2023年11月份第1周
物理
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、计算题
1、如图所示，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人通过绳子将重物从地面提升，当重物重心上升20cm时，两人同时释放绳子，让重物由静止开始自由下落，最终重物落地将地面夯实。已知重物的质量为50kg，重物与地而接触0.02s后停止运动，不计空气阻力，g取。试求：
（1）重物在空中自由下落过程中重力的冲量大小；
（2）地面对重物的平均作用力的大小。
2、如图，女孩用与水平方向成30°、大小的拉力拉—个质量的箱子，使其在水平地面上匀速前进。重力加速度，求：
（1）地面对箱子的支持力大小N；
（2）箱子与水平地面间的动摩擦因数μ。
3、负重运动是体能训练的常用方式之一、如图所示，运动员通过细绳拉着质量为m的轮胎在水平地面上向前一起匀速运动。已知细绳与水平方向的夹角为θ，轮胎与水平地面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）细细对轮胎拉力大小F；
（2）地面对轮胎的支持力大小；
（3）如果在轮上再加一块质量为m的铁块，它们之间的动摩擦因数也是μ，那么当它和轮胎一起沿地面匀速直线运动时，求此时铁块和轮胎之间的摩擦力f的大小。
4、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圆弧连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。平行板和三个电阻构成如图所示电路，平行板板长为，板间距离。可以看为质点的带电小球，电量，质量，从斜面顶端静止下滑。
（1）若均断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源电动势E。
（2）若断开，闭合，小球离开平行板右边缘时，速度偏向角，求电源内阻r。
（3）若均闭合，判断小球能否飞出平行板？
5、为实现“验证动量守恒定律”的实验目的，小明设计了一个实验方案。实验装置如图所示，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按以下步骤进行实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为和；
②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，调节斜槽，使轨道槽的末端切线水平，再将一斜面BC连接在斜槽末端；
③先不放小球，让小球从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；
④将小球放在斜槽末端B处，让小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球、在斜面上的落点位置M、N；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置；从M、P、N到B点的距离分别为；依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）两小球的质量、应满足_______（填“>”“=”或“<”）；
（2）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式_______，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；
（3）若改变两个小球的材质，步骤③中小球_______（填“一定”或“不一定”）落在中间落点位置P；若斜槽光滑，_______（填“可以”或“不可以”）不大于；
（4）若两小球的碰撞是弹性碰撞，图中P、M分别是小球碰前、碰后的落点位置，实验测得，则预计小球的落点位置_______cm（保留四位有效数字或可用根号表示）。
6、如图所示，间距为L的两根平行长直金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的电阻，一根长为L、电阻为、质量为m的直导体棒垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。由静止释放后沿导轨运动，下滑位移大小为x时到达位置并恰好开始做匀速运动。在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g。求：
（1）棒匀速时的速度大小；
（2）从棒由静止释放到开始匀速运动整个过程通过电阻R的电荷量；
（3）从棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q。
7、如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上极板正中有一小孔。一个质量为m、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)。求：
（1）小球到达小孔处的速度；
（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；
（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间。
8、如图电路中，电源电动势，内阻忽略不计，，。
（1）若在间连一个理想电流表，其读数是多少？
（2）若在间连一个理想电压表，其读数是多少？
9、如图所示，一带电荷量为、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g表示，，。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a以及物块下滑距离L时的动能。
10、一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0~4 s内的振动图象如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5 m/s。
（1）求这列横波的波长；
（2）求波源在4 s内通过的路程；
（3）在图（b）中画出时刻的波形图。
二、单选题
11、关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A.物体的速度增加，加速度一定大于零
B.物体的加速度越大，速度一定越大
C.物体的加速度等于零，速度一定等于零
D.物体的加速度增大，速度可能减小
12、用两个相同且不计重力的细绳，悬挂同一广告招牌，如图所示的四种挂法中，细绳受力最小的是( )
A. B.
C. D.
13、如图所示，由、、为边长组成四个三角形，且，根据力的合成，下列四个图中三个力、、的合力最大的是( )
A. B. C. D.
14、如图所示，光滑斜面上的四段距离相等，质点从O点由静止开始下滑，做匀加速直线运动，先后通过a、b、c、d，下列说法正确的是( )
A.质点由O到达各点的时间之比
B.质点通过各点时的速率之比
C.质点依次通过各段距离的时间之比为
D.质点在斜面上运动的平均速度
15、一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小的速度并列运动；如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
16、下图中的四种虚线轨迹，不可能是人造地球卫星轨道的是( )
A. B. C. D.
17、2023年6月7日，力箭一号遥二运载火箭采取“一箭26星”方式，将搭截的试验卫星顺利送入预定轨道.如图所示，甲、乙两颗质量相等的人造卫星绕地球逆时针运动.甲的轨道Ⅲ为圆形，乙从圆轨道Ⅰ到椭圆轨道Ⅱ要在S点点火加速，做离心运动，S、P两点为椭圆轨道长轴两端，Q点为轨道Ⅱ与Ⅲ的交点.已知轨道Ⅲ的半径与轨道Ⅱ的半长轴相等，不计卫星在变轨过程中的质量变化，则( )
A.甲在轨道Ⅲ上运行周期大于乙在轨道Ⅱ上运行周期
B.甲在Q点的动能小于乙在S点的动能
C.从S到P和从P到S两过程地球对乙做的功相同
D.相等时间内，甲与地心连线扫过的面积一定等于乙与地心连线扫过的面积
18、如图所示，边长的正方形区域处于匀强电场（图中未画出）中，其中边恰与电场线平行，O为的中心。已将一电子自b点移到O的过程中，克服电场力做功。现再将一正点电荷固定O点，下列说法正确的是( )
A.a、c两点的电场强度相同
B.a、b两点的电势差
C.匀强电场的电场强度大小为
D.将电子自a点沿ad连线移到d点的过程中，电子的电势能始终不变
19、如图所示，将一束塑料丝一端打结，并用手迅速向下捋塑料丝多次，观察到这束塑料丝下端散开了，产生这种现象的主要原因是( )
A.塑料丝之间相互感应起电
B.塑料丝所受重力小，自然松散
C.塑料丝受到空气浮力作用而散开
D.由于摩擦起电，塑料丝带同种电荷而相互排斥
20、法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，下列说法正确的是( )
A.a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量
B.a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量
C.a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量
D.a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量
21、已知离通电长直导线距离相同的点，磁感应强度大小与电流大小成正比。如图所示为某电路中的一部分，电路中通以恒定电流I，构成正方形，已知段电阻是段电阻的2倍，测得电流在正方形中心O处产生的磁感应强度大小为。若现截去段，电路中总电流不变，则此时O点处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
三、多选题
22、一个做匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时的速度分别是v和7v，所用时间是t，则下列判断正确的是( )
A.物体的加速度大小为
B.经过AB中点的速度是4v
C.经过AB中间时刻的速度是4v
D.前时间通过的位移比后的时间通过的位移少1.5vt
23、如图所示，一同学记录了A、B运动的图像，横坐标表示时间，但是纵坐标忘了标记。下列说法正确的是( )
A.若纵坐标表示速度，则A、B在时刻相遇
B.若纵坐标表示位置，则A、B在时刻相遇
C.若纵坐标表示速度，则在时间内，A、B的速度变化量相同
D.若纵坐标表示位置，则在时间内，A、B的平均速度相同
24、如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.人对体重计的压力大小为
B.人对体重计的压力大小为
C.人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D.人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
四、实验题
25、某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，由此算得重力加速度g为_____（保留3位有效数字）。
（3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，的变化特点是____________，原因是____________。
参考答案
1、答案：（1）；（2）
解析：（1）重物在空中下落过程为自由落体运动，则
重物在空中自由下落过程中重力的冲量大小
解得
（2）以竖直向下为正方向，重物与地面相互作用过程中，根据动量定理
解得
2、答案：（1）180N（2）
解析：（1）在竖直方向上，有
解得
（2）在水平方向上有
，
解得
3、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）对轮胎进行受力分析，如图所示
根据受力平衡可得
，
又
联立解得细细对轮胎拉力大小为
（2）根据
可得地面对轮胎的支持力大小为
（3）当铁块和轮胎一起沿地面匀速直线运动时，以铁块为对象，根据受力平衡可知，铁块和轮胎之间的摩擦力大小为
4、答案：（1）18V
（2）1Ω
（3）见解析
解析：（1）小球下滑过程机械能守恒，
由机械能守恒定律得：
解得：，
对均断开时，极板电势差即为电源电动势E，
由平衡条件得：
解得：
（2）当断开，闭合时，带电小球做类平抛运动，
水平方向：
竖直方向分速度：
对带电小球，由牛顿第二定律得：
，其中：，
代入数据解得：，
当断开，闭合时，与串联，电容器与并联，
电容器两端电压：
由部分电路欧姆定律：
由闭合电路欧姆定律：
代入数据解得：。
（3）当、均闭合时，与并联，并联电阻：
电路电流：
电压：
对小球，由牛顿第二定律得：
其中电压：
联立求解：
对带电小球类平抛运动分析，有：
联立求解：，
带电小球恰好从右侧极板边缘飞出。
5、答案：（1）>；（2）（3）不一定；可以；（4）69.64/
解析：（1）为使碰撞过程小球不出现反弹，入射小球质量应大于被碰小球质量。
（2）小球从碰撞后分别做平抛运动，到落到斜面上时，由平抛运动规律有
，
解得
解得
所以为验证动量守恒定律，只需要验证
（3）改变两个小球的材质，碰撞后速度发生改变，被碰后小球不一定落在中间落点位置；若斜槽光滑，小球反弹后再离开斜槽末端时的速度不变，所以可以不大于。
（4）若两小球发生弹性碰撞，则由机械能守恒定律有
将速度大小代入得
解得
解得
6、
（1）答案：
解析：由受力分析及题知，当金属棒匀速时，合外力为零，即
感应电流
感应电动势
联立得
（2）答案：
解析：经分析可知：电量
平均电流
平均感应电动势
联立得
（3）答案：
解析：金属棒从静止开始到匀速的过程，由能量守恒可知
由功率分配关系可知，电阻R上产生的热量
并联立得
7、答案：（1）
（2）
（3）；
解析：（1）由自由落体规律可知，小球下落h时的末速度为v，
有，即
（2）设小球在极板间运动的加速度为a，
由，得
由牛顿第二定律，
电容器的电荷量，
联立以上各式得：
（3）小球做自由落体运动的时间，
小球在电场中运动的时间
则小球运动的总时间
8、答案：（1）2A；（2）12V
解析：（1）若在间连一个理想电流表，则与并联后再与串联，电路中的总电阻为
根据闭合电路的欧姆定律可得电路中的总电流为
两端的电压为
而电流表在电阻所在支路，由部分电路的欧姆定律可得流过电流表的电流为
即电流表的读数为2A。
（2）若在间连一个理想电压表，则电压表测量两端电压，此时该电路为电阻和与电源构成的串联电路，根据闭合电路的欧姆定律有
两端的电压为
即理想电压表的示数为12V。
9、答案：（1）（2）0.3g，0.3mgL
解析：（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，如图所示
根据平衡条件有
解得电场强度为
（2）若电场强度减小为原来，则电场强度变为
根据牛顿第二定律有
可得加速度为
物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，根据动能定理有
解得
10、
（1）答案：2 m
解析：由题图(a)可知
根据波长与波速的关系有
（2）答案：16 cm
解析：4 s内波源通过的路程为
（3）答案：见解析
解析：由题图可知在时波源的起振方向向上，则在4 s时，知时该波刚好传到位置为2 m的质点，且波源刚好回到平衡位置，因为该波沿x轴正方向传播，则有如图所示的波形图。
11、答案：D
解析：A.若物体的速度反向增加，加速度小于零，故A错误；
B.物体的加速度越大，速度不一定越大，如刚发射的火箭，故B错误；
C.物体的加速度等于零，物体做匀速直线运动或静止状态，速度不变，不一定为0，故C错误；
D.当加速度与速度方向相反时，物体的加速度增大，速度减小，故D正确；
故选D。
12、答案：B
解析：广告牌分别受到竖直向下的重力和两个绳子的拉力，所以两绳子的拉力的合力与广告牌的重力大小相等，方向相反，根据力的平行四边形定则，可知当两绳子的夹角越小拉力越小，B中两绳子的拉力方向相同，夹角最小，故此时细绳受力最小，故B项正确，ACD项错误。
故选B。
13、答案：A
解析：根据平行四边形定则可知，A图中三个力的合力为，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为，D图中三个力的合力为，三个力的大小关系是，所以A图合力最大
故选A。
14、答案：B
解析：AC.根据
解得
Oa、Ob、Oc、Od的距离之比为，所以质点由O到达各点的时间之比为
则质点依次通过各段距离的时间之比为
故AC错误；
B.根据
解得
Oa、Ob、Oc、Od的距离之比为，所以质点通过各点的速率之比
故B正确；
D.初速度为0的匀加速直线运动中，在最初两段相等的时间内通过的位移之比为，可知a点是Od的中间时刻，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有
故D错误。
故选B。
15、答案：A
解析：因为蜜蜂与汽车速度大小相等且它们并列运动，以汽车为参照物，蜜蜂相对于汽车位置不变，它们在水平方向上相对静止，车轮边缘的点相对于车做圆周运动，运动轨迹是圆，因蜜蜂相对于车静止，所以蜜蜂看到的车轮边缘上的点的运动轨迹是圆。
故选A。
16、答案：B
解析：人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动。故B不可能，ACD可能。
故选B。
17、答案：B
解析：据开普勒第三定律，圆Ⅲ的半径与椭圆的半长轴相等，则甲在轨道Ⅲ上运行周期等于乙在轨道Ⅱ上运行周期，A错误；乙从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在S点点火加速，做离心运动，则乙在轨道Ⅰ的速度小于在轨道Ⅱ的速度，又由图可知，轨道Ⅰ和轨道Ⅲ都是圆轨道，则有，可得.可知轨道Ⅲ上卫星的速度小于轨道Ⅰ上卫星的速度，综合可知甲在轨道Ⅲ上经过Q点的速度小于乙在S点的速度，由于甲、乙质量相等，则甲在Q点的动能小于乙在S点的动能，B正确；从S到P的过程中地球对乙做负功，从P到S的过程中地球对乙做正功，C错误；由开普勒第二定律可知，每颗卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，但甲与乙不在同一轨道，则等时间内，甲与地心连线扫过的面积不一定等于乙与地心连线扫过的面积，D错误.
18、答案：C
解析：A.由于正点电荷在a、c两点产生电场强度方向不同，再与匀强电场叠加后的电场强度一定不同，故A错误；
B.在点电荷产生的电场中，a、b两点的电势相等，所以a、b两点的电势差等于其只在匀强电场中时两点的电势差，由题意可知
解得
根据几何关系以及匀强电场中电势差与电场强度的关系可得
故B错误；
C.匀强电场的电场强度大小为
故C正确；
D.将电子自a点沿ad连线移到d点的过程中，匀强电场的电场力对电子不做功，而点电荷对电子的静电力先做正功再做负功，所以电子的电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
19、答案：D
解析：由于不同物质对电子的束缚本领不同，当手与塑料丝摩擦时，使塑料丝带上了同种电荷，而同种电荷相互排斥，因此会观察到塑料丝散开，D正确，ABC错误。
故选D。
20、答案：A
解析：由图可知电场线方向由a指向b，故a带正电，b带负电；根据电场线的疏密程度可知，a带电量大于b带电量。
故选A。
21、答案：B
解析：由于段电阻是段电阻的2倍，根据并联电路电流与电阻成反比，则通过段电流大小是段的一半，根据安培定则及磁场叠加原理可知，段电流在O点产生的磁感应强度方向与段产生的方向相反，且已知离通电长直导线距离相同的点，磁感应强度大小与电流大小成正比，则可得段电流在O点产生的磁感应强度大小为，段电流在O点产生的磁感应强度大小为，现截去段，电路中电流保持I不变，则段电流变为原来的3倍，则产生的磁感应强度也为原来3倍，则B正确。
故选B。
22、答案：CD
解析：A.物体的加速度大小为
故A错误；
B.经过AB中点的速度是
故B错误；
C.经过AB中间时刻的速度是
故C正确；
D.前时间通过的位移为
后时间通过的位移为
前时间通过的位移比后的时间通过的位移少
故D正确。
故选CD。
23、答案：BCD
解析：若纵坐标表示速度，则A、B在时刻速度相等，但不一定相遇，在时刻速度也相等，则速度在时间内，A、B的速度变化量相同，选项A错误，C正确；若纵坐标表示位置，则A、B在时刻相遇，在时间内，A、B的位移相同，平均速度也相同，选项B、D正确。
24、答案：AD
解析：AB.人受到的支持力N，则根据牛顿第二定律可知
得到
根据牛顿第三定律得，对体重计的压力大小，A正确、B错误；
CD.人对体重计的压力和人受到的支持力是作用力和反作用力，故人对体重计的压力等于体重计对人的支持力，C错误、D正确；
故选AD。
25、答案：（1）19.20
（2）9.86
（3）随着摆线长度l的增加，逐渐减小；随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小
解析：（1）用游标卡尺测量摆球直径
（2）单摆的摆长为
根据
可得
带入数据
（3）由图可知，随着摆线长度l的增加，逐渐减小，原因是随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小。
