天津市河西区2022-2023学年高三上学期物理期末练习试卷

登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
天津市河西区2022-2023学年高三上学期物理期末练习试卷
一、单选题
1．（2023高三上·河西期末）如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A．a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg
B．b物体所受摩擦力的大小为F
C．a物体所受摩擦力的大小为F
D．弹簧对a物体的弹力大小可能等于mg
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】B．在b物体上施加水平拉力F后，b始终静止，B受力平衡。对b进行受力分析如图
b受重力、弹簧对b向上的支持力、水平拉力F，故 与上挡板之间存在摩擦力f，由摩擦力产生的条件可知它们之间一定存在弹力，即上挡板对b有向下的压力，由平衡条件，在竖直方向上F弹 = F压＋mg > mg，在水平方向上f = F，所以B符合题意；
D．弹簧的弹力大于b物体的重力mg，又由同一条轻弹簧上弹力大小处处相等，所以弹簧对a物体的弹力也大于mg，D不符合题意；
A．分析a、b两物体的整体受力可知，a物体对下挡板的压力大小大于2mg，A不符合题意；
C．根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对挡板运动的趋势，则不受挡板的摩擦力，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对b进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出b物体所受的摩擦力，对a进行受力分析，结合共点力平衡得出a物体所受的摩擦力以及a物体对下挡板的压力。
2．（2023高三上·河西期末）如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A用无弹性轻绳拴在天花板上，A、B之间用一根无弹性轻绳连接，B、C之间用轻弹簧连接，整个系统保持静止。现将A上方轻绳剪断，则剪短轻绳瞬间A、B、C的加速度大小分别为（重力加速度为g）（　　）
A．g；2.5g；0 B．2g；2g；0 C．g；g；0 D．g；2g；0
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】剪断细线瞬间，弹簧的弹力不变，C的受力不会发生改变，即 ， ，假设A、B之间的轻绳拉力不为零，即A、B之间的轻绳紧绷，以A、B整体为研究对象，有 ， ，解得 ，以A为研究对象，则 ， ，解得 ，故假设成立，则A、B的加速度都为2g。
故答案为：B。
【分析】剪断细线瞬间，以A、B整体为研究对象，根据共点力平衡得出加速度的大小，以A为研究对象利用共点力平衡得出剪短轻绳瞬间A、B、C的加速度。
3．（2022高一上·如皋期中）如图所示，物块A、B用一条绕过轻质定滑轮的轻绳相连，轻绳两部分分别处于竖直和水平状态，A、B的质量分别为M、m，重力加速度为g，不计一切摩擦．现将系统由静止释放，B向左运动，则（　　）
A．B对桌面的压力小于mg B．A，B的加速度相同
C．B的加速度大小为 D．轻绳对滑轮的作用力小于
【答案】D
【知识点】牛顿第三定律；受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A．对B受力分析，竖直方向受力平衡，则桌面对B的支持力等于B的重力，根据牛顿第三定律可知，B对桌面的压力等于mg，A不符合题意；
B．A、B用同一细绳连接，则加速度大小相同，方向不同，B不符合题意；
C．对AB系统，根据牛顿第二定律可知，B的加速度大小为 ，C不符合题意；
D．轻绳的拉力 ，轻绳对滑轮的作用力 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对B进行受力分析，利用共点力平衡以及牛顿第三定律得出B对桌面的压力，对AB组成的系统进行受力分析，结合牛顿第二定律得出B的加速度以及轻绳的拉力。
4．（2023高三上·河西期末）如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物， 电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N。关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　）
A．电梯匀速向上运动 B．电梯匀速向下运动
C．电梯加速向上运动 D．电梯加速向下运动
【答案】D
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【解答】当电梯匀速运动时 ，当弹簧秤的示数为8N时，即 ，所以 ，解得 ，所以电梯正以加速度为2m/s2向下加速运动或者向上减速运动。
故答案为：D。
【分析】根据共点力平衡以及牛顿第二定律得出电梯的加速度，从而得出电梯的运动情况。
5．（2017高一下·邯郸期中）如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（　　）
①小球的瞬时速度突然变大
②小球的加速度突然变大
③小球所需的向心力突然变大
④悬线所受的拉力突然变大．
A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解：①、当悬线碰到钉子时，线速度大小不变．故①错误．②、当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，摆长变小，根据a= 知，加速度变大．故②正确．③、根据Fn=ma，知向心加速度增大，则小球所受的向心力增大．故③正确．④、根据牛顿第二定律得，F﹣mg=ma，解得F=mg+ma，向心加速度增大，拉力增大，故④正确．
故选：B
【分析】由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，而摆长变化，从而导致角速度、向心加速度、拉力的变化．
6．（2023高三上·河西期末）关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．初速度不为零的物体在恒力作用下，不可能作曲线运动
B．初速度不为零的物体在变力作用下，一定作曲线运动
C．作曲线运动的物体，加速度一定不为零
D．作曲线运动的物体，速度的改变量可能为零
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A．当所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，A不符合题意；
B．当所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上时，物体做直线运动，只要这个合外力方向不变，物体仍做直线运动，B不符合题意；
CD．物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上，所以合外力一定不为零，则加速度一定不为零，速度的改变量一定也不为零，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当合力与速度不在一条直线上时物体做曲线运动，合外力一定不为零时加速度一定不为零，速度的改变量一定也不为零。
7．（2023高三上·河西期末）北京时间2022年11月12日10时03分，天舟五号货运飞船成功发射并进入预定轨道。此次成功发射标志着我国航空航天工程又一次取得多项重大进展。天舟五号货运飞船的主要任务之一是进入太空并与在轨运行的空间站组合体进行自主快速交会对接。飞船的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为空间站组合体运行轨道，椭圆轨道1为天舟五号飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列判断正确的是（　　）
A．天舟五号飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度
B．天舟五号飞船可在进入轨道2后不断加速追上空间站组合体实现对接
C．天舟五号飞船在轨道1上经过Q点时的速度等于7.9
D．天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，重力势能逐渐增大，机械能逐渐增大
【答案】A
【知识点】功能关系；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由 ，可知天舟五号飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度，A符合题意；
B．天舟五号飞船如果在轨道2加速，则会做离心运动，从而远离轨道2，不会追上空间站组合体，B不符合题意；
C．飞船在近地圆轨道上运动时，速度是7.9km/s，天舟五号飞船从近地轨道Q点需要加速才能进入轨道1上Q点，所以天舟五号飞船在轨道1上经过Q点时的速度大于7.9 ，C不符合题意；
D．天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，只有万有引力做负功，所以重力势能逐渐增大，机械能守恒，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合万有盈利等于合力得出飞船在轨道1上和轨道2上加速度相等，当合力不足以提供向心力时做离心运动，通过功能关系得出机械能的变化情况。
8．（2023高三上·河西期末）如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从最低点P点缓慢地移到Q点。此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力F所做的功为（　　）
A．FLcosθ B．FLsinθ
C．mgLcosθ D．mgL（1－cosθ）
【答案】D
【知识点】动能
【解析】【解答】小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得 ，解得水平力F所做的功为 ，故答案为：D。
【分析】小球在缓慢移动的过程中，根据动能定理得出水平力F所做的功。
9．（2023高三上·河西期末）在光滑水平面上，一质量为2kg的物体a与另一物体b发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以a物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞后a的动量为 B．碰撞后b的动量为
C．物体b的质量为2kg D．碰撞过程中a对b的冲量为
【答案】D
【知识点】动量定理；动量守恒定律；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB．由题图可知，碰撞前a的速度为 ，碰前总动量 ，撞后a、b共同的速度为 ，则碰撞后a的动量为 ，因碰撞过程动量守恒，则碰撞后b的动量为 ，AB不符合题意；
C．根据题意，设b的质量为 ，由图可知，碰撞前b物体静止，a、b碰撞过程中，由动量守恒定律可得 ，解得 ，C不符合题意；
D．根据题意，对b物体，由动量定理有 ，解得 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】s-t图像的斜率表示物体的速度，结合动量守恒定律得出碰撞后b的动量，ab碰撞过程根据动量守恒定律得出b的质量，对物体b利用动量定理得出a对b的冲量。
10．（2023高三上·河西期末）实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，如图所示。带电粒子在运动中只受电场力作用，某同学根据此图结合物理规律作出如下判断，其中正确的是（　　）
A．可判断带电粒子所带电荷的符号
B．可判断带电粒子在a、b两点的受力方向
C．不能判断带电粒子在a、b两点的动能何处大
D．不能判断带电粒子在a、b两点的电势能何处大
【答案】B
【知识点】电场力做功；电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】AB．根据粒子的运动轨迹的弯曲方向可知，粒子受到的电场力沿电场线大致向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，A不符合题意，B符合题意；
CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，则从a到b电场力对粒子做负功，粒子动能减小，根据能量守恒可知，粒子电势能增大，即a点动能大于b点动能，a点电势能小于b点电势能，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】曲线运动的合力指向轨迹的凹侧，结合电场力的方向得出粒子的电性，结合能量守恒定律得出ab电势能的大小关系。
二、多选题
11．（2023高三上·河西期末）有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的图像如图甲所示，物体C、D从同一地点沿同一方向运动的图像如图乙所示。根据图像做出以下判断正确的是（　　）
A．在前时间内，A，B两物体的位移不相同
B．在时，B物体的运动方向发生了变化
C．时，物体C与D间距离最大
D．时，物体C追上物体D
【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由 图像可知，前 时间内，A、B两物体的位移等大反向，A符合题意；
B． 图像中斜率表示速度，B物体整个过程斜率不变表示速度不变，大小方向都不变，所以运动方向不变，B不符合题意；
CD．物体C、D从同一地点沿同一方向运动， 时，两者速度相同，相遇之前两者相距最远，即物体C与D间距离最大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度，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，结合相遇追击进行分析判断。
12．（2023高三上·清远期末）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与中国太空站“天和核心舱”完成自主对接。对接前“神舟十五号”在较低轨道运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示，下列说法正确的是（）
A．“神舟十五号”和“天和核心舱”都处于平衡状态
B．“神舟十五号”运行时的向心力比“天和核心舱”大
C．“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小
D．“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．“神舟十五号”及“天和核心舱”均做圆周运动，故均不是平衡状态，A不符合题意；
B．由于题目没有给出“天和核心舱”和“神舟十五号”的质量关系，所以无法比较向心力大小，只能比较向心加速度大小，C不符合题意；
CD．根据 ，解得 ， ，由题图可看出r天 > r神，则“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小，“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】只有匀速直线运动或者静止是平衡状态。卫星“近大远小”，离地球越远，线速度，角速度，加速度小。但是向心力还和物体质量有关，无法直接比较大小。
13．（2023高三上·河西期末）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）
A．平行板电容器内部的场强不变
B．静电计指针张角不变
C．带电油滴的电势能将减小
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
【答案】B,C,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．下极板竖直向下移动一小段距离，极板间的距离增大了，但是两极板间的电压没有变，所以极板间的电场强度 ，将减小，A不符合题意；
B．静电计的外壳接了地，下极板也接了地，所以静电计测量的是上极板相对于地面的电势，在不断开电源的情况下，上下极板间的电势差是不变的，所以静电计指针张角也不变，B符合题意；
C．下极板竖直向下移动一小段距离，极板间的电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，在P点的电势将增大；由于油滴带负电荷，则其电势能将减小，C符合题意；
D．上极板与电源正极断开后，极板上的电荷量将保持不变；下极板向下移动一小段距离，则根据 ，可知电场强度不变，则带电油滴所受电场力不变，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】根据匀强电场电场强度的表达式得出极板间间距增大时电场强度的变化情况，通过电容器的决定式得出静电计指针张角的变化情况，结合电容器的决定式和匀强电场电场强度的表达式得出电场强度的变化情况，进而得出电场力的变化情况。
14．（2022高二上·龙华期末）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新科技领域得到了广泛应用，它利用磁场使带电粒子做回旋运动，在此过程中经交变电场反复加速的装置，其原理如图所示，则（　　）
A．待加速的粒子从加速器的边缘进入加速器
B．D形盒采用金属材料制作可以起到静电屏蔽的作用
C．交变电场的周期与粒子在磁场中圆周运动的周期相等
D．要增大带电粒子射出时的动能，可以增大狭缝间的加速电压
【答案】B,C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，A不符合题意；
B．D形盒采用金属材料制作可以起到静电屏蔽的作用，使带电粒子在圆周运动过程中不受电场干扰，B符合题意；
C．空隙很小，在空隙中的加速时间可以忽略掉，粒子在磁场中运动的周期即圆周运动周期与交流电压的周期即电场周期相同，C符合题意。
D．当粒子从加速器中射出时满足 ，则最大动能 ，可知增大D形金属盒的半径可以增大带电粒子射出时的动能，增大狭缝间的加速电压不可以增大带电粒子射出时的动能，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】为了加速的次数增多粒子只能从中心附近进入加速器；D盒子采用金属材料可以产生静电屏蔽的作用；利用牛顿第二定律结合动能定理可以判别最大动能的影响因素。
15．（2023高二上·大连期末）调查组在某化工厂的排污管末端安装了流量计，其原理可以简化为如图所示模型：污水内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器左侧流入，右侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）
A．若污水中正离子较多，则a侧电势比b侧电势高
B．若污水中负离子较多，则a侧电势比b侧电势低
C．污水中离子浓度越高，流量显示仪器的示数越大
D．只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q
【答案】A,D
【知识点】电磁流量计
【解析】【解答】AB．由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向a侧，负离子受到洛伦兹力作用偏向b侧，a侧为高电势，所以a侧电势比b侧电势低，与污水中正负离子的数量无关，A符合题意，B不符合题意；
D．显示仪器显示污水流量为 ，又 ，解得 ，可见只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q，D符合题意；
C．由 可知，流量显示仪器的示数与污水中离子浓度无关，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向a侧，负离子受到洛伦兹力作用偏向b侧，a侧为高电势。测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q。
三、实验题
16．（2023高三上·河西期末）某学习小组在进行验证“牛顿第二定律”试验中采用了图甲装置，请回答下列问题：
（1）实验中平衡摩擦力时，要先　 　（填“挂上”或“取下”）砂桶；
（2）图乙为该小组实验中得到的一条纸带的一部分。已知电火花计时器电源频率为，则纸带上打相邻两点的时间间隔为　 　s。A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，由此可得小车的加速度大小为　 　（计算结果保留两位有效数字）；
（3）保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，同学甲根据得到的实验数据画出如图（b）所示图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为　 　kg。（g取，结果保留两位有效数字）；
（4）保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的图像，你认为图像弯曲的理由可能是　 　。
【答案】（1）取下
（2）0.02；0.80
（3）0.020
（4）不再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量的条件
【知识点】实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）实验中平衡摩擦力时，是靠小车自身重力的分力与摩擦力平衡，所以要先取下沙桶；
（2）已知电火花计时器电源频率为 ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ，A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，相临计数点间的时间间隔为0.01s，则小车的加速度大小为
（3）该实验是让砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，根据牛顿第二定律 ，可知图像斜率表示砂和砂桶的总重力 ，则砂和砂桶的总质量为
（4）该实验为了使得砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，必须使得砂和砂桶的质量远小于小车的质量，但是随着砂和砂桶重力的增加，当不再满足足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量时，图像就会出现弯曲，所以保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的 图像，你认为图像弯曲的理由可能是不再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量的条件。
【分析】（1） 验证“牛顿第二定律” 时平衡摩擦力时应取下沙桶；
（2）根据周期和频率的关系得出打点时间间隔，结合相同时间间隔内的位移差得出小车的加速度；
（3）根据牛顿第二定律结合图像得出砂和砂桶的质量；
（4）根据 验证“牛顿第二定律” 的实验原理得出a-F图像弯曲的理由。
17．（2023高三上·河西期末）小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）以下做法正确的是________；
A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长
B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间
C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动
D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°
（2）该同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球的直径为　 　cm；
【答案】（1）C
（2）2.125
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离，A不符合题意；
B．测量周期时，从小球到达平衡位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，B不符合题意；
C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，C符合题意；
D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能大于5°，D不符合题意。
故答案为：C。
（2）游标卡尺是20分度，精度为0.05mm，故摆球的直径为
【分析】（1）根据 “利用单摆测重力加速度”的实验 原理得出正确的选项；
（2）利用 游标卡尺的读数原理得出摆球的直径。
四、解答题
18．（2023高三上·河西期末）如图所示，在的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场，在的空间中存在方向垂直xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，自y轴上的（0，d）点以速率沿x轴正方向射入电场：然后经过x轴上的（2d，0）点进入磁场，经磁场偏转后，从坐标原点O返回第一象限，不计粒子重力。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）磁感应强度的大小B；
（3）粒子从点运动到坐标原点O所经历的总时间t。
【答案】（1）解：粒子在电场中做类平抛运动
解得
（2）解：经过 的速度方向与 轴的夹角 ，则有
可知
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 ，则有 ，
解得
（3）解：粒子在磁场中偏转的角度为 ，则粒子在磁场中运动的时间为
粒子从 点运动到坐标原点O所经历的总时间t为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在偏转电场中做类平抛运动，类平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合类平抛运动的规律以及速度的合成得出电场强度的表达式；
（2）根据速度的分解以及结合关系和洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式；
（3）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系得出粒子从 点运动到坐标原点O所经历的总时间。
19．（2023高三上·河西期末）有如图所示装置放在光滑水平面上，轨道ABCD的质量M=0.4kg，其中AB段是半径R=0.4m的光滑圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数，长L=3.5m，C点右侧的轨道光滑，轨道的右端连接一轻质弹簧。现有一质量m=0.1kg的小物体在A点正上方高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点切线方向滑入圆弧轨道，重力加速度。求：
（1）如果ABCD被锁定，小物体到达B点对ABCD的压力为多大？
（2）解除ABCD的锁定，轨道在水平面上运动的最大速率；
（3）解除ABCD的锁定，弹簧的最大弹性势能。
【答案】（1）解：如果ABCD被锁定，小物体滑到B点过程有
在B点有
小物体到达B点对ABCD的压力
解得
（2）解：解除ABCD的锁定，由分析可知，小物体到达B点时，轨道在水平面上运动的达到最大，则有 ，
解得
（3）解：解除ABCD的锁定，当弹簧的弹性势能达到最大时有
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1） 小物体滑到B点过程 根据机械能守恒得出B点的速度，在B点利用牛顿第二定律合力提供向心力得出ABCD对B的支持力；
（2） 解除ABCD的锁定 时根据机械能守恒定律和动量守恒得出 轨道在水平面上运动的最大速率； ；
（3） 解除ABCD的锁定 时利用能量守恒定律得出弹簧的最大弹性势能 。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
天津市河西区2022-2023学年高三上学期物理期末练习试卷
一、单选题
1．（2023高三上·河西期末）如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A．a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg
B．b物体所受摩擦力的大小为F
C．a物体所受摩擦力的大小为F
D．弹簧对a物体的弹力大小可能等于mg
2．（2023高三上·河西期末）如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A用无弹性轻绳拴在天花板上，A、B之间用一根无弹性轻绳连接，B、C之间用轻弹簧连接，整个系统保持静止。现将A上方轻绳剪断，则剪短轻绳瞬间A、B、C的加速度大小分别为（重力加速度为g）（　　）
A．g；2.5g；0 B．2g；2g；0 C．g；g；0 D．g；2g；0
3．（2022高一上·如皋期中）如图所示，物块A、B用一条绕过轻质定滑轮的轻绳相连，轻绳两部分分别处于竖直和水平状态，A、B的质量分别为M、m，重力加速度为g，不计一切摩擦．现将系统由静止释放，B向左运动，则（　　）
A．B对桌面的压力小于mg B．A，B的加速度相同
C．B的加速度大小为 D．轻绳对滑轮的作用力小于
4．（2023高三上·河西期末）如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物， 电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N。关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　）
A．电梯匀速向上运动 B．电梯匀速向下运动
C．电梯加速向上运动 D．电梯加速向下运动
5．（2017高一下·邯郸期中）如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（　　）
①小球的瞬时速度突然变大
②小球的加速度突然变大
③小球所需的向心力突然变大
④悬线所受的拉力突然变大．
A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③
6．（2023高三上·河西期末）关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．初速度不为零的物体在恒力作用下，不可能作曲线运动
B．初速度不为零的物体在变力作用下，一定作曲线运动
C．作曲线运动的物体，加速度一定不为零
D．作曲线运动的物体，速度的改变量可能为零
7．（2023高三上·河西期末）北京时间2022年11月12日10时03分，天舟五号货运飞船成功发射并进入预定轨道。此次成功发射标志着我国航空航天工程又一次取得多项重大进展。天舟五号货运飞船的主要任务之一是进入太空并与在轨运行的空间站组合体进行自主快速交会对接。飞船的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为空间站组合体运行轨道，椭圆轨道1为天舟五号飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列判断正确的是（　　）
A．天舟五号飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度
B．天舟五号飞船可在进入轨道2后不断加速追上空间站组合体实现对接
C．天舟五号飞船在轨道1上经过Q点时的速度等于7.9
D．天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，重力势能逐渐增大，机械能逐渐增大
8．（2023高三上·河西期末）如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从最低点P点缓慢地移到Q点。此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力F所做的功为（　　）
A．FLcosθ B．FLsinθ
C．mgLcosθ D．mgL（1－cosθ）
9．（2023高三上·河西期末）在光滑水平面上，一质量为2kg的物体a与另一物体b发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以a物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞后a的动量为 B．碰撞后b的动量为
C．物体b的质量为2kg D．碰撞过程中a对b的冲量为
10．（2023高三上·河西期末）实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，如图所示。带电粒子在运动中只受电场力作用，某同学根据此图结合物理规律作出如下判断，其中正确的是（　　）
A．可判断带电粒子所带电荷的符号
B．可判断带电粒子在a、b两点的受力方向
C．不能判断带电粒子在a、b两点的动能何处大
D．不能判断带电粒子在a、b两点的电势能何处大
二、多选题
11．（2023高三上·河西期末）有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的图像如图甲所示，物体C、D从同一地点沿同一方向运动的图像如图乙所示。根据图像做出以下判断正确的是（　　）
A．在前时间内，A，B两物体的位移不相同
B．在时，B物体的运动方向发生了变化
C．时，物体C与D间距离最大
D．时，物体C追上物体D
12．（2023高三上·清远期末）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与中国太空站“天和核心舱”完成自主对接。对接前“神舟十五号”在较低轨道运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示，下列说法正确的是（）
A．“神舟十五号”和“天和核心舱”都处于平衡状态
B．“神舟十五号”运行时的向心力比“天和核心舱”大
C．“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小
D．“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大
13．（2023高三上·河西期末）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）
A．平行板电容器内部的场强不变
B．静电计指针张角不变
C．带电油滴的电势能将减小
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
14．（2022高二上·龙华期末）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新科技领域得到了广泛应用，它利用磁场使带电粒子做回旋运动，在此过程中经交变电场反复加速的装置，其原理如图所示，则（　　）
A．待加速的粒子从加速器的边缘进入加速器
B．D形盒采用金属材料制作可以起到静电屏蔽的作用
C．交变电场的周期与粒子在磁场中圆周运动的周期相等
D．要增大带电粒子射出时的动能，可以增大狭缝间的加速电压
15．（2023高二上·大连期末）调查组在某化工厂的排污管末端安装了流量计，其原理可以简化为如图所示模型：污水内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器左侧流入，右侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）
A．若污水中正离子较多，则a侧电势比b侧电势高
B．若污水中负离子较多，则a侧电势比b侧电势低
C．污水中离子浓度越高，流量显示仪器的示数越大
D．只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q
三、实验题
16．（2023高三上·河西期末）某学习小组在进行验证“牛顿第二定律”试验中采用了图甲装置，请回答下列问题：
（1）实验中平衡摩擦力时，要先　 　（填“挂上”或“取下”）砂桶；
（2）图乙为该小组实验中得到的一条纸带的一部分。已知电火花计时器电源频率为，则纸带上打相邻两点的时间间隔为　 　s。A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，由此可得小车的加速度大小为　 　（计算结果保留两位有效数字）；
（3）保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，同学甲根据得到的实验数据画出如图（b）所示图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为　 　kg。（g取，结果保留两位有效数字）；
（4）保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的图像，你认为图像弯曲的理由可能是　 　。
17．（2023高三上·河西期末）小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）以下做法正确的是________；
A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长
B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间
C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动
D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°
（2）该同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球的直径为　 　cm；
四、解答题
18．（2023高三上·河西期末）如图所示，在的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场，在的空间中存在方向垂直xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，自y轴上的（0，d）点以速率沿x轴正方向射入电场：然后经过x轴上的（2d，0）点进入磁场，经磁场偏转后，从坐标原点O返回第一象限，不计粒子重力。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）磁感应强度的大小B；
（3）粒子从点运动到坐标原点O所经历的总时间t。
19．（2023高三上·河西期末）有如图所示装置放在光滑水平面上，轨道ABCD的质量M=0.4kg，其中AB段是半径R=0.4m的光滑圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数，长L=3.5m，C点右侧的轨道光滑，轨道的右端连接一轻质弹簧。现有一质量m=0.1kg的小物体在A点正上方高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点切线方向滑入圆弧轨道，重力加速度。求：
（1）如果ABCD被锁定，小物体到达B点对ABCD的压力为多大？
（2）解除ABCD的锁定，轨道在水平面上运动的最大速率；
（3）解除ABCD的锁定，弹簧的最大弹性势能。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】B．在b物体上施加水平拉力F后，b始终静止，B受力平衡。对b进行受力分析如图
b受重力、弹簧对b向上的支持力、水平拉力F，故 与上挡板之间存在摩擦力f，由摩擦力产生的条件可知它们之间一定存在弹力，即上挡板对b有向下的压力，由平衡条件，在竖直方向上F弹 = F压＋mg > mg，在水平方向上f = F，所以B符合题意；
D．弹簧的弹力大于b物体的重力mg，又由同一条轻弹簧上弹力大小处处相等，所以弹簧对a物体的弹力也大于mg，D不符合题意；
A．分析a、b两物体的整体受力可知，a物体对下挡板的压力大小大于2mg，A不符合题意；
C．根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对挡板运动的趋势，则不受挡板的摩擦力，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对b进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出b物体所受的摩擦力，对a进行受力分析，结合共点力平衡得出a物体所受的摩擦力以及a物体对下挡板的压力。
2．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】剪断细线瞬间，弹簧的弹力不变，C的受力不会发生改变，即 ， ，假设A、B之间的轻绳拉力不为零，即A、B之间的轻绳紧绷，以A、B整体为研究对象，有 ， ，解得 ，以A为研究对象，则 ， ，解得 ，故假设成立，则A、B的加速度都为2g。
故答案为：B。
【分析】剪断细线瞬间，以A、B整体为研究对象，根据共点力平衡得出加速度的大小，以A为研究对象利用共点力平衡得出剪短轻绳瞬间A、B、C的加速度。
3．【答案】D
【知识点】牛顿第三定律；受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A．对B受力分析，竖直方向受力平衡，则桌面对B的支持力等于B的重力，根据牛顿第三定律可知，B对桌面的压力等于mg，A不符合题意；
B．A、B用同一细绳连接，则加速度大小相同，方向不同，B不符合题意；
C．对AB系统，根据牛顿第二定律可知，B的加速度大小为 ，C不符合题意；
D．轻绳的拉力 ，轻绳对滑轮的作用力 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对B进行受力分析，利用共点力平衡以及牛顿第三定律得出B对桌面的压力，对AB组成的系统进行受力分析，结合牛顿第二定律得出B的加速度以及轻绳的拉力。
4．【答案】D
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【解答】当电梯匀速运动时 ，当弹簧秤的示数为8N时，即 ，所以 ，解得 ，所以电梯正以加速度为2m/s2向下加速运动或者向上减速运动。
故答案为：D。
【分析】根据共点力平衡以及牛顿第二定律得出电梯的加速度，从而得出电梯的运动情况。
5．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解：①、当悬线碰到钉子时，线速度大小不变．故①错误．②、当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，摆长变小，根据a= 知，加速度变大．故②正确．③、根据Fn=ma，知向心加速度增大，则小球所受的向心力增大．故③正确．④、根据牛顿第二定律得，F﹣mg=ma，解得F=mg+ma，向心加速度增大，拉力增大，故④正确．
故选：B
【分析】由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，而摆长变化，从而导致角速度、向心加速度、拉力的变化．
6．【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A．当所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，A不符合题意；
B．当所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上时，物体做直线运动，只要这个合外力方向不变，物体仍做直线运动，B不符合题意；
CD．物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上，所以合外力一定不为零，则加速度一定不为零，速度的改变量一定也不为零，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当合力与速度不在一条直线上时物体做曲线运动，合外力一定不为零时加速度一定不为零，速度的改变量一定也不为零。
7．【答案】A
【知识点】功能关系；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由 ，可知天舟五号飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度，A符合题意；
B．天舟五号飞船如果在轨道2加速，则会做离心运动，从而远离轨道2，不会追上空间站组合体，B不符合题意；
C．飞船在近地圆轨道上运动时，速度是7.9km/s，天舟五号飞船从近地轨道Q点需要加速才能进入轨道1上Q点，所以天舟五号飞船在轨道1上经过Q点时的速度大于7.9 ，C不符合题意；
D．天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，只有万有引力做负功，所以重力势能逐渐增大，机械能守恒，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合万有盈利等于合力得出飞船在轨道1上和轨道2上加速度相等，当合力不足以提供向心力时做离心运动，通过功能关系得出机械能的变化情况。
8．【答案】D
【知识点】动能
【解析】【解答】小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得 ，解得水平力F所做的功为 ，故答案为：D。
【分析】小球在缓慢移动的过程中，根据动能定理得出水平力F所做的功。
9．【答案】D
【知识点】动量定理；动量守恒定律；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB．由题图可知，碰撞前a的速度为 ，碰前总动量 ，撞后a、b共同的速度为 ，则碰撞后a的动量为 ，因碰撞过程动量守恒，则碰撞后b的动量为 ，AB不符合题意；
C．根据题意，设b的质量为 ，由图可知，碰撞前b物体静止，a、b碰撞过程中，由动量守恒定律可得 ，解得 ，C不符合题意；
D．根据题意，对b物体，由动量定理有 ，解得 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】s-t图像的斜率表示物体的速度，结合动量守恒定律得出碰撞后b的动量，ab碰撞过程根据动量守恒定律得出b的质量，对物体b利用动量定理得出a对b的冲量。
10．【答案】B
【知识点】电场力做功；电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】AB．根据粒子的运动轨迹的弯曲方向可知，粒子受到的电场力沿电场线大致向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，A不符合题意，B符合题意；
CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，则从a到b电场力对粒子做负功，粒子动能减小，根据能量守恒可知，粒子电势能增大，即a点动能大于b点动能，a点电势能小于b点电势能，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】曲线运动的合力指向轨迹的凹侧，结合电场力的方向得出粒子的电性，结合能量守恒定律得出ab电势能的大小关系。
11．【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由 图像可知，前 时间内，A、B两物体的位移等大反向，A符合题意；
B． 图像中斜率表示速度，B物体整个过程斜率不变表示速度不变，大小方向都不变，所以运动方向不变，B不符合题意；
CD．物体C、D从同一地点沿同一方向运动， 时，两者速度相同，相遇之前两者相距最远，即物体C与D间距离最大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度，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，结合相遇追击进行分析判断。
12．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．“神舟十五号”及“天和核心舱”均做圆周运动，故均不是平衡状态，A不符合题意；
B．由于题目没有给出“天和核心舱”和“神舟十五号”的质量关系，所以无法比较向心力大小，只能比较向心加速度大小，C不符合题意；
CD．根据 ，解得 ， ，由题图可看出r天 > r神，则“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小，“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】只有匀速直线运动或者静止是平衡状态。卫星“近大远小”，离地球越远，线速度，角速度，加速度小。但是向心力还和物体质量有关，无法直接比较大小。
13．【答案】B,C,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．下极板竖直向下移动一小段距离，极板间的距离增大了，但是两极板间的电压没有变，所以极板间的电场强度 ，将减小，A不符合题意；
B．静电计的外壳接了地，下极板也接了地，所以静电计测量的是上极板相对于地面的电势，在不断开电源的情况下，上下极板间的电势差是不变的，所以静电计指针张角也不变，B符合题意；
C．下极板竖直向下移动一小段距离，极板间的电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，在P点的电势将增大；由于油滴带负电荷，则其电势能将减小，C符合题意；
D．上极板与电源正极断开后，极板上的电荷量将保持不变；下极板向下移动一小段距离，则根据 ，可知电场强度不变，则带电油滴所受电场力不变，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】根据匀强电场电场强度的表达式得出极板间间距增大时电场强度的变化情况，通过电容器的决定式得出静电计指针张角的变化情况，结合电容器的决定式和匀强电场电场强度的表达式得出电场强度的变化情况，进而得出电场力的变化情况。
14．【答案】B,C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，A不符合题意；
B．D形盒采用金属材料制作可以起到静电屏蔽的作用，使带电粒子在圆周运动过程中不受电场干扰，B符合题意；
C．空隙很小，在空隙中的加速时间可以忽略掉，粒子在磁场中运动的周期即圆周运动周期与交流电压的周期即电场周期相同，C符合题意。
D．当粒子从加速器中射出时满足 ，则最大动能 ，可知增大D形金属盒的半径可以增大带电粒子射出时的动能，增大狭缝间的加速电压不可以增大带电粒子射出时的动能，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】为了加速的次数增多粒子只能从中心附近进入加速器；D盒子采用金属材料可以产生静电屏蔽的作用；利用牛顿第二定律结合动能定理可以判别最大动能的影响因素。
15．【答案】A,D
【知识点】电磁流量计
【解析】【解答】AB．由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向a侧，负离子受到洛伦兹力作用偏向b侧，a侧为高电势，所以a侧电势比b侧电势低，与污水中正负离子的数量无关，A符合题意，B不符合题意；
D．显示仪器显示污水流量为 ，又 ，解得 ，可见只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q，D符合题意；
C．由 可知，流量显示仪器的示数与污水中离子浓度无关，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向a侧，负离子受到洛伦兹力作用偏向b侧，a侧为高电势。测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q。
16．【答案】（1）取下
（2）0.02；0.80
（3）0.020
（4）不再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量的条件
【知识点】实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）实验中平衡摩擦力时，是靠小车自身重力的分力与摩擦力平衡，所以要先取下沙桶；
（2）已知电火花计时器电源频率为 ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ，A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，相临计数点间的时间间隔为0.01s，则小车的加速度大小为
（3）该实验是让砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，根据牛顿第二定律 ，可知图像斜率表示砂和砂桶的总重力 ，则砂和砂桶的总质量为
（4）该实验为了使得砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，必须使得砂和砂桶的质量远小于小车的质量，但是随着砂和砂桶重力的增加，当不再满足足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量时，图像就会出现弯曲，所以保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的 图像，你认为图像弯曲的理由可能是不再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量的条件。
【分析】（1） 验证“牛顿第二定律” 时平衡摩擦力时应取下沙桶；
（2）根据周期和频率的关系得出打点时间间隔，结合相同时间间隔内的位移差得出小车的加速度；
（3）根据牛顿第二定律结合图像得出砂和砂桶的质量；
（4）根据 验证“牛顿第二定律” 的实验原理得出a-F图像弯曲的理由。
17．【答案】（1）C
（2）2.125
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离，A不符合题意；
B．测量周期时，从小球到达平衡位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，B不符合题意；
C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，C符合题意；
D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能大于5°，D不符合题意。
故答案为：C。
（2）游标卡尺是20分度，精度为0.05mm，故摆球的直径为
【分析】（1）根据 “利用单摆测重力加速度”的实验 原理得出正确的选项；
（2）利用 游标卡尺的读数原理得出摆球的直径。
18．【答案】（1）解：粒子在电场中做类平抛运动
解得
（2）解：经过 的速度方向与 轴的夹角 ，则有
可知
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 ，则有 ，
解得
（3）解：粒子在磁场中偏转的角度为 ，则粒子在磁场中运动的时间为
粒子从 点运动到坐标原点O所经历的总时间t为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在偏转电场中做类平抛运动，类平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合类平抛运动的规律以及速度的合成得出电场强度的表达式；
（2）根据速度的分解以及结合关系和洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式；
（3）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系得出粒子从 点运动到坐标原点O所经历的总时间。
19．【答案】（1）解：如果ABCD被锁定，小物体滑到B点过程有
在B点有
小物体到达B点对ABCD的压力
解得
（2）解：解除ABCD的锁定，由分析可知，小物体到达B点时，轨道在水平面上运动的达到最大，则有 ，
解得
（3）解：解除ABCD的锁定，当弹簧的弹性势能达到最大时有
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1） 小物体滑到B点过程 根据机械能守恒得出B点的速度，在B点利用牛顿第二定律合力提供向心力得出ABCD对B的支持力；
（2） 解除ABCD的锁定 时根据机械能守恒定律和动量守恒得出 轨道在水平面上运动的最大速率； ；
（3） 解除ABCD的锁定 时利用能量守恒定律得出弹簧的最大弹性势能 。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1