河南省郑州市宇华实验2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题
一、选择题（本题共10小题，每题小5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1至6题只有一项符合题目要求，第7至10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．（2023高三上·郑州开学考）手机导航为生活带来很大的便利，某次导航的具体路径有三种方案，如图所示，其中推荐路径有两个数据，26分钟、29公里，则下列说法中正确的是（ ）
A．26分钟指的是某个时刻
B．29公里指的是此次行程的位移
C．图中三种方案，汽车的路程相同
D．图中三种方案，汽车的位移相同，路程不同
【答案】D
【知识点】时间与时刻；位移与路程
【解析】【解答】A、26分钟指的是时间间隔而不是时刻，故A错误；
B、29公里指的是此次行程的路程而不是位移，故B错误；
CD、图中三种位移，汽车的初末位置相同，即位移相同，但汽车的路程不同，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】理解时刻与时间的定义与区别，位移只和初末位置有关，与路径无关。
2．（2023高三上·浙江月考）2022年5月14日6时52分，中国自主研发的编号为B-001J的C919大型民用客机在浦东机场起飞，完成持续3小时2分钟的首飞任务，该飞机总长38.9米、翼展33.6米、高度11.9米、总重44.1吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位（ ）
A．小时 B．分钟 C．米 D．吨
【答案】C
【知识点】单位制及量纲
【解析】【解答】国际单位制的七个基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉）。
故选C。
【分析】根据国际单位制进行分析判断。
3．（2023高三上·郑州开学考）如图甲所示，在花样滑冰比赛中，男运动员手拉女运动员做匀速圆周运动，女运动员恰好离开水平冰面。该过程可简化为轻绳系一小球在水平面内悬空做匀速圆周运动（如图乙），已知绳长为L，轻绳与竖直方向的夹角为，小球的质量为m，小球的线速度大小为v。下列说法正确的是（ ）
A．小球的角速度为 B．小球所受合力的大小为
C．小球做匀变速曲线运动 D．当地的重力加速度大小为
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、根据角速度的定义可得小球的角速度为：，根据几何关系可得：，联立可得：，故A错误；
B、小球做匀速圆周运动，小球所受合力等于其向心力为：，联立可得：，故B正确；
C、小球所受的合力大小不变，方向时刻改变，则小球做非匀变速曲线运动，故C错误；
D、根据几何关系可得：，联立解得：，故D错误。
故答案为：B。
【分析】确定圆周运动的圆心和半径，再根据受力情况确定向心力的来源，结合匀速圆周运动中速度、角速度、加速度及向心力之间的关系进行解答。
4．（2023高三上·郑州开学考）如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．三个小球运动过程中重力做的功不相等
B．三个小球运动过程中重力做功的平均功率相等
C．a、b落地时的速度相同
D．b、c落地时重力的瞬时功率相等
【答案】D
【知识点】自由落体运动；平抛运动；功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】A、小球运动过程中重力做的功：，可知三个小球运动过程中重力做的功相等，故A错误；
B、小球运动过程中重力做功的平均功率：，由于三个小球运动的时间不完全一样，三个小球运动过程中重力做功的平均功率不完全相同，故B错误；
C、根据动能定理：，a、b小球运动过程中重力做的功相等，a、b落地时的速度大小相等，但速度方向不同，故C错误；
D、b、c从开始运动至落地的过程中竖直方向上根据动能定理有：，b、c落地时重力的瞬时功率：，b、c落地时重力的瞬时功率相等，故D正确。
故答案为：D。
【分析】重力做功只和物体本身的重力及其在竖直方向上的位移有关，熟悉平均功率和瞬时功率的区别，速度时矢量，速度相等，需大小和方向均一致。
5．（2023·辽宁）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场， 一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。 导体棒两端的电势差 u 随时间t 变化的图像可能正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】分析如图所示：导体棒匀速转动的速度为v，半径为r， 从图示位置开始转过θ角度，
导体棒垂直于磁感线方向的分速度为：，又因为：
可知导体棒垂直磁感线的分速度变化为余弦函数，由左手定则判断电流方向的变化规律，可得：，所以ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】由部分导线切割磁感线产生感应电动势，垂直于磁感线方向速度的变化规律，从而确定感应电动势的变化规律。
6．（2020高二下·承德月考）为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：（ ）
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】由LC振荡电路的周期为 ，为了增大LC振荡电路的固有频率可减小周期大小，增大电容器的正对面积电容增加，在线圈中放入铁芯电感增加，因此电路的周期增大，A不符合题意；
电容器极板的面积减小电容增加，线圈匝数增加电感增加，B不符合题意；
减小电容器的距离电容增加，放入贴心电感增加，C不符合题意
减小电容器的正对面积则电容减小，减小线圈的匝数电感减小，因此周期减小频率增加，D符合题意
故答案为：D
【分析】利用振动电路的周期表达式可以判别增大固有频率可以判别改变容抗和感抗的大小。
7．（2023高三上·郑州开学考）某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移一时间图象。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知（ ）
A．碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5：2
B．碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大
C．滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的
D．碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小
【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】A、由题图可知，碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的速度大小分别为：，，故：。故A正确；
B、设碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的动量大小分别为、，碰后结合体的动量大小为，则根据动量守恒定律有：，所以，故B错误；
C、设滑块Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，由题图可知碰后结合体的速度大小为：，根据动量守恒定律有：，解得，，故C正确；
D、碰前滑块Ⅰ和滑块Ⅱ的动能之比为：，所以碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能大，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】位移-时间图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律及动能的定义即可解答。
8．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，一倾角为θ的传送带以速度v顺时针匀速转动，质量为m的小物块以的初速度从底端滑上传送带，物块到达顶端前已与传送带相对静止。已知物块与传送带间动摩擦因数为μ，且。则下列说法正确的是（ ）
A．物块一定是先做匀加速运动再做匀速运动
B．摩擦力对物块先做正功后不做功
C．物块机械能先增加后不变
D．物块与传送带间因摩擦产生的内能为
【答案】A,D
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；功的概念；功的计算
【解析】【解答】A、因为：，所以物块先向上做加速度为的匀加速运动，与传送带共速后做匀速运动，故A正确；
BC、物块运动过程中摩擦力与运动方向相同，始终做正功，所以机械能始终增加，故BC错误；
D、物块匀加速的时间为：，则物块与传送带的相对位移为：
物块与传送带间因摩擦产生的内能为：，联立可得：，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】物体在倾斜传送带上运动时，需注意判断与的大小关系，以判断物体与传送带共速后能否匀速运动。根据功的定义判断摩擦力做功的正负。摩擦产生的内能与相对位移有关。
9．（2023高三上·郑州开学考）海南文昌卫星发射场靠近赤道，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。静止在海南文昌卫星发射场发射塔上待发射的卫星b，其随地球自转的速率为，向心加速度为。在赤道平面上正常运行的近地资源卫星c、同步通信卫星d，做圆周运动的速率分别为、，向心加速度分别为、，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】A,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】AB、比较卫星c和同步卫星d的速度，可根据卫星速度公式：，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故A正确，B错误；
CD、比较卫星c和同步卫星d的加速度，可根据卫星速度公式：，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】同步卫星与地球具有相同的角速度和周期，结合万有引力定律及角速度、线速度与加速度之间的关系即可得出结论。
10．（2023高一下·武汉期末） 小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是（ ）
A．三个图标都是为了防止静电的产生
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
D．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
【答案】A,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A、三个图标都是为了防止静电的产生，A正确。
B、工作人员工作时间传绝缘性能良好的化纤服装，由于化纤服装和空气摩擦会产生静电，放电时产生电火花，有可能引起燃料燃烧，B错误。
C、用绝缘的塑料梳子梳头，会产生静电，放电时会产生电火花，有可能引起燃料燃烧，C错误。
D、化纤手套与接触物容易摩擦起电，存在安全隐患，D正确。
故答案为：AD
【分析】加油站中由于静电会引起汽油燃烧发生危险，根据摩擦起电的知识进行分析。
二、非选择题（本题共6道小题，共60分。）
11．（2023高三上·郑州开学考）用如图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数μ。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动。通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力。改变M和m进行多次实验。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是 。
①释放木块
②接通打点计时器电源
③将木板固定在水平桌面上
④调节滑轮高度使细线与木板平行
⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上
（2）实验打出的一段纸带如图所示，打点计时器的工作频率为50Hz，则木块的加速度为 。（结果保留两位有效数字）
（3）甲同学测得的数据见下表：
0.700
请根据表中的数据，在图方格纸上作出图像 。
（4）已知重力加速度，可求得该木块与木板的动摩擦因数 （结果保留两位小数）。
（5）乙同学用（3）问表中的数据逐一计算出每次测量的μ值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在（4）问中得出的μ值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由 。
【答案】（1）③⑤④②①
（2）0.23
（3）
（4）0.33
（5）乙同学；用图像法求μ，需要结合图像，而图像的在连接时尽量让更多的点在线上，但不会将每一个点都连上，一些偏离直线较远的点可以自动排除，即舍弃了一些错误的数据，从而使结果更接近真实情况。而乙同学通过求平均值并没有办法完全消除这样的错误数据带来的影响，故甲同学的结果更准确一些。
【知识点】探究影响摩擦力的大小的因素
【解析】【解答】（1）[实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行，再接通打点计时器，释放木块，最后关闭电源取下纸带，故正确的顺序是③⑤④②①；
（2）由纸带图可知每四个点选用一个计数点，则计数点之间的时间间隔为：，由逐差法得，解得：；
（3）根据表中数据，描点让尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量分布在直线两侧即可；
（4）由滑动摩擦力公式得：，结合图像可知，图像的斜率，解得：
（5）用图像法求，需要结合图像，而图像的在连接时尽量让更多的点在线上，但不会将每一个点都连上，一些偏离直线较远的点可以自动排除，即舍弃了一些错误的数据，从而使结果更接近真实情况。而乙同学通过求平均值并没有办法完全消除这样的错误数据带来的影响，故甲同学的结果更准确一些。
【分析】根据题意明确实验原理，根据实验原理分析实验中需要处理的物理量。对于打点计时器要熟练掌握瞬时速度和加速度的计算，注意所取点之间的时间间隔。对于图像的处理往往需要结合实验原理分析图像的斜率或者截距、面积等是否有意义。
12．（2023高三上·郑州开学考）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是____。（填选项前字母）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（2）图示中两个钢球质量和转动半径相等，则正在探究的是____。（填选项前字母）
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与角速度的关系
C．向心力的大小与物体质量的关系
（3）保持两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，则两个小球的转动角速度之比为 。
（4）保持两个小球质量和转动半径相等，调节皮带在变速塔轮的位置多次实验，可以得出的结论是____。（填选项前字母）
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比
D．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成反比
【答案】（1）C
（2）B
（3）1：2
（4）C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）实验目的是探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，数据处理时，先确保其它物理量不变，只改变相关两个物理量，因此本实验采用的是控制变量法。故选C。
（2）图示中两个钢球质量和转动半径相等，即保持质量、半径不变，可知正在探究的是向心力大小与角速度的关系。故选B。
（3）根据，保持两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，可解得两个小球的转动角速度之比为1：2。
（4）保持两个小球质量和转动半径相等，即在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。故选C。
【分析】根据匀速圆周运动的规律可知，向心力的大小与角速度、质量和半径等均有关。故实验需要采用控制变量法进行探究，再根据实验原理判断哪些量不变，继而得出变量与向心力的关系。
13．（2020·新课标Ⅰ）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用 描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为 时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为 ，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【答案】（1）解：空载起飞时，升力正好等于重力：
满载起飞时，升力正好等于重力：
由上两式解得：
（2）解：满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动，所以
解得：
由加速的定义式变形得：
解得：
【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速度的关系；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）飞机飞行时，重力等于升力，列方程求解飞机的速度即可；
（2）飞机做匀加速运动，结合飞机的位移和末速度求解飞机的加速度，进而求解加速时间。
14．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角为，小球以速率ω绕圆锥体轴线做水平圆周运动。已知重力加速度为g，求：
（1）当时，细线对小球的拉力；
（2）当时，细线对小球的拉力及小球圆周运动的线速度大小。
【答案】（1）解：小球离开圆锥体的临界条件为圆锥体对小球的支持力为，由牛顿第二定律可得
解得
因，小球未离开圆锥体
对小球进行受力分析如图甲所示
根据牛顿第二定律有
解得
（2）解：因，小球离开圆锥体
对小球进行受力分析如图乙所示，设细线与竖直方向的夹角为α，
由牛顿第二定律得
解得：
又因为竖直方向受力平衡：
线速度
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）当小球角速度大于一定值时，小球会脱离锥体。故需要先根据小球恰好离开锥体支持力为零，算出小球的临界角速度。再比较实际角速度与临界角速度的大小。继而确定小球的受力情况，再根据匀速圆周运动的规律进行解答；
（2）判断小球是否脱离锥体，再根据受力分析及圆周运动的规律进行解答即可。
15．（2023高二上·广东期末）如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M处由静止释放，并从负极板N射出；接着该粒子从P点进入一分布有匀强电场的圆形区域中，粒子在P点时的速度方向恰好指向该区域的圆心O，在电场作用下恰好从Q点离开，P、Q为圆形区域上两点，且。已知加速器两极板间的电势差为，圆形区域的半径为R，圆形区域内电场方向与OQ平行，不计粒子的重力，求：
（1）该粒子从极板N射出时的速度大小；
（2）圆形区域内匀强电场的电场强度大小。
【答案】（1）解：粒子在加速器内电场力作用下从极板M，加速运动到极板N过程，由动能定理可得
解得
（2）解：设圆形区域内匀强电场的电场强度大小为E，该粒子在圆形电场区域内做类平抛运动
粒子沿初速度方向做匀速直线运动，通过电场的时间
粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
由于粒子恰好从Q点离开，故穿过电场的位移侧移量
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中加速，利用动能定理可以求出加速获得的速度大小；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
16．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，光滑绝缘斜面高度，斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线.正对的平行板、电阻及输出电压恒定为U的电源构成如图所示电路，平行板板长，板间距离，定值电阻阻值为（未知），可以看作质点的带电小球所带电荷量、质量，从斜面顶端静止下滑，重力加速度.
（1）若S断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源的电压U.
（2）在（1）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的阻值，小球离开平行板右边缘时，速度偏转角，求电阻的阻值.
（3）在（1）（2）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的电阻，判断小球能否飞出平行板？
【答案】（1）解：当S断开时，两极板间的电势差即为电源电压U，由平衡条件得，代入数据解得.
（2）解：当S闭合、时，和串联，平行板与并联，两端的电压，根据串联分压有，联立解得.
（3）解：当S闭合、时，根据串联分压有，
解得平行板两端电压.
对带电小球，由牛顿第二定律得，又，
联立并代入数据解得.
带电小球在极板间做类平抛运动，竖直方向有，
解得，
带电小球恰好从平行板边缘飞出.
【知识点】电容器及其应用；匀变速直线运动规律的综合运用；平抛运动；带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【分析】（1）断开开关，平行板电容器两端电势差等于电源电压，根据物体做直线运动的力学特征，分析小球的受力情况，结合平行板电容器两端电压与场强的关系进行解答；
（2）闭合开关，平行板电容器两端的电压等于R两端电压，根据题意，分析小球的运动类型及受力情况，根据平抛运动规律、闭合电路中的欧姆定律及平行板电容器两端电压与场强的关系求解；
（3）小球在平行板电容器内做平抛运动，能够从平行板飞出的临界条件为粒子到达板右侧时，小球在竖直方向上的位移小于等于板间距的一半，再根据平抛运动规律、闭合电路中的欧姆定律及平行板电容器两端电压与场强的关系进行求解；
1 / 1河南省郑州市宇华实验2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题
一、选择题（本题共10小题，每题小5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1至6题只有一项符合题目要求，第7至10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．（2023高三上·郑州开学考）手机导航为生活带来很大的便利，某次导航的具体路径有三种方案，如图所示，其中推荐路径有两个数据，26分钟、29公里，则下列说法中正确的是（ ）
A．26分钟指的是某个时刻
B．29公里指的是此次行程的位移
C．图中三种方案，汽车的路程相同
D．图中三种方案，汽车的位移相同，路程不同
2．（2023高三上·浙江月考）2022年5月14日6时52分，中国自主研发的编号为B-001J的C919大型民用客机在浦东机场起飞，完成持续3小时2分钟的首飞任务，该飞机总长38.9米、翼展33.6米、高度11.9米、总重44.1吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位（ ）
A．小时 B．分钟 C．米 D．吨
3．（2023高三上·郑州开学考）如图甲所示，在花样滑冰比赛中，男运动员手拉女运动员做匀速圆周运动，女运动员恰好离开水平冰面。该过程可简化为轻绳系一小球在水平面内悬空做匀速圆周运动（如图乙），已知绳长为L，轻绳与竖直方向的夹角为，小球的质量为m，小球的线速度大小为v。下列说法正确的是（ ）
A．小球的角速度为 B．小球所受合力的大小为
C．小球做匀变速曲线运动 D．当地的重力加速度大小为
4．（2023高三上·郑州开学考）如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．三个小球运动过程中重力做的功不相等
B．三个小球运动过程中重力做功的平均功率相等
C．a、b落地时的速度相同
D．b、c落地时重力的瞬时功率相等
5．（2023·辽宁）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场， 一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。 导体棒两端的电势差 u 随时间t 变化的图像可能正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
6．（2020高二下·承德月考）为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：（ ）
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
7．（2023高三上·郑州开学考）某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移一时间图象。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知（ ）
A．碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5：2
B．碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大
C．滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的
D．碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小
8．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，一倾角为θ的传送带以速度v顺时针匀速转动，质量为m的小物块以的初速度从底端滑上传送带，物块到达顶端前已与传送带相对静止。已知物块与传送带间动摩擦因数为μ，且。则下列说法正确的是（ ）
A．物块一定是先做匀加速运动再做匀速运动
B．摩擦力对物块先做正功后不做功
C．物块机械能先增加后不变
D．物块与传送带间因摩擦产生的内能为
9．（2023高三上·郑州开学考）海南文昌卫星发射场靠近赤道，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。静止在海南文昌卫星发射场发射塔上待发射的卫星b，其随地球自转的速率为，向心加速度为。在赤道平面上正常运行的近地资源卫星c、同步通信卫星d，做圆周运动的速率分别为、，向心加速度分别为、，则（ ）
A． B． C． D．
10．（2023高一下·武汉期末） 小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是（ ）
A．三个图标都是为了防止静电的产生
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
D．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
二、非选择题（本题共6道小题，共60分。）
11．（2023高三上·郑州开学考）用如图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数μ。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动。通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力。改变M和m进行多次实验。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是 。
①释放木块
②接通打点计时器电源
③将木板固定在水平桌面上
④调节滑轮高度使细线与木板平行
⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上
（2）实验打出的一段纸带如图所示，打点计时器的工作频率为50Hz，则木块的加速度为 。（结果保留两位有效数字）
（3）甲同学测得的数据见下表：
0.700
请根据表中的数据，在图方格纸上作出图像 。
（4）已知重力加速度，可求得该木块与木板的动摩擦因数 （结果保留两位小数）。
（5）乙同学用（3）问表中的数据逐一计算出每次测量的μ值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在（4）问中得出的μ值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由 。
12．（2023高三上·郑州开学考）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是____。（填选项前字母）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（2）图示中两个钢球质量和转动半径相等，则正在探究的是____。（填选项前字母）
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与角速度的关系
C．向心力的大小与物体质量的关系
（3）保持两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，则两个小球的转动角速度之比为 。
（4）保持两个小球质量和转动半径相等，调节皮带在变速塔轮的位置多次实验，可以得出的结论是____。（填选项前字母）
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比
D．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成反比
13．（2020·新课标Ⅰ）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用 描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为 时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为 ，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
14．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角为，小球以速率ω绕圆锥体轴线做水平圆周运动。已知重力加速度为g，求：
（1）当时，细线对小球的拉力；
（2）当时，细线对小球的拉力及小球圆周运动的线速度大小。
15．（2023高二上·广东期末）如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M处由静止释放，并从负极板N射出；接着该粒子从P点进入一分布有匀强电场的圆形区域中，粒子在P点时的速度方向恰好指向该区域的圆心O，在电场作用下恰好从Q点离开，P、Q为圆形区域上两点，且。已知加速器两极板间的电势差为，圆形区域的半径为R，圆形区域内电场方向与OQ平行，不计粒子的重力，求：
（1）该粒子从极板N射出时的速度大小；
（2）圆形区域内匀强电场的电场强度大小。
16．（2023高三上·郑州开学考）如图所示，光滑绝缘斜面高度，斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线.正对的平行板、电阻及输出电压恒定为U的电源构成如图所示电路，平行板板长，板间距离，定值电阻阻值为（未知），可以看作质点的带电小球所带电荷量、质量，从斜面顶端静止下滑，重力加速度.
（1）若S断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源的电压U.
（2）在（1）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的阻值，小球离开平行板右边缘时，速度偏转角，求电阻的阻值.
（3）在（1）（2）的条件下，若S闭合，调节滑动变阻器，使其接入电路的电阻，判断小球能否飞出平行板？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】时间与时刻；位移与路程
【解析】【解答】A、26分钟指的是时间间隔而不是时刻，故A错误；
B、29公里指的是此次行程的路程而不是位移，故B错误；
CD、图中三种位移，汽车的初末位置相同，即位移相同，但汽车的路程不同，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】理解时刻与时间的定义与区别，位移只和初末位置有关，与路径无关。
2．【答案】C
【知识点】单位制及量纲
【解析】【解答】国际单位制的七个基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉）。
故选C。
【分析】根据国际单位制进行分析判断。
3．【答案】B
【知识点】匀速圆周运动；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、根据角速度的定义可得小球的角速度为：，根据几何关系可得：，联立可得：，故A错误；
B、小球做匀速圆周运动，小球所受合力等于其向心力为：，联立可得：，故B正确；
C、小球所受的合力大小不变，方向时刻改变，则小球做非匀变速曲线运动，故C错误；
D、根据几何关系可得：，联立解得：，故D错误。
故答案为：B。
【分析】确定圆周运动的圆心和半径，再根据受力情况确定向心力的来源，结合匀速圆周运动中速度、角速度、加速度及向心力之间的关系进行解答。
4．【答案】D
【知识点】自由落体运动；平抛运动；功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】A、小球运动过程中重力做的功：，可知三个小球运动过程中重力做的功相等，故A错误；
B、小球运动过程中重力做功的平均功率：，由于三个小球运动的时间不完全一样，三个小球运动过程中重力做功的平均功率不完全相同，故B错误；
C、根据动能定理：，a、b小球运动过程中重力做的功相等，a、b落地时的速度大小相等，但速度方向不同，故C错误；
D、b、c从开始运动至落地的过程中竖直方向上根据动能定理有：，b、c落地时重力的瞬时功率：，b、c落地时重力的瞬时功率相等，故D正确。
故答案为：D。
【分析】重力做功只和物体本身的重力及其在竖直方向上的位移有关，熟悉平均功率和瞬时功率的区别，速度时矢量，速度相等，需大小和方向均一致。
5．【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】分析如图所示：导体棒匀速转动的速度为v，半径为r， 从图示位置开始转过θ角度，
导体棒垂直于磁感线方向的分速度为：，又因为：
可知导体棒垂直磁感线的分速度变化为余弦函数，由左手定则判断电流方向的变化规律，可得：，所以ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】由部分导线切割磁感线产生感应电动势，垂直于磁感线方向速度的变化规律，从而确定感应电动势的变化规律。
6．【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】由LC振荡电路的周期为 ，为了增大LC振荡电路的固有频率可减小周期大小，增大电容器的正对面积电容增加，在线圈中放入铁芯电感增加，因此电路的周期增大，A不符合题意；
电容器极板的面积减小电容增加，线圈匝数增加电感增加，B不符合题意；
减小电容器的距离电容增加，放入贴心电感增加，C不符合题意
减小电容器的正对面积则电容减小，减小线圈的匝数电感减小，因此周期减小频率增加，D符合题意
故答案为：D
【分析】利用振动电路的周期表达式可以判别增大固有频率可以判别改变容抗和感抗的大小。
7．【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】A、由题图可知，碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的速度大小分别为：，，故：。故A正确；
B、设碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的动量大小分别为、，碰后结合体的动量大小为，则根据动量守恒定律有：，所以，故B错误；
C、设滑块Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，由题图可知碰后结合体的速度大小为：，根据动量守恒定律有：，解得，，故C正确；
D、碰前滑块Ⅰ和滑块Ⅱ的动能之比为：，所以碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能大，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】位移-时间图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律及动能的定义即可解答。
8．【答案】A,D
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；功的概念；功的计算
【解析】【解答】A、因为：，所以物块先向上做加速度为的匀加速运动，与传送带共速后做匀速运动，故A正确；
BC、物块运动过程中摩擦力与运动方向相同，始终做正功，所以机械能始终增加，故BC错误；
D、物块匀加速的时间为：，则物块与传送带的相对位移为：
物块与传送带间因摩擦产生的内能为：，联立可得：，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】物体在倾斜传送带上运动时，需注意判断与的大小关系，以判断物体与传送带共速后能否匀速运动。根据功的定义判断摩擦力做功的正负。摩擦产生的内能与相对位移有关。
9．【答案】A,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】AB、比较卫星c和同步卫星d的速度，可根据卫星速度公式：，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故A正确，B错误；
CD、比较卫星c和同步卫星d的加速度，可根据卫星速度公式：，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，因此，地面卫星b和同步卫星具有相同的角速度，可根据进行比较，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，因此，故C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】同步卫星与地球具有相同的角速度和周期，结合万有引力定律及角速度、线速度与加速度之间的关系即可得出结论。
10．【答案】A,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A、三个图标都是为了防止静电的产生，A正确。
B、工作人员工作时间传绝缘性能良好的化纤服装，由于化纤服装和空气摩擦会产生静电，放电时产生电火花，有可能引起燃料燃烧，B错误。
C、用绝缘的塑料梳子梳头，会产生静电，放电时会产生电火花，有可能引起燃料燃烧，C错误。
D、化纤手套与接触物容易摩擦起电，存在安全隐患，D正确。
故答案为：AD
【分析】加油站中由于静电会引起汽油燃烧发生危险，根据摩擦起电的知识进行分析。
11．【答案】（1）③⑤④②①
（2）0.23
（3）
（4）0.33
（5）乙同学；用图像法求μ，需要结合图像，而图像的在连接时尽量让更多的点在线上，但不会将每一个点都连上，一些偏离直线较远的点可以自动排除，即舍弃了一些错误的数据，从而使结果更接近真实情况。而乙同学通过求平均值并没有办法完全消除这样的错误数据带来的影响，故甲同学的结果更准确一些。
【知识点】探究影响摩擦力的大小的因素
【解析】【解答】（1）[实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行，再接通打点计时器，释放木块，最后关闭电源取下纸带，故正确的顺序是③⑤④②①；
（2）由纸带图可知每四个点选用一个计数点，则计数点之间的时间间隔为：，由逐差法得，解得：；
（3）根据表中数据，描点让尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量分布在直线两侧即可；
（4）由滑动摩擦力公式得：，结合图像可知，图像的斜率，解得：
（5）用图像法求，需要结合图像，而图像的在连接时尽量让更多的点在线上，但不会将每一个点都连上，一些偏离直线较远的点可以自动排除，即舍弃了一些错误的数据，从而使结果更接近真实情况。而乙同学通过求平均值并没有办法完全消除这样的错误数据带来的影响，故甲同学的结果更准确一些。
【分析】根据题意明确实验原理，根据实验原理分析实验中需要处理的物理量。对于打点计时器要熟练掌握瞬时速度和加速度的计算，注意所取点之间的时间间隔。对于图像的处理往往需要结合实验原理分析图像的斜率或者截距、面积等是否有意义。
12．【答案】（1）C
（2）B
（3）1：2
（4）C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）实验目的是探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，数据处理时，先确保其它物理量不变，只改变相关两个物理量，因此本实验采用的是控制变量法。故选C。
（2）图示中两个钢球质量和转动半径相等，即保持质量、半径不变，可知正在探究的是向心力大小与角速度的关系。故选B。
（3）根据，保持两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，可解得两个小球的转动角速度之比为1：2。
（4）保持两个小球质量和转动半径相等，即在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。故选C。
【分析】根据匀速圆周运动的规律可知，向心力的大小与角速度、质量和半径等均有关。故实验需要采用控制变量法进行探究，再根据实验原理判断哪些量不变，继而得出变量与向心力的关系。
13．【答案】（1）解：空载起飞时，升力正好等于重力：
满载起飞时，升力正好等于重力：
由上两式解得：
（2）解：满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动，所以
解得：
由加速的定义式变形得：
解得：
【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速度的关系；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）飞机飞行时，重力等于升力，列方程求解飞机的速度即可；
（2）飞机做匀加速运动，结合飞机的位移和末速度求解飞机的加速度，进而求解加速时间。
14．【答案】（1）解：小球离开圆锥体的临界条件为圆锥体对小球的支持力为，由牛顿第二定律可得
解得
因，小球未离开圆锥体
对小球进行受力分析如图甲所示
根据牛顿第二定律有
解得
（2）解：因，小球离开圆锥体
对小球进行受力分析如图乙所示，设细线与竖直方向的夹角为α，
由牛顿第二定律得
解得：
又因为竖直方向受力平衡：
线速度
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）当小球角速度大于一定值时，小球会脱离锥体。故需要先根据小球恰好离开锥体支持力为零，算出小球的临界角速度。再比较实际角速度与临界角速度的大小。继而确定小球的受力情况，再根据匀速圆周运动的规律进行解答；
（2）判断小球是否脱离锥体，再根据受力分析及圆周运动的规律进行解答即可。
15．【答案】（1）解：粒子在加速器内电场力作用下从极板M，加速运动到极板N过程，由动能定理可得
解得
（2）解：设圆形区域内匀强电场的电场强度大小为E，该粒子在圆形电场区域内做类平抛运动
粒子沿初速度方向做匀速直线运动，通过电场的时间
粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
由于粒子恰好从Q点离开，故穿过电场的位移侧移量
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中加速，利用动能定理可以求出加速获得的速度大小；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
16．【答案】（1）解：当S断开时，两极板间的电势差即为电源电压U，由平衡条件得，代入数据解得.
（2）解：当S闭合、时，和串联，平行板与并联，两端的电压，根据串联分压有，联立解得.
（3）解：当S闭合、时，根据串联分压有，
解得平行板两端电压.
对带电小球，由牛顿第二定律得，又，
联立并代入数据解得.
带电小球在极板间做类平抛运动，竖直方向有，
解得，
带电小球恰好从平行板边缘飞出.
【知识点】电容器及其应用；匀变速直线运动规律的综合运用；平抛运动；带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【分析】（1）断开开关，平行板电容器两端电势差等于电源电压，根据物体做直线运动的力学特征，分析小球的受力情况，结合平行板电容器两端电压与场强的关系进行解答；
（2）闭合开关，平行板电容器两端的电压等于R两端电压，根据题意，分析小球的运动类型及受力情况，根据平抛运动规律、闭合电路中的欧姆定律及平行板电容器两端电压与场强的关系求解；
（3）小球在平行板电容器内做平抛运动，能够从平行板飞出的临界条件为粒子到达板右侧时，小球在竖直方向上的位移小于等于板间距的一半，再根据平抛运动规律、闭合电路中的欧姆定律及平行板电容器两端电压与场强的关系进行求解；
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