2023年上海高中物理合格考模拟试卷五含详解

这是一份2023年上海高中物理合格考模拟试卷五含详解，共17页。
沪科版（2020）高中物理合格考新教材新题型模拟试卷五（原卷版）

一、阅读材料“F1方程式赛车”，回答1～5题，共20分
一级方程式赛车世界锦标赛，简称F1，是国际汽车运动联合会组织的最高等级的场地赛车比赛，也是当今世界最高水平的赛车比赛，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。首届比赛于1950 年在英国银石赛车场举行。F1赛车的变这系统非常强劲，从时速零加速到三档最高速度仅需2.3 s ，此时加速度仍达10m/s2，时速为五档最高速度时的加速度仍有3m/s2，若从0加速到200km/h再减到0只需12s。
1.(3分)关于F1赛车，下列说法正确的是（ ）
A. 赛车起动时，地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力
B. 赛车在直道行驶时，速度越大，其加速度也一定越大
C. 赛车转弯时，速度方向改变，其惯性也随之变化
D. 赛车高速通过终点后难以立即停下，表明速度越大，其惯性越大

2.(3分)在F1 赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是（ ）
A. 仍然沿着赛车的弯道运动
B. 沿着与弯道切线垂直的方向飞出
C. 沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道
D. 上述情况都有可能

3.(3分)在某次测试赛中，赛车在平直的路面上由静止开始0～5s内运动的x-t图像如图所示，已知该图像在0～t1时间内是抛物线的一部分，t1～5s时间内是直线，两部分平滑相连，则( )
A. t1表示1s末
B. 5s末赛车的速度为30m/s
C. 0～t1内，赛车的加速度为10m/s2
D. t1～5s内，赛车做匀加速直线运动

4.(4分)一辆高速行驶的F1赛车与一架静止在发射场的航天飞机，两者运动状态较难改变的是 ，你判断时依据的物理规律是 ，请写出你判断的逻辑过程: 。

5.(7分)在Fl赛车大奖赛中，在长直的赛道上，一辆安全车正以5m/s的速度匀速前进。在安全车后方xo=150m 处，有一辆Fl赛车从静止出发，并且以2m/s2的加速度向前追赶安全车。赛车经过多久追上安全车？追上之前与安全车的最远相距距离为多少？




二、阅读材料“冬季奥运会”，回答6～10题，共20分
冬季奥林匹克运动会简称为冬季奥运会、冬奥会。主要由全世界地区举行，是世界规模最大的冬季综合性运动会，每四年举办一届，由国际奥林匹克委员会主办。第24届冬季奥林匹克运动会，即2022年北京冬季奥运会，于2022年2月4日星期五开幕，2月20日星期日闭幕。北京冬季奥运会设7个大项，15个分项，109个小项。北京赛区承办所有的冰上项目；延庆赛区承办雪车、雪橇及高山滑雪项目；张家口赛区的崇礼区承办除雪车、雪橇及高山滑雪之外的所有雪上项目。
1.(3分)在自由式滑雪女子大跳台决赛中，空气阻力可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 滑雪运动员任何时候都可视为质点
B. 滑雪运动员在空中做变加速曲线运动
C. 滑雪运动员在空中滑翔时处于平衡状态
D. 滑雪运动员在空中翻滚时与双脚上的滑雪板之间存在相互作用力

2.(3分)如图所示为固定在竖直面内的半圆形轨道滑雪场，通过滑雪运动员的控制可以从半圆形场地的坡顶匀速率下滑到坡的最低点，则在运动员下滑的过程中，轨道对运动员的作用力( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小

3.(3分)某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是( )

4. (4 分)滑雪运动员由一斜坡某处从静止开始滑下，滑到坡底又在水平面上继续运动到某处恰停下来，滑行总路程为S，在坡上运动时间为t1，在水平面上运动时间为t2 。则他滑行中的最大速率为 ，在斜坡上与水平面上运动的加速度大小之比为 .

5.(7分)如图，跳台滑雪运动员从滑道上的A 点由静止滑下，经时间t。从跳台0 点沿水平方向飞出。已知0点是斜坡的起点，A点与0点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ， 运动员的质量为m。重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1) 从A点到0点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率PG;
(2) 从运动员离开0点到落在斜坡上所用的时间t。









三、阅读材料“富兰克林与电荷守恒定律”，回答11～15题，共20分
富兰克林从对莱顿瓶的研究中提出了电荷守恒定律的初步设想，他在给朋友的信中写道“在这里与欧洲，科学家已经发现，并且证实，电火是一种真实的元素或物质种类，不是因摩擦而产生，而是只能从搜集获得。”宫兰克林认为，电的本性是某种电液体，当内部的电液体多于外界时，呈电正性，相反则呈电负性；内外平衡时则呈电中性。正电与负电可以抵消，由于电液体总量不变，因此电荷总量不变。富兰克林的电性理论可以解释当时出现的绝大部分的电现象，因而获得了公认。
1.(3分)关于摩擦起电、接触起电和感应起电的说法正确的是( )
A. 感应起电不符合电荷守恒定律
B. 只有接触起电符合电荷守恒定律
C. 都符合电荷守恒定律，因为起电实质是电子的转移
D. 都符合电荷守恒定律，因为起电过程中创造的正、负电荷是等量的

2.(3分)某静电场的电场线如图所示，a、b是该电场中的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场可能是负点电荷产生的
B. a点的电场强度大于b点的电场强度
C. 负电荷在α点的加速度小于其在b点的加速度
D. 正电荷在α点受到的电场力小于其在b点受到的电场力

3.(3分)如图，用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α 和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，则下列说法正确的是( )
A. 两小球一定带异种电荷
B. 小球A的质量一定小于小球B 的质量
C. 小球A所带电荷量一定大于小球B所带电荷量
D. 小球A所受库仑力一定大于小球B所受库仑力

4.(4分)如图甲，两个被固定的点电荷Ql、Q2连线的延长线上有α、b两点。Ql带正电，试探电荷+q仅受电场力作用，t=O时恰经过b点，然后沿ba右运动，其v-t图像如图乙所示，则Q2带 电；从b到α的过程中，试探电荷+q的电势能变化情况是 。


5.在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为-4.O×10-7J。
(l) A、B、C三点中，哪点电势最高?哪点电势最低?
(2) A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大?
(3) 把电荷量为-1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少?
(4) 根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A 、B 、C 三点可能的位置。



四、阅读材料“粒子加速器”，回答16～20题，共20分
粒子加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在高真空场中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量的特种电磁、高真空装置。它是一种可为各类科学研究和设施设备提供各种高能粒子末或辐射线的现代化装备。日常生活中常见的粒子加速器有用于电视机的阴极射线管及X光管等设施。
1.氘核（12H）和氦核（24He)从静止开始，经同一电场加速后，它们的速度分别为v1和v2，则( )
A. v1=v2 B. v1=2v2
C. v1=3v2 D. 2v1=v2

2.如图，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和静电力共同作用下运动，运动轨迹如同中虚线所示，则( )
A. 若微粒带正电，则A 板一定带正电
B. 微粒从M点运动到N点的过程中动能一定增加
C. 微粒从M点运动到N点的过程中电势能一定增加
D. 微粒从M点运动到N点的过程中机械能一定增加

3.如图，一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两平行板左侧中点处沿垂直电场方向射入，当入射速度为v0时，恰好穿过电场而不碰金属板。若粒子的入射速度变为2v0,要使其仍能恰好穿过电场，只改变以下一个条件，可行的是（ ）
A. 两极板长度变为原来的4倍
B. 粒子的电量变为原来的2倍
C. 两板间电压增为原来的4倍
D. 移动上极板，使两板间距离增为原来的4倍

4.如图，匀强电场的方向竖直向下，电场强度为E，电场区域的水平距离为L，质量为m 、带电量为q 的粒子以水平速度v进入电场，不计粒子的重力，则带电粒子在电场中运动的加速度为 ，在电场中运动的时间为 .

5.如图，一个初速度为零的电子经U1的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入。若两板间距为d，板长为L， 两板间的偏转电压为U2；当有带电粒子撞击荧光屏时会产生亮点。已知电子的带电量为e，质量为m，不计重力。
(1) 电子经电压U1加速后以多大的速度v0进入偏转电场?
(2) 求电子射出偏转电场时速度偏转角的正切值tanθ。
(3) 若有电子、质子11H、α粒子（24He）三种粒子经此装置出射，最终在右侧荧光屏上我们会看到几个光点? (荧光屏紧贴偏转极板)请计算说明。




五、阅读材料“中国天眼---观天巨目、国之重器”，回答21～25题，共20分
位于贵州省平塘县的500m口径球面射电望远镜(FAST)，是目前世界上最大的单口径射电望远镜，开创了建造巨型望远镜的新模式，建设了反射面相当于30个标准足球场的射电望远镜，有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群，大幅拓展人类视野，可以验证和探索很多宇宙奥秘，例如，引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源，乃至物质和生命的起源等，是个身在洼地、心系深空的“天空实验室”。
1.(3分)“中国天眼”接收系统的工作原理与普通收音机类似，则“中国天眼”接收的信息属于( )
A. 红外线 B. 紫外线
C. 无线电波 D. 超声波

2.(3分)“中国天眼”发现距地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图，OE连线与其赤道平面的夹角为60⁰，A位置的重力加速度为g，D位置的向心加速度为g/2，则E位置的向心加速度为( )
A. g2 B. 3g4
C. 15g4 D. 13g4

3.(3分)脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若“中国天眼”观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为T， 已知该中子星的半径为R，引力常量为G。根据上述条件可以求出（ ）
A. 该中子星的密度
B. 该中子星的第一宇宙速度
C. 该中子星表面的重力加速度
D. 该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度

4.(4分)如图所示为“中国天眼”维护时的示意图。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氮气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢行走时，氮气球对其有大小恒为35mg、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点，此时工作人员受到的合力大小为 ，对球面的作用力大小为 .

5.(7分) “中国天眼”发现某颗脉冲星的质量为m，半径为R。已知引力常量为G。
(1) 求此脉冲星表面的自由落体加速度大小。
(2) 距脉冲星表面h高度处有一颗小卫星，求这颗小卫星做匀速圆周运动的线速度大小。

沪科版（2020）高中物理合格考新教材新题型模拟试卷五

一、阅读材料“F1方程式赛车”，回答1～5题，共20分
一级方程式赛车世界锦标赛，简称F1，是国际汽车运动联合会组织的最高等级的场地赛车比赛，也是当今世界最高水平的赛车比赛，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。首届比赛于1950 年在英国银石赛车场举行。F1赛车的变这系统非常强劲，从时速零加速到三档最高速度仅需2.3 s ，此时加速度仍达10m/s2，时速为五档最高速度时的加速度仍有3m/s2，若从0加速到200km/h再减到0只需12s。
1.(3分)关于F1赛车，下列说法正确的是（ ）
A. 赛车起动时，地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力
B. 赛车在直道行驶时，速度越大，其加速度也一定越大
C. 赛车转弯时，速度方向改变，其惯性也随之变化
D. 赛车高速通过终点后难以立即停下，表明速度越大，其惯性越大
【答案】A
【解析】A、根据牛顿第三定律可知地面对车轮的作用力和车轮对地面的作用力的大小相等，方向相反， A对；B、根据牛顿第二定律可知，加速度由合外力与质量决定，与速度无关， B错；CD、质量是惯性大小的唯一量度，与速度无关，CD错。
2.(3分)在F1 赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是（ ）
A. 仍然沿着赛车的弯道运动
B. 沿着与弯道切线垂直的方向飞出
C. 沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道
D. 上述情况都有可能
【答案】C
【解析】赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向，所以脱离赛车后的车轮将沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道，C对，ABD错误。
3.(3分)在某次测试赛中，赛车在平直的路面上由静止开始0～5s内运动的x-t图像如图所示，已知该图像在0～t1时间内是抛物线的一部分，t1～5s时间内是直线，两部分平滑相连，则( )
A. t1表示1s末
B. 5s末赛车的速度为30m/s
C. 0～t1内，赛车的加速度为10m/s2
D. t1～5s内，赛车做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】图象在0～t1时间内是抛物线的一部分，赛车做匀加速直线运动，根据x-t图象的斜率表示速度，知在t1～5s时间内赛车做匀速直线运动。
在0～t1时间内，根据位移—时间公式得：30=12at2 ① 匀加速直线运动的末速度v=at ②
在t1～5s时间内赛车做匀速直线运动的速度v=∆x∆t=120−305−t1=905−t1 ③
联立①②③解得，，，末赛车的速度为，故错误，正确。

4.(4分)一辆高速行驶的F1赛车与一架静止在发射场的航天飞机，两者运动状态较难改变的是 ，你判断时依据的物理规律是 ，请写出你判断的逻辑过程: 。
【答案】航天飞机； 牛顿第二定律； 根据F=ma，物体质量越大，同样大小的力F产生的加速度a越小，即在相同时间内速度变化越小，说明运动状态越难改变。
【解析】根据牛二定律F=ma,物体质量m越大，同样力F产生的加速度a越小，即在相同时间Δt内，速度变化Δv越小，速度是描述运动状态的物理量，Δv越小说明运动状态改变越小，运动状态越难改变。
故答案为：航天飞机，牛顿第二定律；根据牛二定律F=ma,物体质量m越大，同样力F产生的加速度a越小，即在相同时间Δt内，速度变化Δv越小，速度是描述运动状态的物理量，Δv越小说明运动状态改变越小，运动状态越难改变。
5.(7分)在Fl赛车大奖赛中，在长直的赛道上，一辆安全车正以5m/s的速度匀速前进。在安全车后方xo=150m处，有一辆Fl赛车从静止出发，并且以2m/s2的加速度向前追赶安全车。赛车经过多久追上安全车？追上之前与安全车的最远相距距离为多少？
【答案】15s; 156.25m
【解析】（1）设经过t赛车追上安全车，有：x0+v1t=12at2
代入数据解得：t=15s;
(2)当F1赛车和安全车速度相等时两车间距离最大，
即时两车间距离最大，最大距离为
∆

二、阅读材料“冬季奥运会”，回答6～10题，共20分
冬季奥林匹克运动会简称为冬季奥运会、冬奥会。主要由全世界地区举行，是世界规模最大的冬季综合性运动会，每四年举办一届，由国际奥林匹克委员会主办。第24届冬季奥林匹克运动会，即2022年北京冬季奥运会，于2022年2月4日星期五开幕，2月20日星期日闭幕。北京冬季奥运会设7个大项，15个分项，109个小项。北京赛区承办所有的冰上项目；延庆赛区承办雪车、雪橇及高山滑雪项目；张家口赛区的崇礼区承办除雪车、雪橇及高山滑雪之外的所有雪上项目。
1.(3分)在自由式滑雪女子大跳台决赛中，空气阻力可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 滑雪运动员任何时候都可视为质点
B. 滑雪运动员在空中做变加速曲线运动
C. 滑雪运动员在空中滑翔时处于平衡状态
D. 滑雪运动员在空中翻滚时与双脚上的滑雪板之间存在相互作用力
【答案】D
【解析】A．在研究滑雪运动员在空中的动作时，运动员的形状大小不能忽略，不能把运动员视为质点，A错；B．滑雪运动员在空中只受重力作用，加速度恒定为g,则做匀加速曲线运动，B错；C．滑雪运动员在空中滑翔时，加速度不为零，不是处于平衡状态，C错；D．滑雪运动员在空中翻滚时两滑板的运动状态不断变化，运动员与两滑板之间存在相互作用力，D对。
2.(3分)如图所示为固定在竖直面内的半圆形轨道滑雪场，通过滑雪运动员的控制可以从半圆形场地的坡顶匀速率下滑到坡的最低点，则在运动员下滑的过程中，轨道对运动员的作用力( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】A
【解析】如图所示，重力和向心力大小不变的情况下，随两力的夹角从90°～180°过程中，根据平行四边形定则可得，轨道对运动员的作用力逐渐变大，故A对，BCD错。
3.(3分)某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是( )

【答案】A
【解析】设运动员位移与水平方向夹角为θ，对运动员，由动能定理得：mgxtanθ=Ek-0运动员的动能：Ek=mgxtanθ，由图示运动员运动过程可知，开始θ不变，Ek与x成正比，运动员运动到倾斜轨道下端时θ发生变化，Ek与位移不成正比，运动员到达轨道最低点然后上升，重力做负功，动能减小，由图示图象可知，A对，BCD错。
4. (4 分)滑雪运动员由一斜坡某处从静止开始滑下，滑到坡底又在水平面上继续运动到某处恰停下来，滑行总路程为S，在坡上运动时间为t1，在水平面上运动时间为t2 。则他滑行中的最大速率为 ，在斜坡上与水平面上运动的加速度大小之比为 .
【答案】2S t1+t2； t2:t1
【解析】运动员在坡上做匀加速直线运动，在水平面上做匀减速运动，到达坡底的速度v最大，由平均速度公式得：，解得：； 加速度：，则加速度之比：.

5.(7分)如图，跳台滑雪运动员从滑道上的A 点由静止滑下，经时间t。从跳台0 点沿水平方向飞出。已知0点是斜坡的起点，A点与0点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ， 运动员的质量为m。重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1) 从A点到0点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率PG;
(2) 从运动员离开0点到落在斜坡上所用的时间t。
【答案】
【解析】（1）运动员从A到 O点过程中，重力做功为W，则W=mgh，
重力做功的平均功率PG=Wt， 解得平均功率PG=mgℎt0
（2）运动员从A到O点过程中，根据动能定理，有mgh=12mv2
运动员从O点到落在斜坡上做平抛运动，水平方向x=vt,竖直方向 y=12gt2
由平抛运动的位移关系可知yxtanθ, 联立解得


三、阅读材料“富兰克林与电荷守恒定律”，回答11～15题，共20分
富兰克林从对莱顿瓶的研究中提出了电荷守恒定律的初步设想，他在给朋友的信中写道“在这里与欧洲，科学家已经发现，并且证实，电火是一种真实的元素或物质种类，不是因摩擦而产生，而是只能从搜集获得。”宫兰克林认为，电的本性是某种电液体，当内部的电液体多于外界时，呈电正性，相反则呈电负性；内外平衡时则呈电中性。正电与负电可以抵消，由于电液体总量不变，因此电荷总量不变。富兰克林的电性理论可以解释当时出现的绝大部分的电现象，因而获得了公认。
1.(3分)关于摩擦起电、接触起电和感应起电的说法正确的是( )
A. 感应起电不符合电荷守恒定律
B. 只有接触起电符合电荷守恒定律
C. 都符合电荷守恒定律，因为起电实质是电子的转移
D. 都符合电荷守恒定律，因为起电过程中创造的正、负电荷是等量的
【答案】C
【解析】摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，但实质是一样的，都是电子从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分；在起电过程中并没有创造电荷，均符合电荷守恒定律。故对，ABD错。
2.(3分)某静电场的电场线如图所示，a、b是该电场中的两点。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场可能是负点电荷产生的
B. a点的电场强度大于b点的电场强度
C. 负电荷在α点的加速度小于其在b点的加速度
D. 正电荷在α点受到的电场力小于其在b点受到的电场力
【答案】B
【解析】A．点电荷产生的电场，其电场线是直线，而不是曲线，所以该电场不可能是点电荷形成的电场，故A错；B．电场线越密的位置，电场强度越大，由图可知，a点的电场强度大于b点的电场强度，B对；C．根据F=qE可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，根据牛顿第二定律，产生的加速度也越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，因此，负电荷在a点的加速度大于其在b点的加速度，故C错；D．根据F=qE可知，电荷在电场强度越大的位置受到的电场力越大，a点的电场强度大于b点的电场强度，正电荷在a点受到的电场力大于其在b点受到的电场力，故D错。
3.(3分)如图，用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α 和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，则下列说法正确的是( )
A. 两小球一定带异种电荷
B. 小球A的质量一定小于小球B 的质量
C. 小球A所带电荷量一定大于小球B所带电荷量
D. 小球A所受库仑力一定大于小球B所受库仑力
【答案】B
【解析】由题干图可以看出，两小球互相排斥，根据电荷间的相互作用规律可知，两小球带同种电荷，故错误。小球受三个力处于平衡状态，设倾角为，受力分析如下图：
根据数学知识，解得，由于相同，分别代表和，所以。小球的质量一定小于小球的质量，故正确。
根据牛顿第三定律，两小球的库仑力总是大小相等、方向相反，与电荷量的大小无关，不能判断两小球电荷量的大小，故错误。
4.(4分)如图甲，两个被固定的点电荷Ql、Q2连线的延长线上有α、b两点。Ql带正电，试探电荷+q仅受电场力作用，t=O时恰经过b点，然后沿ba右运动，其v-t图像如图乙所示，则Q2带 电；从b到α的过程中，试探电荷+q的电势能变化情况是 。
【答案】负，增大
【解析】从速度图象上看出，粒子从b到a做加速度减小的减速运动，在a点时粒子运动的加速度为零，则粒子在a点所受的电场力为零，所以该点场强为零。Q1对正电荷的电场力向右，则Q2对粒子的电场力向左，所以Q2带负电；由b到a的过程动能减小，根据能量守恒知粒子的电势能增大；
5.（7分）在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为-4.O×10-7J。
(l) A、B、C三点中，哪点电势最高?哪点电势最低?
(2) A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大?
(3) 把电荷量为-1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少?
(4) 根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A 、B 、C 三点可能的位置。
【答案】（1）C点最高，B点最低；（2）80V、-200V、-120V；（3）1.8×10-7J (4)见解析
【解析】（1）根据静电力做功与电势差的关系可知
、间的电势差
、间的电势差
、间的电势差
据此可知点的电势最高，点电势最低；
（2）UAB=80V； UBC=-200V； UAC=-120V
（3）根据静电力做功与电势差的关系，
（4）由（1）中所求可知，点电势比点电势高，点电势比点电势低，点电势比点电势低，因此可能的情况如图所示：



四、阅读材料“粒子加速器”，回答16～20题，共20分
粒子加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在高真空场中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量的特种电磁、高真空装置。它是一种可为各类科学研究和设施设备提供各种高能粒子末或辐射线的现代化装备。日常生活中常见的粒子加速器有用于电视机的阴极射线管及X光管等设施。
1.氘核（12H）和氦核（24He)从静止开始，经同一电场加速后，它们的速度分别为v1和v2，则( )
A. v1=v2 B. v1=2v2
C. v1=3v2 D. 2v1=v2
【答案】A
【解析】设加速电场电压为U，原子核在电场中加速，由动能定理得：qU=12Mv2−0
解得：v=2qUM，则v1v2=2eU2m2×2eU4m=11，则，故正确，错误。

2.如图，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和静电力共同作用下运动，运动轨迹如同中虚线所示，则( )
A. 若微粒带正电，则A 板一定带正电
B. 微粒从M点运动到N点的过程中动能一定增加
C. 微粒从M点运动到N点的过程中电势能一定增加
D. 微粒从M点运动到N点的过程中机械能一定增加
【答案】B
【解析】A、粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，合力向下，电场力可能向上而小于重力，也可能向下，故无法判断A板的带电情况， A错；
B、粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，电场力和重力的合力向下，故从M到N动能增加，B对；
C、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点电势能可能增加，也可能减小，C错；
D、电场力可能向上也可能向下，故微粒从M点运动到N点过程中，电场力可能做正功，也可能做负功，所以无法判断机械能的变化，D错；

3.如图，一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两平行板左侧中点处沿垂直电场方向射入，当入射速度为v0时，恰好穿过电场而不碰金属板。若粒子的入射速度变为2v0,要使其仍能恰好穿过电场，只改变以下一个条件，可行的是（ ）
A. 两极板长度变为原来的4倍
B. 粒子的电量变为原来的2倍
C. 两板间电压增为原来的4倍
D. 移动上极板，使两板间距离增为原来的4倍
【答案】C
【解析】解：设平行板长度为，间距为，板间电压为，
当粒子入射速度为时，恰好穿过电场而不碰金属板，则有
粒子垂直于初速度方向做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：,

若粒子的入射速度变为2v0，仍能恰好穿过电场，则只改变一个条件的情况下，可行的方案是粒子的电量变为原来的4倍、将两板间电压变为原来的4倍、两极板长度变为原来的2倍、两板间距离变为原来的14。故正确，错误；
4.如图，匀强电场的方向竖直向下，电场强度为E，电场区域的水平距离为L，质量为m 、带电量为q 的粒子以水平速度v进入电场，不计粒子的重力，则带电粒子在电场中运动的加速度为 ，在电场中运动的时间为 .
【答案】；
【解析】带电的粒子垂直进入电场后做类平抛运动，
在电场中只受到电场力的作用，
所以带电粒子在电场中运动的加速度为：a＝，
粒子在水平方向上做的是匀速直线运动，粒子在电场中运动的时间为：t＝

5.如图，一个初速度为零的电子经U1的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入。若两板间距为d，板长为L， 两板间的偏转电压为U2；当有带电粒子撞击荧光屏时会产生亮点。已知电子的带电量为e，质量为m，不计重力。
(1) 电子经电压U1加速后以多大的速度v0进入偏转电场?
(2) 求电子射出偏转电场时速度偏转角的正切值tanθ。
(3) 若有电子、质子11H、α粒子（24He）三种粒子经此装置出射，最终在右侧荧光屏上我们会看到几个光点? (荧光屏紧贴偏转极板)请计算说明。
【答案】;;与荷质比无关，考虑电性会看到两个亮点
【解析】（1）电子经加速电压加速，
根据动能定理得, 解得：；
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，根据平抛运动规律得,
根据牛顿第二定律得 解得：；
（3）粒子经偏转电场后偏转量 解得：，
可知与荷质比无关，考虑电性会看到两个亮点。

五、阅读材料“中国天眼---观天巨目、国之重器”，回答21～25题，共20分
位于贵州省平塘县的500m口径球面射电望远镜(FAST)，是目前世界上最大的单口径射电望远镜，开创了建造巨型望远镜的新模式，建设了反射面相当于30个标准足球场的射电望远镜，有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群，大幅拓展人类视野，可以验证和探索很多宇宙奥秘，例如，引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源，乃至物质和生命的起源等，是个身在洼地、心系深空的“天空实验室”。
1.(3分)“中国天眼”接收系统的工作原理与普通收音机类似，则“中国天眼”接收的信息属于( )
A. 红外线 B. 紫外线
C. 无线电波 D. 超声波
【答案】C
【解析】天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，来研究天体物理。无线电波不太受天气和光照影响，可以全天候工作。C对，ABD错

2.(3分)“中国天眼”发现距地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图OE连线与其赤道平面的夹角为60⁰，A位置的重力加速度为g，D位置的向心加速度为g/2，则E位置的向心加速度为( )
A. g4 B. 3g4
C. 15g4 D. 13g4
【答案】
【解析】在赤道上，根据向心力公式可得：mg2=mRω2
对E处的物体，根据向心力公式可得：ma=mRcos60⁰•ω2
联立得：a=g4，A对，BCD错
3.(3分)脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若“中国天眼”观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为T， 已知该中子星的半径为R，引力常量为G。根据上述条件可以求出（ ）
A. 该中子星的密度
B. 该中子星的第一宇宙速度
C. 该中子星表面的重力加速度
D. 该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度
【答案】
【解析】ABC、如果知道绕中子星做圆周运动的卫星的周期与轨道半径，可以求出中子星的质量，根据题意仅知道中子星的自转周期、中子星的半径与万有引力常量，无法求出中子星的密度，中子星表面的重力加速度和第一宇宙速度，故错误；
、该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度，故正确。

4.(4分)如图所示为“中国天眼”维护时的示意图。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氮气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢行走时，氮气球对其有大小恒为35mg、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点，此时工作人员受到的合力大小为 ，对球面的作用力大小为 .
【答案】0；25mg
【解析】工作人员在球面上缓慢行走，处于动态平衡状态，合力为0；
工作人员受重力，氮气球对其向上拉力35mg，球面对工作人员的作用力为，
由平衡条件得：，解得：，
根据牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为

5.(7分) “中国天眼”发现某颗脉冲星的质量为m，半径为R。已知引力常量为G。
(1) 求此脉冲星表面的自由落体加速度大小。
(2) 距脉冲星表面h高度处有一颗小卫星，求这颗小卫星做匀速圆周运动的线速度大小。
【答案】；
【解析】（1）脉冲星表面物体所受重力与万有引力相等，令脉冲星表面的重力加速度大小，表面有一质量为的物体，则有：， 可得脉冲星表面的重力加速度；
（2）小卫星绕脉冲星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，令小卫星的质量为，做匀速圆周运动的线速度大小为，小卫星的轨道半径为，则有：
， 得小卫星的线速度