2024屆山東省某中學(xué)高三年級(jí)上冊(cè)第二次診斷考試物理試題含答案

山東省2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期第二次診斷考試物理試題

一、單項(xiàng)選擇題

1.山東省科技館的科技大篷車來省實(shí)驗(yàn)中學(xué)了！其中一項(xiàng)展示如圖所示，兩塊三角形的木板8、C豎直放

在水平桌面上，它們的頂點(diǎn)連接在A處，底邊向兩邊分開。一個(gè)錐體置于A處，放手之后，奇特的現(xiàn)象發(fā)

生了，錐體自動(dòng)地沿木板滾上了8、C板的高處。不計(jì)一切阻力，在上述過程中（）

A.錐體的重心逐漸升高

B.錐體的重力勢(shì)能逐漸減小

C.錐體的機(jī)械能逐漸增大

D.錐體的機(jī)械能逐漸減小

2.如圖所示為一電場(chǎng)等勢(shì)面的分布情況。虛線為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、2為軌跡

A.帶電粒子帶負(fù)電

B.帶電粒子在A點(diǎn)的加速度小于B點(diǎn)的加速度

C.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于2點(diǎn)的電勢(shì)能

D.若帶電粒子由A點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下將沿等勢(shì)而d運(yùn)動(dòng)

3.2023年10月26日11時(shí)14分，神舟十七號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。飛船入軌后，于當(dāng)

天下午18：00成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口。飛船和空間站的變軌對(duì)接可簡(jiǎn)化為如圖所示的過

程，其中軌道1和軌道3為圓軌道，半徑分別為正和4，飛船變軌前穩(wěn)定運(yùn)行在軌道1，空間站運(yùn)行在軌

道3,橢圓軌道2為飛船的轉(zhuǎn)移軌道。軌道1和2、2和3分別相切于尸、。兩點(diǎn)。關(guān)于變軌過程，下列說

法正確的是（）

A.飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的速度小于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的速度

B.飛船在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于在軌道1上經(jīng)過尸點(diǎn)的加速度

C.飛船在軌道3上經(jīng)過。點(diǎn)的加速度小于在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度

D.飛船在橢圓軌道上經(jīng)過P、。兩點(diǎn)的速率之比為

4.如圖所示，在光滑絕緣水平面的P點(diǎn)正上方。點(diǎn)固定了一電荷量為。的正點(diǎn)電荷，在水平面上的N

點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)量為機(jī)、電荷量為4的帶負(fù)電小球，小球經(jīng)過尸點(diǎn)時(shí)速度為%圖中6=45°,則在正點(diǎn)

電荷。形成的電場(chǎng)中（）

夕

/e

-q.

A.帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功為”

2

C.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的2倍

mv*2

D.NP兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為=二

2q

5.如圖所示，原長(zhǎng)為/的輕質(zhì)彈簧，一端固定在。點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為根的小球相連。小球套在豎直固

定的粗糙長(zhǎng)桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為05。桿上M、N兩點(diǎn)到。點(diǎn)的距離均為7,P點(diǎn)到。點(diǎn)的距離

3

為不/,。尸與桿垂直。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球由靜止開始從M點(diǎn)向

下運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)速度最大，。點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為t/。在此過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說法正

確的是（）

/

、/

、?/

、

q）\%

1N

巾。

A.彈簧的勁度系數(shù)為1鱉

31

B.小球在N點(diǎn)的加速度小于g

C.從N點(diǎn)到。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球受到的摩擦力一直變大

D.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球運(yùn)動(dòng)的加速度一直減小

6.如圖甲所示，陀螺可在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落，好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀

螺”。它可等效為一質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)模型，如圖乙所示。在豎直平面內(nèi)固定的強(qiáng)磁性圓軌道半徑為

R,A、2兩點(diǎn)分別為軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)沿軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，受圓軌道的強(qiáng)磁性引力

始終指向圓心O且大小恒為凡當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率v=康通過A點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為其重力的9倍，不計(jì)

摩擦和空氣阻力，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為，"，重力加速度為g,則（）

A.強(qiáng)磁性引力的大小口=8mg

B.質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒

C,只要質(zhì)點(diǎn)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)對(duì)A、B兩點(diǎn)的壓力差恒為7mg

D.若磁性引力大小恒為2/，為確保質(zhì)點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)通過3點(diǎn)的最大速率為

7.1909年密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的電荷量，因此獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。兩

塊水平放置相距為"的金屬板A、B分別與電源正、負(fù)兩極相接，從A板上小孔進(jìn)入兩板間的油滴因摩擦

帶上一定的電荷量。兩金屬板間未加電壓時(shí)，通過顯微鏡觀察到某帶電油滴P以速度大小匕豎直向下勻速

運(yùn)動(dòng)；當(dāng)油滴尸經(jīng)過板間M點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，給金屬板加上電壓U,經(jīng)過一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)油滴P恰以

速度大小匕豎直向上勻速經(jīng)過加點(diǎn)。已知油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力大小為了=入r，其中人為比例系數(shù),

v為油滴運(yùn)動(dòng)速率，廠為油滴的半徑，不計(jì)空氣浮力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

顯微鏡

A.油滴尸帶正電

油滴P所帶電荷量的值為⑴”

B.

U

從金屬板加上電壓到油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，油滴的加速度先增大后減小

油滴先后兩次經(jīng)過M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為匕（彩十%）

D.

g%

8.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為工機(jī)的小球2通過輕彈簧相連并處于靜止?fàn)?/p>

2

態(tài)，彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)；質(zhì)量為根的小球C以初速度%沿A3連線向右勻速運(yùn)動(dòng)，并與小球A發(fā)生彈

性碰撞。在小球8的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板（圖中未畫出），當(dāng)小球8與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋

板撤走。不計(jì)所有碰撞過程中的機(jī)械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球B與擋板的碰撞時(shí)間極短,

碰后小球2的速度大小不變，但方向相反。則2與擋板碰后彈簧彈性勢(shì)能的最大值可能是（）

22B.；加羽：12

A.-mv0C.-mv；

二、多項(xiàng)選擇題

9.如圖所示，質(zhì)量叫=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)L=1.5m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=02kg可視

為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度％=5m/s從左端滑上小車，恰好停在小車最右端。物塊與車面間的動(dòng)

摩擦因數(shù)〃=0.5,取g=10m/s2,貝|()

m2——?

—o__2___,0=

A.物塊對(duì)小車做功0.6J

B.物塊克服小車摩擦力做功0.6J

C.減小物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，摩擦生熱變小

D.增大物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，摩擦生熱變大

10.豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓，。為圓心，直徑沿水平方向，將質(zhì)量為機(jī)的小球從A點(diǎn)以相同的

速率%拋出，拋出的方向不定，小球進(jìn)入圓內(nèi)同時(shí)受到一個(gè)平行于圓面的恒力尸作用，其大小等于機(jī)g,g

為重力加速度，小球從A點(diǎn)拋出后會(huì)經(jīng)過圓上的不同點(diǎn)，在這些所有的點(diǎn)中，小球到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能最大，

已知與AC夾角為。=30°。不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.恒力F的方向沿AC方向

B.恒力尸的方向沿OC方向

C.小球到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能EkC=+y/3mgR

D.小球到達(dá)2點(diǎn)的動(dòng)能Ew=-^mVg+y/3mgR

11.如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過兩個(gè)輕質(zhì)光滑小定滑輪a、o2,一端與一小球連接，另一端與套

在足夠長(zhǎng)的光滑固定直桿上的小物塊連接，小球與小物塊的質(zhì)量均為的直桿與兩定滑輪在同一豎直平面

內(nèi)，與水平面的夾角為6=60。，直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，C點(diǎn)到定滑輪Q的距離為L(zhǎng)重

力加速度為g,小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與其他物體相碰，不計(jì)一切摩擦。將小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，則下

A.小球和小物塊系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力等于mg

C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊的速度大小為，（6

D.當(dāng)小物塊沿桿下滑距離為L(zhǎng)時(shí)，其速度大小為

12.如圖所示，半徑為R、質(zhì)量為3根的,圓槽AB靜止放在水平地面上，圓槽底端8點(diǎn)與地面相切，距離

4

8點(diǎn)為R處有一理想輕彈簧，右端固定在豎直擋板上?，F(xiàn)將質(zhì)量為根的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從左側(cè)圓槽上

端距A點(diǎn)高度為尺處由靜止釋放，重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦。則下列說法正確的是（）

A.小球下滑過程中，小球和圓槽A3組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.小球與彈簧接觸時(shí)，與圓槽底端B點(diǎn)相距

3

3

C.彈簧彈性勢(shì)能的最大值為5mgR

D.小球最終的速度大小為0

三、實(shí)驗(yàn)題

13.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所用器材包括：安裝"oMioxAPP的智能手

機(jī)、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實(shí)驗(yàn)過程如下:

（1）一鋼尺伸出水平桌面少許，將質(zhì)量為機(jī)的鐵球放在鋼尺末端，用刻度尺測(cè)出鋼尺上表面與地板間的

高度差。=78.00cm；

（2）運(yùn)行手機(jī)phyphoxAPP中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項(xiàng)目；

（3）迅速敲擊鋼尺側(cè)面，鐵球自由下落。傳感器記錄下聲音振幅隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，第一、

第二個(gè)尖峰的橫坐標(biāo)分別對(duì)應(yīng)鐵球開始下落和落地時(shí)刻。測(cè)得這兩個(gè)尖峰的時(shí)間間隔為^=0.40so

（4）若鐵球下落過程中機(jī)械能守恒，則應(yīng)滿足等式：（請(qǐng)用物理量符號(hào)相、g、h、f表示）。

（5）若鐵球質(zhì)量為50g,g=9.80m/s2,則下落過程中減小的重力勢(shì)能AEp=0.382J,增加的動(dòng)能

AEk=J（結(jié)果保留3位小數(shù)）。

（6）敲擊鋼尺側(cè)面時(shí)若鐵球獲得一個(gè)較小的水平速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果（選填“有”或“沒

有”）影響。

14.驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)可以在如圖1所示的氣墊導(dǎo)軌上完成，其中左、右兩側(cè)的光電門可以記錄遮光片

通過光電門的擋光時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，測(cè)得滑塊A（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為叫、滑塊B（連同其上的

遮光片）的總質(zhì)量為回，兩滑塊上遮光片的寬度相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)，開啟氣墊導(dǎo)軌氣源的電源，讓滑塊A從

導(dǎo)軌的左側(cè)向右運(yùn)動(dòng)，穿過左側(cè)光電門與靜止在兩光電門之間的滑塊B發(fā)生碰撞。

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是.

A.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平

B.兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足叫〉加2

C.需要用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離

D.需要用秒表測(cè)定滑塊上的遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間

(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，光電門記錄的遮光片擋光時(shí)間如下表所示。

左側(cè)光電門右側(cè)光電門

碰前無

碰后

T2

在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗(yàn)證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒(用測(cè)量

的物理量表示)；若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則以下關(guān)系式中正確的是o

111111

A."4a+"4a=機(jī)2百B-網(wǎng)港二,11k叱a

1213]]1213

(3)某同學(xué)觀察到，在臺(tái)球桌面上，臺(tái)球加以初速度％和靜止的球M發(fā)生斜碰時(shí)，碰后兩球的速度方向

將不在同一直線上，如圖2所示。已知兩球大小相同，質(zhì)量相等，若兩球碰撞過程無能量損失，碰后兩球

速度方向與初速度%的夾角分別為1和〃，則a和尸滿足的關(guān)系為=

"V.

圖2

15.一質(zhì)量M=4kg的小物塊，用長(zhǎng)/=1m的細(xì)繩懸掛在天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量根=1kg的粘

性小球以速度%=15m/s水平射向物塊，并與物塊粘在一起，小球與物塊相互作用時(shí)間極短，不計(jì)空氣

阻力，重力加速度g取lOm/s?。求：

(1)小球粘在物塊上的瞬間，小球和物塊共同速度v的大??；

(2)小球和物塊擺動(dòng)過程中，細(xì)繩拉力耳的最大值；

(3)小球和物塊擺動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大高度瓦

///〃〃〃/

16.如圖所示，電荷量均為。的正點(diǎn)電荷A、B在同一水平線上；GH為A、B連線的垂直平分線，懸點(diǎn)。

位于A、B連線中點(diǎn)正上方。另有一個(gè)質(zhì)量為機(jī)、電荷量為+4的帶電小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的

絕緣輕細(xì)線懸掛于。點(diǎn)。現(xiàn)在把小球C拉起到M點(diǎn)，使細(xì)線水平且與G、X處于同一豎直面內(nèi)，由靜止

釋放后，小球C運(yùn)動(dòng)到G”線上的N點(diǎn)時(shí)剛好速度為零，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角。=30°。已知重力

加速度為g,靜電力常量為左，不計(jì)空氣阻力，試求：

(1)在A、B所形成的電場(chǎng)中，M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；

(2)若N點(diǎn)與A、B的連線與A、B間距離相等，則小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)瞬間，細(xì)線對(duì)小球的拉力耳的大

小。

_____C

t

OB

17.如圖所示，某豎直平面內(nèi)有P、O、。三點(diǎn)，P、。連線沿豎直方向，P、。連線與豎直方向夾角為

60°,PO=3L,PQ=2L。在。點(diǎn)所處的水平面下方和MN上方區(qū)域存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中

未畫出)，。點(diǎn)到的距離為9"一帶電量為+4,質(zhì)量為m的小球從P點(diǎn)水平向右飛出，恰好通過。

點(diǎn)。小球可看作質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度取g。

(1)求小球到達(dá)。點(diǎn)時(shí)的速度與初速度大小之比；

(2)若小球最終豎直向下通過虛線MN,求水平電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)片的大??；

(3)若空間中充滿平行于豎直面OP。的勻強(qiáng)電場(chǎng)上2,保持小球初動(dòng)能不變，將其從P點(diǎn)沿不同的方向

拋出。第一次小球恰通過。點(diǎn)，且。點(diǎn)動(dòng)能EkQ是尸點(diǎn)動(dòng)能的，倍；第二次小球恰通過。點(diǎn)，且。點(diǎn)動(dòng)

能Eg是P點(diǎn)動(dòng)能的7倍，求此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)E2的大小和方向。

?Q

___d____

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

MIN

------------1-------------

I

18.如圖所示，光滑水平面中間有一光滑凹槽MN,質(zhì)量為必、長(zhǎng)度小于的木板C放置在凹槽內(nèi)，其

上表面恰好與水平面平齊。開始時(shí)木板C靜置在凹槽左端M處，其右端與凹槽右端N有一定的距離。水

平面左側(cè)有質(zhì)量分別為6根與12機(jī)的物塊A、B,某時(shí)刻物塊A獲得初動(dòng)能Ek，與物塊B發(fā)生彈性碰撞

后，物塊B滑上木板C,木板C到達(dá)N前B、C已共速，其后C與N的碰撞均為彈性碰撞。已知物塊與木

板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g,求：

(1)物塊B滑上木板C時(shí)的動(dòng)能Ek0；

(2)若在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中B未滑出C,木板C的長(zhǎng)度至少為多大；

(3)假如C與N碰撞了〃次(“>2),求第〃次碰撞后B與C共速時(shí)B的動(dòng)能線小

(4)若物塊B到達(dá)木板C右端時(shí)，C恰好第一次到N點(diǎn)。改變C的質(zhì)量為加'，讓C第七次碰撞N點(diǎn)

rnr

時(shí)，木塊B恰好滑到C右端，此時(shí)B的速度大于C的速度，求一與左的關(guān)系。

m

山東省2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期第二次診斷考試物理試題

一、單項(xiàng)選擇題

1.山東省科技館的科技大篷車來省實(shí)驗(yàn)中學(xué)了！其中一項(xiàng)展示如圖所示，兩塊三角形的木板8、C豎直放

在水平桌面上，它們的頂點(diǎn)連接在A處，底邊向兩邊分開。一個(gè)錐體置于A處，放手之后，奇特的現(xiàn)象發(fā)

生了，錐體自動(dòng)地沿木板滾上了8、C板的高處。不計(jì)一切阻力，在上述過程中（）

A.錐體的重心逐漸升高

B.錐體的重力勢(shì)能逐漸減小

C.錐體的機(jī)械能逐漸增大

D.錐體的機(jī)械能逐漸減小

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.錐體的高度減小，重心逐漸降低，且重力勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.只有重力做功，錐體的機(jī)械能不變，故CD錯(cuò)誤；

故選B。

2.如圖所示為一電場(chǎng)等勢(shì)面的分布情況。虛線為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、8為軌跡

A.帶電粒子帶負(fù)電

B.帶電粒子在A點(diǎn)的加速度小于2點(diǎn)的加速度

C.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能

D.若帶電粒子由A點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下將沿等勢(shì)而d運(yùn)動(dòng)

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由電場(chǎng)方向與等勢(shì)面垂直，且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡向低電勢(shì)方向彎曲，

即粒子受到向低電勢(shì)方向的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，可知帶電粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；

B.等差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則有

EB<EA

帶電粒子在A點(diǎn)受的電場(chǎng)力大于在8點(diǎn)受的電場(chǎng)力，因此帶電粒子在A點(diǎn)的加速度大于B點(diǎn)的加速度，故

B錯(cuò)誤；

C.帶電粒子帶正電，在高電勢(shì)位置的電勢(shì)能大，在低電勢(shì)位置電勢(shì)能小，因此帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能

小于3點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；

D.若帶電粒子由A點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下將沿低電勢(shì)方向運(yùn)動(dòng)，不會(huì)在等勢(shì)面d運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)

誤。

故選C。

3.2023年10月26日11時(shí)14分，神舟十七號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。飛船入軌后，于當(dāng)

天下午18：00成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口。飛船和空間站的變軌對(duì)接可簡(jiǎn)化為如圖所示的過

程，其中軌道1和軌道3為圓軌道，半徑分別為（和4，飛船變軌前穩(wěn)定運(yùn)行在軌道1,空間站運(yùn)行在軌

道3,橢圓軌道2為飛船的轉(zhuǎn)移軌道。軌道1和2、2和3分別相切于尸、。兩點(diǎn)。關(guān)于變軌過程，下列說

法正確的是（）

A.飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的速度小于在軌道2上經(jīng)過尸點(diǎn)的速度

B.飛船在軌道2上經(jīng)過尸點(diǎn)的加速度大于在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度

C.飛船在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度小于在軌道2上經(jīng)過。點(diǎn)的加速度

D.飛船在橢圓軌道上經(jīng)過P、。兩點(diǎn)的速率之比為

Vri

【答案】A

【解析】

【詳解】A.根據(jù)變軌原理可知，飛船從軌道1到軌道2,需要在尸點(diǎn)點(diǎn)火加速，所以飛船在軌道1上經(jīng)

過尸點(diǎn)的速度小于在軌道2上經(jīng)過尸點(diǎn)的速度，故A正確；

BC.根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMm

——z-=ma

r~

解得

GM

a=~r~

所以飛船在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道1上經(jīng)過尸點(diǎn)的加速度，在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度

等于在軌道2上經(jīng)過。點(diǎn)的加速度，故BC錯(cuò)誤；

D.根據(jù)開普勒第二定律可知取極小的一段時(shí)間有

vPrxt=vQr2t

解得線速度大小之比為廠2：故D錯(cuò)誤；

故選Ao

4.如圖所示，在光滑絕緣水平面的P點(diǎn)正上方。點(diǎn)固定了一電荷量為。的正點(diǎn)電荷，在水平面上的N

點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)量為優(yōu)、電荷量為q的帶負(fù)電小球，小球經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度為V,圖中6=45°,則在正點(diǎn)

電荷。形成的電場(chǎng)中（）

夕

/0\

-q/

NP

A.帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功為”

2

C.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的2倍

mv*2

D.NP兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UNP=——

2q

【答案】C

【解析】

【詳解】A.設(shè)OP距離為m根據(jù)庫倫定律及牛頓第二定律，小球在運(yùn)動(dòng)過程中沿水平方向有

k——版sin0=ma

(h\

COS0

由于帶電小球在運(yùn)動(dòng)過程中，夾角6在不斷減小，故帶電小球的加速度的大小在不斷變化，故A錯(cuò)誤；

B.小球克服電場(chǎng)力做功，即電場(chǎng)力做負(fù)功。而小球在運(yùn)動(dòng)過程中，分析可知電場(chǎng)力做正功。故B錯(cuò)誤;

C.設(shè)OP距離為力，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式，可得P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為

Ep=k熊

N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為

E=k------~—=E=kQ

N2h2

cos45°

F=2F

故C正確;

D.帶電小球從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理可得

故D錯(cuò)誤。

故選C。

【點(diǎn)睛】電場(chǎng)力做負(fù)功，則物體需克服電場(chǎng)力做功。物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，則物體加速度不變。

5.如圖所示，原長(zhǎng)為/的輕質(zhì)彈簧，一端固定在。點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固

定的粗糙長(zhǎng)桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點(diǎn)到0點(diǎn)的距離均為/,P點(diǎn)到。點(diǎn)的距離

3

為不/,。尸與桿垂直。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球由靜止開始從M點(diǎn)向

下運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)速度最大，。點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為t/。在此過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說法正

確的是()

/

、/

、，/

、

q)

4\%\

\y

II。

A.彈簧的勁度系數(shù)為I鱉

31

B.小球在N點(diǎn)的加速度小于g

C.從N點(diǎn)到。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球受到的摩擦力一直變大

D.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球運(yùn)動(dòng)的加速度一直減小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)速度最大，則此時(shí)加速度為零，有

mg=cos6+"klsin。

根據(jù)幾何關(guān)系

.OP1

sinen==—

OQ2

聯(lián)立解得

_20mg

'(1+2間/

故A錯(cuò)誤；

B.小球在N點(diǎn)時(shí)，彈簧無彈力，則小球與桿之間無彈力，無摩擦力，則小球只受重力作用，加速度為重

力加速度，故B錯(cuò)誤；

C.從N點(diǎn)到。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力大小為

f=juk[x-Iosina

其中x為彈簧的長(zhǎng)度，a為彈簧與豎直方向的夾角，則

f=/jk[x0P-7sina）

從N點(diǎn)到。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，a減小，則小球受到的摩擦力一直變大，故C正確；

D.在M點(diǎn)和N點(diǎn)彈簧無彈力，則小球與桿之間無彈力，無摩擦力，小球只受重力作用，加速度為重力加

速度，故從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球運(yùn)動(dòng)的加速度不會(huì)是一直減小，故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.如圖甲所示，陀螺可在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落，好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀

螺”。它可等效為一質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)模型，如圖乙所示。在豎直平面內(nèi)固定的強(qiáng)磁性圓軌道半徑為

R,A、3兩點(diǎn)分別為軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)沿軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，受圓軌道的強(qiáng)磁性引力

始終指向圓心。且大小恒為E當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率v=麻通過A點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為其重力的9倍，不計(jì)

摩擦和空氣阻力，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為根，重力加速度為g,則（）

A.強(qiáng)磁性引力的大小R=8mg

B.質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒

C,只要質(zhì)點(diǎn)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)對(duì)A、B兩點(diǎn)的壓力差恒為7mg

D.若磁性引力大小恒為2尸，為確保質(zhì)點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)通過8點(diǎn)的最大速率為

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由題意可知，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率丫=源通過A點(diǎn)時(shí)

FNA=9/叫

由牛頓第二定律可得

F+mg-FNA=m^-

K

解得

F=9mg

故A正確；

B.陀螺在運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，故質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；

C.若質(zhì)點(diǎn)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械能守恒定律可得質(zhì)點(diǎn)對(duì)A、B兩點(diǎn)的動(dòng)能差為

1,1,

2mgR=AEk=-mv^--

在A點(diǎn)由牛頓第二定律可得

v2

F+mg-F=m--

NAK

在B點(diǎn)有

V2

F-mg-F=m—B

NBK

聯(lián)立解得壓力差為

△F=FNA—FNB=6mg

故C錯(cuò)誤；

D.若磁性引力恒為2F,則質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)有最大速率時(shí)，質(zhì)點(diǎn)與軌道間的彈力為零，由牛頓第二定律可得

2

2F-mg=

R

解得質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)的最大速率為

VBm=也7gR

故D正確。

故選D。

【點(diǎn)睛】只有重力做功，機(jī)械能守恒。注意軌道在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)對(duì)陀螺支持力的方向。根據(jù)陀螺在B點(diǎn)

的受力情況得出其臨界條件。

7.1909年密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的電荷量，因此獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。兩

塊水平放置相距為"的金屬板A、B分別與電源正、負(fù)兩極相接，從A板上小孔進(jìn)入兩板間的油滴因摩擦

帶上一定的電荷量。兩金屬板間未加電壓時(shí)，通過顯微鏡觀察到某帶電油滴尸以速度大小匕豎直向下勻速

運(yùn)動(dòng)；當(dāng)油滴尸經(jīng)過板間M點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，給金屬板加上電壓U,經(jīng)過一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)油滴尸恰以

速度大小匕豎直向上勻速經(jīng)過加點(diǎn)。已知油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力大小為/=后r，其中人為比例系數(shù)，

v為油滴運(yùn)動(dòng)速率，r為油滴的半徑，不計(jì)空氣浮力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A.油滴P帶正電

B.油滴P所帶電荷量的值為

U

C.從金屬板加上電壓到油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，油滴的加速度先增大后減小

D.油滴先后兩次經(jīng)過M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為匕（％+%）

g%

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由于加上電壓時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)油滴尸恰以速度大小均豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)，說明油滴

受到的電場(chǎng)力方向向上，所以油滴帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)油滴P所帶電荷量的值為必沒有加電壓時(shí)，根據(jù)平衡條件可得

mg=kvxr

施加電壓后勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件可得

U,

q一=mg+kv2r

d一

聯(lián)立解得

_左（h+v2^rd

qu

故B錯(cuò)誤；

C.從金屬板加上電壓到油滴速度減為零的過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得

qE+f-mg=ma

解得加速度大小為

a_qU+kvr-mg

mdm

隨著速度的減小、加速度逐漸減??；

向上加速運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得

qE-f-mg=ma'

解得加速度大小為

@_qUkvr+mg

mdm

隨著速度的增大、加速度逐漸減?。?/p>

綜上所述，從金屬板加上電壓到油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，油滴的加速度一直減小，故C錯(cuò)誤;

D.油滴經(jīng)過M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到速度為零過程中，取向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得

U.—

q一.+左Vi"]—mgt]=0-mvx

d

油滴從速度為零到達(dá)到“點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)量定理可得

U,-

q-t2+kvirt2-mgt2=mv2

d

其中

_%(%+%)-d

qu

Vlt2=V2t2

mg=kvxr

聯(lián)立解得油滴先后兩次經(jīng)過“點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為

故D正確。

故選D。

8.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為根的小球A和質(zhì)量為工機(jī)的小球8通過輕彈簧相連并處于靜止?fàn)?/p>

2

態(tài)，彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)；質(zhì)量為m的小球C以初速度為沿連線向右勻速運(yùn)動(dòng)，并與小球A發(fā)生彈

性碰撞。在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出)，當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋

板撤走。不計(jì)所有碰撞過程中的機(jī)械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球8與擋板的碰撞時(shí)間極短,

碰后小球5的速度大小不變，但方向相反。則3與擋板碰后彈簧彈性勢(shì)能的最大值可能是()

A.|?叫1212

B.—mv0D.-mv0

【答案】B

【解析】

【詳解】由于小球C與小球A質(zhì)量相等，發(fā)生彈性正碰，則碰撞后交換速度，若在A與B動(dòng)量相等時(shí)，B

與擋板碰撞，B碰撞后速度與A大小相等、方向相反，當(dāng)兩者速度同時(shí)減至零時(shí)，彈簧的彈性最大，最大

值為

12

Ep=AEk=~mv0

當(dāng)B的速度很小(約為零)時(shí)，B與擋板碰撞時(shí)，當(dāng)兩球速度相等彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)共同速度為v,

以C的初速度方向?yàn)檎较?，則由動(dòng)量守恒定律得

(1)

mv0=Im+—mIv

解得

2

由機(jī)械能守恒定律可知，最大的彈性勢(shì)能為

m+—mv2

2

解得

Ep就

則最大的彈性勢(shì)能的范圍為:根詔□-mvl0

62

故選B。

二、多項(xiàng)選擇題

9.如圖所示，質(zhì)量叫=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)L=1.5m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=02kg可視

為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度％=5m/s從左端滑上小車，恰好停在小車最右端。物塊與車面間的動(dòng)

摩擦因數(shù)〃=0.5,取g=10m/s2,貝|()

m2-

—QQ—

A.物塊對(duì)小車做功0.6J

B.物塊克服小車摩擦力做功0.6J

C.減小物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，摩擦生熱變小

D.增大物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，摩擦生熱變大

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)

m2no=（嗎+m2）v

物塊對(duì)小車做功為

叱=；加同

得

叱=0.6J

物塊克服小車摩擦力做功為

TT/1212

嗎=5m2%一'm2V

得

W2=2.U

A正確，B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)牛頓第二定律，小車和物塊的加速度大小分別為

4根2g2g

%=-----=,%=------="g

m{m2

物塊和小車的相對(duì)位移為

叫

-V2---LV2

m2,r

2a22%

若減小物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊從小車右側(cè)脫離，根據(jù)

Q="m2gL

則摩擦生熱變小。

若增大物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊不會(huì)脫離小車，根據(jù)

2

V

摩擦生熱不變，C正確，D錯(cuò)誤。

故選AC。

10.豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓，。為圓心，直徑沿水平方向，將質(zhì)量為機(jī)的小球從A點(diǎn)以相同的

速率%拋出，拋出的方向不定，小球進(jìn)入圓內(nèi)同時(shí)受到一個(gè)平行于圓面的恒力尸作用，其大小等于mg,g

為重力加速度，小球從A點(diǎn)拋出后會(huì)經(jīng)過圓上的不同點(diǎn)，在這些所有的點(diǎn)中，小球到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能最大，

已知A3與AC夾角為。=30°。不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.恒力F的方向沿AC方向

B.恒力廠的方向沿OC方向

C.小球到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能EkC=+y/3mgR

D.小球到達(dá)2點(diǎn)的動(dòng)能Ew=-^mVg+>/3mgR

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.小球到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能最大，則小球的受力情況如圖

D

恒力方向沿AC,合力方向沿OC,A正確，B錯(cuò)誤;

CD.合力等于G〃zg，根據(jù)動(dòng)能定律

?ng_］乳弋,43mgcos60°-2R=mv1

得

mvn

EkC=:mvl+hgmgR，/=不o+61gR

C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD。

ii.如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過兩個(gè)輕質(zhì)光滑小定滑輪q、Q，一端與一小球連接，另一端與套

在足夠長(zhǎng)的光滑固定直桿上的小物塊連接，小球與小物塊的質(zhì)量均為相，直桿與兩定滑輪在同一豎直平面

內(nèi)，與水平面的夾角為6=60。，直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，C點(diǎn)到定滑輪。1的距離為L(zhǎng)重

力加速度為g,小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與其他物體相碰，不計(jì)一切摩擦。將小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，則下

A.小球和小物塊系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力等于7圈

C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊的速度大小為，（用。而

D.當(dāng)小物塊沿桿下滑距離為L(zhǎng)時(shí)，其速度大小為JgGgL

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.對(duì)小球和小物塊組成的系統(tǒng)，桿對(duì)物塊的支持力不做功，繩子拉力為內(nèi)力，所以只有重力做

功，機(jī)械能守恒，故A正確；

B.小物塊下滑過程繩子拉力先做正功，設(shè)繩子與物塊速度方向的夾角為對(duì)小球和小物塊的速度沿繩

和垂直繩子方向分解得

vB=v繩=vcosa

當(dāng)a=90,時(shí)力=0，拉力對(duì)物塊做正功時(shí)物塊速度變大，而小球速度先增大后減小，所以小球速度為零時(shí)

達(dá)到了最低點(diǎn)，即小球速度達(dá)到最大時(shí)加速度為零，重力等于拉力，而不是最低點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；

C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)物塊的速度為M,根據(jù)動(dòng)能定理得

mgLsin600sin300+mg{L-Lsin60"）=gmv'2

解得

,&8-24）gL

v--------------

2

故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)小物塊沿桿下滑距離為L(zhǎng)時(shí)，設(shè)小球的速度為均，物塊的速度為4,根據(jù)速度得分解可知

v2=v；cos60"

根據(jù)機(jī)械能守恒得

1212

mgLsin60'=—mvx+—mv^

解得

匕=

故D正確。

故選AD

12.如圖所示，半徑為R、質(zhì)量為的,圓槽AB靜止放在水平地面上，圓槽底端8點(diǎn)與地面相切，距離

4

2點(diǎn)為R處有一理想輕彈簧，右端固定在豎直擋板上?，F(xiàn)將質(zhì)量為根的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從左側(cè)圓槽上

端距A點(diǎn)高度為R處由靜止釋放，重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦。則下列說法正確的是（）

O-r-

R

A.小球下滑過程中，小球和圓槽A3組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.小球與彈簧接觸時(shí)，與圓槽底端5點(diǎn)相距2H

3

3

C.彈簧彈性勢(shì)能的最大值為5mgR

D.小球最終的速度大小為。

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.小球下滑過程中，小球和圓槽AB組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)小球達(dá)到底端時(shí)速度大小為也，左側(cè)圓槽的速度大小為V2,取向右為正方向，小球在左側(cè)圓槽下滑

過程中，根據(jù)“人船模型”可得

mxl=3mx2

其中