山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末物理试题

这是一份山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末物理试题，共31页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于行星运动的规律，下列说法正确的是（ ）
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心处
B. 行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大
C. 离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大
D. 不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
2. 如图所示，地球上两点绕地轴转动，其纬度分别是。关于两点，下列说法正确的是（ ）

A. 加速度之比为B. 线速度之比为C. 角速度之比为D. 周期之比为
3. 如图所示，将圆珠笔的弹簧取出并固定在水平桌面上。再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上。用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽被高高弹起。忽略弹簧自身质量和空气阻力影响。下列说法正确的是（ ）

A. 小纸帽在最高点时处于平衡状态
B. 小纸帽与弹簧脱离前，一直在做加速运动
C. 小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能只转化为小纸帽的动能
D. 换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，放手后小纸帽上升的最大高度较大
4. 两个可视为点电荷的相同金属小球，带电量分别为和。固定在相距为r的两处时，它们间的库仑力大小为F。两小球相互接触后将其距离变为固定，则两球间库仑力的大小变为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子的一个角A向B发射一个乒乓球。一同学在桌边试着用一支吹管将球由B处吹进球门C，垂直于，该同学将吹管对准C用力吹，未成功。下列情形可能成功的是（ ）

A. 将球门沿直线适当靠近B
B. 将球门沿直线适当远离B
C. 将球门垂直于直线向右平移适当距离
D. 将吹管沿直线向右平移适当距离，垂直方向吹气
6. 如图所示，电路中a、b两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一带电微粒在重力和电场力作用下处于静止状态。在上极板下移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 电容器两极板间电压变小B. 电容器的电容不变
C. 微粒将向上加速运动D. 电流计中有从b到a的电流
7. 如图a所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图b所示的电压。时，Q板比P板电势高，此时在两板的正中央M点放一个电子，速度为零，电子仅在静电力作用下运动，运动过程中始终未与极板相碰，下列时刻中电子速度和加速度的方向相同的是（ ）

A. B.
C. D.
8. 正点电荷和处于静电平衡的导体P的电场线分布如图所示，a、b、c分别是图中的三个点。下列说法正确的是（ ）

A. 感应电荷在P的外表面均匀分布
B. a、b、c三点电场强度大小为
C. a、b、c三点的电势大小为
D. 导体P的感应电荷在b产生的电场强度大于在c产生的电场强度
9. 如图，直角三角形中，，匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为。已知，则电场强度的大小为（ ）

A. B. C. D.
10. 如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有在光滑的足够高的斜面上，另竖直下垂在空中，在外力作用下静止不动。斜面顶端P是一个很小的光滑圆弧，斜面倾角为。忽略空气阻力，g取。当撤去外力后链条滑动，则链条刚好全部越过P时的速率为（ ）

A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11. 为满足不同领域的需要，我国有许多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，在某一轨道平面上两颗人造卫星P、Q都绕地球做圆周运动，两卫星的质量之比为，到地心的距离之比为，则P、Q的（ ）

A. 周期之比为9∶16B. 加速度大小之比为4∶3
C. 线速度大小之比为D. 向心力大小之比32∶27
12. 如图所示，甲、乙两物体放在可绕轴旋转的圆台上，甲物体质量为，乙物体的质量为m。甲物体到转轴的距离是，乙物体到转轴距离是l。物体与圆台的最大静摩擦力均为所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆台从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（ ）

A. 甲、乙两物体所受的摩擦力始终相等
B. 甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为2∶1
C. 甲物体开始相对圆台滑动时的转速是
D. 当转台以角速度匀速转动时，甲物体所受向心力为
13. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三条电场线或等差等势线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（ ）

A. 若虚线表示电场线，则粒子在P点时的速率大于Q点时的速率
B. 若虚线表示等势线，则粒子在P点时的速率大于Q点时的速率
C. 若虚线表示等势线，a、b、c中a等势线电势最高
D. 无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过P点时加速度大小总是大于经过Q点时的加速度大小
14. 如图所示，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面与平面垂直，分别在b、d两个点处放有等量同种点电荷。下列说法正确的是（ ）

A. a、e、c、f四点电势相同
B. 沿直线电场强度一定越来越大
C. 若将电子从e点由静止释放，电子将在e、O、f之间往复运动
D. 若电子沿直线运动，其电势能先增加后减少
15. 如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上有M、N两个点。以点电荷所在位置为原点，电场线方向为正方向建立坐标轴。规定无穷远处电势为0，坐标轴上各位置的电场强度和电势与坐标r的变化规律图像可能正确的是（ ）

A. B. C. D.
16. 某科技公司制造了一款电容车，在运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电就能保持正常行驶。该款电容车质量，行驶中所受阻力恒定，电容车的最大车速为。该车沿平直公路行驶过程中的牵引力为F，速度为v。该车由静止开始运动的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 电容车所受阻力为
B. 电容车车速为时，加速度为
C. 电容车匀加速行驶所用时间为
D. 电容车从行驶时已达到最大速度，行驶这所需时间约为
三、非选择题：本题共6小题，共46分。
17. 用如图1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）以下是实验过程中的一些操作，其中合理的是__________
A.斜槽轨道必须光滑
B.需要用天平测量小球的质量
C每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置
D.应使小球每次从斜槽上相同位置由静止释放
（2）在实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图2中的A、B、C所示。重力加速度，则小球做平抛运动的初速度大小__________。若以A点为坐标原点建立如图2所示的坐标系，小球做平抛运动的初始位置坐标为（__________，__________）。

18. 在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板A、B、C，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。小球位于挡板A、B、C时，做稳定圆周运动的半径之比为2∶1∶1。标尺1、2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球1和球2，质量为m的球3。

（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的实验方法是__________。
（2）为探究向心力与圆周运动角速度的关系，实验时将皮带调整到变速塔轮合适位置，若将球1放到挡板C处，球2应放在挡板__________处（填：“A”或“B”）；
（3）某次实验时将球3放在A挡板，球1放在C挡板，发现标尺1和2表示的向心力之比为1∶9，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为__________。
19. 如图所示，倾角为的光滑斜面处于匀强电场中，电场线与斜面底边的夹角为。质量带电量的物块在斜面上处于静止状态。已知重力加速度，求：
（1）斜面对物块弹力的大小；
（2）电场强度E的大小并在图中标出电场强度的方向。

20. “天问一号”是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器和着陆巡视器组成。2021年2月10日天问一号探测器顺利进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2月24日进入火星停泊轨道，开展环绕探测。已知天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动，经过时间t，转过的圆心角为。火星表面的重力加速度为g，火星半径为R，引力常量为G，忽略火星自转。求：
（1）火星质量；
（2）火星第一宇宙速度的大小；
（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动轨道距火星表面的高度。
21. 如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长，两极板间距离。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量，电量，电容器电容，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：
（1）粒子刚进入时极板间电压，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；
（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；
（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。

22. 如图所示，一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道相切于B点。整个装置竖直放置，圆管轨道的最低点为C，最高点为D，圆心角，轨道半径。现将一个可视为质点的小球从斜面上距离B点处的A点由静止释放。已知小球直径略小于管的直径，小球质量，与斜面之间的动摩擦因数。忽略空气阻力，g取。求：
（1）小球第一次通过C点时速度的大小；
（2）小球通过最高点D时对轨道的作用力；
（3）小球从D点飞出落到斜面上的时间。
2023年7月济南市高一期末考试
物理试题
注意事项：
1.答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于行星运动的规律，下列说法正确的是（ ）
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心处
B. 行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大
C. 离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大
D. 不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的焦点处，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越小，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，离太阳的平均距离越大的行星，绕太阳公转的周期越大，故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，对于同一行星，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，地球上两点绕地轴转动，其纬度分别是。关于两点，下列说法正确的是（ ）

A. 加速度之比为B. 线速度之比为C. 角速度之比为D. 周期之比为
【答案】B
【解析】
【详解】CD．AB两点均随地球自转一起绕地轴转动，角速度相同，周期相同，则角速度之比为，周期之比为，故CD错误；
A．设地球半径为R，由题意可知，A点运动的半径为
B点运动的半径为
则
由
可知加速度之比为
故A错误；
B．由
可知线速度之比为
故B正确；
故选B。
3. 如图所示，将圆珠笔的弹簧取出并固定在水平桌面上。再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上。用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽被高高弹起。忽略弹簧自身质量和空气阻力影响。下列说法正确的是（ ）

A. 小纸帽在最高点时处于平衡状态
B. 小纸帽与弹簧脱离前，一直在做加速运动
C. 小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能只转化为小纸帽的动能
D. 换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，放手后小纸帽上升的最大高度较大
【答案】D
【解析】
【详解】A．小纸帽在最高点时受竖直向下的重力作用，合外力不为零，因此不处于平衡状态，故A错误；
B．设小纸帽的质量为，弹簧的劲度系数为，任意位置处的压缩量为，则初始状态有
随着弹簧压缩量的减小，小纸帽的加速度将减小，而当弹簧的弹力在某一位置处等于小纸帽重力时，小纸帽的加速度减为零，此时速度达到最大值，之后弹簧继续恢复原长，弹簧的弹力小于小纸帽的重力，此后直至弹簧恢复原长，根据牛顿第二定律有
可知，小纸帽做加速度逐渐增大的减速运动，而当小纸帽与弹簧分离后，小纸帽继续上升直到运动到最高点，此过程中小纸帽做加速度为的匀减速直线运动，故B错误；
C．小纸帽在弹起过程中获得了动能和重力势能，因此小纸帽在弹起过程中弹簧的弹性势能转化为了小纸帽的动能和势能，直至小纸帽上升至最高点，弹簧的弹性势能此刻完全转化为了小纸帽的势能，故C错误；
D．换用劲度系数较大的弹簧，往下压相同距离，则弹簧所具有的弹性势能更大，而根据能量守恒有
可知，弹簧的弹性势能越大，小纸帽上升的高度越高，故D正确。
故选D。
4. 两个可视为点电荷的相同金属小球，带电量分别为和。固定在相距为r的两处时，它们间的库仑力大小为F。两小球相互接触后将其距离变为固定，则两球间库仑力的大小变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，由库伦定律有
当两带电金属球接触后，电荷会进行中和，而中和后将两金属球再分开，则分开后的金属球所带电荷量均为中和后电量的一半，则可得接触又分开后每个金属球所带电荷量为
距离变为后两金属球之间的库仑力为
故选B。
5. 如图所示，某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子的一个角A向B发射一个乒乓球。一同学在桌边试着用一支吹管将球由B处吹进球门C，垂直于，该同学将吹管对准C用力吹，未成功。下列情形可能成功的是（ ）

A. 将球门沿直线适当靠近B
B 将球门沿直线适当远离B
C. 将球门垂直于直线向右平移适当距离
D. 将吹管沿直线向右平移适当距离，垂直方向吹气
【答案】C
【解析】
【详解】原方案中，吹管吹气只改变了球沿BC方向的速度，而沿AB方向的速度不变，根据运动的合成与分解的知识可知，单纯沿BC方向吹气而施加力的作用不能使球落入球门中。如果将球门垂直于直线BC向右平移适当距离，球可能落入球门中。
故选C。
6. 如图所示，电路中a、b两点之间接有一灵敏电流计，两极板间有一带电微粒在重力和电场力作用下处于静止状态。在上极板下移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 电容器两极板间电压变小B. 电容器的电容不变
C. 微粒将向上加速运动D. 电流计中有从b到a的电流
【答案】C
【解析】
【详解】由于电容器一直与电源相连，则电容器两极板间电压保持不变；根据
在上极板下移一小段距离的过程中，极板距离减小，则电容器电容增大；由于电压不变，则电容器电荷量增大，电流计中有从a到b的电流；根据
可知板间电场强度增大，微粒受到的电场力增大，微粒将向上加速运动。
故选C。
7. 如图a所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图b所示的电压。时，Q板比P板电势高，此时在两板的正中央M点放一个电子，速度为零，电子仅在静电力作用下运动，运动过程中始终未与极板相碰，下列时刻中电子速度和加速度的方向相同的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意，结合图b可知，在时，由于Q板比P板电势高5V，则电子在这一段时间内，所受电场力向右，电子向右做匀加速直线运动；在这一时间内，电子所受电场力向左，电子向右做减速运动，根据对称性可知在时，电子速度为0；在这一段时间内，电子所受电场力向左，电子向左做加速运动；内，电子所受电场力向右，电子向左做减速运动，所以结合选项答案，可知在时，电子速度和加速度的方向是相同的。
故选B。
8. 正点电荷和处于静电平衡的导体P的电场线分布如图所示，a、b、c分别是图中的三个点。下列说法正确的是（ ）

A. 感应电荷在P的外表面均匀分布
B. a、b、c三点的电场强度大小为
C. a、b、c三点的电势大小为
D. 导体P的感应电荷在b产生的电场强度大于在c产生的电场强度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图中电场线分布可知，感应电荷在P的外表面不是均匀分布的，故A错误；
B．导体P处于静电平衡状态，内部场强处处为0，则a、b、c三点的电场强度大小为
故B错误；
C．处于静电平衡状态的导体是等势体，则b、c两点的电势相等，根据沿电场线方向电势降低，则a、b、c三点的电势大小为
故C错误；
D．b点离正点电荷更近，则点电荷在b点的场强大于点电荷在c点的场强，导体P内场强处处为0，则感应电荷在b产生的电场强度大于在c产生的电场强度，故D正确。
故选D。
9. 如图，直角三角形中，，匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为。已知，则电场强度的大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】
直角三角形中
则
取
dc=1cm
bd=3cm
a、b、c点的电势分别为，则d点的电势为2V，ad连线为一等势线，场强方向与等势线垂直，为一等腰直角三角形
电场强度的大小为
故选A。
10. 如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有在光滑的足够高的斜面上，另竖直下垂在空中，在外力作用下静止不动。斜面顶端P是一个很小的光滑圆弧，斜面倾角为。忽略空气阻力，g取。当撤去外力后链条滑动，则链条刚好全部越过P时的速率为（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设链条质量为m，斜面部分质量为，该部分链条沿斜面方向的重力分力为
竖直下垂部分链条的质量为，其重力为
由
可知链条沿着斜面下滑，链条沿斜面下滑的过程只有重力做功，机械能守恒，以P点所在平面为零势能面，则
解得链条刚好全部越过P时的速率
故选B。
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11. 为满足不同领域的需要，我国有许多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，在某一轨道平面上两颗人造卫星P、Q都绕地球做圆周运动，两卫星的质量之比为，到地心的距离之比为，则P、Q的（ ）

A. 周期之比为9∶16B. 加速度大小之比为4∶3
C. 线速度大小之比为D. 向心力大小之比32∶27
【答案】CD
【解析】
详解】ABC．根据
可得
可得周期之比为
加速度大小之比为
线速度大小之比为
选项AB错误，C正确；
D．根据F=ma可知，向心力大小之比
选项D正确。
故选CD。
12. 如图所示，甲、乙两物体放在可绕轴旋转的圆台上，甲物体质量为，乙物体的质量为m。甲物体到转轴的距离是，乙物体到转轴距离是l。物体与圆台的最大静摩擦力均为所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆台从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（ ）

A. 甲、乙两物体所受的摩擦力始终相等
B. 甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为2∶1
C. 甲物体开始相对圆台滑动时的转速是
D. 当转台以角速度匀速转动时，甲物体所受向心力为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．当甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时，两物体的运动为同轴传动，角速度相同，甲、乙两物体所受摩擦力提供向心力，由向心力公式得
则甲、乙所受摩擦力之比为
此时两物体所受摩擦力大小相等；当甲乙两物体发生滑动后，此时受到的是滑动摩擦力，可知不一定相等，故A错误；
B．由得，甲物体和乙物体均未与圆台发生相对滑动时线速度大小之比为
故B正确；
C．甲物体开始相对圆台滑动时，摩擦力刚好达到最大静摩擦力，有
解得
故C正确；
D．甲物体开始相对圆台滑动时，有
解得
当转台以角速度匀速转动时，甲已经相对圆盘发生滑动，故此时甲物体所受向心力不等于，故D错误。
故选BC。
13. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三条电场线或等差等势线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（ ）

A. 若虚线表示电场线，则粒子在P点时的速率大于Q点时的速率
B. 若虚线表示等势线，则粒子在P点时的速率大于Q点时的速率
C. 若虚线表示等势线，a、b、c中a等势线电势最高
D. 无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过P点时的加速度大小总是大于经过Q点时的加速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．粒子所受电场力的方向沿电场线切线方向，且指向运动轨迹的凹侧，若虚线为电场线，则电场力向右，粒子带负电，受力方向与电场方向相反，则电场方向向左。根据沿电场方向电势降低，可知P点的电势高于Q点的电势，粒子在P点的电势能小于Q点的电势能，在P点的动能大于Q点时的动能，则粒子在P点时的速率大于Q点时的速率，故A正确；
B. 若虚线为等势线，等势线与电场线处处垂直，则粒子所受电场力向下，粒子受力方向与电场方向相反，则电场方向向上，P点电势低于Q点的电势，粒子在P点的电势能大于Q点的电势能，在P点的动能小于Q点时的动能，则粒子在P点时的速率小于Q点时的速率，故B错误；
C．若虚线表示等势线，a、b、c中a等势线电势最低，故C错误；
D．电场线或等势面越密，电场强度越大，故无论虚线是电场线还是等势线，粒子经过P点时的加速度大小总是大于经过Q点时的加速度大小，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面与平面垂直，分别在b、d两个点处放有等量同种点电荷。下列说法正确的是（ ）

A. a、e、c、f四点电势相同
B. 沿直线电场强度一定越来越大
C. 若将电子从e点由静止释放，电子将e、O、f之间往复运动
D. 若电子沿直线运动，其电势能先增加后减少
【答案】AC
【解析】
【详解】A．a、e、c、f四点到两个正电荷的距离相同，可知四点电势相同，选项A正确；
B．根据等量同种电荷中垂线的电场分布可知，沿直线电场强度可能越来越大，也可能先增加后减小，选项B错误；
C．电子在e点和f点受电场力大小相等且都指向O点，则若将电子从e点由静止释放，电子将在e、O、f之间往复运动，选项C正确；
D．若电子沿直线运动，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减少后增加，选项D错误。
故选AC。
15. 如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上有M、N两个点。以点电荷所在位置为原点，电场线方向为正方向建立坐标轴。规定无穷远处电势为0，坐标轴上各位置的电场强度和电势与坐标r的变化规律图像可能正确的是（ ）

A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由点电荷在真空中某点形成的电场强度公式
可知，电场强度与r2成反比，故A正确，B错误；
CD．沿电场线方向电势降低，无穷远处电势为零，正电荷电场中电势不会为负值，故C正确，D错误。
故选AC。
16. 某科技公司制造了一款电容车，在运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电就能保持正常行驶。该款电容车质量，行驶中所受阻力恒定，电容车的最大车速为。该车沿平直公路行驶过程中的牵引力为F，速度为v。该车由静止开始运动的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 电容车所受阻力为
B. 电容车车速为时，加速度为
C. 电容车匀加速行驶所用时间为
D. 电容车从行驶时已达到最大速度，行驶这所需时间约为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．最大速度
此时电容车受力平衡，由平衡条件得
故A错误；
B．电容车的额定功率
电容车车速为30m/s时，牵引力为
由牛顿第二定律得
代入数据解得
故B正确；
C．由图像得，电容车匀加速过程所受牵引力为
由牛顿第二定律得
代入数据解得
匀加速运动结束时，电容车的功率达到额定功率，速度为
电容车匀加速行驶所用时间为
故C正确；
D．电容车达到最大速度过程中，由动能定理得
代入数据解得
故D正确；
故选BCD。
三、非选择题：本题共6小题，共46分。
17. 用如图1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）以下是实验过程中的一些操作，其中合理的是__________
A.斜槽轨道必须光滑
B.需要用天平测量小球质量
C.每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置
D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
（2）在实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图2中的A、B、C所示。重力加速度，则小球做平抛运动的初速度大小__________。若以A点为坐标原点建立如图2所示的坐标系，小球做平抛运动的初始位置坐标为（__________，__________）。

【答案】 ①. CD##DC ②. 1.5 ③. -15 ④. -5
【解析】
【详解】（1）[1]AD．斜槽轨道不必须光滑，只需小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放即可，故A错误，D正确；
B．不需要用天平测量小球的质量，故B错误；
C．每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置，故C正确。
故选CD。
（2）[2]竖直方向上
初速度大小
[3][4]小球在B点的竖直分速度
小球从抛出点O到B点的时间
则小球从抛出点O到A点的时间
小球做平抛运动的初始位置坐标为（-15，-5）。
18. 在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板A、B、C，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。小球位于挡板A、B、C时，做稳定圆周运动的半径之比为2∶1∶1。标尺1、2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球1和球2，质量为m的球3。

（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的实验方法是__________。
（2）为探究向心力与圆周运动角速度的关系，实验时将皮带调整到变速塔轮合适位置，若将球1放到挡板C处，球2应放在挡板__________处（填：“A”或“B”）；
（3）某次实验时将球3放在A挡板，球1放在C挡板，发现标尺1和2表示的向心力之比为1∶9，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为__________。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. B ③.
【解析】
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的实验方法是控制变量法；
（2）[2]为探究向心力与圆周运动角速度的关系，需控制小球的质量和运动半径相同，若将球1放到挡板C处，球2应放在挡板B处；
（3）[3]球3的向心力为
球1的向心力为
球3与球1的角速度之比为
根据
可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为
19. 如图所示，倾角为的光滑斜面处于匀强电场中，电场线与斜面底边的夹角为。质量带电量的物块在斜面上处于静止状态。已知重力加速度，求：
（1）斜面对物块弹力的大小；
（2）电场强度E的大小并在图中标出电场强度的方向。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对物块受力分析得
联立解得斜面对物块弹力的大小为
（2）由（1）可得电场强度E的大小为
物块带负电，电场强度的方向为斜向下，与斜面底边的夹角为。

20. “天问一号”是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器和着陆巡视器组成。2021年2月10日天问一号探测器顺利进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2月24日进入火星停泊轨道，开展环绕探测。已知天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动，经过时间t，转过的圆心角为。火星表面的重力加速度为g，火星半径为R，引力常量为G，忽略火星自转。求：
（1）火星的质量；
（2）火星第一宇宙速度的大小；
（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动轨道距火星表面的高度。
【答案】（1）;（2）;（3）
【解析】
【详解】（1）在火星表面
得
（2）近火卫星的速度为火星第一宇宙速度
得
（3）天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动
21. 如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长，两极板间距离。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量，电量，电容器电容，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：
（1）粒子刚进入时极板间电压，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；
（2）由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；
（3）最终落到极板上的带电粒子总个数。

【答案】（1）；（2）；（3）（个）
【解析】
【详解】（1）由题意，知粒子在极板间做类平抛运动落在上极板中点时，有
根据牛顿第二定律知
联立以上式子，代入题中相关已知数据求得
（2）当粒子恰好从上极板右边缘飞出时，有
联立可求得当两极板间电场强度为
时，不再有带电粒子落到极板。
（3）由（2）问可得，当两极板间的电势差为
时，不再有带电粒子落到上极板，在这一过程中，电容器极板上减少的电荷量为
则落到上极板的带电粒子数为
（个）
22. 如图所示，一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道相切于B点。整个装置竖直放置，圆管轨道的最低点为C，最高点为D，圆心角，轨道半径。现将一个可视为质点的小球从斜面上距离B点处的A点由静止释放。已知小球直径略小于管的直径，小球质量，与斜面之间的动摩擦因数。忽略空气阻力，g取。求：
（1）小球第一次通过C点时速度的大小；
（2）小球通过最高点D时对轨道的作用力；
（3）小球从D点飞出落到斜面上的时间。

【答案】（1）5m/s；（2）16.7N；（3）0.33s
【解析】
【详解】（1）物体从A到C点过程，根据动能定理得
解得
（2）物体从C到D点过程，根据动能定理得
解得
在D点，由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律得小球通过D点时对轨道的压力大小为16.7N；
（3）设小球从D点飞出落到斜面上的时间为t，水平方向有
竖直方向有
且
解得