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新疆喀什市普通高中2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·喀什期末）2021年7月27日，在东京奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中，中国选手陈芋汐/张家齐夺得冠军。如图为她们刚起跳时、中途动作造型和入水前的三个瞬间。对开始起跳到即将入水的过程，以下说法正确的是（ ）
A．身体上下各部分的位移都相等
B．裁判员评分时能将她们当质点
C．两人重心的加速度几乎一直相同
D．重心上升过程中一直处于超重状态
【答案】C
【知识点】质点；位移与路程；超重与失重
【解析】【解答】A．从竖直起跳到倒立入水，身体形态发生变化，故身体上下各部分的位移不会都相等，A不符合题意；
B．肢体动作对得分有影响，故裁判员评分时不能将她们当质点，B不符合题意；
C．两人动作几乎完全同步，故两人重心的加速度几乎一直相同，C符合题意；
D．重心上升过程中只受重力作用，一直处于完全失重状态，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体大小对于研究的问题可以忽略时，物体可以看成质点。不受支持力，支持力小于重力，是失重。
2．（2022高三上·喀什期末）陀螺是中国民间的一种玩具，为了美观，绕陀螺中心轴对称镶嵌有相同质量、不同颜色的装饰物。如图所示，小朋友抽打陀螺使其转动时，这些装饰物绕中心轴转动的物理量相同的是（ ）
A．线速度 B．向心加速度 C．向心力 D．周期
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心力；向心加速度
【解析】【解答】所有装饰物属于同轴转动，则角速度相等，由
可知周期相同，由
可知装饰物绕中心轴转动的线速度大小相等，但方向不同，向心加速度总是与速度方向垂直，所以向心加速度的方不同，由牛顿第二定律可得向心力的方向不同，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】同轴转动，角速度相等，周期也相等。矢量相同，不仅大小相等，方向也要相同。
3．（2022高三上·喀什期末）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接，某同学查找资料得到天和核心舱的轨道半径（视为圆轨道）、绕行周期，另已知万有引力常量。则该同学根据这些数据可以估算出（ ）
A．核心舱的质量 B．地球的质量
C．核心舱所受的万有引力 D．地球表面的重力加速度
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】ABC．由引力作为向心力可得
可解得地球质量为
核心舱的质量m会被消去，无法算出，导致核心舱所受的万有引力F无法算出，AC不符合题意，B符合题意；
D．地球表面的重力加速度可表示为
地球半径R未知，故g无法算出，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】万有引力定律可以推出两个等量关系。万有引力等于卫星的向心力，地球表面物体，万有引力等于重力。
4．（2022高三上·喀什期末）如图，在一个负点电荷产生的电场中，一条电场线上有M、N两点．设两点的场强大小分别为EM和EN、电势分别为和，则（ ）
A．EM＞EN，＞ B．EM＞EN，＜
C．EM＜EN，＜ D．EM＜EN，＞
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】根据负电荷的电场线从无穷远处出发到负电荷终止，可知负电荷应在图中中右侧，则N处电场线较密，场强较大，即EM＜EN，沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线方向由M→N，则＞，因此D符合题意．
故答案为：D
【分析】沿电场线，电势逐渐降低。一条电场线，由于是负的点电荷产生的电场，N点离点电荷比较近，场强更大。
5．（2020·新课标Ⅰ）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ）
A．增加了司机单位面积的受力大小
B．减少了碰撞前后司机动量的变化量
C．将司机的动能全部转换成汽车的动能
D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，A不符合题意；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，B不符合题意；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，C不符合题意；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】人的动量的变化量是一定的，根据动量定理可知，如果增加动量改变的时间，相应的作用力就会减小；接触面积增大，司机受到的压强变小。
6．（2022高三上·喀什期末）如图所示，长条形物块B放在光滑水平面上，B上放物块A。现以外力F使B加速，A相对于B加速较慢。则在此加速过程中，力F做的功等于（ ）
A．物块B增加的动能与物块A增加的动能之和
B．物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和
C．物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和
D．物块A，B增加的总动能与接触面产生的内能之和
【答案】D
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AD．根据功能关系可知，力F做的功等于A、B整体动能的增加与系统的摩擦生热，即力F做的功等于物块A、B增加的总动能与接触面产生的内能之和。A不符合题意，D符合题意；
B．摩擦力对A做功等于物块A增加的动能，故物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和等于物块A、B的动能之和，因此力F做的功大于物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和，B不符合题意；
C．摩擦力对B做负功，故物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和小于物块B增加的动能，因此力F做的功大于物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】功是能量转化的量度。力做的功除了使AB动能逐渐增大外，还有一部分转为它们之间的内能。有相对运动，就会生热。
二、多选题
7．（2022高三上·喀什期末）如图所示，质量为的光滑小球放置在固定有竖直挡板的斜面上，斜面倾角为，斜面体与水平面间的动摩擦因数为，。用力推竖直挡板，球与斜面体一起沿水平面匀速运动。某时刻撤去力，重力加速度为。则（ ）
A．撤去力前，小球对挡板的压力为
B．撤去力前，小球对挡板的压力为
C．撤去力时，小球只受二个力
D．撤去力时，小球还受三个力
【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．撤去力前，小球做匀速直线运动，小球受到的重力mg可分解为垂直斜面方向的力F1=
垂直挡板方向的F2=
小球对挡板的压力等于小球重力在垂直挡板方向的分力，即
F2=
A不符合题意，B符合题意；
CD．撤去力时，设挡板对小球没有作用力，小球只受到重力，斜面支持力作用，与斜面一起减速前进，对小球由牛顿第二定律可得
如果整体能够一起向左减速，则
联立可得
与题意相符，所以小球与挡板间无弹力，撤去力时，小球还受二个力，D不符合题意，C符合题意。
故答案为：BC。
【分析】匀速运动是平衡状态，对物体受力分析。由平行四边形法则，得到各个力的大小。撤去挡板，由受力分析结合牛顿第二定律得到球受力个数。
8．（2019·大连模拟）在如图所示的电路中，电源电动势E和内电阻r为定值，R1为滑动变阻器，R2和R3为定值电阻．当R1的滑动触头P从左向右移动时，伏特表V1和V2的示数的增量分别为ΔU1和ΔU2，对ΔU1和ΔU2有（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】根据闭合电路欧姆定律可知：
结合公式可知 > ，A对；B不符合题意
当R1的滑动触头P从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V2增大，由于路端电压减小，所以电压表V1变小，则知ΔU2>0，ΔU1 <0，C不符合题意；D对
故答案为：AD
【分析】滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用公式分析电容电荷量的变化。
9．（2022高三上·喀什期末）有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子（ ）
A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍
B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍
C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍
D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
【答案】A,C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ中磁场磁感应强度B1是Ⅱ中磁场磁感应强度B2的k倍。由qvB＝
得r＝∝
即Ⅱ中电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍，A符合题意；
B．由F合＝ma得a＝＝∝B
所以＝
B不符合题意；
C．由T＝
得T∝r
所以＝k
C符合题意；
D．由ω＝得＝＝
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】在磁场中，洛伦兹力提供圆周运动向心力。结合圆周运动相关概念即可求解。
10．（2022高三上·喀什期末）如图甲所示，M、N为正对竖直放置的平行金属板，A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时，一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点，此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压，时，将带电小球仍从A点由静止释放。小球运动过程中始终未接触极板，则时，小球（ ）
A．在B点上方 B．恰好到达B点 C．速度等于v D．速度小于v
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】0 T期间由静止释放该小球在竖直方向上依然做自由落体运动；假设小球带正电，在水平方向上向右加速运动，先向右减速运动，再反向向左做加速度，3T4 T做减速运动，合运动折线回到B点，小球到达B点的速度为v；BC符合题意。
故答案为：BC。
【分析】一个周期内，正向电压和反向电压作用时间相同。根据运动学公式，水平方向最终速度为零，只有竖直速度且水平方向位移也为零。
三、实验题
11．（2022高三上·喀什期末）为描绘一只规格为“2.8V，1.6W"的小灯泡的伏安特性曲线，某同学准备了以下器材：
A．干电池组E(电动势3V)
B．滑动变阻器R(最大电阻5Ω)
C．电流表A1(量程0.6A，内阻约0.5Ω)
D．电流表A2(量程3A，内阻约0.1Ω)
E．电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)
F．电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)
G．开关一个，导线若干．
（1）实验应选用的电流表是 ，电压表是 ．(填器材字母序号)
（2）测量电路应采用电流表 (填“内接”或“外接”)法，控制电路应采用滑动变阻器 (填“限流式”或“分压式”)连接．
（3）如图，作出的I一U图像中 (填“a”、“b”或“c”)线比较符合小灯泡的伏安特性曲线．
【答案】（1）C(或A1)；E(或V1)
（2）外接；分压式
（3）a
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)由于小灯泡的额定电压为2.8V，所以电压表应选：E，小灯泡的额定电流为：，所以电流表应选：C；
(2)由于小灯泡的电阻较小，所以电流表用外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线时小灯泡电压从0开始变化，所以滑动变阻器用分压式；
(3)由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，I-U图象的斜率的倒数，所以I一U图像中a线比较符合小灯泡的伏安特性曲线．
【分析】（1）电表量程小，精确度高。但待测电流电压不能超过量程。安全是首先要考虑的，精确度第二考虑。
（2）小阻值采用外接法，测量结果偏小。得到更多数据且从零开始连续调节，故滑动变阻器采用分压式连接。
（3）灯泡电阻由于发热，阻值越来越大，由欧姆定律，图像上点与原点连线斜率倒数表示电阻。
12．（2022高三上·喀什期末）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行。
（1）两种方案中， （填“甲”或“乙”）方案好些，理由是 。
（2）图（丙）是用（甲）方案得到的一条纸带，0为重物开始下落时打的点。已知相邻两点的时间间隔为，重力加速度为，利用纸带标出的三个下落高度来验证机械能守恒，则要验证的等式是 。
（3）图（丁）是用（乙）方案得到的一条纸带，测得相邻两计数点间的距离如图所示，已知相邻两计数点间的时间间隔为。则小车下滑的加速度 （结果保留2位有效数字），若要验证机械能守恒，则还需要测量的一个量是 。（重力加速度为已知）
【答案】（1）甲；避免滑动摩擦力的影响
（2）
（3）4.8；斜面倾角
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)两种方案中，甲方案好些，理由是：避免滑动摩擦力的影响。
(2)打下第n点的速度为
据机械能守恒定律可得
故要验证的表达式为
(3)利用逐差法可得，小车下滑的加速度为
从B点到E点，据机械能守恒定律可得
其中，、均可利用纸带数据求出，故还需要测量斜面倾角。
【分析】（1）甲方案虽然也有阻力，但阻力影响相对较小。
（2）由下落高度求出减小的重力势能，由两点间平均速度等于瞬时速度，求出增加的动能，验证增加的动能等于减小的势能即可。
（3）由逐差法求出加速度。纸带点可求速度以及运动距离，知道斜面倾角，才可求下落高度。
四、解答题
13．（2022高三上·喀什期末）如图，长为L的平行金属板M、N水平放置，板间距也为L，两板间有方向竖直向下的匀强电场，其右侧空间有宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界竖直。一质量为m、电荷量为q的正电荷以水平向右的初速度v0从M、N板左侧正中进入电场，恰好从N板右端射出电场，且进入磁场后恰好不从磁场右边界射出磁场。不计电荷重力。求：
（1）正电荷穿越电场的时间t；
（2）正电荷穿越电场的过程中，电场力对电荷的冲量大小；
（3）磁感应强度大小。
【答案】（1）解：电荷在电场、磁场中的轨迹如图所示
其中在电场中做类平抛运动，水平方向
可得正电荷穿越电场的时间为
（2）解：正电荷穿越电场做类平抛运动，在竖直方向
解得
由动量定理
解得
（3）解：电荷进入磁场时电荷的速度大小
速度与水平方向的夹角
电荷在磁场中做匀速圆周运动，恰好不从右边界出磁场，则
匀圆运动由牛顿第二定律
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）水平方向匀速直线运动，板长除以速度即可得到时间。
（2）冲量大小等于动量变化量。由运动学公式求出穿出电场竖直方向速度，代入动量定理即可。
（3）粒子在磁场做圆周运动，洛伦兹力提供向心力。画出运动轨迹，结合几何关系可以求出 磁感应强度大小。
14．（2022高三上·喀什期末）轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。P的质量为m，物块P与AB间的动摩擦因数。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。
（1）弹簧长度为L时的弹性势能为多少？
（2）求P到达B点时速度的大小；
（3）求它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离。
【答案】（1）解：由题意，当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，对弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得此时弹簧的弹性势能为①
（2）解：设P到达B点时的速度大小为，由能量守恒定律可得②
联立①②解得③
（3）解：假设P可以通过D点，设其通过D点时的速度大小为vD，对P从B到D的过程，根据机械能守恒定律可得④
联立③④解得⑤
设P能够通过D点的最小速度为v，根据牛顿第二定律有⑥
解得⑦
故假设成立，则P离开D点后做平抛运动，有⑧
⑨
联立⑤⑧⑨可得离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离为⑩
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）弹簧和物块系统机械能守恒，物体重力势能转化为弹簧弹性势能。
（2）从原长到B，由动能定理即可求得 P到达B点时速度的大小。
（3） 物体离开轨道后做平抛运动，由平抛运动规律求出水平位移即为落回到AB上的位置与B点之间的距离 。
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新疆喀什市普通高中2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·喀什期末）2021年7月27日，在东京奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中，中国选手陈芋汐/张家齐夺得冠军。如图为她们刚起跳时、中途动作造型和入水前的三个瞬间。对开始起跳到即将入水的过程，以下说法正确的是（ ）
A．身体上下各部分的位移都相等
B．裁判员评分时能将她们当质点
C．两人重心的加速度几乎一直相同
D．重心上升过程中一直处于超重状态
2．（2022高三上·喀什期末）陀螺是中国民间的一种玩具，为了美观，绕陀螺中心轴对称镶嵌有相同质量、不同颜色的装饰物。如图所示，小朋友抽打陀螺使其转动时，这些装饰物绕中心轴转动的物理量相同的是（ ）
A．线速度 B．向心加速度 C．向心力 D．周期
3．（2022高三上·喀什期末）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接，某同学查找资料得到天和核心舱的轨道半径（视为圆轨道）、绕行周期，另已知万有引力常量。则该同学根据这些数据可以估算出（ ）
A．核心舱的质量 B．地球的质量
C．核心舱所受的万有引力 D．地球表面的重力加速度
4．（2022高三上·喀什期末）如图，在一个负点电荷产生的电场中，一条电场线上有M、N两点．设两点的场强大小分别为EM和EN、电势分别为和，则（ ）
A．EM＞EN，＞ B．EM＞EN，＜
C．EM＜EN，＜ D．EM＜EN，＞
5．（2020·新课标Ⅰ）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ）
A．增加了司机单位面积的受力大小
B．减少了碰撞前后司机动量的变化量
C．将司机的动能全部转换成汽车的动能
D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
6．（2022高三上·喀什期末）如图所示，长条形物块B放在光滑水平面上，B上放物块A。现以外力F使B加速，A相对于B加速较慢。则在此加速过程中，力F做的功等于（ ）
A．物块B增加的动能与物块A增加的动能之和
B．物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和
C．物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和
D．物块A，B增加的总动能与接触面产生的内能之和
二、多选题
7．（2022高三上·喀什期末）如图所示，质量为的光滑小球放置在固定有竖直挡板的斜面上，斜面倾角为，斜面体与水平面间的动摩擦因数为，。用力推竖直挡板，球与斜面体一起沿水平面匀速运动。某时刻撤去力，重力加速度为。则（ ）
A．撤去力前，小球对挡板的压力为
B．撤去力前，小球对挡板的压力为
C．撤去力时，小球只受二个力
D．撤去力时，小球还受三个力
8．（2019·大连模拟）在如图所示的电路中，电源电动势E和内电阻r为定值，R1为滑动变阻器，R2和R3为定值电阻．当R1的滑动触头P从左向右移动时，伏特表V1和V2的示数的增量分别为ΔU1和ΔU2，对ΔU1和ΔU2有（ ）
A． B．
C． D．
9．（2022高三上·喀什期末）有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子（ ）
A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍
B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍
C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍
D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
10．（2022高三上·喀什期末）如图甲所示，M、N为正对竖直放置的平行金属板，A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时，一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点，此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压，时，将带电小球仍从A点由静止释放。小球运动过程中始终未接触极板，则时，小球（ ）
A．在B点上方 B．恰好到达B点 C．速度等于v D．速度小于v
三、实验题
11．（2022高三上·喀什期末）为描绘一只规格为“2.8V，1.6W"的小灯泡的伏安特性曲线，某同学准备了以下器材：
A．干电池组E(电动势3V)
B．滑动变阻器R(最大电阻5Ω)
C．电流表A1(量程0.6A，内阻约0.5Ω)
D．电流表A2(量程3A，内阻约0.1Ω)
E．电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)
F．电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)
G．开关一个，导线若干．
（1）实验应选用的电流表是 ，电压表是 ．(填器材字母序号)
（2）测量电路应采用电流表 (填“内接”或“外接”)法，控制电路应采用滑动变阻器 (填“限流式”或“分压式”)连接．
（3）如图，作出的I一U图像中 (填“a”、“b”或“c”)线比较符合小灯泡的伏安特性曲线．
12．（2022高三上·喀什期末）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行。
（1）两种方案中， （填“甲”或“乙”）方案好些，理由是 。
（2）图（丙）是用（甲）方案得到的一条纸带，0为重物开始下落时打的点。已知相邻两点的时间间隔为，重力加速度为，利用纸带标出的三个下落高度来验证机械能守恒，则要验证的等式是 。
（3）图（丁）是用（乙）方案得到的一条纸带，测得相邻两计数点间的距离如图所示，已知相邻两计数点间的时间间隔为。则小车下滑的加速度 （结果保留2位有效数字），若要验证机械能守恒，则还需要测量的一个量是 。（重力加速度为已知）
四、解答题
13．（2022高三上·喀什期末）如图，长为L的平行金属板M、N水平放置，板间距也为L，两板间有方向竖直向下的匀强电场，其右侧空间有宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界竖直。一质量为m、电荷量为q的正电荷以水平向右的初速度v0从M、N板左侧正中进入电场，恰好从N板右端射出电场，且进入磁场后恰好不从磁场右边界射出磁场。不计电荷重力。求：
（1）正电荷穿越电场的时间t；
（2）正电荷穿越电场的过程中，电场力对电荷的冲量大小；
（3）磁感应强度大小。
14．（2022高三上·喀什期末）轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。P的质量为m，物块P与AB间的动摩擦因数。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。
（1）弹簧长度为L时的弹性势能为多少？
（2）求P到达B点时速度的大小；
（3）求它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】质点；位移与路程；超重与失重
【解析】【解答】A．从竖直起跳到倒立入水，身体形态发生变化，故身体上下各部分的位移不会都相等，A不符合题意；
B．肢体动作对得分有影响，故裁判员评分时不能将她们当质点，B不符合题意；
C．两人动作几乎完全同步，故两人重心的加速度几乎一直相同，C符合题意；
D．重心上升过程中只受重力作用，一直处于完全失重状态，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体大小对于研究的问题可以忽略时，物体可以看成质点。不受支持力，支持力小于重力，是失重。
2．【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心力；向心加速度
【解析】【解答】所有装饰物属于同轴转动，则角速度相等，由
可知周期相同，由
可知装饰物绕中心轴转动的线速度大小相等，但方向不同，向心加速度总是与速度方向垂直，所以向心加速度的方不同，由牛顿第二定律可得向心力的方向不同，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】同轴转动，角速度相等，周期也相等。矢量相同，不仅大小相等，方向也要相同。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】ABC．由引力作为向心力可得
可解得地球质量为
核心舱的质量m会被消去，无法算出，导致核心舱所受的万有引力F无法算出，AC不符合题意，B符合题意；
D．地球表面的重力加速度可表示为
地球半径R未知，故g无法算出，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】万有引力定律可以推出两个等量关系。万有引力等于卫星的向心力，地球表面物体，万有引力等于重力。
4．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】根据负电荷的电场线从无穷远处出发到负电荷终止，可知负电荷应在图中中右侧，则N处电场线较密，场强较大，即EM＜EN，沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线方向由M→N，则＞，因此D符合题意．
故答案为：D
【分析】沿电场线，电势逐渐降低。一条电场线，由于是负的点电荷产生的电场，N点离点电荷比较近，场强更大。
5．【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，A不符合题意；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，B不符合题意；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，C不符合题意；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】人的动量的变化量是一定的，根据动量定理可知，如果增加动量改变的时间，相应的作用力就会减小；接触面积增大，司机受到的压强变小。
6．【答案】D
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AD．根据功能关系可知，力F做的功等于A、B整体动能的增加与系统的摩擦生热，即力F做的功等于物块A、B增加的总动能与接触面产生的内能之和。A不符合题意，D符合题意；
B．摩擦力对A做功等于物块A增加的动能，故物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和等于物块A、B的动能之和，因此力F做的功大于物块B增加的动能与摩擦力对A做功的代数和，B不符合题意；
C．摩擦力对B做负功，故物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和小于物块B增加的动能，因此力F做的功大于物块B增加的动能与摩擦力对B做功的代数和，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】功是能量转化的量度。力做的功除了使AB动能逐渐增大外，还有一部分转为它们之间的内能。有相对运动，就会生热。
7．【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．撤去力前，小球做匀速直线运动，小球受到的重力mg可分解为垂直斜面方向的力F1=
垂直挡板方向的F2=
小球对挡板的压力等于小球重力在垂直挡板方向的分力，即
F2=
A不符合题意，B符合题意；
CD．撤去力时，设挡板对小球没有作用力，小球只受到重力，斜面支持力作用，与斜面一起减速前进，对小球由牛顿第二定律可得
如果整体能够一起向左减速，则
联立可得
与题意相符，所以小球与挡板间无弹力，撤去力时，小球还受二个力，D不符合题意，C符合题意。
故答案为：BC。
【分析】匀速运动是平衡状态，对物体受力分析。由平行四边形法则，得到各个力的大小。撤去挡板，由受力分析结合牛顿第二定律得到球受力个数。
8．【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】根据闭合电路欧姆定律可知：
结合公式可知 > ，A对；B不符合题意
当R1的滑动触头P从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V2增大，由于路端电压减小，所以电压表V1变小，则知ΔU2>0，ΔU1 <0，C不符合题意；D对
故答案为：AD
【分析】滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用公式分析电容电荷量的变化。
9．【答案】A,C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ中磁场磁感应强度B1是Ⅱ中磁场磁感应强度B2的k倍。由qvB＝
得r＝∝
即Ⅱ中电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍，A符合题意；
B．由F合＝ma得a＝＝∝B
所以＝
B不符合题意；
C．由T＝
得T∝r
所以＝k
C符合题意；
D．由ω＝得＝＝
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】在磁场中，洛伦兹力提供圆周运动向心力。结合圆周运动相关概念即可求解。
10．【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】0 T期间由静止释放该小球在竖直方向上依然做自由落体运动；假设小球带正电，在水平方向上向右加速运动，先向右减速运动，再反向向左做加速度，3T4 T做减速运动，合运动折线回到B点，小球到达B点的速度为v；BC符合题意。
故答案为：BC。
【分析】一个周期内，正向电压和反向电压作用时间相同。根据运动学公式，水平方向最终速度为零，只有竖直速度且水平方向位移也为零。
11．【答案】（1）C(或A1)；E(或V1)
（2）外接；分压式
（3）a
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)由于小灯泡的额定电压为2.8V，所以电压表应选：E，小灯泡的额定电流为：，所以电流表应选：C；
(2)由于小灯泡的电阻较小，所以电流表用外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线时小灯泡电压从0开始变化，所以滑动变阻器用分压式；
(3)由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，I-U图象的斜率的倒数，所以I一U图像中a线比较符合小灯泡的伏安特性曲线．
【分析】（1）电表量程小，精确度高。但待测电流电压不能超过量程。安全是首先要考虑的，精确度第二考虑。
（2）小阻值采用外接法，测量结果偏小。得到更多数据且从零开始连续调节，故滑动变阻器采用分压式连接。
（3）灯泡电阻由于发热，阻值越来越大，由欧姆定律，图像上点与原点连线斜率倒数表示电阻。
12．【答案】（1）甲；避免滑动摩擦力的影响
（2）
（3）4.8；斜面倾角
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)两种方案中，甲方案好些，理由是：避免滑动摩擦力的影响。
(2)打下第n点的速度为
据机械能守恒定律可得
故要验证的表达式为
(3)利用逐差法可得，小车下滑的加速度为
从B点到E点，据机械能守恒定律可得
其中，、均可利用纸带数据求出，故还需要测量斜面倾角。
【分析】（1）甲方案虽然也有阻力，但阻力影响相对较小。
（2）由下落高度求出减小的重力势能，由两点间平均速度等于瞬时速度，求出增加的动能，验证增加的动能等于减小的势能即可。
（3）由逐差法求出加速度。纸带点可求速度以及运动距离，知道斜面倾角，才可求下落高度。
13．【答案】（1）解：电荷在电场、磁场中的轨迹如图所示
其中在电场中做类平抛运动，水平方向
可得正电荷穿越电场的时间为
（2）解：正电荷穿越电场做类平抛运动，在竖直方向
解得
由动量定理
解得
（3）解：电荷进入磁场时电荷的速度大小
速度与水平方向的夹角
电荷在磁场中做匀速圆周运动，恰好不从右边界出磁场，则
匀圆运动由牛顿第二定律
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）水平方向匀速直线运动，板长除以速度即可得到时间。
（2）冲量大小等于动量变化量。由运动学公式求出穿出电场竖直方向速度，代入动量定理即可。
（3）粒子在磁场做圆周运动，洛伦兹力提供向心力。画出运动轨迹，结合几何关系可以求出 磁感应强度大小。
14．【答案】（1）解：由题意，当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，对弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得此时弹簧的弹性势能为①
（2）解：设P到达B点时的速度大小为，由能量守恒定律可得②
联立①②解得③
（3）解：假设P可以通过D点，设其通过D点时的速度大小为vD，对P从B到D的过程，根据机械能守恒定律可得④
联立③④解得⑤
设P能够通过D点的最小速度为v，根据牛顿第二定律有⑥
解得⑦
故假设成立，则P离开D点后做平抛运动，有⑧
⑨
联立⑤⑧⑨可得离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离为⑩
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）弹簧和物块系统机械能守恒，物体重力势能转化为弹簧弹性势能。
（2）从原长到B，由动能定理即可求得 P到达B点时速度的大小。
（3） 物体离开轨道后做平抛运动，由平抛运动规律求出水平位移即为落回到AB上的位置与B点之间的距离 。
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