甘肃省庆阳市华池县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1．关于摩擦起电，正确的说法是（ ）
A．只有正电荷从一个物体转移到另一个物体
B．只有电子从一个物体转移到另一个物体
C．电子与正电荷同时按相反方向转移
D．以上三种情况都有可能
2．如图所示，在水平路面上骑自行车，在转弯时，我们往往要让自行车向内侧倾斜，这样不容易摔倒，将人和自行车视为一个整体，下列说法正确的是（ ）
A．只有摩擦力提供向心力
B．摩擦力一定指向圆弧运动轨迹的圆心
C．整体受重力、支持力、摩擦力、向心力的作用
D．地面对自行车的支持力方向斜向上
3．（2023高一下·建设期末）质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（ ）
A．mgh，减少mg（H-h） B．mgh，增加mg（H+h）
C．-mgh，增加mg（H-h） D．-mgh，减少mg（H+h）
4．（2019高一下·攀枝花期末）水平路面上有一质量为1 kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图像如图所示，图中0~2 s时间段图像为直线，2 s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2 N，则下列说法正确的是（ ）
A．2 s后牵引力功率为12 W
B．玩具小车运动的最大速度vm为12 m/s
C．0~2s内牵引力所做的功为18 J
D．2~4s内牵引力所做的功为60 J
5．如图三个可视为点电荷的带电小球质量相等、带电量相等，放在光滑斜面上，其中带正电的a固定在斜面底端，b、c静止在斜上，a、b间的距离为，b、c间的距离为，则下列判断正确的是（ ）
A．b带正电，c带负电， B．b带负电，c带正电，
C．b带负电，c带负电， D．b带正电，c带正电，
6．（2020高一下·温州期中）2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约400km，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A． 地球的质量为
B．空间站的线速度大小为
C．空间站的向心加速度为
D．空间站的运行周期大于地球自转周期
7．（2022高三上·南昌期中）随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星在其表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，航天员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．在0～h0过程中，F大小始终为mg
B．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1
C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加
D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少
二、多选题
8．（2022高一下·珠海期末）20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域，人类突破了大气层的阻拦，摆脱了地球引力的束缚，实现了在太空翱翔的梦想，近年来我国也在太空探索中取得多项重大突破。以下关于宇宙相关知识说法正确的是（ ）
A．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
C．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于地球的第一宇宙速度
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
9．用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对于O点对称的两点，B、C和A、D也相对于O点对称。则（ ）
A．B、C两点场强大小和方向都相同
B．E、O、F三点比较，O点场强最强
C．A、D两点场强大小相等，方向相反
D．B、O、C三点比较，O点场强最弱
10．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则（ ）
A．由A到B重力做的功等于mgh
B．由A到B重力势能减少
C．由A到B小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
三、实验题
11．某同学采用如图甲所示的装置研究“平抛物体运动”的实验。
（1）实验操作步骤如下
A．把复写纸和白纸固定在竖直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
B．将小球从斜槽P点由静止释放，用挡板MN挡住小球，在白纸上留下小球平抛运动的痕迹点
C．改变挡板MN的位置，不断重复B步骤，则在白纸上留下一系列小球平抛运动的痕迹点要完成实验目的，还需增加下列实验步骤： 。
（A）用天平测量小球质量
（B）用游标卡尺测量小球的直径
（C）通过重锤线，在白纸上画出竖直线
（2）图乙所示，A、B、C是平抛运动的三个痕迹点，坐标纸每小格边竖直方向长为5cm，当地重力加速度，从图中可以判断出A点 （填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。该小球从槽口末端水平抛出的初速度 m/s（保留2位有效数字）。
12．（2019高一下·绵阳期末）某同学用如图甲所示的装置，利用重物自由下落来验证机械能守恒定律。
（1）该实验中，下列做法正确的是_______。
A．重物选用质量和密度较大的金属锤
B．应先释放重物后接通电源
C．两限位孔在同一竖直面内上下正对
D．可以由公式v=gt求打某点时纸带的速度
（2）实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，若把第一个点记做O，另选连续的三个点A、B、C作为测量点，测得A、B、C到O的距离分别为71.18 cm、78.76 cm、86.76 cm。所用重物的质量为1.00 kg。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。g取10 m/s2。
①.乙图中，纸带的 （填“左”或“右”）端与重物相连；
②.根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。（计算结果保留三位有效数字）
四、解答题
13．如图，把质量为2.0×10-3kg的带正电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，再将带电荷量为的带负电的小球B靠近A，两小球可看作点电荷，当两个带电小球在同一高度并且相距0.3m时，绳与竖直方向成。（g取，）
（1）B球受到的库仑力多大？
（2）A球所带的电荷量q是多少？
14．（2022高一下·邹城期中）鲁南高铁是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道，也是山东省“三横五纵”高速铁路网的重要组成部分，已于2021年12月26日正式开通运营。设有一个列从曲阜南站出发的高速列车，在水平直轨道上行驶，功率 随时间变化规律如图，列车以恒定的加速度 启动， 后达到额定功率，并保持额定功率行驶。已知列车总质量 ， ，轨道对列车的阻力 恒为 。
（1）求 及 时的列车速度 ；
（2）若 时列车恰好达到最大速度，求启动至 内列车的路程。
15．（2022高一下·三明期中）如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径R=1.6m，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。现有一质量m=1kg的小球（可视为质点）从点P以初速度v0水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取g=10m/s2。求小球
（1）到达最高点A时的速度大小；
（2）运动到最低点C时对轨道的压力大小；
（3）从P点水平抛出的初速度大小。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】摩擦起电过程中，电子从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，在摩擦起电过程中只有电子发生转移，正电荷不发生转移，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据摩擦起电的原理分析。
2．【答案】A
【知识点】形变与弹力；受力分析的应用；向心力
【解析】【解答】C.在水平路面上，人和自行车组成的整体受重力、支持力、摩擦力，向心力不是物体单独受到的力，C不符合题意；
D.因为地面水平，所以地面对自行车的支持力竖直向上，D不符合题意；
A.因为重力和支持力均为竖直方向上的力，所以只能是摩擦力提供向心力，A符合题意；
B. 如果人和自行车做匀速圆周运动，摩擦力即为向心力，指向圆弧轨道的圆心，但如果人和自行车做变速圆周运动，摩擦力不指向圆心，提供向心力的是摩擦力指向圆心的分量，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】分析整体受力，找出提供向心力的力；根据弹力与接触面垂直的特点，分析地面对自行车的支持力方向；匀速圆周运动中合力即为向心力，但非匀速圆周运动中，合力不等于向心力。
3．【答案】D
【知识点】重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为，整个过程中小球的重力做正功，故重力势能减少，重力势能的减少量为，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据重力势能定义式计算物体的重力势能，由重力做功求解重力势能的变化量。
4．【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A. 0~2s内加速度 ，牵引力 ， ，根据功率公式 得2 s后牵引力功率为 ，A不符合题意。
B. 当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为 ，B不符合题意。
C. 0~2s内牵引力所做的功 图像面积代表位移： ，C不符合题意。
D. 2~4s内功率恒定，牵引力所做的功 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用牛顿第二定律可以求出牵引力的大小，结合功率表达式看求出额定功率的大小；利用额定功率除以阻力可以求出最大的速度；利用牵引力乘以位移可以求出牵引力做功；利用额定功率乘以时间可以求出额定功率下牵引力做的功。
5．【答案】D
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】A.如果b带正电，c带负电，a、b两小球对c的静电力均沿斜面向下，c不能平衡，A不符合题意；
C.如果b带负电，c带负电，a、c两小球对b的静电力均沿斜面向下，b不能平衡，C不符合题意；
B.如果b带负电，c带正电，设斜面倾角为，由共点力平衡条件，对b有，得，B不符合题意；
D.如果b带正电，c带正电，由共点力平衡条件，对b有，得，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】先分析每个选项中的给出的b、c小球带电的正负，是否可能满足b、c静止的要求，再由共点力平衡条件分析a、b两球的距离与b、c两球距离关系。
6．【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】A． 由万有引力等于向心力： ，可得
A符合题意；
BC． 由在地表； ，空间站：
可得：
BC不符合题意；
D．因为空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站的运行周期小于地球自转周期，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的周期，根据向心力公式列方程求解中心天体的质量。
7．【答案】C
【知识点】功能关系；动能
【解析】【解答】A．在 过程中， 图象为一段直线，由动能定理得 ，故 ，A不符合题意；
B．由A可知，在 过程中，F做功为 ，在 过程中，由动能定理可知 ，解得 ，因此在 和 过程中，F做功之比为 ，B不符合题意；
C．在 过程中，F一直做正功，故物体的机械能不断增加，C符合题意；
D．在 过程中，由动能定理得 ，则 ，故F做功为0，物体的机械能保持不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 根据动能定理和图像得出F的大小以及F做的功，利用功能关系得出机械能的变化情况。
8．【答案】B,C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星运动，A不符合题意；
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，B符合题意；
C．地球的第一宇宙速度是环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，C符合题意；
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，只适用于宏观低速，不适用于微观高速，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】开普勒定律适用于行星绕太阳的运动和卫星绕行星运动，卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，第一宇宙速度是最大环绕速度。
9．【答案】A,B,D
【知识点】电场线
【解析】【解答】A.电场线的疏密表示场强大小，根据等量异种点电荷形成电场的对称性可知，B、C两处的电场线疏密程度相同，可知B、C两处的电场强度大小相等，电场强度的方向沿电场线在该点的切线方向，可知B、C两处的电场的方向相同，A符合题意；
B.E、O、F三点中，O点处的电场线最密，所以O点处的场强最强，B符合题意；
C.由甲可以看出，A、D两点的场强大小相等，方向相同，C不符合题意；
D.B、O、C三点中，O点处的电场线最稀疏，可知O点场强最弱，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】由电场线的疏密表示场强大小，电场线在该点的切线方向表示该点的场强方向，分析各点电场的强弱和方向。
10．【答案】A,D
【知识点】能量守恒定律；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.根据重力做功公式可得小球由A至B过程中，重力做功为，A符合题意；
B.小球减少的重力势能转化成了小球的动能和弹簧的弹性势能，所以A到B重力势能减少量大于 ，B不符合题意；
C.对小球由A运动的B的过程，由动能定理可得，解得，C不符合题意；
D.根据能量转化与守恒定律可得，小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据重力做功公式求解小球由A到B重力做的功；根据能量转化与守恒定律分析小球运动过程中的能量转化；有动能定理分析小球由A运动的B的过程，求出克服弹力做的功。
11．【答案】（1）C
（2）不是；1.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）因为本实验在处理数据时，需要将运动沿水平方向和竖直方向分解，所以需在斜槽末端悬挂重锤线，以确定竖直方向，C符合题意，AB不符合题意。
故答案为：C；
（2）平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，根据在初速度为零的匀加速直线运动中，连续相等时间内的位移比应为1：3：5可知，图乙中A、B和B、C之间的竖直距离不满足此规律，故A点不是平抛运动的抛出点；平抛运动的水平方向分运动为匀速直线运动，由于A、B和B、C水平方向分位移相等，可知时间也相等，竖直方向有，水平方向有，代入数据联立解得。
【分析】（1）根据实验原理分析实验所用器材和步骤；（2）根据在初速度为零的匀加速直线运动中，连续相等时间内的位移比应为1：3：5的规律，分析A是否为平抛运动的抛出点；由位移差公式和匀速运动的公式求出小球从槽口末端水平抛出的初速度。
12．【答案】（1）A；C
（2）左；7.88；7.59
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）A. 为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，A符合题意。
B. 实验时应先接通电源后释放重物，B不符合题意。
C. 两限位孔在同一竖直面内上下正对，避免纸带与限位孔摩擦，减小误差，C符合题意。
D. 实验时不能根据v=gt求解瞬时速度，否则默认机械能守恒，失去验证的意义，D不符合题意。
（2）重物做加速运动，所以打点间距逐渐变大，左端和重物相连。
（3）重力势能减小量 。
第四空. 打B点重物的瞬时速度 ，则动能增加量 。
【分析】（1）实验要先接通电源后释放重物；利用平均速度公式求出某点的瞬时速度；
（2）利用重物的匀加速运动可以判别纸带的位移不断变大；
（3）利用高度可以求出重力势能的变化量；利用瞬时速度可以求出动能的变化量。
13．【答案】（1）解：根据平衡条件得
根据牛顿第三定律
（2）解：根据库仑定律
解得
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）分析A球受力，由共点力平衡条件求出A受到的库仑力的大小，再由牛顿第三定律求出B球受到的库仑力大小；（2）由库仑定律求解A球所带的电荷量。
14．【答案】（1）解：前 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
末的瞬时速度
此列车的额定功率
代入数据解得 ，
（2）解：汽车速度最大时，受力平衡，则 在0到 时间内的位移
至 这段时间内位移为 ，由动能定理得：
总位移
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）汽车做匀加速直线运动时，利用牛顿第二定律和功率的表达式可以求出匀加速过程的牵引力大小，结合其速度公式可以求出列车的速度；
（2）当列车到达最大速度时，利用位移公式结合动能定理可以求出其总位移的大小。
15．【答案】（1）解：小球到达最高点A时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）解：小球从C到A的过程，根据机械能守恒定律有
在C位置有
可解得FN=6mg=60N
再根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为60N
（3）解：小球从B到A的过程，根据机械能守恒定律有
再根据平抛运动规律
最终解得v0=4m/s
【知识点】平抛运动；匀速圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】 （1）小球到达最高点A时根据重力等于万有引力从而得出小球在A点的速度大小；
（2）小球从C到A的过程 ，利用机械能守恒定律得出C点的速度，在C点利用合力提供向心力得出轨道对小球的支持力；
（3） 小球从B到A的过程，根据机械能守恒定律以及平抛运动的规律得出P点水平抛出的初速度。
甘肃省庆阳市华池县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1．关于摩擦起电，正确的说法是（ ）
A．只有正电荷从一个物体转移到另一个物体
B．只有电子从一个物体转移到另一个物体
C．电子与正电荷同时按相反方向转移
D．以上三种情况都有可能
【答案】B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】摩擦起电过程中，电子从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，在摩擦起电过程中只有电子发生转移，正电荷不发生转移，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据摩擦起电的原理分析。
2．如图所示，在水平路面上骑自行车，在转弯时，我们往往要让自行车向内侧倾斜，这样不容易摔倒，将人和自行车视为一个整体，下列说法正确的是（ ）
A．只有摩擦力提供向心力
B．摩擦力一定指向圆弧运动轨迹的圆心
C．整体受重力、支持力、摩擦力、向心力的作用
D．地面对自行车的支持力方向斜向上
【答案】A
【知识点】形变与弹力；受力分析的应用；向心力
【解析】【解答】C.在水平路面上，人和自行车组成的整体受重力、支持力、摩擦力，向心力不是物体单独受到的力，C不符合题意；
D.因为地面水平，所以地面对自行车的支持力竖直向上，D不符合题意；
A.因为重力和支持力均为竖直方向上的力，所以只能是摩擦力提供向心力，A符合题意；
B. 如果人和自行车做匀速圆周运动，摩擦力即为向心力，指向圆弧轨道的圆心，但如果人和自行车做变速圆周运动，摩擦力不指向圆心，提供向心力的是摩擦力指向圆心的分量，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】分析整体受力，找出提供向心力的力；根据弹力与接触面垂直的特点，分析地面对自行车的支持力方向；匀速圆周运动中合力即为向心力，但非匀速圆周运动中，合力不等于向心力。
3．（2023高一下·建设期末）质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（ ）
A．mgh，减少mg（H-h） B．mgh，增加mg（H+h）
C．-mgh，增加mg（H-h） D．-mgh，减少mg（H+h）
【答案】D
【知识点】重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为，整个过程中小球的重力做正功，故重力势能减少，重力势能的减少量为，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据重力势能定义式计算物体的重力势能，由重力做功求解重力势能的变化量。
4．（2019高一下·攀枝花期末）水平路面上有一质量为1 kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图像如图所示，图中0~2 s时间段图像为直线，2 s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2 N，则下列说法正确的是（ ）
A．2 s后牵引力功率为12 W
B．玩具小车运动的最大速度vm为12 m/s
C．0~2s内牵引力所做的功为18 J
D．2~4s内牵引力所做的功为60 J
【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A. 0~2s内加速度 ，牵引力 ， ，根据功率公式 得2 s后牵引力功率为 ，A不符合题意。
B. 当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为 ，B不符合题意。
C. 0~2s内牵引力所做的功 图像面积代表位移： ，C不符合题意。
D. 2~4s内功率恒定，牵引力所做的功 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用牛顿第二定律可以求出牵引力的大小，结合功率表达式看求出额定功率的大小；利用额定功率除以阻力可以求出最大的速度；利用牵引力乘以位移可以求出牵引力做功；利用额定功率乘以时间可以求出额定功率下牵引力做的功。
5．如图三个可视为点电荷的带电小球质量相等、带电量相等，放在光滑斜面上，其中带正电的a固定在斜面底端，b、c静止在斜上，a、b间的距离为，b、c间的距离为，则下列判断正确的是（ ）
A．b带正电，c带负电， B．b带负电，c带正电，
C．b带负电，c带负电， D．b带正电，c带正电，
【答案】D
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】A.如果b带正电，c带负电，a、b两小球对c的静电力均沿斜面向下，c不能平衡，A不符合题意；
C.如果b带负电，c带负电，a、c两小球对b的静电力均沿斜面向下，b不能平衡，C不符合题意；
B.如果b带负电，c带正电，设斜面倾角为，由共点力平衡条件，对b有，得，B不符合题意；
D.如果b带正电，c带正电，由共点力平衡条件，对b有，得，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】先分析每个选项中的给出的b、c小球带电的正负，是否可能满足b、c静止的要求，再由共点力平衡条件分析a、b两球的距离与b、c两球距离关系。
6．（2020高一下·温州期中）2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约400km，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A． 地球的质量为
B．空间站的线速度大小为
C．空间站的向心加速度为
D．空间站的运行周期大于地球自转周期
【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】A． 由万有引力等于向心力： ，可得
A符合题意；
BC． 由在地表； ，空间站：
可得：
BC不符合题意；
D．因为空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站的运行周期小于地球自转周期，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的周期，根据向心力公式列方程求解中心天体的质量。
7．（2022高三上·南昌期中）随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星在其表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，航天员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．在0～h0过程中，F大小始终为mg
B．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1
C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加
D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少
【答案】C
【知识点】功能关系；动能
【解析】【解答】A．在 过程中， 图象为一段直线，由动能定理得 ，故 ，A不符合题意；
B．由A可知，在 过程中，F做功为 ，在 过程中，由动能定理可知 ，解得 ，因此在 和 过程中，F做功之比为 ，B不符合题意；
C．在 过程中，F一直做正功，故物体的机械能不断增加，C符合题意；
D．在 过程中，由动能定理得 ，则 ，故F做功为0，物体的机械能保持不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 根据动能定理和图像得出F的大小以及F做的功，利用功能关系得出机械能的变化情况。
二、多选题
8．（2022高一下·珠海期末）20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域，人类突破了大气层的阻拦，摆脱了地球引力的束缚，实现了在太空翱翔的梦想，近年来我国也在太空探索中取得多项重大突破。以下关于宇宙相关知识说法正确的是（ ）
A．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
C．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于地球的第一宇宙速度
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
【答案】B,C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星运动，A不符合题意；
B．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，B符合题意；
C．地球的第一宇宙速度是环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，C符合题意；
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，只适用于宏观低速，不适用于微观高速，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】开普勒定律适用于行星绕太阳的运动和卫星绕行星运动，卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，第一宇宙速度是最大环绕速度。
9．用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对于O点对称的两点，B、C和A、D也相对于O点对称。则（ ）
A．B、C两点场强大小和方向都相同
B．E、O、F三点比较，O点场强最强
C．A、D两点场强大小相等，方向相反
D．B、O、C三点比较，O点场强最弱
【答案】A,B,D
【知识点】电场线
【解析】【解答】A.电场线的疏密表示场强大小，根据等量异种点电荷形成电场的对称性可知，B、C两处的电场线疏密程度相同，可知B、C两处的电场强度大小相等，电场强度的方向沿电场线在该点的切线方向，可知B、C两处的电场的方向相同，A符合题意；
B.E、O、F三点中，O点处的电场线最密，所以O点处的场强最强，B符合题意；
C.由甲可以看出，A、D两点的场强大小相等，方向相同，C不符合题意；
D.B、O、C三点中，O点处的电场线最稀疏，可知O点场强最弱，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】由电场线的疏密表示场强大小，电场线在该点的切线方向表示该点的场强方向，分析各点电场的强弱和方向。
10．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则（ ）
A．由A到B重力做的功等于mgh
B．由A到B重力势能减少
C．由A到B小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
【答案】A,D
【知识点】能量守恒定律；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.根据重力做功公式可得小球由A至B过程中，重力做功为，A符合题意；
B.小球减少的重力势能转化成了小球的动能和弹簧的弹性势能，所以A到B重力势能减少量大于 ，B不符合题意；
C.对小球由A运动的B的过程，由动能定理可得，解得，C不符合题意；
D.根据能量转化与守恒定律可得，小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据重力做功公式求解小球由A到B重力做的功；根据能量转化与守恒定律分析小球运动过程中的能量转化；有动能定理分析小球由A运动的B的过程，求出克服弹力做的功。
三、实验题
11．某同学采用如图甲所示的装置研究“平抛物体运动”的实验。
（1）实验操作步骤如下
A．把复写纸和白纸固定在竖直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
B．将小球从斜槽P点由静止释放，用挡板MN挡住小球，在白纸上留下小球平抛运动的痕迹点
C．改变挡板MN的位置，不断重复B步骤，则在白纸上留下一系列小球平抛运动的痕迹点要完成实验目的，还需增加下列实验步骤： 。
（A）用天平测量小球质量
（B）用游标卡尺测量小球的直径
（C）通过重锤线，在白纸上画出竖直线
（2）图乙所示，A、B、C是平抛运动的三个痕迹点，坐标纸每小格边竖直方向长为5cm，当地重力加速度，从图中可以判断出A点 （填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。该小球从槽口末端水平抛出的初速度 m/s（保留2位有效数字）。
【答案】（1）C
（2）不是；1.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）因为本实验在处理数据时，需要将运动沿水平方向和竖直方向分解，所以需在斜槽末端悬挂重锤线，以确定竖直方向，C符合题意，AB不符合题意。
故答案为：C；
（2）平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，根据在初速度为零的匀加速直线运动中，连续相等时间内的位移比应为1：3：5可知，图乙中A、B和B、C之间的竖直距离不满足此规律，故A点不是平抛运动的抛出点；平抛运动的水平方向分运动为匀速直线运动，由于A、B和B、C水平方向分位移相等，可知时间也相等，竖直方向有，水平方向有，代入数据联立解得。
【分析】（1）根据实验原理分析实验所用器材和步骤；（2）根据在初速度为零的匀加速直线运动中，连续相等时间内的位移比应为1：3：5的规律，分析A是否为平抛运动的抛出点；由位移差公式和匀速运动的公式求出小球从槽口末端水平抛出的初速度。
12．（2019高一下·绵阳期末）某同学用如图甲所示的装置，利用重物自由下落来验证机械能守恒定律。
（1）该实验中，下列做法正确的是_______。
A．重物选用质量和密度较大的金属锤
B．应先释放重物后接通电源
C．两限位孔在同一竖直面内上下正对
D．可以由公式v=gt求打某点时纸带的速度
（2）实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，若把第一个点记做O，另选连续的三个点A、B、C作为测量点，测得A、B、C到O的距离分别为71.18 cm、78.76 cm、86.76 cm。所用重物的质量为1.00 kg。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。g取10 m/s2。
①.乙图中，纸带的 （填“左”或“右”）端与重物相连；
②.根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。（计算结果保留三位有效数字）
【答案】（1）A；C
（2）左；7.88；7.59
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）A. 为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，A符合题意。
B. 实验时应先接通电源后释放重物，B不符合题意。
C. 两限位孔在同一竖直面内上下正对，避免纸带与限位孔摩擦，减小误差，C符合题意。
D. 实验时不能根据v=gt求解瞬时速度，否则默认机械能守恒，失去验证的意义，D不符合题意。
（2）重物做加速运动，所以打点间距逐渐变大，左端和重物相连。
（3）重力势能减小量 。
第四空. 打B点重物的瞬时速度 ，则动能增加量 。
【分析】（1）实验要先接通电源后释放重物；利用平均速度公式求出某点的瞬时速度；
（2）利用重物的匀加速运动可以判别纸带的位移不断变大；
（3）利用高度可以求出重力势能的变化量；利用瞬时速度可以求出动能的变化量。
四、解答题
13．如图，把质量为2.0×10-3kg的带正电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，再将带电荷量为的带负电的小球B靠近A，两小球可看作点电荷，当两个带电小球在同一高度并且相距0.3m时，绳与竖直方向成。（g取，）
（1）B球受到的库仑力多大？
（2）A球所带的电荷量q是多少？
【答案】（1）解：根据平衡条件得
根据牛顿第三定律
（2）解：根据库仑定律
解得
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）分析A球受力，由共点力平衡条件求出A受到的库仑力的大小，再由牛顿第三定律求出B球受到的库仑力大小；（2）由库仑定律求解A球所带的电荷量。
14．（2022高一下·邹城期中）鲁南高铁是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道，也是山东省“三横五纵”高速铁路网的重要组成部分，已于2021年12月26日正式开通运营。设有一个列从曲阜南站出发的高速列车，在水平直轨道上行驶，功率 随时间变化规律如图，列车以恒定的加速度 启动， 后达到额定功率，并保持额定功率行驶。已知列车总质量 ， ，轨道对列车的阻力 恒为 。
（1）求 及 时的列车速度 ；
（2）若 时列车恰好达到最大速度，求启动至 内列车的路程。
【答案】（1）解：前 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
末的瞬时速度
此列车的额定功率
代入数据解得 ，
（2）解：汽车速度最大时，受力平衡，则 在0到 时间内的位移
至 这段时间内位移为 ，由动能定理得：
总位移
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）汽车做匀加速直线运动时，利用牛顿第二定律和功率的表达式可以求出匀加速过程的牵引力大小，结合其速度公式可以求出列车的速度；
（2）当列车到达最大速度时，利用位移公式结合动能定理可以求出其总位移的大小。
15．（2022高一下·三明期中）如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径R=1.6m，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。现有一质量m=1kg的小球（可视为质点）从点P以初速度v0水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取g=10m/s2。求小球
（1）到达最高点A时的速度大小；
（2）运动到最低点C时对轨道的压力大小；
（3）从P点水平抛出的初速度大小。
【答案】（1）解：小球到达最高点A时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）解：小球从C到A的过程，根据机械能守恒定律有
在C位置有
可解得FN=6mg=60N
再根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为60N
（3）解：小球从B到A的过程，根据机械能守恒定律有
再根据平抛运动规律
最终解得v0=4m/s
【知识点】平抛运动；匀速圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】 （1）小球到达最高点A时根据重力等于万有引力从而得出小球在A点的速度大小；
（2）小球从C到A的过程 ，利用机械能守恒定律得出C点的速度，在C点利用合力提供向心力得出轨道对小球的支持力；
（3） 小球从B到A的过程，根据机械能守恒定律以及平抛运动的规律得出P点水平抛出的初速度。
