湖南省部分学校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试题
1．（2024高一下·湖南期末）关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．做曲线运动的物体所受合力一定是变力
C．做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心
D．曲线运动的加速度一定变化
2．（2024高一下·湖南期末）下列应用与尖端放电现象无关的是（ ）
A．家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置
B．高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失
C．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服
D．在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击
3．（2024高一下·湖南期末）如图所示，轻杆一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定竖直向上
B．小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下
C．小球运动到左侧与圆心等高的A点时，杆对球的力沿杆向右
D．在最低点和最高点，杆对球的弹力之差一定为2mg
4．（2024高一下·湖南期末）如图所示，光滑的矩形框ABCD处于竖直平面内，一根长为L的轻绳一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在竖直边BC上。已知水平边AB边长为0.6L，AD、BC足够长，重力加速度为g。现使矩形框绕AD边匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．若矩形框转动的角速度增大，则轻绳的拉力不变
B．BC边对小球的弹力随着矩形框转动角速度的增大而减小
C．当BC边对小球的弹力大小为时，矩形框转动的角速度一定为
D．当BC边对小球的弹力大小为mg时，矩形框转动的角速度一定为
5．（2024高一下·湖南期末）2024年3月20日8时31分，鹊桥二号中继星在我国文昌航天发射场成功发射升空，经过112小时的奔月飞行，鹊桥二号中继星经过近月制动，顺利进入近月200km，远月16000km的环月大椭圆轨道飞行。如图所示，轨道Ⅱ为环月大椭圆轨道，已知近月点到月球中心的距离为r1，远月点到月球中心的距离为r2，中继星在轨道Ⅱ上的环绕周期为T，轨道Ⅰ为近月轨道，月球半径为R，引力常量为G，由以上信息可求出（ ）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．月球的第一宇宙速度为
D．月球密度为
6．（2024高一下·湖南期末）如图所示，在正方形的四个顶点ABCD固定四个电荷量大小相等的点电荷，K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心。已知A点处的点电荷为正电荷，L处场强方向垂直于BC向右，K点的场强方向沿KB方向指向B点，下列判断正确的是（ ）
A．B点处的点电荷是正电荷
B．O点的电场强度为零
C．N点电场强度的方向垂直于AD边向左
D．K、L两点的场强之比为
7．（2024高一下·湖南期末）如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m电荷量为+q且可视为质点的小球A。悬点O的正下方固定一体积较大的金属球B，其所带电荷量为+Q，小球A与金属球B的球心等高，两球心的距离为r，悬线与竖直方向的夹角为，已知静电力常量为k，重力加速度为g，B球半径相对于两球心距离r不可忽略，则（ ）
A．悬线对小球A的拉力大小为
B．金属球B对小球A的库仑力大小为
C．悬线对小球A的拉力大小为
D．金属球B对小球A的库仑力大小为
8．（2024高一下·湖南期末）2024年2月10日新华网消息，国内天文团队利用清华大学—马化腾巡天望远镜，成功探测到一个距离地球2761光年的致密双星系统—TMTSJ0526。这一成果在线发表在国际权威天文学期刊《自然.天文学》上。如图所示，P、Q两颗星球组成的双量系统，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星质量分则为mp、mQ则（ ）
A．P、Q轨道的半径之比为 B．P、Q的向心力之比为
C．P、Q的向心加速度之比为 D．P、Q的线速度之比为
9．（2024高一下·湖南期末）水平地面上有一质量为m的物体，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动。在0～6s内，F与时间t的关系及F的功率P与时间t的关系分别如图1、2所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．物体在0～6s内先做匀加速后做匀速运动
B．物体在0～6s内的总位移大小为18m
C．物体的质量为2kg
D．在0～6s内克服摩擦力做功24J
10．（2024高一下·湖南期末）建筑装修中工人把建材吊运到楼上，为了避免建材与墙壁或窗户发生碰撞，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，上料机缓慢向上拉绳。距地面高度为9m的上料机A拉着质量为的建材B往高处运送，一质量为的工人C在地面上离墙9m处拉绳，在某一时刻，建材B距离上料机A竖直高度为2m，与墙面的距离为1m，人拉绳端离地面的高度为1m，情景简化如图所示。若绳子可视为轻质细绳，工人与地面没有相对滑动，重力加速度g取，取2.24。下列说法正确的是（ ）
A．轻绳AB的拉力大小为627.2N B．轻绳BC的拉力大小为500N
C．人对地面的压力大小为510N D．人与地面的摩擦力大小为280N
11．（2024高一下·湖南期末）某实验小组同学利用频闪相机研究小球的平抛运动，得到了小球做平抛运动时的频闪照片。已知相机的闪光频率为f，选A位置的球心为坐标原点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向建立坐标系，B、C、D三点的球心坐标结合比例尺换算成的实际距离已经标出，如图所示，则可得到竖直方向的加速度大小为 ，平抛物体的初速度大小为 ，位置D的竖直坐标为 （用、表示）。
12．（2024高一下·湖南期末）某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为g，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上的B处；
b.测量出遮光条的宽度d；
c.将滑块移至图示位置的A处，测出遮光条到光电门的距离l；
d.将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，调节滑轮的高度使细线水平；
e.释放滑块，测量遮光条经过光电门时的挡光时间；
f.改变遮光条到光电门的距离，测量滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量及符号
（2）遮光条通过光电门时的速度大小为 .
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了 ，系统的动能增加量为 。
（4）改变l，做多组实验，作出如图2所示以l为横坐标，以为纵坐标的图像。若机械能守恒定律成立，则图像斜率为 .
（5）关于实验中的操作及要求，下列操作中不必要的是______.（填选项序号）。
A．使细线与气垫导轨平行
B．钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
C．使位置A与B间的距离适当大些
13．（2024高一下·湖南期末）一个小物块以初速度冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角，物块与斜面间的动摩擦因数为，小物块在斜面上运动的图像如图所示，重力加速度g取，求斜面倾角的正弦值及物块与斜面间的动摩擦因数。
14．（2024高一下·湖南期末）如图所示，AB为半径的光滑圆弧轨道，对应的圆心角为，AB与水平粗糙轨道BC相切于B点，BC长度为，CD为半径的竖直固定的光滑半圆轨道，CD与BC相切于C点。将质量为.可视为质点的滑块从图中的A点由静止释放，重力加速度g取，，。
（1）求滑块运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小；
（2）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块停在距B多远处
（3）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块能否到达D点 若能到达，滑块经过D点时对轨道的压力多大
15．（2024高一下·湖南期末）如图所示，距离水平地面6h高处有水平向右的匀强电场，电场的宽度为3h，长度足够长，在电场上边界的上方距离为h处，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度（未知）水平向右抛出，小球进入电场后开始做直线运动，运动方向与水平方向的夹角为37°，小球最终落至水平地面上。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E和初速度大小；
（2）小球从水平抛出到落地过程的总时间t；
（3）落地点到抛出点的水平距离x。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】曲线运动；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．物体做曲线运动，由于速度沿轨迹的切线方向，则曲线运动的速度方向一定改变，因此曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B．做曲线运动的物体肯定受到合力的作用，但所受合力可以是恒力，比如平抛运动，故B错误；
C．只有物体做匀速圆周运动所受合力一定指向圆心，非匀速圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心，故C错误；
D．做曲线运动的物体所受合力可以是恒力，如物体做平抛运动，只受到重力则加速度可以不变，故D错误。
故选A。
【分析】曲线运动的速度方向一定改变，因此曲线运动一定是变速运动；做曲线运动的物体肯定受到合力的作用，但所受合力可以是恒力，比如平抛运动，加速度保持不变；只有物体做匀速圆周运动所受合力一定指向圆心。
2．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都是利用尖端电荷分布比较密集，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏蔽，让衣服内部电场强度为0，与尖端放电无关。
故选C。
【分析】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏蔽。
3．【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．小球运动到最低点时，根据向心力的方向可以得出杆的拉力和重力的合力竖直向上提供向心力，重力竖直向下，故杆对球的作用力一定竖直向上，故A正确；
B．设杆的长度为，若匀速转动时，速度大小等于，则在最高点，根据牛顿第二定律有
得
故小球运动到最高点时，杆对球的作用力不一定竖直向下，故B错误；
C．如图所示
当杆运动到左侧与圆心等高的A点时，根据向心力的方向可以得出小球受重力和杆的弹力，合力提供向心力，所以杆的弹力方向斜向右上方，不是指向圆心，故C错误；
D．设在最高点时，杆的弹力为，在最低点时，杆的弹力为，当杆转动的角速度为时，，此时重力提供向心力，即
解得
当杆转动的角速度时，则在最高点，根据牛顿第二定律有
在最低点，根据牛顿第二定律有
所以
当杆转动的角速度时，在最高点，根据牛顿第二定律有
最低点，根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选A。
【分析】利用向心力的方向结合重力的方向可以判别杆对小球的作用力方向；利用最高点和最低点的牛顿第二定律可以求出杆对球的弹力之差的大小。
4．【答案】A
【知识点】临界类问题；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．设轻绳对小球的拉力大小为F，与竖直方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡方程有有
解得小球对轻绳的拉力大小
绳的拉力不随着矩形框转动的角速度增大而增大，故A正确；
B．当小球和矩形框一起转动，当BC边对小球的弹力为0时，根据牛顿第二定律有
解得
当角速度时，BC边对小球的弹力向外，根据牛顿第二定律则有
则ω增大，FN减小；
当时，BC边对小球的弹力向内，根据牛顿第二定律有
则ω增大，FN增大，故B错误；
D．当时，根据平衡方程可以得出：BC边对小球的弹力为
当时，小球绕AD边做匀速圆周运动，弹力只能向内，根据牛顿第二定律则有
解得
故D错误；
C．当时，弹力可能向内，可能向外，弹力向内时，根据牛顿第二定律有
解得
弹力向外时，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误。
故选A。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以得出绳子拉力保持不变；利用BC边弹力的大小结合牛顿第二定律可以求出矩形框的角速度大小。
5．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A．设近月轨道的周期为T1，卫星在两个轨道都是绕月球运行，根据开普勒第三定律可得
航天器在轨道Ⅰ上运行时，地球对航天器的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．地球对物体的万有引力形成重力，根据牛顿第二定律有
可得
故B正确；
C．地球对航天器的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
可得第一宇宙速度为
故C错误；
D．月球密度为
故D错误。
故选B。
【分析】利用引力提供向心力可以求出月球的质量及第一宇宙速度的大小；利用质量结合体积可以求出密度的大小；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小。
6．【答案】D
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】A．L处场强方向垂直于BC向右，根据电场强度的叠加可知D点的点电荷为正电荷，由K点的场强方向沿KB方向指向B点，根据电场强度的叠加可知C点的点电荷为负电荷，B点的点电荷也为负电荷，故A错误；
B．根据电场强度的叠加可以得出：O点的电场强度指向L点，不为零，故B错误；
C．根据电场强度的叠加可以得出：N点的场强垂直于AD向右，故C错误；
D．设AB长为2l，根据点电荷的场强公式有
其中
，
可得电场强度的大小比值为
故D正确。
故选D。
【分析】利用电场的方向结合电场强度的叠加可以判别点电荷的电性；根据电场强度的叠加可以得出电场强度的方向；利用点电荷的场强公式结合场强的叠加可以求出电场强度的大小。
7．【答案】A,D
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】BD．由于体积较大的金属球B上的正电荷在A球的正电荷的电场的作用下，电荷分布发生了重新排布，不能认为电荷集中于B的球心，库仑定律只能适用于可以作为点电荷的球体，所以小球A受到的库仑力不等于，以小球为研究对象，受力分析如图所示
由于小球静止，根据平衡方程有
则
故B错误，D正确；
AC．根据小球的平衡方程有
得
故A正确，C错误。
故选AD。
【分析】由于带电小球B不能作为点电荷，所以不能直接利用库仑定律计算电场力的大小；利用小球A的平衡方程可以B球对A球的库仑力大小及绳子拉力的大小。
8．【答案】C,D
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】B．两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，由于相同时间内转过的角度相同故两星的角速度、周期相等，两星之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第三定律可以得出它们的向心力大小相等，故B错误；
A．根据引力提供向心力有：
有
故A错误；
CD．由于P、Q具有相同的角速度，根据线速度和角速度的关系式有
根据向心加速度的表达式可以得出
故CD正确。
故选CD。
【分析】利用引力提供向心力结合牛顿第三定律可以判别向心力大小相等；利用相同时间转过的角度相等可以判别周期和角速度相等；利用引力提供向心力可以求出半径的比值；利用线速度和角速度的关系式可以求出线速度的比值；利用向心加速度的表达式可以求出向心加速度的比值
9．【答案】A,C
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AC．在0～2s内，由知v与t成正比，物体做匀加速直线运动，2s时，根据速度公式有
得
2s时，F由6N突变为2N，P变为8W，之后保持不变，说明物体做匀速直线运动，根据平衡方程可以得出摩擦力，再根据物体的牛顿第二定律
知
故AC正确；
B．根据位移公式可以得出：前2s物体的位移
根据匀速直线运动的位移公式可以得出后4s物体的位移
整个过程中总位移
故B错误；
D．根据摩擦力的大小可以求出整个过程中克服摩擦力做功
故D错误。
故选AC。
【分析】根据功率的表达式可以判别物体刚开始做匀加速直线运动，后来做匀速直线运动；利用速度公式结合牛顿第二定律可以求出物体质量的大小；利用位移公式可以求出运动的位移大小；结合摩擦力的大小可以求出克服摩擦力做功的大小。
10．【答案】A,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．选取悬挂的建材为研究对象，受力如图所示
由于建材处于静止，水平方向上根据平衡方程有
竖直方向上根据平衡方程有
，
联立两式并代入数据得绳子拉力大小为
，
故A正确，B错误；
CD．选取工人为研究对象，受力分析如图所示
由于工人处于静止，水平方向上根据平衡方程有
竖直方向上根据平衡方程有
联立两式并代入数据得
，
故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】利用建材的平衡方程可以求出两段绳子的拉力大小；利用工人的平衡方程可以求出摩擦力和人对地面压力的大小。
11．【答案】；；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据频率和周期的关系可以得出相机的曝光时间为
A、B、C、D两两相邻位置的时间间隔为
根据竖直方向的邻差公式有，可得
而
根据表达式可以得出加速度为：
根据水平方向的位移公式可以得出：平抛物体的初速度为
设位置D的竖直坐标为，根据竖直方向匀变速直线运动的规律有：由于相邻的相等时间内的位移之差是定值，则
得
【分析】利用闪光频率可以求出闪光周期的大小，结合竖直方向的邻差公式可以求出重力加速度的大小；结合水平方向的位移公式可以求出平抛运动的初速度大小；利用竖直方向的邻差公式可以求出位置D的竖直坐标。
12．【答案】（1）滑块及遮光条的总质量M
（2）
（3）；
（4）
（5）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）为了验证以滑块和遮光条及砝码为系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒定律则还需要测量滑块及遮光条的总质量M；
（2）根据平均速度公式可以得出遮光条通过光电门时的速度为
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，根据重力势能的表达式可以得出系统的重力势能减少量为
根据动能的表达式可以得出系统的动能增加量为
（4）若系统的机械能守恒，则有
根据表达式可以得出斜率为
（5）A．为了使细线的拉力等于滑块的合外力，避免拉力沿其他方向产生分力，应使细线与气垫导轨平行，故A必要；
B．本实验是以钩码和滑块组成的系统，根据验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，故B错误；
C．为便于数据处理，减小测量的误差，应使位置A与B间的距离适当大些，故C必要。
选不必要的，故选B。
【分析】（1）利用机械能守恒定律可以判别需要测量的物理量；
（2）利用平均速度公式可以求出遮光条的瞬时速度的大小；
（3）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的减少量；利用动能的表达式可以求出动能的增量；
（4）利用机械能守恒定律可以得出图像斜率的大小；
（5）为了使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行；根据验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，为便于数据处理，减小测量的误差，应使位置A与B间的距离适当大些。
（1）为验证以滑块和遮光条及砝码为系统的机械能守恒，还需要测量滑块及遮光条的总质量M；
（2）遮光条通过光电门时的速度为
（3）[1] 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为
[2] 系统的动能增加量为
（4）若系统的机械能守恒，则有
斜率
（5）A．为了使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行，故A必要；
B．本实验是以钩码和滑块组成的系统，验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，故B错误；
C．为便于数据处理，应使位置A与B间的距离适当大些，故C必要。
选不必要的，故选B。
13．【答案】【解答】由图像的斜率表示加速度，第1秒内物块的加速度大小
第2，3秒内物块的加速度大小
第1秒内小物块沿斜面向上做匀减速运动，由牛顿第二定律得
第2，3秒内小物块沿斜面向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
，
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【分析】在速度时间图像中，根据图像斜率可以求出物体加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出角度正弦值和动摩擦因数的大小。
14．【答案】（1）滑块从A到B运动过程中，机械能守恒，得
代入数据解得
在最低点有
解得
由作用力与反作用力的关系可知：滑块在最低点对轨道的压力为9N。
（2）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设滑块停在轨道BC上离B点距离为L
由能量守恒定律得
得
（3）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设恰好到达D点时速度为，有
则
设滑块经过最高点D时速度为v，由B到D，根据能量守恒定律得
解得
由于
故能经过D点。设轨道对滑块的压力为，则
代入数据解得
由作用力与反作用力的关系可知：滑块经过D点时对轨道的压力为2.5N。
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）滑块从A运动到B的过程中，利用机械守恒定律可以求出经过B点速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小；
（2）当滑块在轨道BC上运动时，利用能量守恒定律可以求出滑行的距离大小；
（3）当滑块恰好到达D点时，利用牛顿第二定律可以求出经过D点的速度，利用能量守恒定律可以求出滑块经过D点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小。
15．【答案】（1）带电小球进入电场时做直线运动，此时受重力和电场力，合力沿直线方向
解得
小球进入电场前做平抛运动，设进入电场时竖直方向的分速度为：，水平方向的分速度为，小球从平抛到进入电场时的时间为，由
解得
可得
（2）设小球在电场中做直线运动的时间为，小球在竖直方向上做匀加速直线运动
解得
设小球离开电场到落地所用时间为
可得
（3）小球进人电场前，在水平方向上运动的位移为
小球在电场中运动时，水平方向上
可得
小球离开电场后，在水平方向上运动的位移为，
【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）小球进入电场后做直线运动，利用力的合成可以求出合力的方向，结合合力的方向可以求出电场强度的大小，利用平抛运动的位移公式可以求出小球初速度的大小；
（2）小球在电场中运动，利用竖直方向的位移公式可以求出在电场中运动的时间，利用速度公式可以求出离开电场的速度大小，利用位移公式可以求出离开电场的时间；
（3）小球进入电场前，利用位移公式可以求出进入电场前的水平位移；利用牛顿第二定律可以求出进入电场后水平方向的位移；结合位移公式可以求出水平方向匀速运动的位移大小。
1 / 1湖南省部分学校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试题
1．（2024高一下·湖南期末）关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．做曲线运动的物体所受合力一定是变力
C．做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心
D．曲线运动的加速度一定变化
【答案】A
【知识点】曲线运动；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．物体做曲线运动，由于速度沿轨迹的切线方向，则曲线运动的速度方向一定改变，因此曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B．做曲线运动的物体肯定受到合力的作用，但所受合力可以是恒力，比如平抛运动，故B错误；
C．只有物体做匀速圆周运动所受合力一定指向圆心，非匀速圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心，故C错误；
D．做曲线运动的物体所受合力可以是恒力，如物体做平抛运动，只受到重力则加速度可以不变，故D错误。
故选A。
【分析】曲线运动的速度方向一定改变，因此曲线运动一定是变速运动；做曲线运动的物体肯定受到合力的作用，但所受合力可以是恒力，比如平抛运动，加速度保持不变；只有物体做匀速圆周运动所受合力一定指向圆心。
2．（2024高一下·湖南期末）下列应用与尖端放电现象无关的是（ ）
A．家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置
B．高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失
C．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服
D．在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都是利用尖端电荷分布比较密集，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏蔽，让衣服内部电场强度为0，与尖端放电无关。
故选C。
【分析】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏蔽。
3．（2024高一下·湖南期末）如图所示，轻杆一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定竖直向上
B．小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下
C．小球运动到左侧与圆心等高的A点时，杆对球的力沿杆向右
D．在最低点和最高点，杆对球的弹力之差一定为2mg
【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．小球运动到最低点时，根据向心力的方向可以得出杆的拉力和重力的合力竖直向上提供向心力，重力竖直向下，故杆对球的作用力一定竖直向上，故A正确；
B．设杆的长度为，若匀速转动时，速度大小等于，则在最高点，根据牛顿第二定律有
得
故小球运动到最高点时，杆对球的作用力不一定竖直向下，故B错误；
C．如图所示
当杆运动到左侧与圆心等高的A点时，根据向心力的方向可以得出小球受重力和杆的弹力，合力提供向心力，所以杆的弹力方向斜向右上方，不是指向圆心，故C错误；
D．设在最高点时，杆的弹力为，在最低点时，杆的弹力为，当杆转动的角速度为时，，此时重力提供向心力，即
解得
当杆转动的角速度时，则在最高点，根据牛顿第二定律有
在最低点，根据牛顿第二定律有
所以
当杆转动的角速度时，在最高点，根据牛顿第二定律有
最低点，根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选A。
【分析】利用向心力的方向结合重力的方向可以判别杆对小球的作用力方向；利用最高点和最低点的牛顿第二定律可以求出杆对球的弹力之差的大小。
4．（2024高一下·湖南期末）如图所示，光滑的矩形框ABCD处于竖直平面内，一根长为L的轻绳一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在竖直边BC上。已知水平边AB边长为0.6L，AD、BC足够长，重力加速度为g。现使矩形框绕AD边匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．若矩形框转动的角速度增大，则轻绳的拉力不变
B．BC边对小球的弹力随着矩形框转动角速度的增大而减小
C．当BC边对小球的弹力大小为时，矩形框转动的角速度一定为
D．当BC边对小球的弹力大小为mg时，矩形框转动的角速度一定为
【答案】A
【知识点】临界类问题；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．设轻绳对小球的拉力大小为F，与竖直方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡方程有有
解得小球对轻绳的拉力大小
绳的拉力不随着矩形框转动的角速度增大而增大，故A正确；
B．当小球和矩形框一起转动，当BC边对小球的弹力为0时，根据牛顿第二定律有
解得
当角速度时，BC边对小球的弹力向外，根据牛顿第二定律则有
则ω增大，FN减小；
当时，BC边对小球的弹力向内，根据牛顿第二定律有
则ω增大，FN增大，故B错误；
D．当时，根据平衡方程可以得出：BC边对小球的弹力为
当时，小球绕AD边做匀速圆周运动，弹力只能向内，根据牛顿第二定律则有
解得
故D错误；
C．当时，弹力可能向内，可能向外，弹力向内时，根据牛顿第二定律有
解得
弹力向外时，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误。
故选A。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以得出绳子拉力保持不变；利用BC边弹力的大小结合牛顿第二定律可以求出矩形框的角速度大小。
5．（2024高一下·湖南期末）2024年3月20日8时31分，鹊桥二号中继星在我国文昌航天发射场成功发射升空，经过112小时的奔月飞行，鹊桥二号中继星经过近月制动，顺利进入近月200km，远月16000km的环月大椭圆轨道飞行。如图所示，轨道Ⅱ为环月大椭圆轨道，已知近月点到月球中心的距离为r1，远月点到月球中心的距离为r2，中继星在轨道Ⅱ上的环绕周期为T，轨道Ⅰ为近月轨道，月球半径为R，引力常量为G，由以上信息可求出（ ）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．月球的第一宇宙速度为
D．月球密度为
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A．设近月轨道的周期为T1，卫星在两个轨道都是绕月球运行，根据开普勒第三定律可得
航天器在轨道Ⅰ上运行时，地球对航天器的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．地球对物体的万有引力形成重力，根据牛顿第二定律有
可得
故B正确；
C．地球对航天器的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
可得第一宇宙速度为
故C错误；
D．月球密度为
故D错误。
故选B。
【分析】利用引力提供向心力可以求出月球的质量及第一宇宙速度的大小；利用质量结合体积可以求出密度的大小；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小。
6．（2024高一下·湖南期末）如图所示，在正方形的四个顶点ABCD固定四个电荷量大小相等的点电荷，K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心。已知A点处的点电荷为正电荷，L处场强方向垂直于BC向右，K点的场强方向沿KB方向指向B点，下列判断正确的是（ ）
A．B点处的点电荷是正电荷
B．O点的电场强度为零
C．N点电场强度的方向垂直于AD边向左
D．K、L两点的场强之比为
【答案】D
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】A．L处场强方向垂直于BC向右，根据电场强度的叠加可知D点的点电荷为正电荷，由K点的场强方向沿KB方向指向B点，根据电场强度的叠加可知C点的点电荷为负电荷，B点的点电荷也为负电荷，故A错误；
B．根据电场强度的叠加可以得出：O点的电场强度指向L点，不为零，故B错误；
C．根据电场强度的叠加可以得出：N点的场强垂直于AD向右，故C错误；
D．设AB长为2l，根据点电荷的场强公式有
其中
，
可得电场强度的大小比值为
故D正确。
故选D。
【分析】利用电场的方向结合电场强度的叠加可以判别点电荷的电性；根据电场强度的叠加可以得出电场强度的方向；利用点电荷的场强公式结合场强的叠加可以求出电场强度的大小。
7．（2024高一下·湖南期末）如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为m电荷量为+q且可视为质点的小球A。悬点O的正下方固定一体积较大的金属球B，其所带电荷量为+Q，小球A与金属球B的球心等高，两球心的距离为r，悬线与竖直方向的夹角为，已知静电力常量为k，重力加速度为g，B球半径相对于两球心距离r不可忽略，则（ ）
A．悬线对小球A的拉力大小为
B．金属球B对小球A的库仑力大小为
C．悬线对小球A的拉力大小为
D．金属球B对小球A的库仑力大小为
【答案】A,D
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】BD．由于体积较大的金属球B上的正电荷在A球的正电荷的电场的作用下，电荷分布发生了重新排布，不能认为电荷集中于B的球心，库仑定律只能适用于可以作为点电荷的球体，所以小球A受到的库仑力不等于，以小球为研究对象，受力分析如图所示
由于小球静止，根据平衡方程有
则
故B错误，D正确；
AC．根据小球的平衡方程有
得
故A正确，C错误。
故选AD。
【分析】由于带电小球B不能作为点电荷，所以不能直接利用库仑定律计算电场力的大小；利用小球A的平衡方程可以B球对A球的库仑力大小及绳子拉力的大小。
8．（2024高一下·湖南期末）2024年2月10日新华网消息，国内天文团队利用清华大学—马化腾巡天望远镜，成功探测到一个距离地球2761光年的致密双星系统—TMTSJ0526。这一成果在线发表在国际权威天文学期刊《自然.天文学》上。如图所示，P、Q两颗星球组成的双量系统，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星质量分则为mp、mQ则（ ）
A．P、Q轨道的半径之比为 B．P、Q的向心力之比为
C．P、Q的向心加速度之比为 D．P、Q的线速度之比为
【答案】C,D
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】B．两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，由于相同时间内转过的角度相同故两星的角速度、周期相等，两星之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第三定律可以得出它们的向心力大小相等，故B错误；
A．根据引力提供向心力有：
有
故A错误；
CD．由于P、Q具有相同的角速度，根据线速度和角速度的关系式有
根据向心加速度的表达式可以得出
故CD正确。
故选CD。
【分析】利用引力提供向心力结合牛顿第三定律可以判别向心力大小相等；利用相同时间转过的角度相等可以判别周期和角速度相等；利用引力提供向心力可以求出半径的比值；利用线速度和角速度的关系式可以求出线速度的比值；利用向心加速度的表达式可以求出向心加速度的比值
9．（2024高一下·湖南期末）水平地面上有一质量为m的物体，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动。在0～6s内，F与时间t的关系及F的功率P与时间t的关系分别如图1、2所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．物体在0～6s内先做匀加速后做匀速运动
B．物体在0～6s内的总位移大小为18m
C．物体的质量为2kg
D．在0～6s内克服摩擦力做功24J
【答案】A,C
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AC．在0～2s内，由知v与t成正比，物体做匀加速直线运动，2s时，根据速度公式有
得
2s时，F由6N突变为2N，P变为8W，之后保持不变，说明物体做匀速直线运动，根据平衡方程可以得出摩擦力，再根据物体的牛顿第二定律
知
故AC正确；
B．根据位移公式可以得出：前2s物体的位移
根据匀速直线运动的位移公式可以得出后4s物体的位移
整个过程中总位移
故B错误；
D．根据摩擦力的大小可以求出整个过程中克服摩擦力做功
故D错误。
故选AC。
【分析】根据功率的表达式可以判别物体刚开始做匀加速直线运动，后来做匀速直线运动；利用速度公式结合牛顿第二定律可以求出物体质量的大小；利用位移公式可以求出运动的位移大小；结合摩擦力的大小可以求出克服摩擦力做功的大小。
10．（2024高一下·湖南期末）建筑装修中工人把建材吊运到楼上，为了避免建材与墙壁或窗户发生碰撞，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，上料机缓慢向上拉绳。距地面高度为9m的上料机A拉着质量为的建材B往高处运送，一质量为的工人C在地面上离墙9m处拉绳，在某一时刻，建材B距离上料机A竖直高度为2m，与墙面的距离为1m，人拉绳端离地面的高度为1m，情景简化如图所示。若绳子可视为轻质细绳，工人与地面没有相对滑动，重力加速度g取，取2.24。下列说法正确的是（ ）
A．轻绳AB的拉力大小为627.2N B．轻绳BC的拉力大小为500N
C．人对地面的压力大小为510N D．人与地面的摩擦力大小为280N
【答案】A,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．选取悬挂的建材为研究对象，受力如图所示
由于建材处于静止，水平方向上根据平衡方程有
竖直方向上根据平衡方程有
，
联立两式并代入数据得绳子拉力大小为
，
故A正确，B错误；
CD．选取工人为研究对象，受力分析如图所示
由于工人处于静止，水平方向上根据平衡方程有
竖直方向上根据平衡方程有
联立两式并代入数据得
，
故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】利用建材的平衡方程可以求出两段绳子的拉力大小；利用工人的平衡方程可以求出摩擦力和人对地面压力的大小。
11．（2024高一下·湖南期末）某实验小组同学利用频闪相机研究小球的平抛运动，得到了小球做平抛运动时的频闪照片。已知相机的闪光频率为f，选A位置的球心为坐标原点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向建立坐标系，B、C、D三点的球心坐标结合比例尺换算成的实际距离已经标出，如图所示，则可得到竖直方向的加速度大小为 ，平抛物体的初速度大小为 ，位置D的竖直坐标为 （用、表示）。
【答案】；；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据频率和周期的关系可以得出相机的曝光时间为
A、B、C、D两两相邻位置的时间间隔为
根据竖直方向的邻差公式有，可得
而
根据表达式可以得出加速度为：
根据水平方向的位移公式可以得出：平抛物体的初速度为
设位置D的竖直坐标为，根据竖直方向匀变速直线运动的规律有：由于相邻的相等时间内的位移之差是定值，则
得
【分析】利用闪光频率可以求出闪光周期的大小，结合竖直方向的邻差公式可以求出重力加速度的大小；结合水平方向的位移公式可以求出平抛运动的初速度大小；利用竖直方向的邻差公式可以求出位置D的竖直坐标。
12．（2024高一下·湖南期末）某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为g，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上的B处；
b.测量出遮光条的宽度d；
c.将滑块移至图示位置的A处，测出遮光条到光电门的距离l；
d.将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，调节滑轮的高度使细线水平；
e.释放滑块，测量遮光条经过光电门时的挡光时间；
f.改变遮光条到光电门的距离，测量滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量及符号
（2）遮光条通过光电门时的速度大小为 .
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了 ，系统的动能增加量为 。
（4）改变l，做多组实验，作出如图2所示以l为横坐标，以为纵坐标的图像。若机械能守恒定律成立，则图像斜率为 .
（5）关于实验中的操作及要求，下列操作中不必要的是______.（填选项序号）。
A．使细线与气垫导轨平行
B．钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
C．使位置A与B间的距离适当大些
【答案】（1）滑块及遮光条的总质量M
（2）
（3）；
（4）
（5）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）为了验证以滑块和遮光条及砝码为系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒定律则还需要测量滑块及遮光条的总质量M；
（2）根据平均速度公式可以得出遮光条通过光电门时的速度为
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，根据重力势能的表达式可以得出系统的重力势能减少量为
根据动能的表达式可以得出系统的动能增加量为
（4）若系统的机械能守恒，则有
根据表达式可以得出斜率为
（5）A．为了使细线的拉力等于滑块的合外力，避免拉力沿其他方向产生分力，应使细线与气垫导轨平行，故A必要；
B．本实验是以钩码和滑块组成的系统，根据验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，故B错误；
C．为便于数据处理，减小测量的误差，应使位置A与B间的距离适当大些，故C必要。
选不必要的，故选B。
【分析】（1）利用机械能守恒定律可以判别需要测量的物理量；
（2）利用平均速度公式可以求出遮光条的瞬时速度的大小；
（3）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的减少量；利用动能的表达式可以求出动能的增量；
（4）利用机械能守恒定律可以得出图像斜率的大小；
（5）为了使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行；根据验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，为便于数据处理，减小测量的误差，应使位置A与B间的距离适当大些。
（1）为验证以滑块和遮光条及砝码为系统的机械能守恒，还需要测量滑块及遮光条的总质量M；
（2）遮光条通过光电门时的速度为
（3）[1] 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为
[2] 系统的动能增加量为
（4）若系统的机械能守恒，则有
斜率
（5）A．为了使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行，故A必要；
B．本实验是以钩码和滑块组成的系统，验证机械能守恒定律，不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故B不必要，故B错误；
C．为便于数据处理，应使位置A与B间的距离适当大些，故C必要。
选不必要的，故选B。
13．（2024高一下·湖南期末）一个小物块以初速度冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角，物块与斜面间的动摩擦因数为，小物块在斜面上运动的图像如图所示，重力加速度g取，求斜面倾角的正弦值及物块与斜面间的动摩擦因数。
【答案】【解答】由图像的斜率表示加速度，第1秒内物块的加速度大小
第2，3秒内物块的加速度大小
第1秒内小物块沿斜面向上做匀减速运动，由牛顿第二定律得
第2，3秒内小物块沿斜面向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
，
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【分析】在速度时间图像中，根据图像斜率可以求出物体加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出角度正弦值和动摩擦因数的大小。
14．（2024高一下·湖南期末）如图所示，AB为半径的光滑圆弧轨道，对应的圆心角为，AB与水平粗糙轨道BC相切于B点，BC长度为，CD为半径的竖直固定的光滑半圆轨道，CD与BC相切于C点。将质量为.可视为质点的滑块从图中的A点由静止释放，重力加速度g取，，。
（1）求滑块运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小；
（2）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块停在距B多远处
（3）若滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数，滑块能否到达D点 若能到达，滑块经过D点时对轨道的压力多大
【答案】（1）滑块从A到B运动过程中，机械能守恒，得
代入数据解得
在最低点有
解得
由作用力与反作用力的关系可知：滑块在最低点对轨道的压力为9N。
（2）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设滑块停在轨道BC上离B点距离为L
由能量守恒定律得
得
（3）滑块与粗糙水平面动摩擦因数，设恰好到达D点时速度为，有
则
设滑块经过最高点D时速度为v，由B到D，根据能量守恒定律得
解得
由于
故能经过D点。设轨道对滑块的压力为，则
代入数据解得
由作用力与反作用力的关系可知：滑块经过D点时对轨道的压力为2.5N。
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）滑块从A运动到B的过程中，利用机械守恒定律可以求出经过B点速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小；
（2）当滑块在轨道BC上运动时，利用能量守恒定律可以求出滑行的距离大小；
（3）当滑块恰好到达D点时，利用牛顿第二定律可以求出经过D点的速度，利用能量守恒定律可以求出滑块经过D点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小。
15．（2024高一下·湖南期末）如图所示，距离水平地面6h高处有水平向右的匀强电场，电场的宽度为3h，长度足够长，在电场上边界的上方距离为h处，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度（未知）水平向右抛出，小球进入电场后开始做直线运动，运动方向与水平方向的夹角为37°，小球最终落至水平地面上。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E和初速度大小；
（2）小球从水平抛出到落地过程的总时间t；
（3）落地点到抛出点的水平距离x。
【答案】（1）带电小球进入电场时做直线运动，此时受重力和电场力，合力沿直线方向
解得
小球进入电场前做平抛运动，设进入电场时竖直方向的分速度为：，水平方向的分速度为，小球从平抛到进入电场时的时间为，由
解得
可得
（2）设小球在电场中做直线运动的时间为，小球在竖直方向上做匀加速直线运动
解得
设小球离开电场到落地所用时间为
可得
（3）小球进人电场前，在水平方向上运动的位移为
小球在电场中运动时，水平方向上
可得
小球离开电场后，在水平方向上运动的位移为，
【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）小球进入电场后做直线运动，利用力的合成可以求出合力的方向，结合合力的方向可以求出电场强度的大小，利用平抛运动的位移公式可以求出小球初速度的大小；
（2）小球在电场中运动，利用竖直方向的位移公式可以求出在电场中运动的时间，利用速度公式可以求出离开电场的速度大小，利用位移公式可以求出离开电场的时间；
（3）小球进入电场前，利用位移公式可以求出进入电场前的水平位移；利用牛顿第二定律可以求出进入电场后水平方向的位移；结合位移公式可以求出水平方向匀速运动的位移大小。
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