湖南省名校联考联合体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题
1．（2024高一下·湖南期末）关于高中物理实验中用到的思想方法，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲为著名的伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法
B．图乙为研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，主要应用了控制变量的方法
C．图丙为探究合力与分力的关系实验，主要应用了极限的思想方法
D．图丁为卡文迪许通过扭秤测量引力常量的实验，应用了放大的思想方法
2．（2024高一下·湖南期末）在击打乒乓球的过程中，球拍对乒乓球的切向摩擦会使得乒乓球旋转起来，若旋转的乒乓球在竖直平面内的运动轨迹如图中曲线所示，M点是运动轨迹上的一点，速度方向沿该点的切线方向，乒乓球在该点受到的合外力方向可能是（ ）
A．斜向左下 B．斜向右上
C．与速度方向相反 D．与速度方向相同
3．（2024高一下·湖南期末）华为Mate·60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星。将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动。关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（ ）
A．三颗卫星有可能经过北京市上空
B．三颗卫星的轨道线速度大小都相等
C．三颗卫星的运行速度等于
D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，即可求出地球质量
4．（2024高一下·湖南期末）如图，在P板附近有电荷（不计重力）由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（ ）
A．到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关
B．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越短，加速度越小
C．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大
D．若加速电压与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍
5．（2024高一下·湖南期末）如图所示为某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点，不计空气阻力。关于篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．A点投出在空中的运动时间长 B．B点投出在空中运动的时间长
C．B点投出打到P点的速度大 D．B点投出打到P点的速度小
6．（2024高一下·湖南期末）如图所示，可视为质点的、质量为的小球，在半径为的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内径略大于小球直径，重力加速度为。下列有关说法中正确的是（ ）
A．如果小球在最高点时的速率为，则此时小球对管道的外壁有作用力
B．如果小球在最低点时的速率为，则此时小球对管道的内壁有作用力
C．小球在最低点时的速率至少为小球才能通过最高点
D．小球在最低点时的速率至少为小球才能通过最高点
7．（2024高一下·湖南期末）图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、。下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．（2024高一下·湖南期末）如图所示，A、B两相同的金属板水平放置．现让两板带上等量异种电荷，两板间形成竖直方向的匀强电场．将一带电粒子沿水平方向从A板左侧靠近A板射入电场中．当粒子射入速度为v1时，粒子沿轨迹Ⅰ从两板正中间飞出，电场力做功为W1；当粒子射入速度为v2时，粒子沿轨迹Ⅱ落到B板正中间，电场力做功为W2．不计粒子重力，则( )
A．v1∶v2＝2∶1 B．v1∶v2＝2∶1
C．W1∶W2＝1∶1 D．W1∶W2＝1∶2
9．（2024高一下·湖南期末）某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作，某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A．“下蹲”过程中，该运动员先处于失重状态后处于超重状态
B．“站起”过程中，该运动员先处于失重状态后处于超重状态
C．“下蹲”时，该运动员对力传感器的压力小于力传感器对他的支持力
D．这段时间内，该运动员加速度的最大值为
10．（2024高一下·湖南期末）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．小球到达点时的速度大小为
C．小球到达点时的速度大小为
D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小
11．（2024高一下·湖南期末）某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。
（1）纸带 端（填“A”或“E”）与木块相连；
（2）根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小 ，木块加速度大小 。（结果均保留两位有效数字）
12．（2024高一下·湖南期末）某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示，该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的光电门组成，当地重力加速度为g。
（1）实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为l，用某测量工具测量小球的直径d
（2）该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放，记录小球通过最低点时光电门的遮光时间t，则小球通过最低点的速度大小为 （用所测物理量字母表示）
（3）本实验验证机械能守恒定律时，只需在误差允许范围内验证表达式 是否成立即可；
（4）多次改变细线长度l，重复以上操作，若以为纵坐标，l为横坐标，根据实验数据作出的图像如图2所示，图中的纵截距为b，c为纵轴上的一个数值，则可得重力加速度测量值 （用图中给的字母或所测物理量表示）；
（5）用实验所得重力加速度与当地重力加速度g比较，在误差范围内两个数值近似相等，则验证了小球机械能守恒。
13．（2024高一下·湖南期末）开车玩手机导致追尾事故应负全责，一辆汽车在某一直线路段行驶的速度为108km/h。驾驶员低头抢红包盲开1s，突然发现前方有异常情况，于是紧急刹车。若汽车橡胶轮胎与路面间的动摩擦因数是0.75，该驾驶员的反应时间（从发现异常情况到实施制动的时间）为0.5s，取。求：
（1）刹车时汽车的加速度大小；
（2）从低头开始到最后停止，该车的位移大小。
14．（2024高一下·湖南期末）如图所示，质量为、电荷量为的带电小球A用绝缘细线悬挂于点，另一个电荷量也为的带电小球B固定于点的正下方，小球A静止时与小球B在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角，两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为，静电力常量为。求：
（1）小球B的电性；
（2）细线的拉力大小；
（3）带电小球B在A处产生的电场强度的大小。
15．（2024高一下·湖南期末）如图所示，某装置由斜面轨道AB、水平面轨道BC、光滑圆周轨道CDEC'、光滑直轨道C'F平滑连接组成，B、C、C'为连接点（C、C'略微岔开），F端有一挡板，挡板上固定有一轻弹簧，整个装置处于同一竖直平面内。质量为m的滑块以某一初速度v0从A点开始下滑，沿着轨道运动。已知m=0.2kg，圆周轨道半径R=0.4m，AB长度L1=1.0m，倾角θ=37°，BC长度L2=0.8m，物块与AB、BC间动摩擦因数均为 =0.25。不计其他阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
（1）若滑块运动过程中恰好能过圆轨道最高点E，求滑块压缩弹簧时能达到的最大弹性势能Ep；
（2）要使滑块不脱离轨道，求v0的取值范围（不考虑反弹后的运动）。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】验证力的平行四边形定则；探究加速度与力、质量的关系；伽利略理想斜面实验；引力常量及其测定
【解析】【解答】伽利略利用理想斜面实验合理外推出力不是维持物体运动的原因，应用了理想实验的方法，故A说法正确；根据牛顿第二定律可以得出图乙是采用控制变量法研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，故B说法正确；探究合力与分力的关系实验中由于两个弹簧测力计的作用效果和一个弹簧测力计的作用效果相同，则采用的是等效思想，故C说法错误；卡文迪许通过扭秤实验测万有引力常量，采用是的放大思想方法，故D说法正确．
【分析】 伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法；研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，主要应用了控制变量的方法；探究合力与分力的关系实验中由于两个弹簧测力计的作用效果和一个弹簧测力计的作用效果相同，则采用的是等效思想，卡文迪许通过扭秤实验测万有引力常量，采用是的放大思想方法。
2．【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】从图中轨迹可知乒乓球做曲线运动，根据曲线运动的规律有合力的方向为轨迹的弯曲方向，则乒乓球在M点受到的合外力方向位于轨迹的凹侧，所以受到的合外力方向可能斜向右上。
故选B。
【分析】利用曲线运动轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．三颗卫星均为地球同步卫星，根据同步卫星的特点可以得出轨道只能定点在赤道的上空，不可能经过北京市上空，故A错误；
B．三颗卫星的周期都等于地球自转周期，则轨道半径一定都相等，根据引力提供向心力有
可知，三颗卫星的轨道线速度大小都相等，故B正确；
C．三颗卫星的运行轨道半径远大于地球的半径，根据线速度的表达式可知运行速度小于，故C错误；
D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，因周期已知，根据引力提供向心力可以得出
但是地球半径未知，则不可求出地球质量，故D错误。
故选B。
【分析】同步卫星的轨道只能在赤道平面上空；利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用引力提供向心力可以判别根据已知条件不能求出地球的质量。
4．【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．电荷在电场中加速，根据动能定理得
到达Q板的速率为
可知到达Q板的速率只与加速电压有关，与板间距离无关，故A错误；
BC．根据匀加速直线运动的位移公式
根据牛顿第二定律有
可知两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越小，故BC错误；
D．根据动能定理可以得出到达Q板的速率为
故若加速电压、与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
【分析】利用动能定理可以求出电荷到达Q板的速率大小；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小；结合位移公式可以比较运动的时间。
5．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB．由于篮球做平抛运动，篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据位移公式有
可知A点、B点投出的篮球在空中的运动时间相等，故AB错误；
CD．由逆向思维可知，从P点抛出的篮球做平抛运动，根据水平方向的位移公式有
可知，水平位移越大初速度越大，则B点投出打到P点的速度大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用篮球的逆运动结合平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间；利用水平方向的位移公式可以比较经过P点速度的大小。
6．【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小球在最高点，当小球与轨道之间没有作用力时，重力刚好提供向心力时，则根据牛顿第二定律有
解得
可知如果小球在最高点时的速率为，小球对管道无作用力，故A错误；
B．如果小球在最低点时的速率为，由于合力方向向上则此时重力与管道外壁的支持力的合力做圆周运动的向心力，则小球对管道外壁有作用力，故B错误；
CD．小球能够通过最高点时的最小速率为0，则从最低点到最高点由机械能守恒可得
解得小球在最低点时的速率至少为
故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用最高点的牛顿第二定律结合重力的大小可以求出小球经过最高点时与轨道之间没有作用力时速度的大小；利用小球从最低点到最高点的机械能守恒定律可以求出经过最低点的最小速度大小。
7．【答案】B,C
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】AB.电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线比B处密集，根据电场线的疏密可以得出，故A错误，B正确；
CD.同一等势面上电势相等，且沿电场线方向电势逐渐降低，由于电场线从B 指向A，所以电势的大小关系为，故D错误，C正确；
故选BC。
【分析】利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小；利用电场线的方向可以比较电势的大小。
8．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】粒子在电场中做类平抛运动，由于竖直方向上做匀加速直线运动，根据竖直方向的位移公式为：，由于水平方向上做匀速直线运动，根据位移公式有：，联立解得：，所以：v1∶v2＝2∶1；根据电场力做功的表达式有，电势差与场强的关系式有，联立可得：W1∶W2＝1∶2，BC错误AD正确
【分析】利用类平抛运动的位移公式结合位移的大小可以求出初速度的大小比值；结合电势差与电场力做功的表达式可以比较电场力做功的大小。
9．【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A．“下蹲”过程中，该运动员先向下加速后向下减速，则加速度方向先向下后向上，所以运动员先出现失重后出现超重则力传感器上的示数先小于重力，后大于重力，故A正确；
B．“站起”过程中，该运动员先向上加速后向上减速，则加速度方向先向上后向下，则该运动员先处于超重状态后处于失重状态，则力传感器上的示数先大于重力，后小于重力，故B错误；
C．“下蹲”时，该运动员对力传感器的压力和力传感器对他的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可以得出作用力与反作用力一定大小相等，方向相反，故C错误；
D．根据图像可知举重运动员在稳定的站姿和稳定的蹲姿状态中在竖直方向上受平衡力作用，可知该运动员重力为，则该运动员质量
力传感器示数最小时，处于失重状态，此时向下的加速度最大，根据牛顿第二定律可以得出此加速度大小为
力传感器示数最大时，处于超重状态，此时向上的加速度最大，根据牛顿第二定律可以得出此加速度大小为
则这段时间内，该运动员加速度的最大值为，故D正确。
故选AD。
【分析】利用速度的方向可以判别加速度的方向，进而判别超重与失重；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用牛顿第三定律可以比较作用力与反作用力的大小。
10．【答案】A,B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．设弹簧的劲度系数为，初始时刻弹簧的压缩长度为，由于B不受绳子拉力作用，根据平衡方程及胡克定律有
小球A沿圆弧运动到最低点时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，由于物块C对挡板的作用力等于0，根据平衡方程有
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点时，B沿斜面运动的位移为
根据几何关系有
解得
，
故A正确；
BC．设小球A到达点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，根据A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得
故B正确，C错误；
D．小球A由运动到的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，根据弹簧形变量的变化可以得出弹性势能先减小后增大，根据系统机械能守恒定律可以得出小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选ABD。
【分析】利用最初B的平衡方程结合C的平衡方程及形变量的大小可以求出劲度系数的大小；利用机械能守恒定律结合速度的分解可以求出小球到达N点速度的大小；利用系统机械能守恒定律可以判别A和B机械能之和的大小变化。
11．【答案】（1）A
（2）1.0；3.0
【知识点】加速度；探究小车速度随时间变化的规律；瞬时速度
【解析】【解答】（1）静止释放木块，木块向下做匀加速直线运动，由于速度逐渐增大，则相同时间内位移不断增大，所以打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连。
（2）由于相邻两计数点间还有四个点未画出，已知打点周期为0.02s，则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据平均速度公式可以得出电磁打点计时器打C点时木块的速度大小
根据匀变速直线运动的规律可以得出木块加速度大小为
【分析】（1）木块向下做匀加速直线运动，由于速度逐渐增大，则相同时间内位移不断增大，所以打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出加速度的大小。
（1）静止释放木块，木块向下做匀加速直线运动，速度逐渐增大，打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连。
（2）[1]由于相邻两计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则电磁打点计时器打C点时木块的速度大小
[2]根据逐差法可知，木块加速度大小
12．【答案】；；b
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（2）根据平均速度公式可以得出小球通过最低点的速度大小为
（3）小球下落过程，由于只有重力做功，根据机械能守恒可得
根据速度的表达式有
联立可得在误差允许范围内验证机械能守恒的表达式为
（4）根据机械能守恒定律有
变形可得
根据图像截距可以得出重力加速度测量值为
【分析】（2）利用平均速度公式可以求出小球经过最低点速度的大小；
（3）利用平均速度公式结合重力势能的变化量可以导出机械能守恒的表达式；
（4）利用机械能守恒定律的表达式结合图像截距可以求出重力加速度的测量值。
13．【答案】（1）刹车时，根据牛顿第二定律
解得
（2）汽车行驶速度为
匀速运动时间的位移为
刹车阶段的位移为
解得
所以有总位移为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）刹车时，利用牛顿第二定理可以求出汽车加速度的大小；
（2）当汽车做匀速后做匀减速直线运动，利用位移公式可以求出运动的总位移大小。
14．【答案】（1）两球之间有静电斥力，则小球B为负电荷。
（2）对小球A受力分析可知
解得细线的拉力
（3）对小球A受力分析可知
解得带电小球B在A处产生的电场强度的大小
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）根据A的受力可以得出两个小球相互排斥，则小球B为负电荷；
（2）由于小球A处于静止，根据平衡方程可以求出绳子拉力的大小；
（3）由于小球A处于静止，根据平衡方程可以求出电场强度的大小。
15．【答案】（1）物块恰好过E点时，有
物块压缩弹簧最大弹性势能为
解得
（2）物块由A到E过程中，物块恰好过E点时，有
解得
物块恰好能到达与圆心等高D处有
解得
综上所述，要使物块不脱离轨道，初速度v0需满足
或
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）当物块恰好经过E点时，利用牛顿第二定律可以求出经过E点速度的大小；结合能量守恒定律可以求出弹簧最大弹性势能的大小；
（2）物块从A到E的过程中，利用动能定理可以求出滑块初速度的大小；当物块恰好经过圆心登高的位置时，利用动能定理可以求出初速度的大小。
湖南省名校联考联合体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题
1．（2024高一下·湖南期末）关于高中物理实验中用到的思想方法，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲为著名的伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法
B．图乙为研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，主要应用了控制变量的方法
C．图丙为探究合力与分力的关系实验，主要应用了极限的思想方法
D．图丁为卡文迪许通过扭秤测量引力常量的实验，应用了放大的思想方法
【答案】C
【知识点】验证力的平行四边形定则；探究加速度与力、质量的关系；伽利略理想斜面实验；引力常量及其测定
【解析】【解答】伽利略利用理想斜面实验合理外推出力不是维持物体运动的原因，应用了理想实验的方法，故A说法正确；根据牛顿第二定律可以得出图乙是采用控制变量法研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，故B说法正确；探究合力与分力的关系实验中由于两个弹簧测力计的作用效果和一个弹簧测力计的作用效果相同，则采用的是等效思想，故C说法错误；卡文迪许通过扭秤实验测万有引力常量，采用是的放大思想方法，故D说法正确．
【分析】 伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法；研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，主要应用了控制变量的方法；探究合力与分力的关系实验中由于两个弹簧测力计的作用效果和一个弹簧测力计的作用效果相同，则采用的是等效思想，卡文迪许通过扭秤实验测万有引力常量，采用是的放大思想方法。
2．（2024高一下·湖南期末）在击打乒乓球的过程中，球拍对乒乓球的切向摩擦会使得乒乓球旋转起来，若旋转的乒乓球在竖直平面内的运动轨迹如图中曲线所示，M点是运动轨迹上的一点，速度方向沿该点的切线方向，乒乓球在该点受到的合外力方向可能是（ ）
A．斜向左下 B．斜向右上
C．与速度方向相反 D．与速度方向相同
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】从图中轨迹可知乒乓球做曲线运动，根据曲线运动的规律有合力的方向为轨迹的弯曲方向，则乒乓球在M点受到的合外力方向位于轨迹的凹侧，所以受到的合外力方向可能斜向右上。
故选B。
【分析】利用曲线运动轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向。
3．（2024高一下·湖南期末）华为Mate·60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星。将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动。关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（ ）
A．三颗卫星有可能经过北京市上空
B．三颗卫星的轨道线速度大小都相等
C．三颗卫星的运行速度等于
D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，即可求出地球质量
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．三颗卫星均为地球同步卫星，根据同步卫星的特点可以得出轨道只能定点在赤道的上空，不可能经过北京市上空，故A错误；
B．三颗卫星的周期都等于地球自转周期，则轨道半径一定都相等，根据引力提供向心力有
可知，三颗卫星的轨道线速度大小都相等，故B正确；
C．三颗卫星的运行轨道半径远大于地球的半径，根据线速度的表达式可知运行速度小于，故C错误；
D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，因周期已知，根据引力提供向心力可以得出
但是地球半径未知，则不可求出地球质量，故D错误。
故选B。
【分析】同步卫星的轨道只能在赤道平面上空；利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用引力提供向心力可以判别根据已知条件不能求出地球的质量。
4．（2024高一下·湖南期末）如图，在P板附近有电荷（不计重力）由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（ ）
A．到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关
B．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越短，加速度越小
C．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大
D．若加速电压与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．电荷在电场中加速，根据动能定理得
到达Q板的速率为
可知到达Q板的速率只与加速电压有关，与板间距离无关，故A错误；
BC．根据匀加速直线运动的位移公式
根据牛顿第二定律有
可知两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越小，故BC错误；
D．根据动能定理可以得出到达Q板的速率为
故若加速电压、与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
【分析】利用动能定理可以求出电荷到达Q板的速率大小；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小；结合位移公式可以比较运动的时间。
5．（2024高一下·湖南期末）如图所示为某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点，不计空气阻力。关于篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．A点投出在空中的运动时间长 B．B点投出在空中运动的时间长
C．B点投出打到P点的速度大 D．B点投出打到P点的速度小
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB．由于篮球做平抛运动，篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据位移公式有
可知A点、B点投出的篮球在空中的运动时间相等，故AB错误；
CD．由逆向思维可知，从P点抛出的篮球做平抛运动，根据水平方向的位移公式有
可知，水平位移越大初速度越大，则B点投出打到P点的速度大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用篮球的逆运动结合平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间；利用水平方向的位移公式可以比较经过P点速度的大小。
6．（2024高一下·湖南期末）如图所示，可视为质点的、质量为的小球，在半径为的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内径略大于小球直径，重力加速度为。下列有关说法中正确的是（ ）
A．如果小球在最高点时的速率为，则此时小球对管道的外壁有作用力
B．如果小球在最低点时的速率为，则此时小球对管道的内壁有作用力
C．小球在最低点时的速率至少为小球才能通过最高点
D．小球在最低点时的速率至少为小球才能通过最高点
【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小球在最高点，当小球与轨道之间没有作用力时，重力刚好提供向心力时，则根据牛顿第二定律有
解得
可知如果小球在最高点时的速率为，小球对管道无作用力，故A错误；
B．如果小球在最低点时的速率为，由于合力方向向上则此时重力与管道外壁的支持力的合力做圆周运动的向心力，则小球对管道外壁有作用力，故B错误；
CD．小球能够通过最高点时的最小速率为0，则从最低点到最高点由机械能守恒可得
解得小球在最低点时的速率至少为
故C正确，D错误。
故选C。
【分析】利用最高点的牛顿第二定律结合重力的大小可以求出小球经过最高点时与轨道之间没有作用力时速度的大小；利用小球从最低点到最高点的机械能守恒定律可以求出经过最低点的最小速度大小。
7．（2024高一下·湖南期末）图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、。下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】AB.电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线比B处密集，根据电场线的疏密可以得出，故A错误，B正确；
CD.同一等势面上电势相等，且沿电场线方向电势逐渐降低，由于电场线从B 指向A，所以电势的大小关系为，故D错误，C正确；
故选BC。
【分析】利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小；利用电场线的方向可以比较电势的大小。
8．（2024高一下·湖南期末）如图所示，A、B两相同的金属板水平放置．现让两板带上等量异种电荷，两板间形成竖直方向的匀强电场．将一带电粒子沿水平方向从A板左侧靠近A板射入电场中．当粒子射入速度为v1时，粒子沿轨迹Ⅰ从两板正中间飞出，电场力做功为W1；当粒子射入速度为v2时，粒子沿轨迹Ⅱ落到B板正中间，电场力做功为W2．不计粒子重力，则( )
A．v1∶v2＝2∶1 B．v1∶v2＝2∶1
C．W1∶W2＝1∶1 D．W1∶W2＝1∶2
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】粒子在电场中做类平抛运动，由于竖直方向上做匀加速直线运动，根据竖直方向的位移公式为：，由于水平方向上做匀速直线运动，根据位移公式有：，联立解得：，所以：v1∶v2＝2∶1；根据电场力做功的表达式有，电势差与场强的关系式有，联立可得：W1∶W2＝1∶2，BC错误AD正确
【分析】利用类平抛运动的位移公式结合位移的大小可以求出初速度的大小比值；结合电势差与电场力做功的表达式可以比较电场力做功的大小。
9．（2024高一下·湖南期末）某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作，某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A．“下蹲”过程中，该运动员先处于失重状态后处于超重状态
B．“站起”过程中，该运动员先处于失重状态后处于超重状态
C．“下蹲”时，该运动员对力传感器的压力小于力传感器对他的支持力
D．这段时间内，该运动员加速度的最大值为
【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A．“下蹲”过程中，该运动员先向下加速后向下减速，则加速度方向先向下后向上，所以运动员先出现失重后出现超重则力传感器上的示数先小于重力，后大于重力，故A正确；
B．“站起”过程中，该运动员先向上加速后向上减速，则加速度方向先向上后向下，则该运动员先处于超重状态后处于失重状态，则力传感器上的示数先大于重力，后小于重力，故B错误；
C．“下蹲”时，该运动员对力传感器的压力和力传感器对他的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可以得出作用力与反作用力一定大小相等，方向相反，故C错误；
D．根据图像可知举重运动员在稳定的站姿和稳定的蹲姿状态中在竖直方向上受平衡力作用，可知该运动员重力为，则该运动员质量
力传感器示数最小时，处于失重状态，此时向下的加速度最大，根据牛顿第二定律可以得出此加速度大小为
力传感器示数最大时，处于超重状态，此时向上的加速度最大，根据牛顿第二定律可以得出此加速度大小为
则这段时间内，该运动员加速度的最大值为，故D正确。
故选AD。
【分析】利用速度的方向可以判别加速度的方向，进而判别超重与失重；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用牛顿第三定律可以比较作用力与反作用力的大小。
10．（2024高一下·湖南期末）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．小球到达点时的速度大小为
C．小球到达点时的速度大小为
D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小
【答案】A,B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．设弹簧的劲度系数为，初始时刻弹簧的压缩长度为，由于B不受绳子拉力作用，根据平衡方程及胡克定律有
小球A沿圆弧运动到最低点时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，由于物块C对挡板的作用力等于0，根据平衡方程有
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点时，B沿斜面运动的位移为
根据几何关系有
解得
，
故A正确；
BC．设小球A到达点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，根据A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得
故B正确，C错误；
D．小球A由运动到的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，根据弹簧形变量的变化可以得出弹性势能先减小后增大，根据系统机械能守恒定律可以得出小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选ABD。
【分析】利用最初B的平衡方程结合C的平衡方程及形变量的大小可以求出劲度系数的大小；利用机械能守恒定律结合速度的分解可以求出小球到达N点速度的大小；利用系统机械能守恒定律可以判别A和B机械能之和的大小变化。
11．（2024高一下·湖南期末）某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。
（1）纸带 端（填“A”或“E”）与木块相连；
（2）根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小 ，木块加速度大小 。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）A
（2）1.0；3.0
【知识点】加速度；探究小车速度随时间变化的规律；瞬时速度
【解析】【解答】（1）静止释放木块，木块向下做匀加速直线运动，由于速度逐渐增大，则相同时间内位移不断增大，所以打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连。
（2）由于相邻两计数点间还有四个点未画出，已知打点周期为0.02s，则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据平均速度公式可以得出电磁打点计时器打C点时木块的速度大小
根据匀变速直线运动的规律可以得出木块加速度大小为
【分析】（1）木块向下做匀加速直线运动，由于速度逐渐增大，则相同时间内位移不断增大，所以打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出加速度的大小。
（1）静止释放木块，木块向下做匀加速直线运动，速度逐渐增大，打出的点迹增加变稀疏，可知，纸带A端与木块相连。
（2）[1]由于相邻两计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则电磁打点计时器打C点时木块的速度大小
[2]根据逐差法可知，木块加速度大小
12．（2024高一下·湖南期末）某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示，该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的光电门组成，当地重力加速度为g。
（1）实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为l，用某测量工具测量小球的直径d
（2）该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放，记录小球通过最低点时光电门的遮光时间t，则小球通过最低点的速度大小为 （用所测物理量字母表示）
（3）本实验验证机械能守恒定律时，只需在误差允许范围内验证表达式 是否成立即可；
（4）多次改变细线长度l，重复以上操作，若以为纵坐标，l为横坐标，根据实验数据作出的图像如图2所示，图中的纵截距为b，c为纵轴上的一个数值，则可得重力加速度测量值 （用图中给的字母或所测物理量表示）；
（5）用实验所得重力加速度与当地重力加速度g比较，在误差范围内两个数值近似相等，则验证了小球机械能守恒。
【答案】；；b
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（2）根据平均速度公式可以得出小球通过最低点的速度大小为
（3）小球下落过程，由于只有重力做功，根据机械能守恒可得
根据速度的表达式有
联立可得在误差允许范围内验证机械能守恒的表达式为
（4）根据机械能守恒定律有
变形可得
根据图像截距可以得出重力加速度测量值为
【分析】（2）利用平均速度公式可以求出小球经过最低点速度的大小；
（3）利用平均速度公式结合重力势能的变化量可以导出机械能守恒的表达式；
（4）利用机械能守恒定律的表达式结合图像截距可以求出重力加速度的测量值。
13．（2024高一下·湖南期末）开车玩手机导致追尾事故应负全责，一辆汽车在某一直线路段行驶的速度为108km/h。驾驶员低头抢红包盲开1s，突然发现前方有异常情况，于是紧急刹车。若汽车橡胶轮胎与路面间的动摩擦因数是0.75，该驾驶员的反应时间（从发现异常情况到实施制动的时间）为0.5s，取。求：
（1）刹车时汽车的加速度大小；
（2）从低头开始到最后停止，该车的位移大小。
【答案】（1）刹车时，根据牛顿第二定律
解得
（2）汽车行驶速度为
匀速运动时间的位移为
刹车阶段的位移为
解得
所以有总位移为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）刹车时，利用牛顿第二定理可以求出汽车加速度的大小；
（2）当汽车做匀速后做匀减速直线运动，利用位移公式可以求出运动的总位移大小。
14．（2024高一下·湖南期末）如图所示，质量为、电荷量为的带电小球A用绝缘细线悬挂于点，另一个电荷量也为的带电小球B固定于点的正下方，小球A静止时与小球B在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角，两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为，静电力常量为。求：
（1）小球B的电性；
（2）细线的拉力大小；
（3）带电小球B在A处产生的电场强度的大小。
【答案】（1）两球之间有静电斥力，则小球B为负电荷。
（2）对小球A受力分析可知
解得细线的拉力
（3）对小球A受力分析可知
解得带电小球B在A处产生的电场强度的大小
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）根据A的受力可以得出两个小球相互排斥，则小球B为负电荷；
（2）由于小球A处于静止，根据平衡方程可以求出绳子拉力的大小；
（3）由于小球A处于静止，根据平衡方程可以求出电场强度的大小。
15．（2024高一下·湖南期末）如图所示，某装置由斜面轨道AB、水平面轨道BC、光滑圆周轨道CDEC'、光滑直轨道C'F平滑连接组成，B、C、C'为连接点（C、C'略微岔开），F端有一挡板，挡板上固定有一轻弹簧，整个装置处于同一竖直平面内。质量为m的滑块以某一初速度v0从A点开始下滑，沿着轨道运动。已知m=0.2kg，圆周轨道半径R=0.4m，AB长度L1=1.0m，倾角θ=37°，BC长度L2=0.8m，物块与AB、BC间动摩擦因数均为 =0.25。不计其他阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
（1）若滑块运动过程中恰好能过圆轨道最高点E，求滑块压缩弹簧时能达到的最大弹性势能Ep；
（2）要使滑块不脱离轨道，求v0的取值范围（不考虑反弹后的运动）。
【答案】（1）物块恰好过E点时，有
物块压缩弹簧最大弹性势能为
解得
（2）物块由A到E过程中，物块恰好过E点时，有
解得
物块恰好能到达与圆心等高D处有
解得
综上所述，要使物块不脱离轨道，初速度v0需满足
或
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）当物块恰好经过E点时，利用牛顿第二定律可以求出经过E点速度的大小；结合能量守恒定律可以求出弹簧最大弹性势能的大小；
（2）物块从A到E的过程中，利用动能定理可以求出滑块初速度的大小；当物块恰好经过圆心登高的位置时，利用动能定理可以求出初速度的大小。
