新泰市名校2022-2023学年高一下学期6月第二次质量检测
物理试题
2023.04
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共8页，100分。考试时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共54分）
选择题（每小题4分，1-10题为单选题，11-16为多选题，多选不得分，漏选得2分，共54分）
1．物体做圆周运动时有关其物理量的描述，以下说法正确的是（ ）
A．物体的线速度越大，其向心加速度一定越大
B．物体的角速度越大，其向心加速度一定越大
C．物体的速度为0时刻，其加速度一定为0
D．物体的速度为0时刻，其向心加速度一定为0
2．如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面上可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是（ ）
A．W1C．W13．如图，同一直线上的三个点电荷a、b、c，电荷量分别为、、，已知a、b间距离小于b，c间距离，仅在彼此间的静电力作用下，三个点电荷均处于平衡状态，下列说法正确的是（ ）
A．三个点电荷可能均为正电荷
B．若a为正电荷，则b、c均为负电荷
C．点电荷电荷量的绝对值满足
D．点电荷电荷量的绝对值满足
4．空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.02-2020.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站（ ）
A．绕地运行速度约为
B．绕地运行速度约为
C．在4月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒
D．在5月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒
5．地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（ ）
A．F1=F2>F3 B．a1=a2=g>a3
C．v1=v2=v>v3 D．ω1=ω3＜ω2
6．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功与“天和”核心舱对接，3名航天员顺利进入“天和”核心舱。发射载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，简化示意图如图所示，先把飞船发射到近地圆轨道Ⅰ，继而调整角度和高度，经过多次变轨不断逼近空间站轨道，当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。Ⅱ、Ⅲ是绕地球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅲ的远地点和近地点，P、Q之间的距离为，地球半径为R。下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船在轨道Ⅲ上的机械能比在轨道Ⅱ上大
B．载人飞船在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上运动的周期之比为
C．载人飞船在轨道Ⅲ上P处与Q处的加速度大小之比为
D．载人飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅳ的线速度大小之比为
7．直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
8．如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中（ ）
A．软绳重力势能共减少了mgl
B．软绳重力势能共减少了mgl
C．软绳重力势能的减少大于软绳的重力所做的功
D．软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳自身重力、摩擦力所做功之和
9．如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为+Q和﹣Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为+q的小球以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球（ ）
A．受到的库仑力先做负功后做正功
B．下落过程中加速度始终为g
C．速度先增大后减小，射出时速度仍为v0
D．管壁对小球的弹力最大值为
10．如图所示，一电荷量为＋Q的均匀带电细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且ab=bc=cd=L，在a点处有一电荷量为＋的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（ ）
A．k B．k C．k D．k
二、多选题
11．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ）
A．两滑块组成系统的机械能守恒
B．重力对M做的功等于M动能的增加
C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
12．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得
A．物体的质量为2 kg
B．h=0时，物体的速率为20 m/s
C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J
13．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的有（ ）
A．TA>TB B．EkA>EkB
C．SA=SB D．
14．如图所示，a、b为两个固定的带等量电荷的正点电荷，点电荷a、b的连线与线段cd互相垂直平分，一负点电荷由c点静止释放，如果只受电场力作用，则关于此电荷的运动，下列说法正确的是（ ）
A．从c到d速率先减小后增大
B．在cd间做往复运动，在关于O点对称的两点处速度大小相等
C．从c到d加速度大小一定先减小后增大
D．若在c点给负点电荷一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动
15．如图甲所示，光滑细杆竖直固定，套在杆上的轻弹簧下端固定在地面上，套在杆上的小滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.05m处，滑块与弹簧不拴接。由静止释放滑块，地面为零势能面，滑块上升过程中的机械能E和离地面的高度h之间的关系如图乙所示，g= 10m/s2，不计空气阻力。由图像可知（ ）
A．小滑块的质量为0.2kg B．轻弹簧原长为0.1m
C．弹簧的最大弹性势能为0.5J D．滑块距地面的最大高度为0.3m
16．如图所示，一物体以初速度冲向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h，保持初速度不变的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．若把斜面AB变成光滑曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能达到h高度
B．若把斜面弯成直径为h的圆弧形D，物体仍可能达到h高度
C．若把斜面从C点锯断，物体不能升到h高处
D．若把斜面从C点锯断，物体仍可能升到h高处
第II卷（共46分）
三、实验题（每空2分，共16分）
17．某同学用如图所示装置探究向心力与速度的关系．小球用细绳悬挂在铁架台上，悬挂点处有一力传感器可测细绳的拉力，悬挂点正下方有一光电门，小球经过最低点时正好经过光电门．已知当地的重力加速度为g．
（1）测出小球的直径d，小球的质量m以及悬线的长L．
（2）将小球从最低点拉到一定的高度由静止释放，使小球在竖直面内做圆周运动，力传感器记录了小球运动中悬线的最大拉力F，光电门记录了小球经过最低点时小球的挡光时间t，则经过最低点时的线速度大小为________（用字母d和t表示）．
（3）改变小球释放的位置多次实验，测得多组悬线的最大拉力F，及对应的小球挡光的时间t，作图像，如果图像是过原点的倾斜直线，则表明在质量、半径一定时，向心力与线速度的平方________（填“成正比”或“成反比”），此图像的斜率为________．
18．某实验小组利用下图装置验证系统机械能守恒。跨过定滑轮的轻绳一端系着物块A，另一端穿过中心带有小孔的金属圆片C与物块B相连，A和B质量相等。铁架台上固定一圆环，圆环处在B的正下方。将B和C由距圆环高为处静止释放，当B穿过圆环时，C被搁置在圆环上。在铁架台P1、P2处分别固定两个光电门，物块B从P1运动到P2所用的时间t由数字计时器测出，圆环距P1的高度，P1，P2之间的高度，重力加速度g取9.8m/s2。
（1）B穿过圆环后可以视为做_______直线运动；
（2）为了验证系统机械能守恒，该系统应选择_______（选填“A和B”或“A、B和C”）；
（3）测得B通过P1P2的时间，A、B的质量均为0.3kg，C的质量为0.2kg，则该实验中系统重力势能减少量为_______，系统动能增加量为_______，系统重力势能减少量与系统动能增加量有差别的原因是_______（结果保留三位有效数字）
四、解答题（每个题15分，共30分）
19．如图（a），竖直平面内有轨道ABC，AB段是半径为R=5m的光滑圆弧，BC段是长为s=25m的粗糙水平轨道。质量m=0.5kg的物块由A点静止释放，恰好运动到C点停止。求：（1）运动到B点时，物块的速度vB的大小；
（2）离开圆弧轨道前一瞬间，物块对轨道的压力大小；
（3）物块和轨道BC段间的动摩擦因数；
（4）如图（a）所示，以A点的水平位置为坐标原点O，以水平向右为正方向，建立Ox轴。以BC为零势能面，在图（b）中画出物块机械能E随水平位置x变化的图。
20．如图所示，AB面光滑、倾角的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，开始时乙被按在桌面上，甲位于斜面顶端A点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与AB平行；现释放乙，当甲滑至AB中点时轻绳断开，甲恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L=1m，桌面BC段长，甲质量M=1.4kg、乙质量m=0.1kg，甲从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取，不计空气阻力。求：
（1）绳断时甲的速度大小；
（2）甲进入圆形轨道C点时，甲对轨道的压力大小；
（3）甲与桌面间的动摩擦因数。新泰市名校2022-2023学年高一下学期6月第二次质量检测
物理试题
参考答案：
1．D
【详解】AB．根据向心加速度表达式，可知向心加速度除了与线速度、角速度有关，还与其运动半径有关，故AB错误；
C．物体的速度为0时刻，其加速度不一定为0，故C错误；
D．物体的速度为0时刻，根据公式，其向心加速度一定为0，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】在A、B分离过程中，第一次和第二次A相对于B的位移是相等的，而热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，因此
Q1=Q2
在A、B分离过程中，第一次A的对地位移要小于第二次A的对地位移，而F做功等于力乘以对地位移，因此
W1故选A。
3．C
【详解】AB．以b点电荷为对象，根据受力平衡可知，a对b的库仑力与c对b的库仑力大小相等，方向相反，可知a、c带同种电荷；以c点电荷为对象，根据受力平衡可知，a对c的库仑力与b对c的库仑力大小相等，方向相反，可知a、b带异种电荷；若a为正电荷，则b为负电荷，c为正电荷，故AB错误；
C．以b点电荷为对象，根据受力平衡可得
由于
可得
故C正确；
D．以c点电荷为对象，根据受力平衡可得
由于
可得
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】AB．卫星贴近地面做匀速圆周运动的线速度大小设为v1，此速度为第一宇宙速度，即v1=7.9km/s；地球半径约为6400km，则空间站离地高度在418km~421km之间。由
，
解得
空间站距离地面的最小高度约为h=418km＜R=6400km，则
所以空间站绕地运行速度
故AB错误；
C．在4月份轨道半径出现明显的变大，则可知，机械能不守恒，故C错误；
D．在5月份轨道半径基本不变，故可视为机械能守恒，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，角速度相同，即
ω1=ω3
根据关系式v=ωr和a=ω2r可知
v1＜v3，a1＜a3
人造卫星和地球同步卫星都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即
可得
，，
可见，轨道半径大的线速度、向心加速度和角速度均小，即
v2>v3，a2>a3，ω2>ω3
绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）的线速度就是第一宇宙速度，即
v2=v
其向心加速度等于重力加速度，即
a2=g
所以
v=v2>v3>v1，g=a2>a3>a1，ω2>ω3=ω1
又因为F=ma，所以
F2>F3>F1
故选D。
6．A
【详解】A．载人飞船在Ⅲ轨道和Ⅱ轨道上运行时机械能守恒，在Q点由Ⅱ轨道变到Ⅲ轨道需要点火加速，有其它形式能转化为机械能，所以载人飞船在Ⅲ轨道上的机械能比在Ⅱ轨道上大，故A正确；
B．由开普勒第三定律种
解得
故B错误；
C．设地球质量为M，载人飞船的质量为m，万有引力常量为G，由牛顿第二定律得
解得载人飞船在Ⅲ轨道P处与Q处的加速度大小之比为
故C错误；
D．由万有引力提供向心力得
解得载人飞船在Ⅰ轨道和Ⅳ轨道的线速度大小之比为
故D错误。
故选A。
7．B
【详解】正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小
方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为
方向沿y轴负向。
故选B。
8．B
【详解】AB．选斜面顶端所在水平面为参考平面，软绳重力势能共减少
A错误，B正确；
CD．根据重力做功与重力势能变化的关系知，软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功，CD错误。
故选B。
9．B
【详解】A、根据电场线分布可知带点小球受到水平向右的电场力，电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程,因电场力与速度相垂直，所以电场力了不做功,故A错；
B、小球在竖直方向上只受重力作用，所以下落过程中加速度始终为g，故B对；
C、小球在竖直方向上只受重力作用，所以小球做匀加速运动，故C错；
D、水平方向管壁对小球的弹力与库仑力的分力大小相等，所以当库仑力最大时，弹力也就达到最大，在两个电荷的中垂线的中点,单个电荷产生的电场力为， 根据矢量的合成法则，则电场力的最大值为，故D错；
故选B
【点睛】对于等量异种电荷,根据矢量的合成法则,中垂线的中点的电场强度最大,在无穷远的电场强度为零;点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程,电场力不做功;中点处的电场强度最大,则库仑力也最大,弹力也是最大,从而即可求解
10．A
【详解】a点处的电荷量为＋的点电荷在b处产生的电场强度为，方向向右，b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与a点处的点电荷在b处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b处产生的电场强度大小为
方向向左．根据对称性可知细棒在d处产生的电场强度大小为
方向向右；而电荷量为＋的点电荷在d处产生的电场强度为
方向向右，所以d点处场强的大小为
方向向右，故选项A正确。
11．CD
【详解】试题分析：由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确
考点：机械能守恒定律，动能定理的应用．
12．AD
【详解】A．Ep-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确
B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；
C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误
D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确
13．AD
【详解】A．根据
知，轨道半径越大，周期越大，所以
TA>TB
A正确；
B．由万有引力提供向心力，即
知
所以vB>vA，又因为质量相等，所以
EkB>EkA
B错误；
C．同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积
知，轨道半径越大，与地心连线在单位时间内扫过的面积越大，则
C错误；
D．A、B卫星的绕同一天体做圆周运动，由开普勒第三定律知
D正确。
故选AD。
14．BD
【详解】A．根据矢量的合成法则可以知道，在点电荷、连线的中垂线上的点（点除外），其电场强度的方向都是沿着中垂线背离点，负点电荷从向运动的过程中，电场力先做正功，越过点后，电场力做负功，则动能先增大后减小，即速率先增大后减小，故A错误；
B．负点电荷由点静止释放，只受到电场力作用，结合A选项的分析，则该负点电荷在间做往复运动，由运动的对称性可知，负点电荷在关于点对称的两点处速度大小相等，故B正确；
C．由题意可知，从到的电场强度可能越来越小，也可能先增大后减小，则加速度可能越来越小，也可能先增大后减小，根据对称性，从到d加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，故C错误；
D．若在点给负点电荷一个垂直纸面方向的大小合适的初速度，由于所受的电场力指向点，可以提供向心力，则它可以做匀速圆周运动，故D正确。
故选BD。
15．ACD
【详解】A．初始位置时，小滑块静止，动能为0，由
解得
故A正确。
B．由图乙可知，当h=0.15m时，小滑块的机械最大，则弹簧的弹性势能全部转化为小滑块的机械能，可得此时弹簧处于原长，故弹簧的原长为0.15m，故B错误；
C．由图乙可知，小滑块本身的机械能为0.1J，最大机械能为0.6J，由系统机械能守恒得弹簧的最大弹性势能为0.5J，故C正确。
D．当小滑块的动能为零时，小滑块的机械能则为它的重力势能，由机械能守恒得
h=0.3m
所以小滑块的最大高度为0.3m，故D正确。
故选ACD。
16．AC
【详解】A．若把斜面AB变成光滑曲面AEB，物体上升到最高点速度为零，根据机械能守恒定理可知，物体沿此曲面上升仍能达到h高度，A正确；
B． 若把斜面弯成直径为h的圆弧形D，若恰好能上升到最高点，则有
解得
在最高点物体速度不为零，根据机械能守恒定理可知，需要在最低点提供更大的速度，B错误；
CD．若把斜面从C点锯断，物体离开斜面做斜抛运动，在最高点物体具有水平速度，机械能守恒定理可知，物体不能到达h高处，C正确，D错误。
故选AC。
17． 成正比
【详解】（1）[1]小球通过光电门的时间极短，用小球通过光电门的平均速度表示小球经过最低点时的线速度为
（2）[2][3]根据
代入速度表达式可得
表明在质量、半径一定时，向心力与线速度的平方成正比，的斜率为。
18． 匀速 A、B和C 1.37J 1.32J 摩擦阻力和空气阻力对系统做了负功
【详解】（1）[1]因为A质量和B质量相等，B穿过圆环后，忽略绳子与滑轮间的摩擦力以及空气阻力，B穿过圆环后可以视为做匀速运动；
（2）[2]由图可知，B、C减小的重力势能转化为A的重力势能以及A、B、C的动能，可知为了验证系统机械能守恒，该系统应选择A、B和C；
（3）[3][4][5]由题意知、A、B、C到达圆环时的速度
A、B、C到达圆环时重力势能减少量为
A、B、C到达圆环时动能增加量为
系统重力势能减少量与系统动能增加量有差别的原因是摩擦阻力和空气阻力对系统做了负功。
19．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）物体在下滑过程中只有重力做功，根据动能定理可得
解得
（2）离开圆弧轨道前一瞬间，以物块为对象，根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为
（3）由于物体从点到点做匀减速直线运动，根据动能定理可得
解得
（4）当时，由于机械能守恒，则有
如图曲线①所示；
当时
摩擦力做功使得机械能减小，由功能关系得
代入数据可得
解得
（单位为焦耳）
如图曲线②。
20．（1）2m/s；（2）84N；（3）0.4
【详解】（1）设轻绳断开时甲速度的大小为，根据机械能守恒有
解得
v1=2m/s
（2）甲恰到达D 时，根据牛顿第二定律有
设甲到达C 时速度大小为，由C 到D 的过程，由动能定理得
在C点处甲受到支持力为N，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律，轨道受到压力大小为
F=N
联立解得
，F=84N
（3）甲从绳断处到D点的全过程，根据动能定理可得
解得
