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真题

单选题1、如图所示，用锤头击打弹簧片，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动。若A、B两球质量相等，且A球做平抛运动的初动能是B球落地瞬间动能的3倍，不计空气阻力。则A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为（

）A．30°B．45°C．60°D．120°答案：C设B落地的速度为v，则有设A做平抛运动的初速度为，则有解得因A在竖直方向的运动是自由落体运动，故A落地时竖直方向的速度也为v，设A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为，则有解得故选C。2、如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过程中（

）A．重力势能减小，动能增加，机械能不变B．重力势能减小，动能增加，机械能减小C．重力势能增加，动能增加，机械能增加D．重力势能减小，动能增加，机械能增加答案：A不计空气阻力，运动员下降过程中机械能守恒，重力势能减小，动能增加，机械能不变。故选A。3、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是（

）A．A获得的最大速度为B．A获得的最大速度为C．C刚离开地面时，B的加速度最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒答案：BC．C球刚离开地面时，弹簧被拉长，对C有此时A获得最大速度，而A、B的速度大小始终相等，故此时A、B加速度均为零（最小值），对B有对A有联立解得则C错误；AB．开始时弹簧被压缩，对B有又故当C刚离开地面时，B上升的距离以及A沿斜面下滑的距离均为由于开始时和C刚离开地面时弹簧的弹性势能相等，故以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得联立解得A错误、B正确；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，但A、B两小球组成的系统机械能不守恒，D错误。故选B。4、“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。瀑布中的水从高处落下的过程中（

）A．重力势能增加B．重力势能不变C．重力对水做的功等于水重力势能的改变量D．重力对水做的功小于水重力势能的改变量答案：C水从高处落下，重力做正功，重力势能减少。根据重力势能与重力做功的关系可知，重力对水做的功等于水重力势能的改变量。故选C。小提示：理解重力做功的计算方法，重力势能的变化量只跟重力做功有关。5、动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的，带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等，每节动车的额定功率都相等。动车组运行过程中总阻力来自两部分：一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力，阻力大小与动车组的质量成正比；另一部分来自于空气阻力，阻力大小与动车组速度的平方成正比。一列12节车厢的动车组，有3节动车时最大速度为160

km/h，此时空气阻力是总阻力的0.5倍。若要使12节车厢的动车组的速度达到240

km/h，则动车的节数至少为（

）A．7节B．8节C．9节D．10节答案：B12节车厢的质量为m,动车组受到的机械阻力为，受到的空气阻力为，则有设每节动车的功率为P，则3节动车，速度为160km/h时由题意可知则当有n节动车，速度达到240km/h时，解得故至少有8节动车，故B正确。故选B。6、如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是

（

）A．传送带沿逆时针方向转动B．传送带速度大小为

1m/sC．物块刚滑上传送带时的速度大小为

2m/sD．0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案：DAB．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带沿顺时针方向转动，且速度为故AB错误；C．由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则其中x=1mt=1s解得根据牛顿第二定律解得在0-2s内，对物块有解得物块的初速度为故C错误；D．对物块在0~4.5s内，根据动能定理解得摩擦力对物块所做的功为故D正确。故选D。7、如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。满足tanθ＜μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（

）A．传送带对货物做的功等于物体动能的增加量B．传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功C．因传送物体，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D．货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多答案：DA．物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A错误；B．物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，而传送带一直做匀速运动，所以物体位移的绝对值小于传送带的位移，传送带对物体做功大小为物体对传送带做功大小为即，B错误；C．在传送物体的过程中，电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能，所以电动机需多做的功大于货物机械能的增加量，C错误；D．皮带上摩擦产生的热为当倾角θ和速度v一定时，物体做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得解得物体的加速度为加速度不变，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多，D正确。故选D。8、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。9、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。10、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。11、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。12、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。13、A、B两小球用不可伸长的轻绳悬挂在同一高度，如图所示，A球的质量小于B球的质量，悬挂A球的绳比悬挂B球的绳更长。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，将两球由静止释放，两球运动到最低点的过程中（

）A．A球的速度一定大于B球的速度B．A球的动能一定大于B球的动能C．A球所受绳的拉力一定大于B球所受绳的拉力D．A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度答案：AA．对任意一球，设绳子长度为L，小球从静止释放至最低点，由机械能守恒定律得解得

因为，悬挂A球的绳比悬挂B球的绳更长，通过最低点时，A球的速度一定大于B球的速度，A正确。B．根据，由于A球的质量小于B球的质量，而A球的速度大于B球的速度，无法确定A、B两球的动能大小，B错误；C．在最低点，由拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得绳的拉力与L无关，与m成正比，所以A球所受绳的拉力一定小于B球所受绳的拉力，C错误；D．在最低点小球的向心加速度向心加速度与L无关，所以A球的向心加速度一定等于B球的向心加速度，D错误。故选A。14、如图，一个质量为m的小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放；滑块与斜面间动摩擦因数恒定，以水平地面为零势能面。则滑块滑至斜面底端时的动能Ek随斜面倾角θ变化的关系图像可能正确的是（

）A．B．C．D．答案：A由题知小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放，则对于小滑块下滑的过程应用动能定理可得（tanθ

≥

μ）故当时，Ek

=

mgh；随着θ减小，tanθ逐渐减小，物块滑到斜面底端的动能逐渐减小，当重力沿斜面方向的分力小于等于最大静摩擦力时，有mgsinθ

≤

μmgcosθ解得μ

≥

tanθ此后继续减小θ，物块都不再下滑，则此后小滑块的动能一直为零。故选A。15、在国际单位制中，质量的单位符号是（）A．kgB．NC．JD．Pa答案：AA．国际单位制中，kg是质量单位，故A正确；B．国际单位制中，N是力的单位，故B错误；C．国际单位制中，J是能量单位，故C错误；D．国际单位制中，Pa是压强单位，故D错误。故选A。多选题16、在某一粗糙的水平面上，一质量为2

kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像。已知重力加速度g＝10

m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有（

）A．物体与水平面间的动摩擦因数B．合外力对物体所做的功C．物体做匀速运动时的速度D．物体运动的时间答案：ABCA．物体做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力f大小相等，物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝＝0.35选项A正确；BC．减速过程由动能定理得WF＋Wf＝0－mv2根据F­x图像中图线与坐标轴围成的面积可以估算力F做的功WF，而Wf＝－μmgx由此可求得合外力对物体所做的功及物体做匀速运动时的速度v，则BC正确；D．因为物体做变加速运动，所以运动时间无法求出，D错误。故选ABC。17、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。18、如图所示，放在光滑水平地面上的物体B在水平拉力F的作用下向左匀速运动。B上面的物体A保持静止，A，B都是矩形物体。则在A，B间发生相对运动的过程中，下列说法正确的是（

）A．A、B间弹力对A、B都不做功B．A，B间弹力对A不做功，对B做正功C．A，B都克服摩擦力做功D．摩擦力对A不做功，对B做负功答案：ADAB．由题意可知，A、B间存在弹力和摩擦力，由于A保持静止，弹力的方向与B的运动方向垂直，故A、B间弹力对A、B都不做功，A项正确、B项错误；CD．A保持静止，摩擦力对A不做功，B受到摩擦力与B的运动方向相反，故摩擦力对B做负功，C项错误、D项正确。故选AD。19、宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。若A、B两星球到O点的距离之比为3∶1，则（

）A．星球A与星球B所受引力大小之比为1∶1B．星球A与星球B的线速度大小之比为1∶3C．星球A与星球B的质量之比为3∶1D．星球A与星球B的动能之比为3∶1答案：ADA．星球A所受的引力与星球B所受的引力均为二者之间的万有引力，大小是相等的，故A正确；B．双星系统中，星球A与星球B转动的角速度相等，根据v＝ωr，则线速度大小之比为3∶1，故B错误；C．A、B两星球做匀速圆周运动的向心力由二者之间的万有引力提供，可得G＝mAω2rA＝mBω2rB则星球A与星球B的质量之比为mA∶mB＝rB∶rA＝1∶3故C错误；D．星球A与星球B的动能之比为故D正确。故选AD。20、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。21、下列关于力对物体做功的说法不正确的是（）A．滑动摩擦力对物体做功的多少与路径有关B．合力不做功，则物体一定做匀速直线运动C．在相同时间内一对作用力与反作用力做功的绝对值一定相等，一正一负D．一对作用力和反作用力可以其中一个力做功，而另一个力不做功答案：BCA．滑动摩擦力做功与物体运动的路径有关，故A正确；B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力不做功，但物体做曲线运动，故B错误；CD．作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故作用力和反作用力对发生相互作用的系统做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定为零，一对作用力和反作用力可以其中一个力做功，而另一个力不做功，如在地面上滑动的物体与地面间的摩擦力，其中摩擦力做物体做功，而对地面不做功，故C错误，D正确。本题选错误的，故选BC。22、如图甲所示，一等腰直角斜面ABC，其斜面BC是由CD和DB两段不同材料构成的面，且sCD>sDB，先将直角边AB固定于水平面上，将一滑块从C点由静止释放，滑块能够滑到底端。现将直角边AC固定于水平面上，再让同一滑块从斜面顶端由静止释放，滑块也能够滑到底端，如图乙所示。滑块两次运动中从顶端由静止释放后运动到D点的时间相同。下列说法正确的是（

）A．滑块在两次运动中到达底端的动能相同B．两次运动过程中滑块损失的机械能相同C．滑块两次通过D点的速度相同D．滑块与CD段间的动摩擦因数大于它与BD段间的动摩擦因数答案：ABAB．滑块第一次从斜面顶端滑到底端，由动能定理得mgh−mgcos

θ（μ1·sCD＋μ2·sDB）=−0滑块第二次从斜面顶端滑到底端，由动能定理得mgh−mgcos

θ（μ1·sCD＋μ2·sDB）=−0由此可见滑块两次到达斜面底端的动能相同；两次运动过程中损失的机械能相同，AB正确；C．由可得由于两次运动过程中滑块到达D点的时间相等tCD=tBD，又sCD>sBD，因此有aCD>aBD，即两次滑块从顶端滑到D点的加速度不相同，由可知，时间相同，速度不相同，C错误；D．因aCD>aBD，所以滑块与BD段间的动摩擦因数大于它与CD段间的动摩擦因数，D错误。故选AB。23、如图所示，在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是（

）A．物体在c点比在a点具有的机械能大B．物体在b点比在c点具有的动能小C．物体在a、b、c三点具有的动能一样大D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等答案：BDAD．物体在运动过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，在下落过程中，在任何一个位置物体的机械能都相等，故A错误，D正确；BC．物体在下落过程中，重力势能转化为动能，根据动能定理可得Eka＜Ekb＜Ekc故B正确，C错误。故选BD。24、水平地面上质量为m=7kg的物体，在水平拉力F作用下开始做直线运动，力F随位移x的变化关系如图所示，当x=10m时拉力为零，物体恰好停下，g取10m/s2，下列说法正确的是（

）A．物体与地面间的动摩擦因数为0.2B．加速阶段克服摩擦力做的功为81.2JC．加速阶段拉力做的功为8JD．全过程摩擦力做的功为-14J答案：ABA．设恒力作用下物体运动位移为x1，变力作用下运动位移为x2，动摩擦因数为μ，全过程由动能定理得解得μ=0.2故A正确；B．当F=Ff=14N速度最大，此后物体将做减速运动，由图像结合几何关系可得此时x=5.8m，故加速阶段克服摩擦力做的功为Wf=μmgx=81.2J故B正确；C．匀加速阶段F做的功为W=Fx1=80J故加速阶段F做的功大于8J，故C错误；D．全过程摩擦力做的功Wf'=-μmg（x1+x2）=-140J故D错误。故选AB。25、如图所示，质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g，这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这一过程中（

）A．物体的重力势能增加了0.9mgHB．物体的重力势能增加了mgHC．物体的动能损失了0.5mgHD．物体的机械能损失了0.5mgH答案：BDAB．在物体上滑到最大高度的过程中，重力对物体做负功，故物体的重力势能增加了mgH，故A错误，B正确；C．物体所受的合力沿斜面向下，其合力做的功为W=-F·=-ma·=-1.5mgH故物体的动能损失了1.5mgH，故C错误；D．设物体受到的摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得mgsin

37°＋Ff=ma解得Ff=0.3mg摩擦力对物体做的功为Wf=-Ff·=-0.5mgH因此物体的机械能损失了0.5mgH，故D正确。故选BD。填空题26、汽车以不变的额定功率起动，所受的阻力不变，某同学分析思路如下：汽车速度汽车牵引力汽车加速度当时，汽车速度达到最大以匀速直线运动试写出以上步骤的物理原理：①________；②________；③________。答案：

见解析①[1]

汽车以不变