2023人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版基本知识过关训练

单选题1、质量相同的两个物体，分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛，已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大B．物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长C．落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等D．在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等答案：DA．物体的惯性只与质量有关系，两个物体质量相同，惯性相同，选项A错误；B．由于月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间短，选项B错误；C．落回抛出点时，速度相等，而月球表面重力小，所以落回抛出点时，月球上重力做功的瞬时功率小，选项C错误；D．由于抛出时动能相等，由机械能守恒定律可知，在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等，选项D正确。故选D。2、公安部规定：子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比在0.16J/cm2以下的枪为玩具枪。已知某弹簧玩具枪的钢珠直径约为1cm，则该枪中弹簧的弹性势能不能超过（

）A．1×10-6JB．1×10-3JC．1×10-2JD．1×10-1J答案：D钢珠的横截面积为弹簧的弹性势能转化为钢珠的动能，则解得故选D。3、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，则小球从P到B的运动过程中（

）A．重力势能减少2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR答案：DA．从P到B的过程中，小球下降的高度为R，则重力势能减少了ΔEp=mgR故A错误；BD．小球到达B点时恰好对轨道没有压力，则有设摩擦力对小球做的功为Wf，从P到B的过程，由动能定理可得mgR＋Wf=mvB2解得Wf=－mgR即克服摩擦力做功mgR，机械能减少mgR，故B错误，D正确；C．根据动能定理知W合=mvB2=mgR故C错误。故选D。4、如图所示，“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动，且滑行的距离和牵引力都相同，则（

）A．携带的弹药越多，加速度越大B．携带的弹药越多，牵引力做功越多C．携带的弹药越多，滑行的时间越长D．携带的弹药越多，获得的起飞速度越大答案：CA．由题知，携带的弹药越多，即质量越大，然牵引力一定，根据牛顿第二定律质量越大加速度a越小，A错误B．牵引力和滑行距离相同，根据得，牵引力做功相同，B错误C．滑行距离L相同，加速度a越小，滑行时间由运动学公式可知滑行时间越长，C正确D．携带的弹药越多，获得的起飞速度由运动学公式可知获得的起飞速度越小，D错误故选C。5、我国发射的神舟十三号载人飞船，进入预定轨道后绕地球椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示。飞船从A点运动到远地点B的过程中，下列表述正确的是（

）A．地球引力对飞船不做功B．地球引力对飞船做负功C．地球引力对飞船做正功D．飞船受到的引力越来越大答案：B飞船运动远离地球，而地球引力指向地球，故引力对飞船做负功，故选B。6、氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（）A．动能减小，重力势能增大B．动能不变，重力势能增大C．动能减小，重力势能不变D．动能不变，重力势能不变答案：B氢气球在空中匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能变大。故选B。7、2021年10月16日0时23分，搭载神舟十号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航大员送入太空。10月16日6时56分，载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接空间站组合体在离地400km左右的椭圆轨道上运行，如图所示。11月8日，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，同时，在完成任务的过程中，航天员发现在空间站内每隔大约1.5小时就能看到一次日出。不计一切阻力，组合体则根据题中所给信息，以下判断正确的是（

）A．航天员在出舱工作时处于超重状态B．空间站组合体运动到近地点时的加速度最小C．空间站组合体的椭圆轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径D．空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能不守恒答案：CA．航天员出舱工作时处于失重状态，A错误；B．空间站组合体运动到近地点时的加速度最大，B错误；C．空间站组合体的运动周期小于地球同步卫星的运动周期，故空间站组合体的轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径，C正确；D．空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能守恒，D错误。故选C。8、一质量为m的驾驶员以速度v0驾车在水平路面上匀速行驶。在某一时刻发现险情后立即刹车，从发现险情到汽车停止，汽车运动的v﹣t（速度—时间）图像如图所示。则在此过程中汽车对驾驶员所做的功为（

）A．mv02B．−mv02C．mv02（）D．−mv02（）答案：B刹车过程中，驾驶员的初速度为v0，末速度为零，则对刹车过程由动能定理可得Wf＝0﹣解得汽车对驾驶员所做的功为Wf＝﹣与所用时间无关。故B正确；ACD错误。故选B。9、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内）（

）A．橡皮绳的弹性势能一直增大B．圆环的机械能先不变后增大C．橡皮绳的弹性势能增加了mghD．橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大答案：CA．橡皮绳开始处于原长，弹性势能为零，圆环刚开始下滑到橡皮绳再次伸直达到原长过程中，弹性势能始终为零，A错误；B．圆环在下落的过程中，橡皮绳的弹性势能先不变后不断增大，根据机械能守恒定律可知，圆环的机械能先不变，后减小，B错误；C．从圆环开始下滑到滑至最低点过程中，圆环的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能，C正确；D．橡皮绳达到原长时，圆环受合外力方向沿杆方向向下，对环做正功，动能仍增大，D错误。故选C。10、2020年12月6日，嫦娥五号返回器与上升器分离，进入环月圆轨

道等待阶段，准备择机返回地球。之后返回窗口打开后，返回器逐渐抬升离月高度，进入月地转移轨道（如图），于12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。下列说法正确的是（

）A．嫦娥五号返回器在环月圆轨道运行时，还受地球的引力作用B．若嫦娥五号返回器等待阶段的环月圆轨道半径越大，则环绕速度越大C．嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，月球样品处于超重状态D．嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，与地球距离变小，机械能变小答案：AA．

虽然距离地球较远，但地球质量很大，地球对引力作用比较明显，故嫦娥五号返回器在环月圆轨道运行时，还受地球的引力作用，A正确；B．若只考虑月球的引力，根据解得可知距离月球球心r越大，环绕速度越小，B错误；C．嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，由万有引力（即重力）提供向心力，样品处于完全失重状态，C错误；D．嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，与地球距离变小，在转移轨道上万有引力做正功，引力势能减小，动能增大，机械能守恒，D错误。故选A。11、如图所示，用细绳系住小球，让小球从M点无初速度释放若忽略空气阻力，则小球从M到N的过程中（

）A．线速度不变B．角速度增大C．向心加速度减小D．机械能增大答案：BABC．小球运动过程中，重力做正功，则动能增大，故线速度增大，根据

，可知，角速度和向心加速度也变大，AC错误，B正确；D．忽略空气阻力，只有重力做功，则小球的机械能守恒，D错误。故选B。12、如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则下列说法不正确的是（

）A．恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且B．质点所受合外力的大小为C．质点到达B点时的速度大小为D．ts内恒力F做功为答案：DAB．到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与速度方向成钝角π﹣θ，建立坐标系则v=v0sinθ，v0cosθ=ayt，根据牛顿第二定律有F=may解得F，sinθ即恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且sinθ，故AB正确，不符合题意；C．设质点从A点运动到B经历时间t1，设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得Fcosθ=ma1，Fsinθ=ma2根据运动学公式可得v0=a1t1，vB=a2t1解得质点到达B点时的速度大小为vB故C正确，不符合题意；D．从A到B过程，根据动能定理W即ts内恒力F做功为，故D错误，符合题意。故选D。13、如图所示，竖直平面内固定着一光滑的直角杆，水平杆和竖直杆上分别套有质量为mP＝0.8kg和mQ＝0.9kg的小球P和Q，两球用不可伸长的轻绳相连，开始时轻绳水平伸直，小球Q由顶角位置O处静止释放，当轻绳与水平杆的夹角θ＝37°时，小球P的速度为3m/s，已知两球均可视为质点．重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则连接P、Q的轻绳长度为（

）

A．0.8mB．1.2mC．2.0mD．2.5m答案：C将小球P和Q的速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向，两小球沿绳方向的速度相等，即解得两小球组成的系统机械能守恒，则连接P、Q的绳长联立解得故选C。14、如图所示，质量为M、半径为R的半球形碗放置于水平地面上，碗内壁光滑。现使质量为m的小球沿碗壁做匀速圆周运动，其轨道平面与碗口平面的高度差用h表示，运动过程中碗始终保持静止，设碗与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（

）A．h越小，地面对碗的摩擦力越小B．h越小，地面对碗的支持力越大C．若h＝，则小球的动能为mgRD．若h＝，M＝10m，则碗与地面之间的动摩擦因数可以小于答案：CA．对小球受力分析，其受到重力和支持力，二力的合力提供向心力，则F向＝mgtanθθ为小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角。由几何关系知：h越小，θ越大；则向心力F向越大，对碗和小球组成的整体，由牛顿第二定律有f＝F向＝mgtanθ故h越小，地面对碗的摩擦力越大，A错误；B．对碗和小球组成的整体受力分析，竖直方向合力为零，故地面对碗的支持力始终等于碗和小球的重力，故B错误；C．若h＝，则θ＝60°对小球根据牛顿第二定律可知mgtan60°＝m则小球的动能Ek＝mv2＝mgRC正确；D．若h＝，根据mgtan60°＝man解得an＝g结合AB选项的分析可知μ(M＋m)g≥f＝man解得μ≥D错误。故选C。15、如图所示，一物体放在粗糙的水平面上，在力F的作用下向右匀速运动，下列说法正确的是（

）A．如果力的方向不确定，则物体的重力和力的合力方向也无法确定B．力的方向水平时，力对应的值最小C．力的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时，力对应的值最小D．当力对应的值最小时，力的功率也最小答案：CA．物体的受力分析如右图所示物体的重力和力的合力与物体的支持力和摩擦力的合力等大反向，又因为物体的支持力和摩擦力的合力方向确定，则物体的重力和力的合力方向确定，故A错误；BC．当的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时，对应的值最小，故B错误，C正确；D．因速度水平，的功率等于的水平分力和速度的乘积，可知当越大，功率越小，故D错误。故选C。多选题16、2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。如图所示，地球静止轨道卫星A与倾斜地球同步轨道卫星B距地面高度均约为36000km，中圆轨道卫星C距地面高度约为21500km。已知倾斜地球同步轨道卫星B与中圆轨道卫星C质量相同，引力势能公式为。下列说法正确的是（

）A．A与B运行的周期相同B．A与B受到的向心力大小相同C．正常运行时B比C的动能小D．正常运行时B比C的机械能大答案：ACDA．地球静止轨道卫星A与倾斜地球同步轨道卫星B距地面高度均约为36

000

km，两者轨道半径大小相等，根据开普勒第三定律得可知A与B运行的周期相同，选项A正确；B．题述没有给出地球静止轨道卫星A与倾斜地球同步轨道卫星B的质量关系，由万有引力提供向心力得可知A与B受到的向心力大小不一定相同，选项B错误；CD．倾斜地球同步轨道卫星B距地面高度约为36

000

km，中圆轨道卫星C距地面高度约为21

500

km，可知倾斜地球同步轨道卫星B的轨道半径大于中圆轨道卫星C的轨道半径，由万有引力提供向心力有解得所以B比C运行的线速度小，根据动能公式可知正常运行时B比C的动能小，卫星正常运行时的机械能则正常运行时B比C的机械能大，选项CD正确。故选ACD。17、关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（

）A．弹簧的弹性势能与其被拉伸（或压缩）的长度有关B．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关C．对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大D．弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关答案：ABC理解弹性势能时要明确研究对象是发生弹性形变的物体，而不是使之发生形变的物体。弹簧弹性势能的大小跟形变量有关，对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大。弹簧的弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大，则弹簧的弹性势能越大，ABC正确，D错误。故选ABC。18、载人飞行包是一个单人低空飞行装置，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中（空气阻力不可忽略），下列说法正确的是（）A．发动机对飞行包不做功B．飞行包受到的重力做负功C．飞行包的动能不变D．飞行包的机械能守恒答案：BCAB．飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中，发动机推力与飞行包速度方向相同，所以做正功；飞行包受到的重力与其速度方向相反，所以做负功，故A错误，B正确；C．飞行包匀速上升，速度不变，所以动能不变，故C正确；D．飞行包在上升过程中动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故D错误。故选BC。19、如图所示，A、B两星球为双星系统，相距为L，围绕某定点O（未画出）做圆周运动，质量之比为，两星球半径远小于L。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器，只考虑星球A、B对探测器的作用，假设弹射器初速度足够大，可以到达B星球，下列说法正确的是（

）A．探测器在距星球A为处加速度为零B．双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大C．若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零D．A、B两星球绕定点O做匀速圆周运动，动能之比为答案：ABDA．设探测器的质量为，探测器距A星球的距离为时，两星球对探测器的引力相等，即解得故A正确；C．探测器到达B的过程中，其所受合力先向左减小到0，后向右增大，故探测器先减速后加速，故C错误；B．设做圆周运动的轨道半径为，B做圆周运动的轨道半径为，根据万有引力提供向心力分别对、得又联立解得可知双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大，故B正确；D．根据可得结合可得根据联立可得故D正确。故选ABD。20、下列说法正确的是（）A．物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量可能不是1JB．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量可能不是1JC．在物体运动过程中，重力做的功是－1J，物体重力势能的增加量一定是1JD．没有摩擦时，物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J答案：ACAC．重力势能的变化只与重力做功有关，与其他力做功无关，重力做了多少正功，重力势能就减少多少，克服重力做了多少功，重力势能就增加多少，故AC正确；B．物体受拉力向上匀速运动，拉力做的功是1J，由动能定理知重力做的功是－1J，则物体重力势能的增加量一定是1J，故B错误；D．重力对物体做功，与物体运动的初、末位置有关，与物体运动路径和其他力做功无关，故有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功还是1J，故D错误。故选AC。21、如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，则下列说法正确的是（

）A．重力做功为mgLB．悬线的拉力做功为0C．空气阻力做功为－mgLD．空气阻力做功为－F阻πL答案：ABDA．摆球下落过程中，重力做功为故A正确；B．悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为0，故B正确；CD．空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为故C错误，D正确。故选ABD。22、第24届冬季奥林匹克运动会于2022年02月04日至2022年02月20日在中华人民共和国北京市和张家口市联合举行，其中跳台滑雪项目是勇敢者的运动。运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。图甲所示是运动员在空中飞行的姿态，图乙是滑道的简略示意图，运动员可视为质点和忽略各种阻力，平台飞出点选为坐标原点，速度为，各功能区的高度和坡度都是定值，重力加速度为g，以下说法正确的是

（

）A．由于运动员质量不同，因此在助滑区飞出点的速度不同B．在着陆区落地时的动能与运动员的质量成正比C．飞行距离为D．飞行距离为答案：BCA．设运动员的质量为m，在飞出点的速度为，根据动能定理得解得可见在助滑区飞出点的速度与运动员的质量无关，A错误；B．根据平抛运动的规律，设水平分速度与速度的夹角为α，则有而可得运动员落地时的动能可知运动员在着陆区落地的动能与自身质量成正比，B正确；CD．由平抛运动规律得联立解得C正确，D错误。故选BC。23、下列关于机械能守恒的判断正确的是（）A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒B．如果忽略空气阻力作用，物体做竖直上抛运动时，机械能守恒C．一个物理过程中，当重力和弹力以外的力做了功时，机械能不再守恒D．物体做自由落体运动时，物体机械能一定守恒答案：BCDA．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，势能增大，故机械能增大，故A错误；B．物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；C．机械能守恒的条件是除重力和弹力以外的力做功的代数和为0，或者不做功，当重力和弹力以外的力做了功时，物体的机械能不守恒，故C正确；D．物体做自由落体运动时只受重力作用，机械能守恒，故D正确。故选BCD。24、如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中（

）A．弹力对小球先做正功后做负功B．小球的机械能一直增加C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点间的重力势能之差答案：CDA．小球在从M点运动到N点的过程中，弹簧的压缩量先增大后减小，到某一位置时，弹簧处于原长，再继续向下运动到N点的过程中，弹簧又伸长。弹簧的弹力方向与小球速度的方向的夹角先大于90°，再小于90°，最后又大于90°，因此弹力先做负功，再做正功，最后又做负功，A项错误；B．弹簧对小球先做负功，再做正功，最后又做负功，所以小球的机械能先减小后增大，然后再减小，B错误；C．弹簧长度最短时，弹力方向与小球的速度方向垂直，这时弹力对小球做功的功率为零，C项正确；D．由于在M、N两点处，弹簧的弹力大小相等，即弹簧的形变量相等，根据动能定理可知，小球从M点到N点的过程中，弹簧的弹力做功为零，重力做功等于动能的增量，即小球到达N点时的动能等于其在M、N两点间的重力势能之差，D项正确。故选CD。25、质量为m的物体从距地面H高处自由下落，经历时间t，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（

）A．t秒内重力对物体做功为mg2t2B．t秒内重力的平均功率为mg2tC．秒末重力的瞬时功率与t秒末重力的瞬时功率之比为1∶2D．前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为1∶3答案：ACDA．物体自由下落，t秒内物体下落的高度为h=gt2则重力对物体做功为W=mgh=mg2t2故A正确；B．t秒内重力的平均功率为P＝==mg2t故B错误；C．从静止开始自由下落，根据v＝gt可知前秒末与后秒末的速度之比为1∶2，根据P＝Fv＝mgv∝v故前秒末与后秒末功率瞬时值之比为P1∶P2＝1∶2C正确；D．根据匀变速直线运动的规律，可知前秒与后