力，則下列說法正確的是（）

A．坐標原點O的電勢為8V

B．粒子一定帶負電

C．粒子一定帶正電

D．如果粒子的動能為12eV，則從O點朝某一方向射入電場，帶點粒子可能會經過B點

【答案】A,B

【知識點】電場力做功；曲線運動；勻強電場；電勢

【解析】【解答】A.電場中任意平行且相等的線段兩端點電勢差相等，故，可得，A符合題意；

BC.A、B中點D點電勢為，同理OC中點P的電勢為，

則CD，AE為等勢線，圖示實線為電場線，一電荷沿AB方向射入電場恰能到達C點，大致軌跡如圖

電荷受力指向凹側，故必然帶負電，B符合題意，C不符合題意；

D.因為，從能量的角度來看該粒子從O點運動到B點，克服電場力做功為，可以運動到B點，且到達B點時速度為零；但實際上粒子一定是做曲線運動，到達B點的速度不可能為零，所以粒子不可能運動到B點，D不符合題意；

故選AB。

【分析】在勻強電場中，電勢均勻變化，所以勻強電場中兩平行且長度相等的線段兩端點的電勢差相等；曲線運動中的合力一定指向曲線內側；根據功能關系分析。

三、實驗題

12．某興趣小組利用如圖甲所示的裝置來測量物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，其重力加速度為g，其實驗步驟如下：

（I）按照圖示安裝相應實驗裝置，遮光條的寬度為d.

（II）將帶有遮光條的小滑塊在軌道上某點靜止釋放，測得遮光條通過光電門的時間為，和小滑塊離開光電門在水平面滑行的最大距離為x.

（III）改變釋放點的高度，重復（II）實驗步驟，得到其圖像如圖丙所示，其中圖線的斜率為k.

（1）物塊經過光電門時的速度為

（2）由圖乙可得物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；（用d、、x、k、g表示）。

（3）如果考慮其遮光條的寬度，則其測量的結果（選填“偏大、偏小、無影響”）

【答案】（1）

（2）

（3）偏小

【知識點】探究影響摩擦力的大小的因素

【解析】【解答】（1）物塊經過光電門時的速度；

（2）經過光電門后滑塊做勻減速運動，即，解得，可得，解得；

（3）計算時實際速度應該為遮光條中間位移的速度，但是測量值平均速度為中間時刻速度，因，根據計算公式，可得測量值偏小。

【分析】（1）由于所用時間極短，物塊經過光電門可看做勻速；（2）由運動學公式和牛頓第二定律推導的關系式，再結合圖像求出動摩擦因數(shù)；（3）根據中間位移的瞬時速度與中間時刻的瞬時速度之間的大小關系，分析計算結果的誤差。

13．如圖1所示，是利用自由落體運動裝置進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。所用的打點計時器連接50Hz的交流電。

（1）關于本實驗說法正確的是()

A．選用較小密度材料制成的重錘

B．實驗需要用天平測量物體的質量

C．將紙帶沿豎直方向穿過限位孔

D．可以用計算瞬時速度

（2）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，用刻度尺測得、、，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。已知重物質量為1.0kg，，則OB段對應的重物重力勢能的減少量=J，重物的動能增加量=J.（結果均保留三位小數(shù)）

（3）乙同學想利用該實驗裝置測定當?shù)氐闹亓铀俣?。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖3所示的圖線。由于圖線沒有過原點，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測量和計算都沒有出現(xiàn)問題，其錯誤操作可能是：；乙同學測出該圖線的斜率為k，考慮到有阻力，則當?shù)氐闹亓铀俣萭k（選填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】（1）C

（2）1.823；1.711

（3）先釋放重物，再接通打點計時器電源；大于

【知識點】驗證機械能守恒定律

【解析】【解答】（1）A.選用較小密度材料制成的重錘，重錘的體積較大，下落時受到的空氣阻力較大，會增大實驗誤差，A不符合題意；

B.實驗不需要用天平測量物體的質量，質量可以在解析式中約去，B不符合題意；

C.將紙帶沿豎直方向穿過限位孔，可增大紙帶運動的穩(wěn)定性，減小實驗誤差，C符合題意；

D.用機械能守恒定律可推導出，如果用該式計算瞬時速度，起不到驗證的作用，所以不可以用計算瞬時速度，D不符合題意。

故答案為：C；

（2）勢能減小量；所用的打點計時器連接50Hz的交流電，因此打點周期為T=0.02s，由中間時刻的瞬時速度等于平均速度，可知動能變化量；

（3）圖像不過原點，當h=0時，速度不為零，說明操作時先釋放紙帶，后接通電源，當打點計時器開始打點時，重物已經下落了一段距離；若考慮阻力影響，則有，則，可得。

【分析】（1）根據實驗原理和注意事項分析；（2）由重力勢能和動能的定義式計算；（3）根據實