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内蒙古呼和浩特市2022-2023学年高三上学期物理质量普查调研考试试卷
一、单选题
1．（2023高三上·呼和浩特期末）做下列运动的物体，能够当做质点的是（ ）
A．在空中做匀速直线运动的飞机
B．草原上，风车工作时，转动的叶片
C．自转的地球
D．在空中做旋转动作的自由体操运动员
【答案】A
【知识点】质点
【解析】【解答】A．在空中做匀速直线运动的飞机，飞机的形状大小可以忽略不计，飞机能够看成质点，A符合题意；
B．草原上，风车工作时，转动的叶片，叶片的形状大小不可以忽略不计，叶片不能看成质点，B不符合题意；
C．自转的地球，地球的形状大小不可以忽略不计，地球不能看成质点，C不符合题意；
D．在空中做旋转动作的自由体操运动员，运动员的形状大小不可以忽略不计，运动员不能看成质点，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体的大小和形状对问题的研究没有影响时该物体可看做质点。
2．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，物体m被三根不可伸长的轻绳系着，处于静止状态。已知OA与OB等长，角AOB为60°。现将A点向左移动，使角AOB变为120°，再次静止。则前后二次OA绳受到的拉力之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】根据对称性，OA与OB段绳所受拉力大小相等，第一次对物体与结点O进行分析有 ，解得 ，第二次对物体与结点O进行分析有 ，解得 ，则有
故答案为：C。
【分析】分别对两次物体和结点进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出前后二次OA绳受到的拉力之比。
3．（2023高三上·呼和浩特期末）为了研究物体超重和失重现象，小宇同学在竖直升降的电梯中，利用传感器测量自己对电梯的压力大小，人与电梯相对静止。对收集到的数据进行分析，处理，抽象。画出它受到的支持力随时间变化的图像，如图所示是其从静止开始，到静止的一个过程。由图可以判断（ ）
A．电梯一定在上升，时刻人处于失重状态，时刻处于超重状态
B．电梯一定在上升，时刻人处于超重状态，时刻处于失重状态
C．电梯一定在下降，时刻人处于失重状态，时刻处于超重状态
D．电梯一定在下降，时刻人处于超重状态，时刻处于失重状态
【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】传感器测量对电梯的压力大小即为视重，最后静止时视重等于实重，可知第一阶段视重大于实重处于超重状态，则加速度向上，人从静止开始运动，则电梯一定在上升，且 时刻人处于超重状态； 时刻视重小于实重，则人处于失重状态。
故答案为：B。
【分析】当物体对接触面的压力大于重力时处于超重，此时物体具有向上的加速度，当视重小于实重时处于失重。
4．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连。开始时开关闭合，一带电油滴沿两极板中心线方向以某一初速度射入，恰好沿中心线通过电容器。则下列判断正确的是（ ）
A．保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子仍能沿原中心线通过电容器
B．保持开关闭合，将B板竖直向下平移一小段距离，粒子在穿过板间时电势能不断减小
C．断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子在穿过板间时电势能不变
D．断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子可能打在电容器的A板上
【答案】C
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A．开始时，粒子能沿直线飞过两板，可知粒子受向下的重力和向上的电场力，二力平衡，粒子带负电；若保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，根据E= 可知，两板间场强变大，粒子所受向上的电场力变大，粒子向上偏转，则粒子可能打在电容器的A板上，A不符合题意；
B．若保持开关闭合，将B板竖直向下平移一小段距离，根据E= 可知，两板间场强变小，粒子所受向上的电场力变小，粒子向下偏转，电势降低，由于粒子带负电，粒子在穿过板间时电势能不断增大，B不符合题意；
CD．断开开关，则两板带电荷量不变，根据C= ，E= ，以及C= 可知E=
则将B板竖直向上平移或向下平移一小段距离，两板间场强不变，粒子所受电场力不变，则粒子仍能沿原中心线通过电容器，粒子在穿过板间时电势能不变，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】粒子在两极板间做直线运动时根据合力与速度在一条直线上得到粒子的电性，开关闭合时利用匀强电场电场强度的表达式和粒子在偏转电场中的运动得出粒子能否打在A板上，开关断开时根据电容器的定义式以及决定式和匀强电场电场强度的表达式得出两极板间电场强度的表达式，利用功能关系得出电势能的变化情况。
5．（2023高三上·呼和浩特期末）甲、乙两车行驶在同一条平直公路上，时刻，二车并排行驶。其v—t图像，如图所示，则（ ）
A．再次并排行驶时，距时刻10m
B．时，二车再次并排行驶
C．再次并排行驶时，甲车速度为30m/s
D．s时，二车相距10m
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；运动学v-t 图像
【解析】【解答】AB．甲乙的加速度分别为 ， ，令 ，历时t0再次相遇，则有 ，解得 ， ，即 时，二车再次并排行驶，此时距 时刻80m，AB不符合题意；
C．根据上述再次并排行驶时，甲车速度 ，C不符合题意；
D． s时，二车相距 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移，结合匀变速直线运动的位移与时间的关系以及速度与时间的关系进行分析判断。
二、多选题
6．（2023高三上·呼和浩特期末）关于运动的合成与分解以及受力，下列判断正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，合外力与速度不共线，大小一定不变
B．二个直线运动的合运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动
C．二个初速度为零的匀加速直线运动，其合运动一定是匀加速直线运动
D．二个直线运动的合运动，合运动速度大小可能大于、可能等于、也可能小于一个分运动速度的大小
【答案】B,D
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】A．做曲线运动的物体，合外力与速度不共线，但大小可以变化，A不符合题意；
B．二个直线运动的合运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动，比如二个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动是曲线运动，B符合题意；
C．二个初速度为零的匀加速直线运动，如果两个分运动共线，且加速度大小相等，方向相反，则合加速度为零，合运动处于静止状态，C不符合题意；
D．二个直线运动的合运动，根据平行四边形定则可知，合运动速度大小可能大于、可能等于、也可能小于一个分运动速度的大小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】当物体做曲线运动时合力与速度不在一条直线上，结合运动的合成以及平行四边形定则进行分析判断。
7．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，A、B、C三个材质相同的小物体放在匀速转动的水平圆台上，始终与平台保持相对静止。已知A的半径是，B和C半径均为，A、B、C三个小物体质量之比为，则（ ）
A．小物体A的线速度最大，加速度也最大
B．小物体C的线速度最大，加速度也最大
C．小物体A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大
D．若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动
【答案】A,C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动
【解析】【解答】AB．由题意，根据 ， ，三个小物体随水平圆台一起转动角速度 相同，则转动的半径 越大，线速度越大，加速度也最大，所以A的线速度最大，加速度也最大，A符合题意，B不符合题意；
C．小物体随水平圆台一起转动所需向心力与静摩擦力来提供，设A、B、C三个小物体质量分别为 ， ， ；则有 ， ， ，可知A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大，C符合题意；
D．当转台转速逐渐增大，物块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，对A有 ，解得A发生相对滑动的临界角速度为 ，对B有 ，解得B发生相对滑动的临界角速度为 ，对C有 ，解得C发生相对滑动的临界角速度为 ，可知A发生相对滑动的临界角速度最小，若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】同轴转动各点的角速度相等，结合线速度与角速度的关系以及向心加速度和角速度的关系判断给单线速度和向心加速度的大小关系，通过最大静摩擦力提供向心力得出C发生相对滑动的临界角速度。
8．（2023高三上·呼和浩特期末）将一个质量为m的小球以初速度竖直向上抛出，如图所示。由于强风影响，小球到达最高点时其速度方向水平向右，大小为v，此时比抛出点高H。在此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球抛出时，重力的瞬间功率为
B．小球到达最高点时，重力的瞬间功率为
C．在此过程中，合外力做功
D．在此过程中，除了重力，其它力做的总功为
【答案】A,D
【知识点】功率及其计算；动能与动能定理的理解
【解析】【解答】A．小球抛出时，竖直方向速度为v0，方向与重力方向相反，根据瞬时功率定义可知此时重力功率为 ，A符合题意；
B．小球到达最高点时，竖直方向速度为0，根据瞬时功率定义可知此时重力功率大小为 ，B不符合题意；
C．根据动能定理，合外力做功为 ，C不符合题意；
D．重力做功为 ，根据动能定理可得 ，解得除了重力，其它力做的总功为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据瞬时功率的表达式得出重力的瞬时功率，结合动能定理得出重力和其他里做的总功。
9．（2023高三上·呼和浩特期末）一个质量为m小物体，静止在水平地面上。当受到一个水平外力F作用时，物体会静止或做加速直线运动。随着水平外力大小变化，其加速度a也随之发生改变。如图是a和F的变化关系图像（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取），则（ ）
A．物体质量1kg
B．物体所受滑动摩擦力大小为2N
C．该图像斜率表示物体的质量
D．当时，物体的加速度大小为2m/s2
【答案】A,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；牛顿第二定律
【解析】【解答】AC．由牛顿第二定律 ，可得 ，故图像的斜率表示 ，是物体质量的倒数，C不符合题意；由图像得 ，故物体质量为1kg，A符合题意；
B．由图像知，当 时，物体的加速度为零，说明物体保持静止状态；当F>1N时，物体放开始加速运动，故物体所受滑动摩擦力大小为1N，B不符合题意；
D．由图像可知，当 时，物体的加速度大小为2m/s2，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据牛顿第二定律得出a-F的表达式结合图像得出物体的质量，结合最大静摩擦力和滑动摸出来的大小关系得出物体受到的摩擦力以及物体的加速度。
10．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，水平传送带水平部分长6m，左端A点，右端B点。一个质量的小物体从A点，以4m/s的初速度水平向右滑上传送带。它与传送带之间的动摩擦因数为0.1，g取，则下列判断正确的是（ ）
A．若传送带静止不动，则小物体到达B点的速度大小为2m/s
B．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点的速度为5m/s
C．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点，摩擦生热为0.25J
D．若传送带以6m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点的动能为9J
【答案】A,B,C
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能与动能定理的理解
【解析】【解答】A．若传送带静止不动，根据小物体的受力可知，小物体向右做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知 ，解得 ，方向向左，根据匀变速直线运动速度位移关系可知 ，解得 ，A符合题意；
B．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，根据小物体的受力可知，小物体先向右做匀加速直线运动，加速度大小不变，当小物体速度与传送带速度相同时，根据匀变速直线运动运动规律可知 ，代入数据解得 ，故小物体先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，B符合题意；
C．由上分析可知，小物体从A滑到B点，摩擦生热为 ，解得 ，C符合题意；
D．若传送带以6m/s顺时针匀速转动，根据小物体的受力可知，小物体先向右做匀加速直线运动，当小物体速度与传送带速度相同时，根据匀变速直线运动运动规律可知 ，代入数据解得 ，传送带水平部分长6m，故小物体在传送带上一直做匀加速直线运动，故根据动能定理可知 ，解得 ，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】物块在传送带上进行受力分析，根据受力分析以及牛顿第二定律得出物块的加速度，结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与速度的关系得出小物体到B点的速度，结合功能关系得出摩擦产生的热量，利用匀变速直线运动的的位移与时间的关系以及动能定理得出从A滑到B点的动能 。
三、实验题
11．（2023高三上·呼和浩特期末）在“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：
A．水平放置木板，四个图钉固定一张白纸，橡皮筋一端固定，另一端连两条细绳，通过细绳同时用二个弹簧测力计互成角度拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳结点到达某一位置O；
B．记录O点位置，记录二个弹簧测力计读数和；
C．白纸上画力的比例尺，按比例画出二个力的图示，由平行四边形定则画出理论合力F；
D．只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋拉成同样长度，记录弹簧测力计的读数F，，记录细绳方向，按上面比例尺画出实际上的合力；
E．比较F和的大小方向，验证定则，改变拉力大小方向，重复上面步骤，得出正确结论，并分析总结，尝试创新改进。
（1）上面步骤，共有二个步骤有漏洞，分别是 和 （选填字母）。补充内容为 和 ；
（2） 和的图示如果画在坐标纸上，如图所示。坐标纸上每格边长表示1N，则的大小为 N，合力大小为 N，方向与夹角为 ；
（3）本实验采用的科学方法是______
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
【答案】（1）B；D；记录 和 方向；拉到O点位置
（2）；7；
（3）B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）上面步骤，共有二个步骤有漏洞，一是B。二是D。记录O点位置，在记录二个弹簧测力计读数 和 的同时并记录 和 的方向。只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋拉成同样长度到O点位置。
（2）坐标纸上每格边长表示1N，则 的大小为 ，合力大小由平行四边形定则作图，如图所示，测量可得合力大小为F=7N
设合力方向与 夹角为θ，则有 ，
（3） 和 共同作用的效果与一个力作用的效果相同，因此本实验采用的科学方法是等效替代法，AC不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）根据 “验证力的平行四边形定则”实验原理以及注意事项补充完整实验步骤；
（2）根据力的合成以及力的图示得出 的大小 和合力的大小；
（3）“验证力的平行四边形定则”实验中采用等效替代法。
12．（2023高三上·呼和浩特期末）在“利用打点计时器研究匀加速直线运动”实验中，某同学对同一个运动重复实验，得到二条纸带。由于打出的点间隔近，该同学每隔四个点做为一个计数点，以便分析计算。用刻度尺测量相邻点间距，发现二条纸带有一组数据不同，如图所示（已知打点计时器电压220V频率50Hz，（测量结果保留二位有效数字）：
（1）通过匀加速直线运动规律判断，测量错误的纸带是 ；（选填“甲”或“乙”）
（2）D点速度大小为 ；
（3）匀加速直线运动的加速度大小为 。
【答案】（1）甲
（2）
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）做匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移相等，即满足 ，甲纸带AB段、BC段、CD段、DE段各段与相连的前一段差值均为0.51cm，而EF段与DE段差值为0.62cm，不满足匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移相等的规律，故甲纸带出现测量错误。
（2）每隔四个点做为一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔为 ，
选择乙纸带研究，D点为CE段中间时刻，则有
（3）选择乙纸带研究，由逐差法可得加速度大小为
【分析】（1）匀变速直线运动的相同时间间隔内的位移差相等，从分析两条纸袋；
（2）根据打点时间间隔得出相邻计数点的时间间隔；
（3）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出加速度的大小。
四、解答题
13．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，粗糙水平面与光滑斜面在C点处相连，物体通过C点时速度大小不变。一个质量为的物体，由静止从光滑斜面上的A点自由释放，做初速度为零的匀加速直线运动，经过C点进入水平面，到达B点停止运动。已知A点与水平面高度差，斜面倾角53度，物体与水平面间动摩擦因数为0.5，求：
（1）经过C点的速度，从A到C所用的时间；
（2）如果从B点施加一个水平推力F，到C点撤去F，物体由于惯性恰好能到A点，求力F。
【答案】（1）解：由动能定理可得
解得
由 ，
解得
（2）解：物体由A到B的过程
物体由B到A的过程
解得
【知识点】功能关系；动能与动能定理的理解
【解析】【分析】（1）A动C的过程根据动能定理得出C点的速度，结合几何关系以及匀变速直线运动的平均速度的表达式得出A到C的时间；
（2）物体从A到B和B到A的过程根据功能关系和滑动摩擦力的表达式得出F的大小。
14．（2023高三上·呼和浩特期末）2022年6月5日，质量为60kg的刘洋与另二位宇航员乘长征火箭，到达中国空间站“天和核心舱”。该空间站距离地表388.6km，可以认为做匀速圆周运动。已知地球半径6400km，g取，G取。
（1）如果天和空间站做匀速圆周运动的半径可近似为6400km，万有引力与地表重力等大。其线速度大小？该速度比其实际线速度？（选“大”或“小”或“相同”）进而求得其周期是多少？刘洋受到的向心力大小；
（2）如果空间站实际线速度为7.8km/s，求地球质量。
【答案】（1）解：由题知
得
由万有引力提供向心力可得 ，
又有 ，
可知v>v＇，即该速度比其实际线速度大。
由
得
刘洋受到的向心力大小
（2）解：由万有引力提供向心力可得
解得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）根据万有引力等于向心力以及重力等于向心力得出时间的线速度以及其周期，根据重力等于向心力得出 刘洋受到的向心力 ；
（2）根据万有引力提供向心力得出地球的质量。
15．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，质量为m、带电荷量为+q的粒子在匀强电场中的A点时速度大小为，方向与电场线平行，在B点时速度大小为，方向与电场线垂直。求： A、B两点间的电势差；电场强度E的大小。
【答案】解：水平方向用动量定理有
竖直方向用动量定理有
联立解得
A、B水平距离为
解得
A、B两点间的电势差 为
【知识点】动量定理；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】在水平方向和竖直方向根据动量定律得出电场强度的表达式，结合匀强电场电场强度的表达式得出AB两点间的电势差。
16．（2023高三上·呼和浩特期末）如图左所示，光滑水平面上，小物体A以1.2v的速度向右运动，在其运动正前方有一与A大小相同的物体B静止。A和B发生弹性碰撞。已知物体B的质量为m，碰后物体A的速度大小为0.8v，方向不变。求：
（1）物体A的质量和碰后物体B的速度；
（2）若物体A以相同速度碰物体B时，B的左侧连有一个处于原长状态的轻弹簧，如图右所示，则弹簧弹性势能的最大值及此时A的速度。
【答案】（1）解：由动量守恒定律
由能量守恒定律
解得
（2）解：弹簧压至弹性势能最大位置处时，由动量守恒定律可知
由机械能守恒定律可知
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）AB碰撞的而过程根据动量守恒以及动能不变得出A的质量和B的速度；
（2） 弹簧压至弹性势能最大位置处时，由动量守恒定律 和机械能守恒定律得出弹性势能的最大值以及共同的速度。
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内蒙古呼和浩特市2022-2023学年高三上学期物理质量普查调研考试试卷
一、单选题
1．（2023高三上·呼和浩特期末）做下列运动的物体，能够当做质点的是（ ）
A．在空中做匀速直线运动的飞机
B．草原上，风车工作时，转动的叶片
C．自转的地球
D．在空中做旋转动作的自由体操运动员
2．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，物体m被三根不可伸长的轻绳系着，处于静止状态。已知OA与OB等长，角AOB为60°。现将A点向左移动，使角AOB变为120°，再次静止。则前后二次OA绳受到的拉力之比为（ ）
A． B． C． D．
3．（2023高三上·呼和浩特期末）为了研究物体超重和失重现象，小宇同学在竖直升降的电梯中，利用传感器测量自己对电梯的压力大小，人与电梯相对静止。对收集到的数据进行分析，处理，抽象。画出它受到的支持力随时间变化的图像，如图所示是其从静止开始，到静止的一个过程。由图可以判断（ ）
A．电梯一定在上升，时刻人处于失重状态，时刻处于超重状态
B．电梯一定在上升，时刻人处于超重状态，时刻处于失重状态
C．电梯一定在下降，时刻人处于失重状态，时刻处于超重状态
D．电梯一定在下降，时刻人处于超重状态，时刻处于失重状态
4．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连。开始时开关闭合，一带电油滴沿两极板中心线方向以某一初速度射入，恰好沿中心线通过电容器。则下列判断正确的是（ ）
A．保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子仍能沿原中心线通过电容器
B．保持开关闭合，将B板竖直向下平移一小段距离，粒子在穿过板间时电势能不断减小
C．断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子在穿过板间时电势能不变
D．断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子可能打在电容器的A板上
5．（2023高三上·呼和浩特期末）甲、乙两车行驶在同一条平直公路上，时刻，二车并排行驶。其v—t图像，如图所示，则（ ）
A．再次并排行驶时，距时刻10m
B．时，二车再次并排行驶
C．再次并排行驶时，甲车速度为30m/s
D．s时，二车相距10m
二、多选题
6．（2023高三上·呼和浩特期末）关于运动的合成与分解以及受力，下列判断正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，合外力与速度不共线，大小一定不变
B．二个直线运动的合运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动
C．二个初速度为零的匀加速直线运动，其合运动一定是匀加速直线运动
D．二个直线运动的合运动，合运动速度大小可能大于、可能等于、也可能小于一个分运动速度的大小
7．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，A、B、C三个材质相同的小物体放在匀速转动的水平圆台上，始终与平台保持相对静止。已知A的半径是，B和C半径均为，A、B、C三个小物体质量之比为，则（ ）
A．小物体A的线速度最大，加速度也最大
B．小物体C的线速度最大，加速度也最大
C．小物体A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大
D．若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动
8．（2023高三上·呼和浩特期末）将一个质量为m的小球以初速度竖直向上抛出，如图所示。由于强风影响，小球到达最高点时其速度方向水平向右，大小为v，此时比抛出点高H。在此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球抛出时，重力的瞬间功率为
B．小球到达最高点时，重力的瞬间功率为
C．在此过程中，合外力做功
D．在此过程中，除了重力，其它力做的总功为
9．（2023高三上·呼和浩特期末）一个质量为m小物体，静止在水平地面上。当受到一个水平外力F作用时，物体会静止或做加速直线运动。随着水平外力大小变化，其加速度a也随之发生改变。如图是a和F的变化关系图像（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取），则（ ）
A．物体质量1kg
B．物体所受滑动摩擦力大小为2N
C．该图像斜率表示物体的质量
D．当时，物体的加速度大小为2m/s2
10．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，水平传送带水平部分长6m，左端A点，右端B点。一个质量的小物体从A点，以4m/s的初速度水平向右滑上传送带。它与传送带之间的动摩擦因数为0.1，g取，则下列判断正确的是（ ）
A．若传送带静止不动，则小物体到达B点的速度大小为2m/s
B．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点的速度为5m/s
C．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点，摩擦生热为0.25J
D．若传送带以6m/s顺时针匀速转动，小物体从A滑到B点的动能为9J
三、实验题
11．（2023高三上·呼和浩特期末）在“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：
A．水平放置木板，四个图钉固定一张白纸，橡皮筋一端固定，另一端连两条细绳，通过细绳同时用二个弹簧测力计互成角度拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳结点到达某一位置O；
B．记录O点位置，记录二个弹簧测力计读数和；
C．白纸上画力的比例尺，按比例画出二个力的图示，由平行四边形定则画出理论合力F；
D．只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋拉成同样长度，记录弹簧测力计的读数F，，记录细绳方向，按上面比例尺画出实际上的合力；
E．比较F和的大小方向，验证定则，改变拉力大小方向，重复上面步骤，得出正确结论，并分析总结，尝试创新改进。
（1）上面步骤，共有二个步骤有漏洞，分别是 和 （选填字母）。补充内容为 和 ；
（2） 和的图示如果画在坐标纸上，如图所示。坐标纸上每格边长表示1N，则的大小为 N，合力大小为 N，方向与夹角为 ；
（3）本实验采用的科学方法是______
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
12．（2023高三上·呼和浩特期末）在“利用打点计时器研究匀加速直线运动”实验中，某同学对同一个运动重复实验，得到二条纸带。由于打出的点间隔近，该同学每隔四个点做为一个计数点，以便分析计算。用刻度尺测量相邻点间距，发现二条纸带有一组数据不同，如图所示（已知打点计时器电压220V频率50Hz，（测量结果保留二位有效数字）：
（1）通过匀加速直线运动规律判断，测量错误的纸带是 ；（选填“甲”或“乙”）
（2）D点速度大小为 ；
（3）匀加速直线运动的加速度大小为 。
四、解答题
13．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，粗糙水平面与光滑斜面在C点处相连，物体通过C点时速度大小不变。一个质量为的物体，由静止从光滑斜面上的A点自由释放，做初速度为零的匀加速直线运动，经过C点进入水平面，到达B点停止运动。已知A点与水平面高度差，斜面倾角53度，物体与水平面间动摩擦因数为0.5，求：
（1）经过C点的速度，从A到C所用的时间；
（2）如果从B点施加一个水平推力F，到C点撤去F，物体由于惯性恰好能到A点，求力F。
14．（2023高三上·呼和浩特期末）2022年6月5日，质量为60kg的刘洋与另二位宇航员乘长征火箭，到达中国空间站“天和核心舱”。该空间站距离地表388.6km，可以认为做匀速圆周运动。已知地球半径6400km，g取，G取。
（1）如果天和空间站做匀速圆周运动的半径可近似为6400km，万有引力与地表重力等大。其线速度大小？该速度比其实际线速度？（选“大”或“小”或“相同”）进而求得其周期是多少？刘洋受到的向心力大小；
（2）如果空间站实际线速度为7.8km/s，求地球质量。
15．（2023高三上·呼和浩特期末）如图所示，质量为m、带电荷量为+q的粒子在匀强电场中的A点时速度大小为，方向与电场线平行，在B点时速度大小为，方向与电场线垂直。求： A、B两点间的电势差；电场强度E的大小。
16．（2023高三上·呼和浩特期末）如图左所示，光滑水平面上，小物体A以1.2v的速度向右运动，在其运动正前方有一与A大小相同的物体B静止。A和B发生弹性碰撞。已知物体B的质量为m，碰后物体A的速度大小为0.8v，方向不变。求：
（1）物体A的质量和碰后物体B的速度；
（2）若物体A以相同速度碰物体B时，B的左侧连有一个处于原长状态的轻弹簧，如图右所示，则弹簧弹性势能的最大值及此时A的速度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】质点
【解析】【解答】A．在空中做匀速直线运动的飞机，飞机的形状大小可以忽略不计，飞机能够看成质点，A符合题意；
B．草原上，风车工作时，转动的叶片，叶片的形状大小不可以忽略不计，叶片不能看成质点，B不符合题意；
C．自转的地球，地球的形状大小不可以忽略不计，地球不能看成质点，C不符合题意；
D．在空中做旋转动作的自由体操运动员，运动员的形状大小不可以忽略不计，运动员不能看成质点，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体的大小和形状对问题的研究没有影响时该物体可看做质点。
2．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】根据对称性，OA与OB段绳所受拉力大小相等，第一次对物体与结点O进行分析有 ，解得 ，第二次对物体与结点O进行分析有 ，解得 ，则有
故答案为：C。
【分析】分别对两次物体和结点进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出前后二次OA绳受到的拉力之比。
3．【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】传感器测量对电梯的压力大小即为视重，最后静止时视重等于实重，可知第一阶段视重大于实重处于超重状态，则加速度向上，人从静止开始运动，则电梯一定在上升，且 时刻人处于超重状态； 时刻视重小于实重，则人处于失重状态。
故答案为：B。
【分析】当物体对接触面的压力大于重力时处于超重，此时物体具有向上的加速度，当视重小于实重时处于失重。
4．【答案】C
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A．开始时，粒子能沿直线飞过两板，可知粒子受向下的重力和向上的电场力，二力平衡，粒子带负电；若保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，根据E= 可知，两板间场强变大，粒子所受向上的电场力变大，粒子向上偏转，则粒子可能打在电容器的A板上，A不符合题意；
B．若保持开关闭合，将B板竖直向下平移一小段距离，根据E= 可知，两板间场强变小，粒子所受向上的电场力变小，粒子向下偏转，电势降低，由于粒子带负电，粒子在穿过板间时电势能不断增大，B不符合题意；
CD．断开开关，则两板带电荷量不变，根据C= ，E= ，以及C= 可知E=
则将B板竖直向上平移或向下平移一小段距离，两板间场强不变，粒子所受电场力不变，则粒子仍能沿原中心线通过电容器，粒子在穿过板间时电势能不变，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】粒子在两极板间做直线运动时根据合力与速度在一条直线上得到粒子的电性，开关闭合时利用匀强电场电场强度的表达式和粒子在偏转电场中的运动得出粒子能否打在A板上，开关断开时根据电容器的定义式以及决定式和匀强电场电场强度的表达式得出两极板间电场强度的表达式，利用功能关系得出电势能的变化情况。
5．【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；运动学v-t 图像
【解析】【解答】AB．甲乙的加速度分别为 ， ，令 ，历时t0再次相遇，则有 ，解得 ， ，即 时，二车再次并排行驶，此时距 时刻80m，AB不符合题意；
C．根据上述再次并排行驶时，甲车速度 ，C不符合题意；
D． s时，二车相距 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移，结合匀变速直线运动的位移与时间的关系以及速度与时间的关系进行分析判断。
6．【答案】B,D
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】A．做曲线运动的物体，合外力与速度不共线，但大小可以变化，A不符合题意；
B．二个直线运动的合运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动，比如二个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动是曲线运动，B符合题意；
C．二个初速度为零的匀加速直线运动，如果两个分运动共线，且加速度大小相等，方向相反，则合加速度为零，合运动处于静止状态，C不符合题意；
D．二个直线运动的合运动，根据平行四边形定则可知，合运动速度大小可能大于、可能等于、也可能小于一个分运动速度的大小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】当物体做曲线运动时合力与速度不在一条直线上，结合运动的合成以及平行四边形定则进行分析判断。
7．【答案】A,C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动
【解析】【解答】AB．由题意，根据 ， ，三个小物体随水平圆台一起转动角速度 相同，则转动的半径 越大，线速度越大，加速度也最大，所以A的线速度最大，加速度也最大，A符合题意，B不符合题意；
C．小物体随水平圆台一起转动所需向心力与静摩擦力来提供，设A、B、C三个小物体质量分别为 ， ， ；则有 ， ， ，可知A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大，C符合题意；
D．当转台转速逐渐增大，物块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，对A有 ，解得A发生相对滑动的临界角速度为 ，对B有 ，解得B发生相对滑动的临界角速度为 ，对C有 ，解得C发生相对滑动的临界角速度为 ，可知A发生相对滑动的临界角速度最小，若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】同轴转动各点的角速度相等，结合线速度与角速度的关系以及向心加速度和角速度的关系判断给单线速度和向心加速度的大小关系，通过最大静摩擦力提供向心力得出C发生相对滑动的临界角速度。
8．【答案】A,D
【知识点】功率及其计算；动能与动能定理的理解
【解析】【解答】A．小球抛出时，竖直方向速度为v0，方向与重力方向相反，根据瞬时功率定义可知此时重力功率为 ，A符合题意；
B．小球到达最高点时，竖直方向速度为0，根据瞬时功率定义可知此时重力功率大小为 ，B不符合题意；
C．根据动能定理，合外力做功为 ，C不符合题意；
D．重力做功为 ，根据动能定理可得 ，解得除了重力，其它力做的总功为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据瞬时功率的表达式得出重力的瞬时功率，结合动能定理得出重力和其他里做的总功。
9．【答案】A,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；牛顿第二定律
【解析】【解答】AC．由牛顿第二定律 ，可得 ，故图像的斜率表示 ，是物体质量的倒数，C不符合题意；由图像得 ，故物体质量为1kg，A符合题意；
B．由图像知，当 时，物体的加速度为零，说明物体保持静止状态；当F>1N时，物体放开始加速运动，故物体所受滑动摩擦力大小为1N，B不符合题意；
D．由图像可知，当 时，物体的加速度大小为2m/s2，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据牛顿第二定律得出a-F的表达式结合图像得出物体的质量，结合最大静摩擦力和滑动摸出来的大小关系得出物体受到的摩擦力以及物体的加速度。
10．【答案】A,B,C
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能与动能定理的理解
【解析】【解答】A．若传送带静止不动，根据小物体的受力可知，小物体向右做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知 ，解得 ，方向向左，根据匀变速直线运动速度位移关系可知 ，解得 ，A符合题意；
B．若传送带以5m/s顺时针匀速转动，根据小物体的受力可知，小物体先向右做匀加速直线运动，加速度大小不变，当小物体速度与传送带速度相同时，根据匀变速直线运动运动规律可知 ，代入数据解得 ，故小物体先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，B符合题意；
C．由上分析可知，小物体从A滑到B点，摩擦生热为 ，解得 ，C符合题意；
D．若传送带以6m/s顺时针匀速转动，根据小物体的受力可知，小物体先向右做匀加速直线运动，当小物体速度与传送带速度相同时，根据匀变速直线运动运动规律可知 ，代入数据解得 ，传送带水平部分长6m，故小物体在传送带上一直做匀加速直线运动，故根据动能定理可知 ，解得 ，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】物块在传送带上进行受力分析，根据受力分析以及牛顿第二定律得出物块的加速度，结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与速度的关系得出小物体到B点的速度，结合功能关系得出摩擦产生的热量，利用匀变速直线运动的的位移与时间的关系以及动能定理得出从A滑到B点的动能 。
11．【答案】（1）B；D；记录 和 方向；拉到O点位置
（2）；7；
（3）B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）上面步骤，共有二个步骤有漏洞，一是B。二是D。记录O点位置，在记录二个弹簧测力计读数 和 的同时并记录 和 的方向。只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋拉成同样长度到O点位置。
（2）坐标纸上每格边长表示1N，则 的大小为 ，合力大小由平行四边形定则作图，如图所示，测量可得合力大小为F=7N
设合力方向与 夹角为θ，则有 ，
（3） 和 共同作用的效果与一个力作用的效果相同，因此本实验采用的科学方法是等效替代法，AC不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）根据 “验证力的平行四边形定则”实验原理以及注意事项补充完整实验步骤；
（2）根据力的合成以及力的图示得出 的大小 和合力的大小；
（3）“验证力的平行四边形定则”实验中采用等效替代法。
12．【答案】（1）甲
（2）
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）做匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移相等，即满足 ，甲纸带AB段、BC段、CD段、DE段各段与相连的前一段差值均为0.51cm，而EF段与DE段差值为0.62cm，不满足匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移相等的规律，故甲纸带出现测量错误。
（2）每隔四个点做为一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔为 ，
选择乙纸带研究，D点为CE段中间时刻，则有
（3）选择乙纸带研究，由逐差法可得加速度大小为
【分析】（1）匀变速直线运动的相同时间间隔内的位移差相等，从分析两条纸袋；
（2）根据打点时间间隔得出相邻计数点的时间间隔；
（3）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出加速度的大小。
13．【答案】（1）解：由动能定理可得
解得
由 ，
解得
（2）解：物体由A到B的过程
物体由B到A的过程
解得
【知识点】功能关系；动能与动能定理的理解
【解析】【分析】（1）A动C的过程根据动能定理得出C点的速度，结合几何关系以及匀变速直线运动的平均速度的表达式得出A到C的时间；
（2）物体从A到B和B到A的过程根据功能关系和滑动摩擦力的表达式得出F的大小。
14．【答案】（1）解：由题知
得
由万有引力提供向心力可得 ，
又有 ，
可知v>v＇，即该速度比其实际线速度大。
由
得
刘洋受到的向心力大小
（2）解：由万有引力提供向心力可得
解得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）根据万有引力等于向心力以及重力等于向心力得出时间的线速度以及其周期，根据重力等于向心力得出 刘洋受到的向心力 ；
（2）根据万有引力提供向心力得出地球的质量。
15．【答案】解：水平方向用动量定理有
竖直方向用动量定理有
联立解得
A、B水平距离为
解得
A、B两点间的电势差 为
【知识点】动量定理；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】在水平方向和竖直方向根据动量定律得出电场强度的表达式，结合匀强电场电场强度的表达式得出AB两点间的电势差。
16．【答案】（1）解：由动量守恒定律
由能量守恒定律
解得
（2）解：弹簧压至弹性势能最大位置处时，由动量守恒定律可知
由机械能守恒定律可知
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）AB碰撞的而过程根据动量守恒以及动能不变得出A的质量和B的速度；
（2） 弹簧压至弹性势能最大位置处时，由动量守恒定律 和机械能守恒定律得出弹性势能的最大值以及共同的速度。
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