浙江省温州市平阳县万全综合高级中学2023-2024学年高一下学期期末物理试题
1．（2024高一下·平阳期末）引力常量G是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。它的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（ ）
A． B．
C．） D．
【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有长度、质量、时间，它们的国际单位分别是米、千克、秒。根据万有引力表达式
可得引力常量为
则引力常量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为
故选D。
【分析】根据万有引力定律进行量纲计算即可。
2．（2024高一下·平阳期末）在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法符合事实的是（ ）
A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法
B．开普勒在前人的基础上研究发现了万有引力定律
C．密立根首先通过实验发现并命名了正负电荷
D．富兰克林首先用实验测出了元电荷的数值
【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，A符合题意；
B.牛顿在前人的基础上研究发现了万有引力定律，B不符合题意；
C.富兰克林首先通过实验发现并命名了正负电荷，C不符合题意；
D.密立根先用实验测出了元电荷的数值，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据物理学史分析各选项。
3．（2024高一下·平阳期末）下列四个探究过程中，运用到极限思想的是（ ）
A．图甲通过平面镜观察桌面的微小形变
B．图乙探究向心力大小的表达式
C．图丙研究物体沿曲面运动时重力做功
D．图丁探究影响电荷间相互作用力的因素
【答案】C
【知识点】形变与弹力；向心力；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A．通过平面镜观察桌面的微小形变时应用了放大法，A错误；
B．探究向心力大小的表达式时应用了控制变量法，B错误；
C． 极限法是将问题推向极端状态的过程中，分析一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现，从而对问题进行分析和推理的一种思维方法 。 研究物体沿曲面运动时重力做功，将把整个运动过程划分成很多小段，每小段近似看成直线运动，求出每一小段重力做的功，然后把各小段重力所做的功相加得到物体沿曲面运动时重力做的功，这里应用了微元法，用到极限思想，C正确；
D．探究影响电荷间相互作用力的因素应用了控制变量法，D错误。
故选C。
【分析】根据各实验和重力沿曲面运动做功涉及到的物理思想和方法进行分析判断。
4．（2024高一下·平阳期末）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】由于汽车速度减小，合外力对物体做负功，则合外力方向与速度方向夹角大于。
故选C。
【分析】根据曲线运动的特点可知，汽车合外力指向运动轨迹的凹侧。
5．（2024高一下·平阳期末）电场中有一点P，下列说法中正确的是（ ）
A．若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有放电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D．P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同
【答案】C
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场强度是描述电场性质的物理量，可根据是比值法定义来理解E的物理意义。要知道电场力既与电荷有关，也与电场有关。AB．场强反映电场本身的性质，只由电场本身决定，与试探电荷无关，则若放在P点的电荷的电荷量减半， P点的场强不变；P点没有放电荷， P点的场强也不变，故AB错误；
C．根据F=Eq知，P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的电场力越大，故C正确；
D．根据场强方向的规定，正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，故D错误。
故选C。
【分析】场强反映电场本身的性质，与放入电场中的试探电荷无关，在电场中同一点，电场强度是确定不变的。
6．（2024高一下·平阳期末）如图是世界上最大无轴式摩天轮——“渤海之眼”，摩天轮直径125m，高145m，有36个观景舱，在做匀速圆周运动时周期为30min。下列说法正确的是（ ）
A．乘客的线速度保持不变
B．乘客做匀变速曲线运动
C．乘客的线速度大小约为0.22m/s
D．在与圆心等高处时乘客处于失重状态
【答案】C
【知识点】超重与失重；线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】本题主要考查圆周运动线速度的定义。 物体在某段时间内通过的弧长Δs与时间Δt之比等于线速度。A．乘客匀速圆周运动，线速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．乘客匀速圆周运动，加速度大小不变，方向总是指向圆心，所以乘客不是做匀变速曲线运动，故B错误；
C．乘客的线速度大小为
故C正确；
D．在与圆心等高处时，乘客在竖直方向的加速度为零，乘客不处于失重状态，故D错误。
故选C。
【分析】根据匀速圆周运动的线速度基本知识进行解答。
7．（2024高一下·平阳期末）为避免野外高压输电线遭受雷击，在三条输电线上方往往架设有两条与大地相连的导线。下列选项中，与该措施原理相同的是（ ）
A．静电除尘设备 B．建筑物顶部安装避雷针
C．音、视频等信号线包裹金属网 D．电子点火器的钉尖形放电极
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用；电场强度的叠加
【解析】【解答】静电屏蔽是通过形成等电位面来保护内部不受外部电场干扰，而尖端放电则是利用尖端处电场强度极大增强的特性来引发放电。野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，他们与大地相连，属于静电屏蔽原理。
A．静电除尘器用于粉尘较多的各种场所，用来收集或者去除粉尘，属于静电应用，故A错误；
B．建筑物顶部安装避雷针，属于尖端放电，故B错误；
C．音、视频等信号线包裹金属网，属于静电屏蔽，故C正确；
D．燃气灶点火器的放电电极做成针形，属于尖端放电原理，故D错误。
故选C。
【分析】静电现象在电力传输、建筑安全、信号传输和点火系统中都有体现，但其应用原理各不相同。题目中提到的高压输电线上的两条与大地相连的导线，其主要作用是通过静电屏蔽来保护输电线路免受雷击，即利用导线与大地相连形成一个等电位面，从而将雷电的电荷迅速导入大地，避免雷电直接击中输电线路。
8．（2024高一下·平阳期末）如图所示，空间O点有一正点电荷，电荷量为Q，它在P点产生的场强大小为E，则下图中能正确描述E、Q关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电场强度
【解析】【解答】根据点电荷的场强
可知图像为过原点的一条倾斜直线。故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】点电荷的场强公式， 图像为过原点的一条倾斜直线。
9．（2024高一下·平阳期末）如图所示，可视为质点、质量为1.5kg的物块静止在水平地面上，用方向水平向右、大小为6N的恒力F作用在物块上，物块运动了3m时撤去恒力F，物块继续运动了6m后静止。对于物块从开始运动到最终静止的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的摩擦力大小为3N
B．该过程中摩擦力对物块做的功为
C．该过程中合力对物块做的功为18J
D．该过程中物块的最大速度为
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB．设物块受到的摩擦力大小为，物块从开始运动到最终静止的过程，根据动能定理可得
解得
则该过程中摩擦力对物块做的功为
故A错误，B正确；
C．根据动能定理可得该过程中合力对物块做的功为
故C错误；
D．撤去恒力F时，物块的速度最大，根据动能定理可得
解得最大速度为，故D错误。
故选B。
【分析】1、从开始运动到最终静止的过程，根据动能定理列等式，可求解物块受到的摩擦力大小。
2、根据功的公式可求解摩擦力对物块做的功。
3、根据动能定理可求解合力对物块做的功以及最大速度。
10．（2024高一下·平阳期末）共享电动单车深受市民欢迎，某一市民借用电动单车以恒定功率从静止启动，能够达到的最大速度为v。已知所受阻力恒定为人和车总重力的，，则当车速为时，电动单车的加速度为（ ）
A．1m/s2 B．1.25m/s2 C．2m/s2 D．2.5m/s2
【答案】B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】本题考查了功率和牛顿第二定律，解题的关键是知道电动单车的速度最大时，牵引力和阻力的大小相等。速度为v时
速度为时，根据牛顿第二定律得
解得
故选B。
【分析】根据电动单车速度最大时，牵引力和阻力大小相等，则可得电动车的功率，电动单车的速度为时，利用P=Fv和牛顿第二定律可得车的加速度大小。
11．（2024高一下·平阳期末）如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。将饺子轻放在以速度v0匀速运动的足够长的水平传送带上，饺子与传送带间的动摩擦因数为μ。不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。关于饺子在传送带上的运动，下列说法正确的是（ ）
A．饺子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用
B．传送带的速度越快，饺子的加速度越大
C．饺子在传送带上留下的痕迹长度为
D．饺子在运动过程中，增加的动能与因摩擦产生的热量相等
【答案】D
【知识点】能量守恒定律；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】本题考查了水平传送带问题、牛顿第二定律和功能关系，解题的关键是知道饺子开始滑上传送带，与传送带发生相对运动，在滑动摩擦力的作用下做匀加速直线运动，当与传送带共速后做匀速直线运动。A．饺子刚放上传送带上时在传送带上受重力、弹力和摩擦力的作用，与传送带共速后受重力和弹力作用，故A错误；
B．饺子的加速度
与传送带的速度无关，故B错误；
C．饺子与传送带共速用的时间
饺子在传送带上留下的痕迹长度为
故C错误；
D．饺子在运动过程中，增加的动能
摩擦产生的热量
故D正确。
故选D。
【分析】根据饺子与传送带是否发生相对运动分析；利用牛顿第二定律分析；由运动学公式可得饺子与传送带共速的时间，痕迹长度等于饺子与传送带位移之差；利用动能增量等于末动能与初动能的差可得饺子动能增量，利用功能关系Q=fx相对可得摩擦产生的热量，可得解。
12．（2024高一下·平阳期末）如图所示，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（ ）
A．θ角不变且v增大 B．θ角减小且v增大
C．θ角增大且v减小 D．θ角增大且v增大
【答案】D
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解，注意正确画出运动的合成与分解是解题的关键，同时关注速度是矢量。由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示
故选D。
【分析】将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性，求出到达对岸沿水流方向上的位移以及时间，当实际航线与河岸垂直，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则求出船头与河岸所成的夹角。
13．（2024高一下·平阳期末）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（ ）
A．人拉绳行走的速度为 B．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为 D．船的加速度为
【答案】B,C
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，根据平行四边形定则，有
故A错误，B正确；
CD．对小船受力分析，则有
因此船的加速度大小为
故C正确，D错误。
故选BC。
【分析】1、人拉绳行走的速度与船的速度 之间的关系。这涉及到速度的分解。绳子的一端被人以速度 拉动，另一端连接船。船的速度 是水平的，可以分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的分量。沿绳子方向的速度分量应与人拉绳的速度 相同，因为绳子不可伸长。
2、计算船的加速度：根据牛顿第二定律，船的加速度 由作用在船上的水平方向的合力决定。
14．（2024高一下·平阳期末）天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在“调相轨道”和“停泊轨道”上绕火星运行时与火星的连线在相等时间内扫过的面积S1和S2，则下列说法正确的是（ ）
A．图中两阴影部分的面积S1和S2相等
B．探测器在P点的加速度大于在Q点的加速度
C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
D．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”过程中机械能守恒
【答案】B
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．根据开普勒第二定律可知探测器在同一轨道上相等时间内与火星的连线扫过的面积相等，但是图中两阴影部分不在同一轨道，则S1和S2不相等，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可得
可知探测器在P点的加速度大于在Q点的加速度，故B正确；
C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”，探测器的轨道半长轴变小，根据开普勒第三定律可知周期变小，故C错误；
D．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”，需要在P点火减速，探测器的机械能减少，故D错误。
故选B。
【分析】1、根据开普勒第二定律可知探测器在同一轨道上相等时间内与火星的连线扫过的面积相等。
2、根据牛顿第二定律，可得。
3、根据开普勒第三定律比较周期。
4、从高轨道进入低轨道，机械能减小。
15．（2024高一下·平阳期末）下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．路程 B．电场强度 C．功 D．电流
【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】只有大小没有方向的物理量是标量，而矢量是既有大小又有方向，合成与分解时满足平行四边形法则的物理量是矢量，因此下列物理量是标量的有：路程、功、电流；是矢量的有：电场强度。B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】只有电场强度属于矢量，其他物理量属于标量。
16．（2024高一下·平阳期末）2023年中国高中篮球联赛，台州临海回浦中学男篮战胜清华附中夺得全国总冠军。如图为运动员将质量为m的篮球从离地面h高处以初速度斜向上抛出并投中篮框。以地面为零势能面，不计空气阻力及篮球转动影响，当篮球刚要入框时，下列说法一定正确的是（ ）
A．重力势能为 B．动能为
C．机械能为 D．重力的功率为
【答案】C
【知识点】斜抛运动；功率及其计算；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．抛出时篮球的重力势能为，当篮球刚要入框时，高度增加，篮球的重力势能大于，故A错误；
B．抛出时篮球的动能为，篮球上升过程克服重力做功，故当篮球刚要入框时，动能小于，故B错误；
C．篮球运动过程机械能守恒，始终为，故C正确；
D．当篮球刚要入框时，其速度大小、方向无法确定，故重力的功率不等于，故D错误。
故选C。
【分析】1、重力势能的计算式为mgH，其中H是入框时的高度，H不等于h。
2、由机械能守恒，初态机械能，等于任意时刻的机械能。
3、重力的功率公式为P=F v=mg v ，其中v为竖直方向速度。
17．（2024高一下·平阳期末）如图所示，小球在竖直光滑圆轨道的最低点获得一初速沿轨道内侧做完整的圆周运动，取圆轨道的最低点重力势能为零。关于小球运动到最高点时的机械能、重力势能和动能的大小关系，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】功能关系；生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．最高点的重力势能
最小动能为
即在最高点时的动能
故A正确，B错误。
CD．设轨道半径为R，则小球运动到最高点时，根据
知，当轨道对小球的弹力F=0时速度最小为
即动能不为零，则机械能E大于重力势能；故CD错误；
故选A。
【分析】1、竖直圆周运动最高点最小速度为，最小动能。
2、 小球运动到最高点时的机械能等于动能加重力势能，动能不为零，则机械能E大于重力势能。
18．（2024高一下·平阳期末）2023年，我国正式开启载人空间站应用与发展阶段。作为首发航天器，天舟六号也是改进型天舟货运飞船的首发船，承担着空间站物资保障、在轨支持和空间科学试验的任务。如图为5月11日天舟六号货运飞船向距地约400千米的中国空间站组合体靠拢的画面，下列关于天体运动的说法正确的是（ ）
A．天舟六号的发射速度大于7.9km/s
B．中国空间站组合体的运行速度大于第一宇宙速度
C．中国空间站组合体的运行周期小于地球同步卫星的运行周期
D．天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度大于地球表面重力加速度
【答案】A,C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】AB.7.9km/s是第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球的最大速度，故天舟六号的发射速度不可能小于7.9km/s，中国空间站组合体在圆轨道上运行速度也不可能大于7.9km/s，故A正确，B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，运行周期越大，所以对接后，中国空间站组合体的运行周期小于地球同步卫星的周期，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力
解得天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度为
在地球表面
解得地球表面重力加速度
因为，所以天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度小于地球表面重力加速度，故D错误。
故选AC。
【分析】1、7.9km/s是第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球的最大速度。
2、根据开普勒第三定律，比较周期。
3、根据表面重力加速度和得出天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度小于地球表面重力加速度。
19．（2024高一下·平阳期末）（1）某同学利用图甲所示的装置，探究平抛运动的特点，下列说法正确的是 ；
A.可以探究水平分运动的特点
B.可以探究竖直分运动的特点
C.实验时应改变小球距地面的高度，多次重复实验
D.实验时应改变小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验
（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步探究平抛运动的规律，该同学用图乙所示的器材进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。但是轨迹不确定是否完整，请根据图丙中所示的数据判断图中的O点 （选填“是”或“不是”）抛出点，小球运动的初速度为 m/s。
【答案】BCD；不是；2
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了“探究平抛运动特点”的实验，要明确实验原理掌握正确的实验操作步骤和注意事项；根据平抛运动的规律求解时间间隔是解题的关键。（1）AB．该实验只能研究竖直分运动的特点，不可以探究水平分运动的特点，选项A错误，B正确；
CD．实验时应改变小球距地面的高度以及小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验，选项CD正确。
故选BCD。
（2）平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速运动，在相等时间内竖直方向的位移之比为1：3：5…，而图中竖直位移之比为3：5…，则图中的O点不是抛出点；
根据
可得
小球运动的初速度为
【分析】 （1）根据正确的实验操作步骤和注意事项分析作答；
（2）平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速运动，结合平抛运动的规律和匀变速运动的推论求解作答。
20．（2024高一下·平阳期末）某学习小组利用如图所示的装置“探究向心力大小的表达式”实验，所用向心力演示器如图（a）所示，待选小球是质量均为2m的球1、球2和质量为m的球3，标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小。图（b）是演示器部分原理示意图，其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.6倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑤的半径是轮④的0.8倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。
（1）在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的（ ）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为 。
（3）利用此装置探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是（ ）
A． B． C． D．
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连则是在研究向心力的大小F与 的关系。
A．转动半径r B．质量m C．角速度ω D．线速度v
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1：4，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（ ）
A．①和④ B．②和⑤ C．③和⑥ D．③和④
【答案】（1）C
（2）1：2
（3）D
（4）A
（5）C
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。故选C。
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，即
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为
（3）根据，可知，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。故选D。
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连，两个小球的质量相等，角速度相等，是在研究向心力的大小F与转动半径r的关系。故选A。
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，可知转动半径之比为2：1，质量之比为2：1，标尺1和标尺2的比值即向心力大小为1：4，根据，可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
故选C。
【分析】（1）控制变量法是一种科学实验中常用的研究方法，在探究多个变量中某一特定变量对实验结果的影响。其核心思想是：控制其他变量不变，只改变其中一个变量，从而明确该变量与实验结果之间的因果关系。在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法。
（2）根据可求塔轮1和塔轮2转动的角速度之比。
（3）根据，可知能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。
（4）根据控制变量法可知，两个小球的质量相等，角速度相等，半径不同，研究向心力的大小F与转动半径r的关系。
（5）根据，可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。
故选C。
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，即
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为
（3）根据
可知，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。
故选D。
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连，两个小球的质量相等，角速度相等，是在研究向心力的大小F与转动半径r的关系。
故选A。
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，可知转动半径之比为2：1，质量之比为2：1，标尺1和标尺2的比值即向心力大小为1：4，根据
可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
故选C。
21．（2024高一下·平阳期末）如图所示，真空中电荷量分别为和的两个点电荷相距为r，A、B为它们水平连线上两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。已知静电力常量为k，这两个点电荷间的库仑力大小为 ，在B点产生的电场强度大小为 。它们在A点的合场强方向为 （选填“水平向左”、“水平向右”、“竖直向上”或“竖直向下”）。从B点到C点电场强度逐渐 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】；；水平向右；变小
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】1、根据库仑定律可知两个点电荷间的库仑力大小为
2、两个点电荷相距为r，B为中点，与B之间的距离为，根据点电荷的场强公式可知
3、由于和两个点电荷在A点产生的场强均水平向右，故它们在A点的合场强方向为水平向右。
4、等量异种电荷连线中垂线上中点B电场强度最大，所以从B点到C点电场强度逐渐变小。
【分析】1、两个点电荷间的库仑力大小为。
2、根据点电荷的场强公式可求解在B点产生的电场强度大小。
3、考查电场的叠加，合场强为两个电场矢量和。
4、根据等量异种电荷电场线分布情况可得从B点到C点电场强度逐渐变小。
22．（2024高一下·平阳期末）中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：
（1）地球的质量M；
（2）中国空间站绕地球运动的线速度v大小。
【答案】解：（1）当飞船在近地圆形轨道Ⅰ上时，有
所以
（2）当飞船在圆轨道Ⅲ上运行时，有
所以
【知识点】卫星问题
【解析】【分析】（1）已知地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，根据重力等于万有引力来求解地球的质量；
（2）中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求解中国空间站绕地球运动的线速度v大小。
23．（2024高一下·平阳期末）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求：
（1）运动员第一次经过B点和C点的速度vB、vC；
（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；
（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
【答案】解：（1）选经过BC的水平面是零势能面，P到B的过程中，机械能守恒，则有
解出
C到Q的过程中，机械能守恒，则有
解出
（2）B到C的过程中，由运动学公式可得
解得
运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图所示，在竖直方向受力平衡可得
水平方向由牛顿第二定律可得
联立解出
（3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为1.6m/s2，设BC轨道上往返的总路程为s，由运动学公式
得到
推理，因
故运动员最终停下的位置离B点
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）运动员从P点滑至B点的过程，只有重力做功，根据动能定理或机械能守恒定律求运动员第一次经过B点时的速度vB；运动员由C点到Q点的过程，只有重力做功，由动能定理或机械能守恒定律求出运动员第一次经过C点的速度vC。
（2）运动员由B点滑至C点的过程中，运用动能定理求动摩擦因数。
（3）运动员最终停在BC上，对整个过程，根据动能定理求出运动员在BC轨道上滑行的总路程，即可确定最后静止的位置与B点之间的距离x。
1 / 1浙江省温州市平阳县万全综合高级中学2023-2024学年高一下学期期末物理试题
1．（2024高一下·平阳期末）引力常量G是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。它的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（ ）
A． B．
C．） D．
2．（2024高一下·平阳期末）在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法符合事实的是（ ）
A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法
B．开普勒在前人的基础上研究发现了万有引力定律
C．密立根首先通过实验发现并命名了正负电荷
D．富兰克林首先用实验测出了元电荷的数值
3．（2024高一下·平阳期末）下列四个探究过程中，运用到极限思想的是（ ）
A．图甲通过平面镜观察桌面的微小形变
B．图乙探究向心力大小的表达式
C．图丙研究物体沿曲面运动时重力做功
D．图丁探究影响电荷间相互作用力的因素
4．（2024高一下·平阳期末）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2024高一下·平阳期末）电场中有一点P，下列说法中正确的是（ ）
A．若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有放电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D．P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同
6．（2024高一下·平阳期末）如图是世界上最大无轴式摩天轮——“渤海之眼”，摩天轮直径125m，高145m，有36个观景舱，在做匀速圆周运动时周期为30min。下列说法正确的是（ ）
A．乘客的线速度保持不变
B．乘客做匀变速曲线运动
C．乘客的线速度大小约为0.22m/s
D．在与圆心等高处时乘客处于失重状态
7．（2024高一下·平阳期末）为避免野外高压输电线遭受雷击，在三条输电线上方往往架设有两条与大地相连的导线。下列选项中，与该措施原理相同的是（ ）
A．静电除尘设备 B．建筑物顶部安装避雷针
C．音、视频等信号线包裹金属网 D．电子点火器的钉尖形放电极
8．（2024高一下·平阳期末）如图所示，空间O点有一正点电荷，电荷量为Q，它在P点产生的场强大小为E，则下图中能正确描述E、Q关系的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2024高一下·平阳期末）如图所示，可视为质点、质量为1.5kg的物块静止在水平地面上，用方向水平向右、大小为6N的恒力F作用在物块上，物块运动了3m时撤去恒力F，物块继续运动了6m后静止。对于物块从开始运动到最终静止的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的摩擦力大小为3N
B．该过程中摩擦力对物块做的功为
C．该过程中合力对物块做的功为18J
D．该过程中物块的最大速度为
10．（2024高一下·平阳期末）共享电动单车深受市民欢迎，某一市民借用电动单车以恒定功率从静止启动，能够达到的最大速度为v。已知所受阻力恒定为人和车总重力的，，则当车速为时，电动单车的加速度为（ ）
A．1m/s2 B．1.25m/s2 C．2m/s2 D．2.5m/s2
11．（2024高一下·平阳期末）如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。将饺子轻放在以速度v0匀速运动的足够长的水平传送带上，饺子与传送带间的动摩擦因数为μ。不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。关于饺子在传送带上的运动，下列说法正确的是（ ）
A．饺子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用
B．传送带的速度越快，饺子的加速度越大
C．饺子在传送带上留下的痕迹长度为
D．饺子在运动过程中，增加的动能与因摩擦产生的热量相等
12．（2024高一下·平阳期末）如图所示，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（ ）
A．θ角不变且v增大 B．θ角减小且v增大
C．θ角增大且v减小 D．θ角增大且v增大
13．（2024高一下·平阳期末）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（ ）
A．人拉绳行走的速度为 B．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为 D．船的加速度为
14．（2024高一下·平阳期末）天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在“调相轨道”和“停泊轨道”上绕火星运行时与火星的连线在相等时间内扫过的面积S1和S2，则下列说法正确的是（ ）
A．图中两阴影部分的面积S1和S2相等
B．探测器在P点的加速度大于在Q点的加速度
C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
D．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”过程中机械能守恒
15．（2024高一下·平阳期末）下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．路程 B．电场强度 C．功 D．电流
16．（2024高一下·平阳期末）2023年中国高中篮球联赛，台州临海回浦中学男篮战胜清华附中夺得全国总冠军。如图为运动员将质量为m的篮球从离地面h高处以初速度斜向上抛出并投中篮框。以地面为零势能面，不计空气阻力及篮球转动影响，当篮球刚要入框时，下列说法一定正确的是（ ）
A．重力势能为 B．动能为
C．机械能为 D．重力的功率为
17．（2024高一下·平阳期末）如图所示，小球在竖直光滑圆轨道的最低点获得一初速沿轨道内侧做完整的圆周运动，取圆轨道的最低点重力势能为零。关于小球运动到最高点时的机械能、重力势能和动能的大小关系，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
18．（2024高一下·平阳期末）2023年，我国正式开启载人空间站应用与发展阶段。作为首发航天器，天舟六号也是改进型天舟货运飞船的首发船，承担着空间站物资保障、在轨支持和空间科学试验的任务。如图为5月11日天舟六号货运飞船向距地约400千米的中国空间站组合体靠拢的画面，下列关于天体运动的说法正确的是（ ）
A．天舟六号的发射速度大于7.9km/s
B．中国空间站组合体的运行速度大于第一宇宙速度
C．中国空间站组合体的运行周期小于地球同步卫星的运行周期
D．天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度大于地球表面重力加速度
19．（2024高一下·平阳期末）（1）某同学利用图甲所示的装置，探究平抛运动的特点，下列说法正确的是 ；
A.可以探究水平分运动的特点
B.可以探究竖直分运动的特点
C.实验时应改变小球距地面的高度，多次重复实验
D.实验时应改变小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验
（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步探究平抛运动的规律，该同学用图乙所示的器材进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。但是轨迹不确定是否完整，请根据图丙中所示的数据判断图中的O点 （选填“是”或“不是”）抛出点，小球运动的初速度为 m/s。
20．（2024高一下·平阳期末）某学习小组利用如图所示的装置“探究向心力大小的表达式”实验，所用向心力演示器如图（a）所示，待选小球是质量均为2m的球1、球2和质量为m的球3，标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小。图（b）是演示器部分原理示意图，其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.6倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑤的半径是轮④的0.8倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。
（1）在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的（ ）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为 。
（3）利用此装置探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是（ ）
A． B． C． D．
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连则是在研究向心力的大小F与 的关系。
A．转动半径r B．质量m C．角速度ω D．线速度v
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1：4，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（ ）
A．①和④ B．②和⑤ C．③和⑥ D．③和④
21．（2024高一下·平阳期末）如图所示，真空中电荷量分别为和的两个点电荷相距为r，A、B为它们水平连线上两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。已知静电力常量为k，这两个点电荷间的库仑力大小为 ，在B点产生的电场强度大小为 。它们在A点的合场强方向为 （选填“水平向左”、“水平向右”、“竖直向上”或“竖直向下”）。从B点到C点电场强度逐渐 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
22．（2024高一下·平阳期末）中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：
（1）地球的质量M；
（2）中国空间站绕地球运动的线速度v大小。
23．（2024高一下·平阳期末）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求：
（1）运动员第一次经过B点和C点的速度vB、vC；
（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；
（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有长度、质量、时间，它们的国际单位分别是米、千克、秒。根据万有引力表达式
可得引力常量为
则引力常量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为
故选D。
【分析】根据万有引力定律进行量纲计算即可。
2．【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，A符合题意；
B.牛顿在前人的基础上研究发现了万有引力定律，B不符合题意；
C.富兰克林首先通过实验发现并命名了正负电荷，C不符合题意；
D.密立根先用实验测出了元电荷的数值，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据物理学史分析各选项。
3．【答案】C
【知识点】形变与弹力；向心力；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A．通过平面镜观察桌面的微小形变时应用了放大法，A错误；
B．探究向心力大小的表达式时应用了控制变量法，B错误；
C． 极限法是将问题推向极端状态的过程中，分析一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现，从而对问题进行分析和推理的一种思维方法 。 研究物体沿曲面运动时重力做功，将把整个运动过程划分成很多小段，每小段近似看成直线运动，求出每一小段重力做的功，然后把各小段重力所做的功相加得到物体沿曲面运动时重力做的功，这里应用了微元法，用到极限思想，C正确；
D．探究影响电荷间相互作用力的因素应用了控制变量法，D错误。
故选C。
【分析】根据各实验和重力沿曲面运动做功涉及到的物理思想和方法进行分析判断。
4．【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】由于汽车速度减小，合外力对物体做负功，则合外力方向与速度方向夹角大于。
故选C。
【分析】根据曲线运动的特点可知，汽车合外力指向运动轨迹的凹侧。
5．【答案】C
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场强度是描述电场性质的物理量，可根据是比值法定义来理解E的物理意义。要知道电场力既与电荷有关，也与电场有关。AB．场强反映电场本身的性质，只由电场本身决定，与试探电荷无关，则若放在P点的电荷的电荷量减半， P点的场强不变；P点没有放电荷， P点的场强也不变，故AB错误；
C．根据F=Eq知，P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的电场力越大，故C正确；
D．根据场强方向的规定，正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，故D错误。
故选C。
【分析】场强反映电场本身的性质，与放入电场中的试探电荷无关，在电场中同一点，电场强度是确定不变的。
6．【答案】C
【知识点】超重与失重；线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】本题主要考查圆周运动线速度的定义。 物体在某段时间内通过的弧长Δs与时间Δt之比等于线速度。A．乘客匀速圆周运动，线速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．乘客匀速圆周运动，加速度大小不变，方向总是指向圆心，所以乘客不是做匀变速曲线运动，故B错误；
C．乘客的线速度大小为
故C正确；
D．在与圆心等高处时，乘客在竖直方向的加速度为零，乘客不处于失重状态，故D错误。
故选C。
【分析】根据匀速圆周运动的线速度基本知识进行解答。
7．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用；电场强度的叠加
【解析】【解答】静电屏蔽是通过形成等电位面来保护内部不受外部电场干扰，而尖端放电则是利用尖端处电场强度极大增强的特性来引发放电。野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，他们与大地相连，属于静电屏蔽原理。
A．静电除尘器用于粉尘较多的各种场所，用来收集或者去除粉尘，属于静电应用，故A错误；
B．建筑物顶部安装避雷针，属于尖端放电，故B错误；
C．音、视频等信号线包裹金属网，属于静电屏蔽，故C正确；
D．燃气灶点火器的放电电极做成针形，属于尖端放电原理，故D错误。
故选C。
【分析】静电现象在电力传输、建筑安全、信号传输和点火系统中都有体现，但其应用原理各不相同。题目中提到的高压输电线上的两条与大地相连的导线，其主要作用是通过静电屏蔽来保护输电线路免受雷击，即利用导线与大地相连形成一个等电位面，从而将雷电的电荷迅速导入大地，避免雷电直接击中输电线路。
8．【答案】A
【知识点】电场强度
【解析】【解答】根据点电荷的场强
可知图像为过原点的一条倾斜直线。故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】点电荷的场强公式， 图像为过原点的一条倾斜直线。
9．【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB．设物块受到的摩擦力大小为，物块从开始运动到最终静止的过程，根据动能定理可得
解得
则该过程中摩擦力对物块做的功为
故A错误，B正确；
C．根据动能定理可得该过程中合力对物块做的功为
故C错误；
D．撤去恒力F时，物块的速度最大，根据动能定理可得
解得最大速度为，故D错误。
故选B。
【分析】1、从开始运动到最终静止的过程，根据动能定理列等式，可求解物块受到的摩擦力大小。
2、根据功的公式可求解摩擦力对物块做的功。
3、根据动能定理可求解合力对物块做的功以及最大速度。
10．【答案】B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】本题考查了功率和牛顿第二定律，解题的关键是知道电动单车的速度最大时，牵引力和阻力的大小相等。速度为v时
速度为时，根据牛顿第二定律得
解得
故选B。
【分析】根据电动单车速度最大时，牵引力和阻力大小相等，则可得电动车的功率，电动单车的速度为时，利用P=Fv和牛顿第二定律可得车的加速度大小。
11．【答案】D
【知识点】能量守恒定律；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】本题考查了水平传送带问题、牛顿第二定律和功能关系，解题的关键是知道饺子开始滑上传送带，与传送带发生相对运动，在滑动摩擦力的作用下做匀加速直线运动，当与传送带共速后做匀速直线运动。A．饺子刚放上传送带上时在传送带上受重力、弹力和摩擦力的作用，与传送带共速后受重力和弹力作用，故A错误；
B．饺子的加速度
与传送带的速度无关，故B错误；
C．饺子与传送带共速用的时间
饺子在传送带上留下的痕迹长度为
故C错误；
D．饺子在运动过程中，增加的动能
摩擦产生的热量
故D正确。
故选D。
【分析】根据饺子与传送带是否发生相对运动分析；利用牛顿第二定律分析；由运动学公式可得饺子与传送带共速的时间，痕迹长度等于饺子与传送带位移之差；利用动能增量等于末动能与初动能的差可得饺子动能增量，利用功能关系Q=fx相对可得摩擦产生的热量，可得解。
12．【答案】D
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解，注意正确画出运动的合成与分解是解题的关键，同时关注速度是矢量。由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示
故选D。
【分析】将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性，求出到达对岸沿水流方向上的位移以及时间，当实际航线与河岸垂直，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则求出船头与河岸所成的夹角。
13．【答案】B,C
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，根据平行四边形定则，有
故A错误，B正确；
CD．对小船受力分析，则有
因此船的加速度大小为
故C正确，D错误。
故选BC。
【分析】1、人拉绳行走的速度与船的速度 之间的关系。这涉及到速度的分解。绳子的一端被人以速度 拉动，另一端连接船。船的速度 是水平的，可以分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的分量。沿绳子方向的速度分量应与人拉绳的速度 相同，因为绳子不可伸长。
2、计算船的加速度：根据牛顿第二定律，船的加速度 由作用在船上的水平方向的合力决定。
14．【答案】B
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．根据开普勒第二定律可知探测器在同一轨道上相等时间内与火星的连线扫过的面积相等，但是图中两阴影部分不在同一轨道，则S1和S2不相等，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可得
可知探测器在P点的加速度大于在Q点的加速度，故B正确；
C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”，探测器的轨道半长轴变小，根据开普勒第三定律可知周期变小，故C错误；
D．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”，需要在P点火减速，探测器的机械能减少，故D错误。
故选B。
【分析】1、根据开普勒第二定律可知探测器在同一轨道上相等时间内与火星的连线扫过的面积相等。
2、根据牛顿第二定律，可得。
3、根据开普勒第三定律比较周期。
4、从高轨道进入低轨道，机械能减小。
15．【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】只有大小没有方向的物理量是标量，而矢量是既有大小又有方向，合成与分解时满足平行四边形法则的物理量是矢量，因此下列物理量是标量的有：路程、功、电流；是矢量的有：电场强度。B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】只有电场强度属于矢量，其他物理量属于标量。
16．【答案】C
【知识点】斜抛运动；功率及其计算；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．抛出时篮球的重力势能为，当篮球刚要入框时，高度增加，篮球的重力势能大于，故A错误；
B．抛出时篮球的动能为，篮球上升过程克服重力做功，故当篮球刚要入框时，动能小于，故B错误；
C．篮球运动过程机械能守恒，始终为，故C正确；
D．当篮球刚要入框时，其速度大小、方向无法确定，故重力的功率不等于，故D错误。
故选C。
【分析】1、重力势能的计算式为mgH，其中H是入框时的高度，H不等于h。
2、由机械能守恒，初态机械能，等于任意时刻的机械能。
3、重力的功率公式为P=F v=mg v ，其中v为竖直方向速度。
17．【答案】A
【知识点】功能关系；生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．最高点的重力势能
最小动能为
即在最高点时的动能
故A正确，B错误。
CD．设轨道半径为R，则小球运动到最高点时，根据
知，当轨道对小球的弹力F=0时速度最小为
即动能不为零，则机械能E大于重力势能；故CD错误；
故选A。
【分析】1、竖直圆周运动最高点最小速度为，最小动能。
2、 小球运动到最高点时的机械能等于动能加重力势能，动能不为零，则机械能E大于重力势能。
18．【答案】A,C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】AB.7.9km/s是第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球的最大速度，故天舟六号的发射速度不可能小于7.9km/s，中国空间站组合体在圆轨道上运行速度也不可能大于7.9km/s，故A正确，B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，运行周期越大，所以对接后，中国空间站组合体的运行周期小于地球同步卫星的周期，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力
解得天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度为
在地球表面
解得地球表面重力加速度
因为，所以天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度小于地球表面重力加速度，故D错误。
故选AC。
【分析】1、7.9km/s是第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球的最大速度。
2、根据开普勒第三定律，比较周期。
3、根据表面重力加速度和得出天舟六号与空间站组合体对接后运动的加速度小于地球表面重力加速度。
19．【答案】BCD；不是；2
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了“探究平抛运动特点”的实验，要明确实验原理掌握正确的实验操作步骤和注意事项；根据平抛运动的规律求解时间间隔是解题的关键。（1）AB．该实验只能研究竖直分运动的特点，不可以探究水平分运动的特点，选项A错误，B正确；
CD．实验时应改变小球距地面的高度以及小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验，选项CD正确。
故选BCD。
（2）平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速运动，在相等时间内竖直方向的位移之比为1：3：5…，而图中竖直位移之比为3：5…，则图中的O点不是抛出点；
根据
可得
小球运动的初速度为
【分析】 （1）根据正确的实验操作步骤和注意事项分析作答；
（2）平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速运动，结合平抛运动的规律和匀变速运动的推论求解作答。
20．【答案】（1）C
（2）1：2
（3）D
（4）A
（5）C
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。故选C。
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，即
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为
（3）根据，可知，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。故选D。
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连，两个小球的质量相等，角速度相等，是在研究向心力的大小F与转动半径r的关系。故选A。
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，可知转动半径之比为2：1，质量之比为2：1，标尺1和标尺2的比值即向心力大小为1：4，根据，可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
故选C。
【分析】（1）控制变量法是一种科学实验中常用的研究方法，在探究多个变量中某一特定变量对实验结果的影响。其核心思想是：控制其他变量不变，只改变其中一个变量，从而明确该变量与实验结果之间的因果关系。在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法。
（2）根据可求塔轮1和塔轮2转动的角速度之比。
（3）根据，可知能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。
（4）根据控制变量法可知，两个小球的质量相等，角速度相等，半径不同，研究向心力的大小F与转动半径r的关系。
（5）根据，可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。
故选C。
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1：4，即
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为
（3）根据
可知，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。
故选D。
（4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连，两个小球的质量相等，角速度相等，是在研究向心力的大小F与转动半径r的关系。
故选A。
（5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，可知转动半径之比为2：1，质量之比为2：1，标尺1和标尺2的比值即向心力大小为1：4，根据
可知转动的角速度之比为1：4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。
故选C。
21．【答案】；；水平向右；变小
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】1、根据库仑定律可知两个点电荷间的库仑力大小为
2、两个点电荷相距为r，B为中点，与B之间的距离为，根据点电荷的场强公式可知
3、由于和两个点电荷在A点产生的场强均水平向右，故它们在A点的合场强方向为水平向右。
4、等量异种电荷连线中垂线上中点B电场强度最大，所以从B点到C点电场强度逐渐变小。
【分析】1、两个点电荷间的库仑力大小为。
2、根据点电荷的场强公式可求解在B点产生的电场强度大小。
3、考查电场的叠加，合场强为两个电场矢量和。
4、根据等量异种电荷电场线分布情况可得从B点到C点电场强度逐渐变小。
22．【答案】解：（1）当飞船在近地圆形轨道Ⅰ上时，有
所以
（2）当飞船在圆轨道Ⅲ上运行时，有
所以
【知识点】卫星问题
【解析】【分析】（1）已知地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，根据重力等于万有引力来求解地球的质量；
（2）中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求解中国空间站绕地球运动的线速度v大小。
23．【答案】解：（1）选经过BC的水平面是零势能面，P到B的过程中，机械能守恒，则有
解出
C到Q的过程中，机械能守恒，则有
解出
（2）B到C的过程中，由运动学公式可得
解得
运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图所示，在竖直方向受力平衡可得
水平方向由牛顿第二定律可得
联立解出
（3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为1.6m/s2，设BC轨道上往返的总路程为s，由运动学公式
得到
推理，因
故运动员最终停下的位置离B点
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）运动员从P点滑至B点的过程，只有重力做功，根据动能定理或机械能守恒定律求运动员第一次经过B点时的速度vB；运动员由C点到Q点的过程，只有重力做功，由动能定理或机械能守恒定律求出运动员第一次经过C点的速度vC。
（2）运动员由B点滑至C点的过程中，运用动能定理求动摩擦因数。
（3）运动员最终停在BC上，对整个过程，根据动能定理求出运动员在BC轨道上滑行的总路程，即可确定最后静止的位置与B点之间的距离x。
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