2023年七月湖北黃岡（市重點校聯考專用）高一第二學期期末

高難綜合選拔性考試用試卷物理試卷

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號條形碼粘貼在答題卡指定位置上。

2O回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑；如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在試卷上

無效。

3o考試結束后，本試卷和答題卡一并交回。

4.本次考試難度較高，希望考生全力以赴把控好時間，奪得好成績。

第I卷（選擇題）

一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.一般教室門上都安裝一種暗鎖，這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C（勁度系數為Q、鎖舌D（傾角0=

30。）、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成，如圖甲所示。設鎖舌D的側面與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦

因數均為〃，最大靜摩擦力Rm由為正壓力）求得。有一次放學后，當某同學準備關門時，無

論用多大的力，也不能將門關上（這種現象稱為自鎖），此刻暗鎖所處的狀態的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌

D與鎖槽E之間的接觸點，彈簧由于被壓縮而縮短了心下面說法正確的是（）

ABCDE拉門方向1

||#vwvw

甲乙。下表面

A.自鎖狀態時D的下表面所受摩擦力的方向向左

B.鎖舌D受到鎖槽E摩擦力的方向沿側面向上

C.無論"多大，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態

D.無論用多大的力拉門，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態，"存在其最小值。

2.如圖1所示，質量為機、電荷量為e的電子源源不斷以大小為%的速度，從水平放置的平行金屬板AB

左端射入，金屬板長為L，兩板間距為d，板間加有周期為T的交變電壓，如圖2所示。已知

L=2v0T,不計電子重力及電子間相互作用，所有電子都能穿過平行板。則電子從金屬板右端射出區域的

寬度為（）

4B

U。

o-

TT2Tt

-2U「

圖2

eu°r

4md

7eUT2eCJT2

D.()

4mdmd

3.利用超聲波遇到物體發生反射的特性，可測定物體運動的速度，圖甲中儀器A和B通過電纜線連接，B

為超聲波發射與接收一體化裝置，儀器A提供超聲波信號源，且能將B接收到的超聲波信號進行處理并在

屏幕上顯示其波形?，F固定裝置B,并將它對準勻速行駛的小車C,使其每隔固定時間兀發射一短促的超

聲波脈沖，圖乙中1,2,3為B發射的超聲波信號，了，2'，3'為對應的反射波信號，接收的反射波滯后

時間已在圖中標出，其中”和AT已知，超聲波在空氣中的速度為%,則根據所給信息可判斷小車的運動

方向和速度大小為()

v,AT2%"

B.向左,

A，向右，27；)+AT27；)+AT

2%AT橫了

C.向右,D.向左,

+2AT7；+2AT

4.在某次創新實驗大賽中，一實驗小組需要使用量程為(0~3A)的電流表和量程為(0~15V)的電壓表。主辦

方僅給提供一只毫安表(內阻％=99。，滿偏電流/g=6mA),定值電阻Ri=ld以及0?9999.9。的變阻箱

該實驗小組根據實驗器材設計的電路如圖所示，貝I")

R、K2

A.電鍵K擲于1時，可改裝成量程為0~3A的電流表，此時/?2=40￡1

B.電鍵K擲于1時，可政裝成量程為0~15V的電壓表，此時R2=2401C

C.電鍵K擲于2時，可改裝成量程為0~3A的電流表，此時&=400C

D.電鍵K擲于2時，可改裝成量程為0~15V的電壓表，此時&=24。

5.如圖所示，平行板電容器豎直放置,A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時，絕緣線與固定的A板成

。角，平移B板，下列說法正確的是（）

A.S閉合，B板向上平移一小段距離，6角不變

BS閉合，B板向左平移一小段距離，。角變小

c.s斷開，B板向上平移一小段距離，e角變小

D.S斷開，B板向左平移一小段距離，。角變大

6.某運輸貨物裝置可簡化為如圖所示模型，兩根足夠長的平行直圓棒MN、PQ間距保持、無足不變，

兩棒所在平面與水平面成。角，現將一個質量為，〃、截面半徑為R的圓柱形貨物放在MN、PQ上并由靜

止釋放，已知圓柱形貨物與兩棒之間的動摩擦因數均為〃=/，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下

列關于圓柱形貨物被釋放后的受力和運動的說法正確的是（）

A.圓柱形貨物受到3個力的作用

B.兩根圓棒對圓柱形貨物的支持力大小都等于；mgcos6

C.。＞30°時，圓柱形貨物會沿圓棒下滑

D.6=45。時，圓柱形貨物一定會沿圓棒下滑

7.圖甲是未來空間站的構思圖。在空間站中設置一個如圖乙繞中心軸旋轉的超大型圓管作為生活區，圓管

的內、外管壁平面與轉軸的距離分別為用、處。當圓管以一定的角速度①轉動時，在管中相對管靜止的人

（可看作質點）便可以獲得一個類似在地球表面的“重力”，以此降低因長期處于失重狀態對身體健康造成

的影響。已知地球質量為地球半徑為R,萬有引力常量為G,地球自轉周期為兀當空間站在地球靜

止同步軌道上運行時，管道轉動的角速度。大小為（）

乙

二、多選題（本大題共3小題，共12.0分）

8.荷蘭“MardOne”研究所推出了2023年讓志愿者登陸火星、建立人類聚居地的計劃，2013年該機構

將通過電視真人秀的方式招募首批4名志愿者，并與2024年前往火星，登陸火星需經歷如圖所示的變軌過

程，己知引力常數為G,則下列說法正確的是（）

A.飛船在軌道上運動時，運行的周期4n＞，＞工

B.飛船在軌道I上尸點加速度大于在軌道I【上P點的加速度

C.飛船P點從軌道II變軌到軌道I,需要在P點朝速度方向噴氣

D.若軌道I貼近火星表面，已知飛船在軌道I上運動的角速度，可以推知火星的密度

9.如圖，四個電荷量均為〃（"＞（））的點電荷分別放置于菱形的四個頂點，其坐標分別為（4/,0）、

（T/,0）、（0,%）和（（），一%），其中x軸上的兩個點電荷位置固定，y軸上的兩個點電荷可沿y軸對稱移動

（＞o*O）,下列說法正確的是（）

A.除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零

B.當先取某值時，可使得菱形內部只存在兩個電場強度為零的點

C.當為=8/時，將一帶負電的試探電荷由點（4/,5/）移至點（0,-3/）,靜電力做正功

D.當為=4/時，將一帶負電的試探電荷放置在點（/,/）處，其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45。傾

斜向上

10.如圖，固定在豎直面內的光滑軌道ABC由直線段A8和圓弧段8c組成，兩段相切于B點，AB段與水

平面夾角為a段圓心為O,最高點為C、A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。小球從A點以初

速度w沖上軌道，能沿軌道運動恰好到達C點，下列說法正確的是（）

A.小球從B到C的過程中，對軌道的壓力逐漸增大

B.小球從A到C的過程中，重力的功率始終保持不變

C.小球的初速度%=5荻

D.若小球初速度vo增大，小球有可能從B點脫離軌道

第II卷（非選擇題）

三、實驗題（本大題共2小題，共17.0分）

11.用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打

點計時器，打出一系列的點，對紙帶上點跡間的距離進行測量，可驗證機械能守恒定律。已知當地重力加速

B*C?D?E*

——----------1—-------1-----

—Xo-4*-X.1

圖2

圖3

(1)為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重錘，實驗時應選擇的材質是。

A.木質B.鋼質C.泡沫D.塑料

(2)除圖1中所示的裝置之外，還必須使用的器材是。

A.直流電源、天平(含祛碼)

B.直流電源、刻度尺

C.交流電源、天平(含祛碼)

D.交流電源、刻度尺

(3)如圖2所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上的連續的五個點A、B、C、D、E,通過測量并計算出點8距

起始點。的距離為尤o,B、C兩點間的距離為xi,C、。兩點間的距離為及，若相鄰兩點的打點時間間隔為

T,重錘質量為〃?，根據這些條件計算重錘從釋放到打下C點時的重力勢能減少量△%=,動能增加

量A￡k=o

(4)某同學利用圖2中紙帶，先分別測量出從A點到8、C、。、E、F、G點的距離力(其中凡G點為E點后

連續打出的點，圖中未畫出)，再計算打出8、C、。、E、尸各點時重錘下落的速度v,繪制〃圖像，如

圖3所示，并求得圖線的斜率鼠請說明如何根據圖像驗證重錘下落過程機械能是否守恒？

(5)在一次測量中，某同學發現AEk略大于AEp,出現這一結果的原因可能是o

A.存在空氣阻力和摩擦力

B.接通電源前釋放了紙帶

12.同學們在系統學習《電路及其應用》和《電能能量守恒定律》之后，突發奇想，設計一個實驗就探究

可以測量多個物理量。下面是某探究小組為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率、電源的電動勢

和內阻，進行了如下實驗探究：

（1）該小組用螺旋測微器在測量電阻絲直徑時，選擇電阻絲的不同位置進行多次測量，取其平均阻值作為

電阻絲的直徑某次測量時螺旋測微器的示數如圖（a）所示，則該合金絲直徑的測量值4=

mm。再用游標卡尺測得其長度心

圖甲圖乙

圖丙

（2）該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻凡的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內阻為1.0C,定值

電阻Ro的阻值為20.0C,電阻箱R的最大阻值為999.9。。

第一次探究：將S2置于位置I,閉合與，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對應讀數根據實驗

數據，在圖丙中繪制出;-R圖像。該小組根據圖乙的電路和圖丙的;-R圖像，求得電源電動勢

E=V,內阻r=C。（結果均保留2位有效數字）

第二次探究：將S2置于位置2,此時電流表讀數為0.300A。根據圖丙中的圖像可得&=C（結果保留

2位有效數字）。最后可由表達式夕=得到該材料的電阻率（用。、L、R,表示）。

（3）持續使用后，電源電動勢降低、內阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電

流，仍根據原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

四、計算題（本大題共3小題，共43.0分）

13.如圖所示是某游戲軌道示意圖，軌道由與水平面夾角為37。的傾斜粗糙直軌道AB,光滑圓弧軌道BCD

組成，兩軌道在8點相切，O為圓弧軌道的圓心，C點為圓弧軌道的最低點。游戲時，操作者將滑塊（可視

為質點）由軌道左側某位置E水平拋出，使滑塊無碰撞由力進入圓弧軌道后，再由8點沖上AB,上升高度

較高者獲勝。已知圓弧軌道半徑R=0.5m,OD、。8與OC的夾角分別為53。和37。，滑塊質量機=0.5kg,

滑塊和A8軌道間的動摩擦因數〃=0.5,忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos53°

=0.8,求：

(1)若某次操作者水平拋出滑塊的位置E與。點的高度差/n=0.8m時，滑塊恰好滿求要求。求滑塊到達。

點的速度；

(2)滿足(1)條件時，求滑塊經過C點時對圓弧軌道的壓力FN；

(3)試找到滑塊水平拋出的位置E到加點的水平距離x與滑塊由8點沖出后最后到達的位置與B點的距離

L應滿足的函數關系。

14.如圖甲所示，兩平行金屬板A、B與x軸垂直放置，接在電壓Uo=4OOV的穩壓電源上，A板過原點，

在B板上中間處有一長度Zo=2cm的水平狹縫。B板右側水平放置邊長為/=8cm的兩正方形平行金屬板C、

D,兩板間距4=4cm,距板右端,處垂直x軸有一熒光屏。在z軸上有一足夠長離子源，可以連續釋放初

2

速度為零的正離子，已知離子源、B上的狹縫和C、D中間線在同一水平面內。C、D不加電壓時，熒光屏

上會出現一條長2cm的水平亮線，離子的比荷均為2xl()6c/kg,不計離子的重力。

(I)求離子穿過B板狹縫時的速度大小；

(2)在C、D兩極板間接上電壓UDC=120V,可在兩板間形成勻強電場，求離子打在熒光屏上的偏轉位移；

(3)在C、D兩極板間接上如圖乙所示的電壓(離子通過電場時間內電場可視為勻強電場)，若C、D兩板間

15.如圖甲所示，平臺ON上有一輕質彈簧，其左端固定于豎直擋板上，右端與質量根=0.50kg、可看作

質點的物塊A相接觸(不粘連)，OP段粗糙且長度等于彈簧原長。PN段光滑，上面有靜止的小滑塊以

3機B=L5kg,mc=°$kg,滑塊仄C之間有一段輕彈簧剛好處于原長，B與輕彈簧連接，滑塊C未

連接彈簧，兩滑塊離N點足夠遠。物塊4開始靜止于P點，現對物塊施加一個水平向左的外力F,大小隨

位移X變化關系如圖乙所示。物塊A向左運動產0.40m后撤去外力F,此后物塊A向右運動到離開尸點時

的速度為現=4m/s,A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間極短?；瑝KC脫離彈簧后滑上傾角?37。的傳送

帶，并剛好到達傳送帶頂端。已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數〃=0.50,水平面MN右端N處與傾斜

傳送帶理想連接，傳送帶以恒定速度v=lm/s順時針轉動，重力加速度g=10m/s2,$出37。=0.6,

cos37°=0.8o求：

(1)物塊A與物塊B碰撞前克服摩擦力做功多少；

(2)滑塊C剛滑上傳送帶時的速度；

(3)物塊C滑上傳送帶到達頂端的過程中，滑塊C與傳送帶之間摩擦產生的熱量。

2023年七月湖北黃岡（市重點校聯考專用）高一第二學期期末

高難綜合選拔性考試用試卷物理試卷

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號條形碼粘貼在答題卡指定位置上。

2O回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑；如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在試卷上

無效。

3o考試結束后，本試卷和答題卡一并交回。

4.本次考試難度較高，希望考生全力以赴把控好時間，奪得好成績。

第I卷（選擇題）

一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.一般教室門上都安裝一種暗鎖，這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C（勁度系數為Q、鎖舌D（傾角0=

30。）、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成，如圖甲所示。設鎖舌D的側面與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦

因數均為〃，最大靜摩擦力Rm由為正壓力）求得。有一次放學后，當某同學準備關門時，無

論用多大的力，也不能將門關上（這種現象稱為自鎖），此刻暗鎖所處的狀態的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌

D與鎖槽E之間的接觸點，彈簧由于被壓縮而縮短了心下面說法正確的是（）

ABCDE拉門方向1

||#vwvw

甲乙。下表面

A.自鎖狀態時D的下表面所受摩擦力的方向向左

B.鎖舌D受到鎖槽E摩擦力的方向沿側面向上

C.無論"多大，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態

D.無論用多大的力拉門，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態，"存在其最小值。

【答案】D

【解析】

【詳解】A.

如圖所示，鎖舌D在水平面內受底部的摩擦力力、彈簧的彈力2個力的作用，鎖舌D的下表面所受到的最

大靜摩擦力為力，其方向向右，鎖舌D受到鎖槽E摩擦力人的方向沿側面向下，故AB錯誤；

CD.設鎖舌。受到鎖槽E的最大靜摩擦力為力，正壓力為N,下表面的正壓力為F,彈力為依，由平衡條

件

kx+ft+f2cos。一Nsin6=0

F-Ncos6-力sin6=0

又

力=〃N

聯立上述方程得

N一2kx

令N趨向于無窮大，則有

1-2瓦-〃2=0

解得

"=2-6

無論用多大的力拉門，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態，“最小值為2-6,故D正確C錯誤。

故選D。

2.如圖1所示，質量為加、電荷量為e的電子源源不斷以大小為%的速度，從水平放置的平行金屬板AB

左端射入，金屬板長為L，兩板間距為d,板間加有周期為T的交變電壓，如圖2所示?已知

L=2%T,不計電子重力及電子間相互作用，所有電子都能穿過平行板。則電子從金屬板右端射出區域的

寬度為（）

4B

U。

0

TT\2Tt

2

-2U。

圖2

eu°r

4md

2eCJT2

D.()

4tndmd

【答案】A

【解析】

【詳解】粒子在板間做類平拋運動，因為所有粒子都從板間飛出，所以運動時間均相同，即

?="2T

%%

根據牛頓第二定律可得當板間電勢差為時的加速度大小為

_F_eE\_eU（）

C4|————

mmmd

當板間電勢差為2U0時的加速度大小為

=0=eE?_2eU°_2a

mmmd

由題意可知粒子從，=0時刻進入電場的電子從金屬板右端射出的位置最高，在0~,在豎直方

2

向向上偏轉的位移為

1（1丁,

'Fiji『

T

一時刻，電子豎直方向的速度為

2

T

在T時間內在豎直方向偏轉的位移為

T時刻，電子豎直方向的速度為

3

在7~利時間內在豎直方向偏轉的位移為

3

—T時刻，電子豎直方向的速度為

2

匕=_q彳+4彳=0

在1T~27時間內在豎直方向偏轉的位移為

2

1eUJ2

y=x+M+%+M=-丁丁=一小

可知電子從金屬板右端射出時最高點位于。點下方以匕處；

Amd

TT

在一時刻進入電場的電子從金屬板右端射出的位置最低，在《~7時間內在豎直方向向下偏轉的位移為

22

T時刻，電子豎直方向的速度為

—時刻，電子豎直方向的速度為

2

在——2T時間內在豎直方向偏轉的位移為

2

2

工、52T2

y'^T--+-a2

3422■

J7

2T時刻，電子豎直方向的速度為

￥=々2+4-=包丁

3-4-24

在2T~m時間內在豎直方向偏轉的位移為

2

—%7丫=—a,T2

42212,16*

則有

”乂+乂+乂+乂=3丁=*2

可知電子從金屬板右端射出時最低點位于。點下方7eU。二處;則電子從金屬板右端射出區域的寬度為

4md

47eUTeUJ23eUJ2

△y=--------------=------

4md4md2md

故選Ao

3.利用超聲波遇到物體發生反射的特性，可測定物體運動的速度，圖甲中儀器A和B通過電纜線連接，B

為超聲波發射與接收一體化裝置，儀器A提供超聲波信號源，且能將B接收到的超聲波信號進行處理并在

屏幕上顯示其波形。現固定裝置B,并將它對準勻速行駛的小車C,使其每隔固定時間”發射一短促的超

聲波脈沖，圖乙中1,2,3為B發射的超聲波信號，F,2',3'為對應的反射波信號，接收的反射波滯后

時間已在圖中標出，其中”和AT已知I,超聲波在空氣中的速度為%,則根據所給信息可判斷小車的運動

方向和速度大小為（）

3T2v0AT

A.向右,B.向左,

27；+AT27；+AT

2vnATv0AT

,向力，4+2ATD-向左，7；+2AT

【答案】A

【解析】

【詳解】根據圖乙中發射和接收到的波形時間間隔可以發現，時間間隔在增大，所以小車遠離接收器，因

此小車向右運動；由圖乙可知，第一個超聲波發射到碰到小車的距離為

1.

%

第二個超聲波發射到碰到小車的距離為

Z=；%（T+”）

因此小車前進的距離為

在結合圖像，可得前進Ax的時間為

聯立可得，小車的速度為

?一vAT

v——―0------

t27；+AT

故選Ao

4.在某次創新實驗大賽中，一實驗小組需要使用量程為(0~3A)的電流表和量程為(0~15V)的電壓表。主辦

方僅給提供一只毫安表(內阻Rg=99C,滿偏電流/g=6mA),定值電阻以及0?9999.9。的變阻箱

該實驗小組根據實驗器材設計的電路如圖所示，則()

AB

RtK2

A.電鍵K擲于1時,可改裝成量程為0-3A的電流表，此時7?2=40Q

B.電鍵K擲于1時,可政裝成量程為0-I5V的電壓表，此時/?2=2401Q

電鍵K擲于2時,可改裝成量程為0~3A的電流表，此時R=400C

D.電鍵K擲于2時,可改裝成量程為0~15V的電壓表，此時&=24。

【答案】C

【解析】

【詳解】A.將電鍵K擲于1位置，并聯了一個分流電阻尺，改裝電流表最大量程為

顯然量程不足3A,因R2串聯于電路中，故改裝的電流表量程與R2無關，故A錯誤;

B.電鍵K擲于1時，若改裝成量程為0?15V的電壓表，此時變阻箱尺的阻值為

U-IR15-99x6x10-3

D。?24。

6X10-3+6WX99

g+41

故B錯誤；

C.將電鍵K擲于2,若改裝成量程為0?3A的電流表，此時變阻箱R的阻值為

（/一/。）用「（3000—6）x1一

R2,=——-R8=-----------——99Q?400Q

Is|_6

故C正確；

D.電鍵K擲于2時，若改裝成量程為0?15V的電壓表，此時變阻箱&的阻值為

圾=2-R=I-15-99)Q?240IQ

乜Is16x10-3TI

故D錯誤

故選C。

5.如圖所示，平行板電容器豎直放置,A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時，絕緣線與固定的A板成

。角，平移B板，下列說法正確的是（）

A.S閉合，B板向上平移一小段距離，6角不變

B.S閉合，B板向左平移一小段距離，6角變小

C.S斷開，B板向上平移一小段距離，8角變小

D.S斷開，B板向左平移一小段距離，。角變大

【答案】A

【解析】

【詳解】A.S閉合時，兩板間電勢差不變，B板向上平移一小段距離，d不變，電場強度

E上

d

保持不變，則小球所受的電場力不變，所以。角不變，故A正確；

B.S閉合，B板向左平移一小段距離，d變小，則電場強度

E?--U

d

增大，小球所受電場力增大，所以。角變大，故B錯誤；

C.S斷開，電容器所帶的電量不變，B板向上平移一小段距離，則正對面積S變小，根據

以上聯立可得

E占2

eS

可知電場強度增大，小球所受電場力增大，所以。角變大，故C錯誤;

D.S斷開，B板向左平移一小段距離，根據

以上聯立可得

4^2

LL—

sS

可知電場強度不變，小球所受電場力不變，所以。角不變，故D錯誤。

故選Ao

6.某運輸貨物的裝置可簡化為如圖所示模型，兩根足夠長的平行直圓棒MN、PQ間距保持0R不變，

兩棒所在平面與水平面成。角，現將一個質量為陽、截面半徑為R的圓柱形貨物放在MN、PQ上并由靜

止釋放，已知圓柱形貨物與兩棒之間的動摩擦因數均為〃=走，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下

列關于圓柱形貨物被釋放后的受力和運動的說法正確的是（)

N

Q

M

A.圓柱形貨物受到3個力的作用

B.兩根圓棒對圓柱形貨物的支持力大小都等于；mgcos3

C.6?>30°時，圓柱形貨物會沿圓棒下滑

D.8=45°時，圓柱形貨物一定會沿圓棒下滑

【答案】D

【解析】

【詳解】A.圓柱體受到重力和MN、分別對它的支持力和摩擦力，共五個力，故A錯誤;

mgcos0

如圖所示，PQ對圓柱體支持力垂直尸。指向圓柱體截面的圓心，有

/\vcos45°=gmgcos0

得

_mgcos0

'-2cos45。

故B錯誤;

CD.最大靜摩擦力

/L1cos，

則圓柱體受到的摩擦力為

ceCOS0

2f=/j-mg....-

cos45

而重力沿棒的方向向下的分力為加gsin。，恰好下滑時，有

.八cos0

cos45

解得

tan30°<tan8=<tan450=1

3

故C錯誤，D正確.

故選D。

7.圖甲是未來空間站的構思圖。在空間站中設置一個如圖乙繞中心軸旋轉的超大型圓管作為生活區，圓管

的內、外管壁平面與轉軸的距離分別為凡、R2。當圓管以一定的角速度力轉動時，在管中相對管靜止的人

（可看作質點）便可以獲得一個類似在地球表面的“重力”，以此降低因長期處于失重狀態對身體健康造成

的影響。已知地球質量為地球半徑為R,萬有引力常量為G,地球自轉周期為兀當空間站在地球靜

止同步軌道上運行時，管道轉動的角速度。大小為（)

外管壁平面

內管壁平面

2萬

A.—

T

1GM

C.一

R

【答案】B

【解析】

【詳解】空間站在地球靜止同步軌道上運行時,管道轉動的向心加速度等于地球表面的重力加速度，即

=g

而在地球表面

GMm

mg=

R-

解得

故選B。

二、多選題（本大題共3小題，共12.0分）

8.荷蘭“MardOne”研究所推出了2023年讓志愿者登陸火星、建立人類聚居地的計劃，2013年該機構

將通過電視真人秀的方式招募首批4名志愿者，并與2024年前往火星，登陸火星需經歷如圖所示的變軌過

程，已知引力常數為G,則下列說法正確的是（）

A.飛船在軌道上運動時，運行的周期%>/>工

B.飛船在軌道I上p點的加速度大于在軌道n上p點的加速度

飛船在P點從軌道H變軌到軌道I,需要在尸點朝速度方向噴氣

D.若軌道I貼近火星表面，已知飛船在軌道I上運動的角速度，可以推知火星的密度

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.飛船在軌道上運動時的半長軸有

。山>Q|i>

由開普勒第三定律索■=左，可知運行的周期

Zu>711>71

故A正確;

B.設火星質量為M,由牛頓第二定律可得

-Mm

G——=ma

r

飛船在軌道1上P點的加速度等于在軌道H上P點的加速度，故B錯誤;

c.飛船在。點從軌道n變軌到軌道I,需要在p點朝速度方向噴氣，從而使飛船減速到軌道I,故C正

確;

D.若軌道I貼近火星表面，由火星的萬有引力提供向心力可得

G*荷A

由

4

M=—7iR3，p

3

解得

3〃

p=------

4萬G

因此已知飛船在軌道I上運動的角速度，可以推知火星的密度，故D正確。

故選ACDo

9.如圖，四個電荷量均為q（4>0）的點電荷分別放置于菱形的四個頂點，其坐標分別為（4/,0）、

（T/,0）、（0,%）和（0,一%），其中x軸上的兩個點電荷位置固定，y軸上的兩個點電荷可沿），軸對稱移動

下列說法正確的是（）

A.除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不零

B.當y。取某值時，可使得菱形內部只存在兩個電場強度為零的點

C.當為=8/時，將一帶負電的試探電荷由點（4/,5/）移至點（0,—3/）,靜電力做正功

D.當為=4/時，將一帶負電的試探電荷放置在點（/,/）處，其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45。傾

斜向上

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據場強疊加原理可知，除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零，選項A正確；

B.因為在x軸上的兩個點電荷在。點的合場強為零，在y軸上的兩電荷，無論"取什么值，因為關于原

點對稱，則在。點的合場強也為零，在橫軸和縱軸上除原點外，出現合場強為零的點，根據對稱性可知，

一定是成對出現的，關于原點對稱，所以算上原點，合場強為零的點是奇數個，不會是2個，選項B錯

誤;

C.由幾何關系可知，坐標為（41,5/）的A點在第一象限內所在的虛像的垂直平分線的上方；坐標為（0,-

3/)的B點在第三象限內所在的虛像的垂直平分線的上方，且到達虛線的距離相等，由電勢疊加可知，8點

的電勢高于A點，則帶負電的試探電荷在A點的電勢能較大，從A點到B點電勢能減小，可知電場力做正

功，選項C正確；

D.若泗=4/,則四個點構成正方形，由對稱可知在點(/,/)處的場強一定沿著過該點與原點連線的方向

上；在)，軸正向和x正向上的點電荷在(/,/)處的合場強

a-kq2^21-^21_kq

(j9/+/2)2J9L+/25A/5/2

在)，軸負向和X負向上的點電荷在(/,/)處的合場強

nc32V2/+72/kq

區=2-/-------/=—---------<E.

“25尸+尸)2亞5尸+一竺岳F

3

可知(/,/)點的場強沿著方向且與x軸從成45。角的方向向下，將一帶負電的試探電荷放置在點(/,/)

處，其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45°傾斜向上，選項D正確。

故選ACD。

10.如圖，固定在豎直面內的光滑軌道A8C由直線段A8和圓弧段BC組成，兩段相切于B點，AB段與水

平面夾角為仇8c段圓心為O,最高點為C、A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2上小球從A點以初

速度w沖上軌道，能沿軌道運動恰好到達C點，下列說法正確的是()

c

A.小球從B到C的過程中，對軌道的壓力逐漸增大

B.小球從4到C的過程中，重力的功率始終保持不變

C.小球初速度%=］荻

D.若小球初速度w增大，小球有可能從B點脫離軌道

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.由題知，小球能沿軌道運動恰好到達C點，則小球在C點的速度為

vc=0

則小球從C到8的過程中，有

12

mgH(l-cosa)=—mv~

v2

r=mgcosa-m—

聯立有

FN-3mgeosa—2mg

則從C到B的過程中a由0增大到仇則cosa逐漸減小，故刑逐漸減小，而小球從B到C的過程中，對軌

道的壓力逐漸增大，A正確；

B.由于A到8的過程中小球的速度逐漸減小，則A到8的過程中重力的功率為

P=-mgvsin?

則4到B的過程中小球重力的功率始終減小，則