黑龙江省七台河市勃利县中2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题
一、选择题（本题共12小题，单选4分，多选6分，共56分。 1-8单选，9-12多选。）
1．（2023高一下·德州期中）生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在下面的四幅图中，甲图展示的是正在脱水的衣物，乙图展示的是火车正在水平面内转弯，丙图展示的是儿童正在荡秋千，丁图展示的是摩托车骑于正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（ ）
A．甲图衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出
B．乙图中外轨高于内轨，但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压
C．丙图中秋千摆至最低点时，儿童处于失重状态
D．丁图中在竖直面内做圆周运动的麾托车，在最高点时的速度可以为零
2．电场中有一点P，下列说法正确的是（ ）
A．若P点不放电荷，则P点的电场强度为零
B．放在P点的电荷的电荷量越大，则P点的电场强度越大
C．放在P点的电荷的电荷量越大，则电荷受到的静电力越大
D．放在P点的电荷的电荷量越大，则电荷受到的静电力越小
3．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的运动及受力情况是（ ）
A．匀速上升，拉力小于重力 B．加速上升，拉力大于重力
C．减速上升，拉力等于重力 D．加速上升，拉力等于重力
4．重庆某中学举行足球比赛，队员甲罚点球，罚球点到球门横梁的水平垂直距离为d，球门高h，足球从罚球点踢出后，恰好从球门横梁下以大小为v的速度水平垂直进入球门。不计空气阻力和足球大小，重力加速度为g，则v的数值为（ ）
A． B． C． D．
5．如图甲，某电场的一条电场线与Ox轴重合，在O点由静止释放一电子，该电子在Ox方向各点的电势能Ep 随x变化的规律如图乙所示。若电子仅受电场力的作用，运动过程中加速度的大小为a，则（ ）
A．a先减小后逐渐增大，该电场线可能是孤立点电荷产生的
B．a先减小后逐渐增大，该电场线可能是等量同种点电荷产生的
C．a先增大后逐渐减小，该电场线可能是孤立点电荷产生的
D．a先增大后逐渐减小，该电场线可能是等量同种点电荷产生的
6．（2020高三上·如皋月考）我国北斗系统主要由同步轨道卫星和中圆轨道卫星组成．已知两种卫星的轨道为圆轨道，中圆轨道卫星的周期为8小时，则（ ）
A．中圆轨道卫星的线速度大于7.9km/s
B．中圆轨道卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度
C．中圆轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径
D．中圆轨道卫星做圆周运动所需向心力一定大于地球同步卫星所需的向心力
7．（2021高三上·河南月考）如图所示，某段滑雪雪道倾角为 ，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，其加速度大小为 。在他从雪道上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员减少的重力势能为 B．系统减少的机械能为
C．运动员克服摩擦力做功为 D．运动员获得的动能为
8．2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星，该卫星属地球静止同步轨道卫星，卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射同步卫星时先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道。已知地球自转周期为，E，F为椭圆短轴的两个端点，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地轨道上运动的周期为
B．卫星在同步轨道B处的加速度大于在转移轨道B处的加速度
C．卫星在转移轨道上由E向F运动时间等于由F向E运动时间
D．卫星在转移轨道上由B向A运动时，机械能守恒
9．（2022高一下·长沙期末）质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（ ）
A．落地前小球的机械能守恒 B．2s末重力的瞬时功率为400W
C．2s内重力的平均功率为400W D．2s内小球动能增加量为200J
10．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（ ）
A．该带电粒子带负电
B．M点的电势高于N点的电势
C．M点的电场强度大于N点的电场强度
D．带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
11．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，匀强电场场强方向与正六边形所在平面平行。A、B、C三点的电势分别为1V、2V、4V，AB边长度为2cm。则下列说法中正确的是（ ）
A．F点的电势为2V
B．该匀强电场场强方向沿AB方向由B指向A
C．将电子从E点移到F点，电场力做的功为2eV
D．该匀强电场的场强大小E=100V/m
12．如图，质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，已知重力加速度为g，则（ ）
A．杆对小球P做正功，P的机械能增加
B．小球Q在最低位置的速度大小为
C．小球P在此过程中机械能增加量为
D．小球Q在此过程中机械能减少
二、实验题(10分)
13．如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
（1）实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 ，动能的增加量 。
（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果 （选填“<”或“>”）
（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是____。
A．重物下落的起始位置靠近打点计时器
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是图中的____。
A． B．
C． D．
三、计算题（34分）
14．如图所示，一正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的点，斜面上有两点，且和在同一直线上，A和相距为，为中点。现将一质量为带电量为的小球从A点静止释放，当小球运动到点时速度恰好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为求：
（1）点正点电荷的电荷量为多少；
（2）两点间的电势差。
15．如图所示是滑板运动的轨道的一部分，是一段光滑圆弧形轨道，段的圆心为点、圆心角，半径与水平轨道垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数。某运动员从轨道上的点以的速度水平滑出，在点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道，在轨道滑行一段后速度减为零。已知运动员和滑板可看成质点且总质量为，点与水平轨道的竖直高度为，取。求：
（1）运动员运动到点的速度大小及到点时轨道对滑板的支持力大小；
（2）运动员在上滑行多远停下来。
16．如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；
（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.脱水筒的脱水原理是：当水滴的附着力小于需要的向心力时，水滴做离心运动，水滴并非受到离心力的作用，故A不符合题意；
B.只要火车的速度满足规定的速度时，火车的轮缘对内轨和外轨均无侧向作用力，当火车的速度超过规定的速度时，火车有做离心运动的趋势，此时火车的轮缘就会对外轨产生侧向挤压，故B符合题意；
C.秋千做圆周运动，它摆到最低点时具有竖直向上的加速度，所以儿童处于超重状态，故C不符合题意；
D.在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的最小速度满足，可知速度一定不为零，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】物体做圆周运动时，由指向圆心得合力提供向心力，分析物体的受力情况，再确定向心力的来源。
2．【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场强度
【解析】【解答】AB.电场强度只与电场本身有关，跟有无试探电荷以及试探电荷的电荷量无关，所以AB错误；
CD.电荷受到的静电力F=Eq，场强一定时，电荷量越大，则电荷受到的静电力越大，所以C正确，D错误；
故选C。
【分析】AB选项考察电场强度的概念，CD选项考察静电力的计算。
3．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；运动的合成与分解
【解析】【解答】设绳子与水平方向的夹角为θ，则可将小车的速度沿着绳子方向和垂直于绳子方向分解：
A的运动速度等于小车沿着绳子方向的速度，即vA=v1=vcosθ，当小车向右运动时，θ减小，v1增大，所以小车加速上升，加速度向上，根据牛顿第二定律可得，合力向上，所以拉力大于重力，所以ACD错误，B正确；
故选B。
【分析】本题考查运动的分解以及牛顿第二定律的运用。
4．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】球的运动可以看成一个逆向的平抛运动，那么将球的运动沿水平和竖直方向分解：
在竖直方向有①
在水平方向有d=vt ②
联立①②两式可解的
，所以A正确，BCD错误；
故选A。
【分析】本题考查平抛运动的分解与计算。
5．【答案】B
【知识点】点电荷的电场；电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】Ep-x图像的切线的斜率表示电子受到的电场力，从图中可得，斜率先变小后变大，所以电子受到的电场力先变小后变大，根据牛顿第二定律可知，a先减小后增大；
孤立点电荷的电场强度对x的变化单调变化，不可能出现先减小后增大的现象；
等量同种点电荷在等量同种电荷的中垂线O点电场强度为0，无穷远处电场强度为0，所以中垂线上的电场强度是先变大后边小，所以该电场线可能是等量同种点电荷产生的；
所以B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题考查Ep-x图像的理解，以及孤立点电荷和等量同种点电荷电场强度的区别。
6．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．第一宇宙速度7.9km/s是地球卫星在轨道上运行的最大速度，所以中圆轨道卫星的线速度小于7.9km/s，A不符合题意；
BC．由
得
故中圆轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星，又由
得
故中圆轨道卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度，B符合题意C不符合题意；
D．因不知道卫星的质量大小，故无法比较两卫星所受向心力的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卫星的轨道半径越大，到中心天体的距离越远，受到的万有引力越小，运动的线速度越小，角速度越小，加速度越小，周期越长。
7．【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．运动员减少的重力势能等于重力所做的功，为 ，A不符合题意；
BC．据牛顿第二定律可知
解得运动员受到的摩擦力为
运动员克服摩擦力做功
则系统减少的机械能为 ，B不符合题意，C符合题意；
D．据动能定理可得
即运动员获得的动能为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对运动员根据牛顿第二定律得出运动员受到的摩擦力，从而得出运动员克服摩擦力做的功；结合动能定理得出运动员获得的动能。
8．【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A近地卫星其轨道半径r＝R(地球半径)，运行速度等于第一宇宙速度v＝7.9 km/s，周期T=85min，同步卫星的周期等于地球自转的周期T，A错误；
B卫星在B处时万有引力提供向心力，根据，可得B处的加速度一直等于，所以卫星在同步轨道B处的加速度等于在移动轨道处的加速度，B错误；
C根据开普勒第二定律，卫星和地球的连线在相等的时间内，扫过的面积相等，卫星在移动轨道由E向F运动的时扫过的面积小于由F向E运动时扫过的面积，所以 卫星在转移轨道上由E向F运动时间小于由F向E运动时间，C错误；
D卫星在移动轨道上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，D正确；
故选D。
【分析】卫星变轨问题，需要掌握卫星在不同轨道上物理量的变化。
9．【答案】A,B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】A．落地前只有重力对小球做功，则小球的机械能守恒，A符合题意；
B．自由落体运动，2s末物体速度
所以2s末重力的瞬时功率
B符合题意；
C.2s内重力的平均功率
C不符合题意；
D.2s内小球动能增加量为
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】由于落地前只有重力做功所以机械能守恒；利用速度公式结合重力的大小可以求出重力瞬时功率的大小；利用重力和平均速度的大小可以求出平均功率的大小；利用速度及动能的表达式可以求出动能的增量。
10．【答案】B,D
【知识点】电场强度；电势能与电场力做功的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A从粒子的运动轨迹可以看出粒子受到的电场力斜向左下，所以粒子带正电，A错误；
B沿着电场线的方向，电势降低，可得经过M点的等势面的电势高于经过N点的等势面的电势，所以M点的电势高于N点的电势，B正确；
C电场强度可以根据电场线的疏密程度判断，M点的电场线比N点的电场线疏，所以M点的电场强度小于N点的电场强度，C错误；
D粒子从M点运动到N点，受到电场力的方向也是斜向左下方，所以电场力做正功，电场力做正功，电势能减小，所以带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，D正确；
故选BD。
【分析】A选项考察电场力方向的判断；B选项考察电势变化与电场线分布分关系；C选项考察通过电场线的疏密程度判断电场强度；D选项考察利用功能关系判断电势能的变化。
11．【答案】A,D
【知识点】电场强度；电势能与电场力做功的关系；等势面；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A如图所示连接AC，在匀强电场中电势随距离均匀变化，所以将AC三等分，其中第一个三等分点M的电势为2V，又有B点的电势为2V，所以BM是一条等势线，并且经过F，所以F的电势为2V，A正确；
B电场线与等势面垂直，并且由高电势指向低电势，所以该匀强电场的场强方向应该沿AD由D指向A，B错误；
C将电子从E点移动到F点，电场力做的功为
WEF=WCB=qUCB=-e（4-2）V=-2eV，C错误；
D该匀强电场的场强大小，D正确；
故选AD。
【分析】AD选项考察匀强电场中电势差与电场强度的关系；B选项考察等势面与电场的关系；C选项考察静电力做功的计算。
12．【答案】A,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；机械能守恒定律
【解析】【解答】A小球P动能增大，重力势能增大，所以机械能增加，杆对小球P做正功，A正确；
B根据机械能守恒可得；
并且由P、Q在同一个杆上，角速度相等，线速度之比等于半径之比，所以vQ=2vP；
联立解的，，B错误；
C小球P在此过程中机械能增加，C正确；
D根据机械能守恒，小球Q在此过程中机械能的减小量等于小球P在此过程中机械能的增加量，等于，D错误；
故选AC。
【分析】本题考查机械能守恒的计算。
13．【答案】（1）；
（2）>
（3）C
（4）A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重锤重力势能的减少量ΔEp=mghB；
B点的速度等于AC的平均速度，可得，所以动能的增加量为
ΔEk=12mvB2=mhC-hA28T2；
（2）根据能量转化可知，重锤的重力势能转化为动能以及摩擦产生的热量，假设摩擦力为f可得
mhg=12mv2+fh，所以mgh＞12mv2；
（3）A使用打点计时器时，应使重物下落的起始位置靠近打点计时器，增大下落距离，减小误差，A正确；
B做实验时 ，先接通打点计时器的电源，再释放重锤 ，避免打点的起始点有初速度，B正确；
C如果使用公式v=2gh，则是已经默认了机械能守恒：mgh=12mv2，失去了实验的意义，C错误；
D用刻度尺测量某点到O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度是正确的，D正确；
故选C。
（4）假设重锤收到的阻力为f，根据能量守恒可得：
mhg=12mv2+fh
化简得到v2-h关系：v2=2mg-fmh，所以v2与h成正比，故选A。
【分析】（1）考察验证“机械能守恒”定律的实验数据处理；（2）考察“机械能守恒”定律的实验误差分析；（3）“机械能守恒”定律的实验操作步骤；（4）“机械能守恒”定律的实验数据处理。
14．【答案】（1）解：设小球的电量为，根据牛顿第二定律
可得
（2）解：小球从A运动到B，根据动能定理
可得
【知识点】库仑定律；电势能与电场力做功的关系
【解析】【分析】（1）考察库仑力的大小计算以及牛顿第二定律，小球在A点时，对小球受力分析，受到竖直向下的重力和沿斜面向上的库仑力，根据牛顿第二定律F=ma列出关系式求解；
（2）考察静电力做功与电势差的关系，根据动能定理列式求解。
15．【答案】（1）解：根据几何关系可得
得
运动员由点运动到点，根据动能定理可得
代入数据求得
在C点，根据牛顿第二定律有
求得
（2）解：从点到点，根据动能定理
代入数据求得
【知识点】运动的合成与分解；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）考察运用速度的分解求B的速度，B点的速度沿切线方向，沿水平竖直分解，水平方向的分速速等于初速度，根据几何关系可以求得B点的速度；
考察运用动能定理计算C点的速度，在C点考察竖直面的圆周运动，由FN-G提供向心力，根据牛顿第二定律计算即可；
（2）考察动能定理，根据摩擦力做功等于动能的变化量列式求解。
16．【答案】（1）解：因为在AB轨道上摩擦力始终对物体做负功，物体最终在圆心角为2θ的圆弧上往复运动，整个过程中在AB轨道上通过的总路程为，对整体过程动能定理得
解得
（2）解：物体最终经过点时的速度为，物体从B到E过程中，由动能定理得
在E点，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律，物体对轨道的压力大小为
联立解得
方向竖直向下
【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据动能定理，摩擦力做功等于动能的变化量，注意摩擦力做负功，列式计算即可；
（2）根据动能定理求得E点时的速度，在E点根据竖直面内的圆周运动，由FN-mg提供向心力，利用牛顿第二定律列式求解即可。
黑龙江省七台河市勃利县中2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题
一、选择题（本题共12小题，单选4分，多选6分，共56分。 1-8单选，9-12多选。）
1．（2023高一下·德州期中）生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在下面的四幅图中，甲图展示的是正在脱水的衣物，乙图展示的是火车正在水平面内转弯，丙图展示的是儿童正在荡秋千，丁图展示的是摩托车骑于正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（ ）
A．甲图衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出
B．乙图中外轨高于内轨，但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压
C．丙图中秋千摆至最低点时，儿童处于失重状态
D．丁图中在竖直面内做圆周运动的麾托车，在最高点时的速度可以为零
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.脱水筒的脱水原理是：当水滴的附着力小于需要的向心力时，水滴做离心运动，水滴并非受到离心力的作用，故A不符合题意；
B.只要火车的速度满足规定的速度时，火车的轮缘对内轨和外轨均无侧向作用力，当火车的速度超过规定的速度时，火车有做离心运动的趋势，此时火车的轮缘就会对外轨产生侧向挤压，故B符合题意；
C.秋千做圆周运动，它摆到最低点时具有竖直向上的加速度，所以儿童处于超重状态，故C不符合题意；
D.在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的最小速度满足，可知速度一定不为零，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】物体做圆周运动时，由指向圆心得合力提供向心力，分析物体的受力情况，再确定向心力的来源。
2．电场中有一点P，下列说法正确的是（ ）
A．若P点不放电荷，则P点的电场强度为零
B．放在P点的电荷的电荷量越大，则P点的电场强度越大
C．放在P点的电荷的电荷量越大，则电荷受到的静电力越大
D．放在P点的电荷的电荷量越大，则电荷受到的静电力越小
【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场强度
【解析】【解答】AB.电场强度只与电场本身有关，跟有无试探电荷以及试探电荷的电荷量无关，所以AB错误；
CD.电荷受到的静电力F=Eq，场强一定时，电荷量越大，则电荷受到的静电力越大，所以C正确，D错误；
故选C。
【分析】AB选项考察电场强度的概念，CD选项考察静电力的计算。
3．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的运动及受力情况是（ ）
A．匀速上升，拉力小于重力 B．加速上升，拉力大于重力
C．减速上升，拉力等于重力 D．加速上升，拉力等于重力
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；运动的合成与分解
【解析】【解答】设绳子与水平方向的夹角为θ，则可将小车的速度沿着绳子方向和垂直于绳子方向分解：
A的运动速度等于小车沿着绳子方向的速度，即vA=v1=vcosθ，当小车向右运动时，θ减小，v1增大，所以小车加速上升，加速度向上，根据牛顿第二定律可得，合力向上，所以拉力大于重力，所以ACD错误，B正确；
故选B。
【分析】本题考查运动的分解以及牛顿第二定律的运用。
4．重庆某中学举行足球比赛，队员甲罚点球，罚球点到球门横梁的水平垂直距离为d，球门高h，足球从罚球点踢出后，恰好从球门横梁下以大小为v的速度水平垂直进入球门。不计空气阻力和足球大小，重力加速度为g，则v的数值为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】球的运动可以看成一个逆向的平抛运动，那么将球的运动沿水平和竖直方向分解：
在竖直方向有①
在水平方向有d=vt ②
联立①②两式可解的
，所以A正确，BCD错误；
故选A。
【分析】本题考查平抛运动的分解与计算。
5．如图甲，某电场的一条电场线与Ox轴重合，在O点由静止释放一电子，该电子在Ox方向各点的电势能Ep 随x变化的规律如图乙所示。若电子仅受电场力的作用，运动过程中加速度的大小为a，则（ ）
A．a先减小后逐渐增大，该电场线可能是孤立点电荷产生的
B．a先减小后逐渐增大，该电场线可能是等量同种点电荷产生的
C．a先增大后逐渐减小，该电场线可能是孤立点电荷产生的
D．a先增大后逐渐减小，该电场线可能是等量同种点电荷产生的
【答案】B
【知识点】点电荷的电场；电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】Ep-x图像的切线的斜率表示电子受到的电场力，从图中可得，斜率先变小后变大，所以电子受到的电场力先变小后变大，根据牛顿第二定律可知，a先减小后增大；
孤立点电荷的电场强度对x的变化单调变化，不可能出现先减小后增大的现象；
等量同种点电荷在等量同种电荷的中垂线O点电场强度为0，无穷远处电场强度为0，所以中垂线上的电场强度是先变大后边小，所以该电场线可能是等量同种点电荷产生的；
所以B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题考查Ep-x图像的理解，以及孤立点电荷和等量同种点电荷电场强度的区别。
6．（2020高三上·如皋月考）我国北斗系统主要由同步轨道卫星和中圆轨道卫星组成．已知两种卫星的轨道为圆轨道，中圆轨道卫星的周期为8小时，则（ ）
A．中圆轨道卫星的线速度大于7.9km/s
B．中圆轨道卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度
C．中圆轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径
D．中圆轨道卫星做圆周运动所需向心力一定大于地球同步卫星所需的向心力
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．第一宇宙速度7.9km/s是地球卫星在轨道上运行的最大速度，所以中圆轨道卫星的线速度小于7.9km/s，A不符合题意；
BC．由
得
故中圆轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星，又由
得
故中圆轨道卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度，B符合题意C不符合题意；
D．因不知道卫星的质量大小，故无法比较两卫星所受向心力的大小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卫星的轨道半径越大，到中心天体的距离越远，受到的万有引力越小，运动的线速度越小，角速度越小，加速度越小，周期越长。
7．（2021高三上·河南月考）如图所示，某段滑雪雪道倾角为 ，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，其加速度大小为 。在他从雪道上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员减少的重力势能为 B．系统减少的机械能为
C．运动员克服摩擦力做功为 D．运动员获得的动能为
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．运动员减少的重力势能等于重力所做的功，为 ，A不符合题意；
BC．据牛顿第二定律可知
解得运动员受到的摩擦力为
运动员克服摩擦力做功
则系统减少的机械能为 ，B不符合题意，C符合题意；
D．据动能定理可得
即运动员获得的动能为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对运动员根据牛顿第二定律得出运动员受到的摩擦力，从而得出运动员克服摩擦力做的功；结合动能定理得出运动员获得的动能。
8．2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星，该卫星属地球静止同步轨道卫星，卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射同步卫星时先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道。已知地球自转周期为，E，F为椭圆短轴的两个端点，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地轨道上运动的周期为
B．卫星在同步轨道B处的加速度大于在转移轨道B处的加速度
C．卫星在转移轨道上由E向F运动时间等于由F向E运动时间
D．卫星在转移轨道上由B向A运动时，机械能守恒
【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A近地卫星其轨道半径r＝R(地球半径)，运行速度等于第一宇宙速度v＝7.9 km/s，周期T=85min，同步卫星的周期等于地球自转的周期T，A错误；
B卫星在B处时万有引力提供向心力，根据，可得B处的加速度一直等于，所以卫星在同步轨道B处的加速度等于在移动轨道处的加速度，B错误；
C根据开普勒第二定律，卫星和地球的连线在相等的时间内，扫过的面积相等，卫星在移动轨道由E向F运动的时扫过的面积小于由F向E运动时扫过的面积，所以 卫星在转移轨道上由E向F运动时间小于由F向E运动时间，C错误；
D卫星在移动轨道上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，D正确；
故选D。
【分析】卫星变轨问题，需要掌握卫星在不同轨道上物理量的变化。
9．（2022高一下·长沙期末）质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（ ）
A．落地前小球的机械能守恒 B．2s末重力的瞬时功率为400W
C．2s内重力的平均功率为400W D．2s内小球动能增加量为200J
【答案】A,B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】A．落地前只有重力对小球做功，则小球的机械能守恒，A符合题意；
B．自由落体运动，2s末物体速度
所以2s末重力的瞬时功率
B符合题意；
C.2s内重力的平均功率
C不符合题意；
D.2s内小球动能增加量为
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】由于落地前只有重力做功所以机械能守恒；利用速度公式结合重力的大小可以求出重力瞬时功率的大小；利用重力和平均速度的大小可以求出平均功率的大小；利用速度及动能的表达式可以求出动能的增量。
10．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（ ）
A．该带电粒子带负电
B．M点的电势高于N点的电势
C．M点的电场强度大于N点的电场强度
D．带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】B,D
【知识点】电场强度；电势能与电场力做功的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A从粒子的运动轨迹可以看出粒子受到的电场力斜向左下，所以粒子带正电，A错误；
B沿着电场线的方向，电势降低，可得经过M点的等势面的电势高于经过N点的等势面的电势，所以M点的电势高于N点的电势，B正确；
C电场强度可以根据电场线的疏密程度判断，M点的电场线比N点的电场线疏，所以M点的电场强度小于N点的电场强度，C错误；
D粒子从M点运动到N点，受到电场力的方向也是斜向左下方，所以电场力做正功，电场力做正功，电势能减小，所以带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，D正确；
故选BD。
【分析】A选项考察电场力方向的判断；B选项考察电势变化与电场线分布分关系；C选项考察通过电场线的疏密程度判断电场强度；D选项考察利用功能关系判断电势能的变化。
11．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，匀强电场场强方向与正六边形所在平面平行。A、B、C三点的电势分别为1V、2V、4V，AB边长度为2cm。则下列说法中正确的是（ ）
A．F点的电势为2V
B．该匀强电场场强方向沿AB方向由B指向A
C．将电子从E点移到F点，电场力做的功为2eV
D．该匀强电场的场强大小E=100V/m
【答案】A,D
【知识点】电场强度；电势能与电场力做功的关系；等势面；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A如图所示连接AC，在匀强电场中电势随距离均匀变化，所以将AC三等分，其中第一个三等分点M的电势为2V，又有B点的电势为2V，所以BM是一条等势线，并且经过F，所以F的电势为2V，A正确；
B电场线与等势面垂直，并且由高电势指向低电势，所以该匀强电场的场强方向应该沿AD由D指向A，B错误；
C将电子从E点移动到F点，电场力做的功为
WEF=WCB=qUCB=-e（4-2）V=-2eV，C错误；
D该匀强电场的场强大小，D正确；
故选AD。
【分析】AD选项考察匀强电场中电势差与电场强度的关系；B选项考察等势面与电场的关系；C选项考察静电力做功的计算。
12．如图，质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，已知重力加速度为g，则（ ）
A．杆对小球P做正功，P的机械能增加
B．小球Q在最低位置的速度大小为
C．小球P在此过程中机械能增加量为
D．小球Q在此过程中机械能减少
【答案】A,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；机械能守恒定律
【解析】【解答】A小球P动能增大，重力势能增大，所以机械能增加，杆对小球P做正功，A正确；
B根据机械能守恒可得；
并且由P、Q在同一个杆上，角速度相等，线速度之比等于半径之比，所以vQ=2vP；
联立解的，，B错误；
C小球P在此过程中机械能增加，C正确；
D根据机械能守恒，小球Q在此过程中机械能的减小量等于小球P在此过程中机械能的增加量，等于，D错误；
故选AC。
【分析】本题考查机械能守恒的计算。
二、实验题(10分)
13．如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
（1）实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 ，动能的增加量 。
（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果 （选填“<”或“>”）
（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是____。
A．重物下落的起始位置靠近打点计时器
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是图中的____。
A． B．
C． D．
【答案】（1）；
（2）>
（3）C
（4）A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重锤重力势能的减少量ΔEp=mghB；
B点的速度等于AC的平均速度，可得，所以动能的增加量为
ΔEk=12mvB2=mhC-hA28T2；
（2）根据能量转化可知，重锤的重力势能转化为动能以及摩擦产生的热量，假设摩擦力为f可得
mhg=12mv2+fh，所以mgh＞12mv2；
（3）A使用打点计时器时，应使重物下落的起始位置靠近打点计时器，增大下落距离，减小误差，A正确；
B做实验时 ，先接通打点计时器的电源，再释放重锤 ，避免打点的起始点有初速度，B正确；
C如果使用公式v=2gh，则是已经默认了机械能守恒：mgh=12mv2，失去了实验的意义，C错误；
D用刻度尺测量某点到O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度是正确的，D正确；
故选C。
（4）假设重锤收到的阻力为f，根据能量守恒可得：
mhg=12mv2+fh
化简得到v2-h关系：v2=2mg-fmh，所以v2与h成正比，故选A。
【分析】（1）考察验证“机械能守恒”定律的实验数据处理；（2）考察“机械能守恒”定律的实验误差分析；（3）“机械能守恒”定律的实验操作步骤；（4）“机械能守恒”定律的实验数据处理。
三、计算题（34分）
14．如图所示，一正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的点，斜面上有两点，且和在同一直线上，A和相距为，为中点。现将一质量为带电量为的小球从A点静止释放，当小球运动到点时速度恰好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为求：
（1）点正点电荷的电荷量为多少；
（2）两点间的电势差。
【答案】（1）解：设小球的电量为，根据牛顿第二定律
可得
（2）解：小球从A运动到B，根据动能定理
可得
【知识点】库仑定律；电势能与电场力做功的关系
【解析】【分析】（1）考察库仑力的大小计算以及牛顿第二定律，小球在A点时，对小球受力分析，受到竖直向下的重力和沿斜面向上的库仑力，根据牛顿第二定律F=ma列出关系式求解；
（2）考察静电力做功与电势差的关系，根据动能定理列式求解。
15．如图所示是滑板运动的轨道的一部分，是一段光滑圆弧形轨道，段的圆心为点、圆心角，半径与水平轨道垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数。某运动员从轨道上的点以的速度水平滑出，在点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道，在轨道滑行一段后速度减为零。已知运动员和滑板可看成质点且总质量为，点与水平轨道的竖直高度为，取。求：
（1）运动员运动到点的速度大小及到点时轨道对滑板的支持力大小；
（2）运动员在上滑行多远停下来。
【答案】（1）解：根据几何关系可得
得
运动员由点运动到点，根据动能定理可得
代入数据求得
在C点，根据牛顿第二定律有
求得
（2）解：从点到点，根据动能定理
代入数据求得
【知识点】运动的合成与分解；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）考察运用速度的分解求B的速度，B点的速度沿切线方向，沿水平竖直分解，水平方向的分速速等于初速度，根据几何关系可以求得B点的速度；
考察运用动能定理计算C点的速度，在C点考察竖直面的圆周运动，由FN-G提供向心力，根据牛顿第二定律计算即可；
（2）考察动能定理，根据摩擦力做功等于动能的变化量列式求解。
16．如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；
（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力。
【答案】（1）解：因为在AB轨道上摩擦力始终对物体做负功，物体最终在圆心角为2θ的圆弧上往复运动，整个过程中在AB轨道上通过的总路程为，对整体过程动能定理得
解得
（2）解：物体最终经过点时的速度为，物体从B到E过程中，由动能定理得
在E点，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律，物体对轨道的压力大小为
联立解得
方向竖直向下
【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据动能定理，摩擦力做功等于动能的变化量，注意摩擦力做负功，列式计算即可；
（2）根据动能定理求得E点时的速度，在E点根据竖直面内的圆周运动，由FN-mg提供向心力，利用牛顿第二定律列式求解即可。
