湖北省黄冈市重点校2022-2023学年高一年级下册期末高难综合选拔性联考物理试题含解析

2023年七月湖北黄冈（市重点校联考专用）高一第二学期期末

高难综合选拔性考试用试卷物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号条形码粘贴在答题卡指定位置上。

2O回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上

无效。

3o考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

4.本次考试难度较高，希望考生全力以赴把控好时间，夺得好成绩。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为Q、锁舌D（倾角0=

30。）、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示。设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦

因数均为〃，最大静摩擦力Rm由为正压力）求得。有一次放学后，当某同学准备关门时，无

论用多大的力，也不能将门关上（这种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌

D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了心下面说法正确的是（）

ABCDE拉门方向1

||#vwvw

甲乙。下表面

A.自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向向左

B.锁舌D受到锁槽E摩擦力的方向沿侧面向上

C.无论"多大，暗锁仍然能够保持自锁状态

D.无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，"存在其最小值。

2.如图1所示，质量为机、电荷量为e的电子源源不断以大小为%的速度，从水平放置的平行金属板AB

左端射入，金属板长为L，两板间距为d，板间加有周期为T的交变电压，如图2所示。已知

L=2v0T,不计电子重力及电子间相互作用，所有电子都能穿过平行板。则电子从金属板右端射出区域的

宽度为（）

4B

U。

o-

TT2Tt

-2U「

图2

eu°r

4md

7eUT2eCJT2

D.()

4mdmd

3.利用超声波遇到物体发生反射的特性，可测定物体运动的速度，图甲中仪器A和B通过电缆线连接，B

为超声波发射与接收一体化装置，仪器A提供超声波信号源，且能将B接收到的超声波信号进行处理并在

屏幕上显示其波形。现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间兀发射一短促的超

声波脉冲，图乙中1,2,3为B发射的超声波信号，了，2'，3'为对应的反射波信号，接收的反射波滞后

时间已在图中标出，其中”和AT已知，超声波在空气中的速度为%,则根据所给信息可判断小车的运动

方向和速度大小为()

v,AT2%"

B.向左,

A，向右，27；)+AT27；)+AT

2%AT横了

C.向右,D.向左,

+2AT7；+2AT

4.在某次创新实验大赛中，一实验小组需要使用量程为(0~3A)的电流表和量程为(0~15V)的电压表。主办

方仅给提供一只毫安表(内阻％=99。，满偏电流/g=6mA),定值电阻Ri=ld以及0〜9999.9。的变阻箱

该实验小组根据实验器材设计的电路如图所示，贝I")

R、K2

A.电键K掷于1时，可改装成量程为0~3A的电流表，此时/?2=40£1

B.电键K掷于1时，可政装成量程为0~15V的电压表，此时R2=2401C

C.电键K掷于2时，可改装成量程为0~3A的电流表，此时&=400C

D.电键K掷于2时，可改装成量程为0~15V的电压表，此时&=24。

5.如图所示，平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时，绝缘线与固定的A板成

。角，平移B板，下列说法正确的是（）

A.S闭合，B板向上平移一小段距离，6角不变

BS闭合，B板向左平移一小段距离，。角变小

c.s断开，B板向上平移一小段距离，e角变小

D.S断开，B板向左平移一小段距离，。角变大

6.某运输货物装置可简化为如图所示模型，两根足够长的平行直圆棒MN、PQ间距保持、无足不变，

两棒所在平面与水平面成。角，现将一个质量为，〃、截面半径为R的圆柱形货物放在MN、PQ上并由静

止释放，已知圆柱形货物与两棒之间的动摩擦因数均为〃=/，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下

列关于圆柱形货物被释放后的受力和运动的说法正确的是（）

A.圆柱形货物受到3个力的作用

B.两根圆棒对圆柱形货物的支持力大小都等于；mgcos6

C.。＞30°时，圆柱形货物会沿圆棒下滑

D.6=45。时，圆柱形货物一定会沿圆棒下滑

7.图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置一个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管

的内、外管壁平面与转轴的距离分别为用、处。当圆管以一定的角速度①转动时，在管中相对管静止的人

（可看作质点）便可以获得一个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成

的影响。已知地球质量为地球半径为R,万有引力常量为G,地球自转周期为兀当空间站在地球静

止同步轨道上运行时，管道转动的角速度。大小为（）

乙

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

8.荷兰“MardOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划，2013年该机构

将通过电视真人秀的方式招募首批4名志愿者，并与2024年前往火星，登陆火星需经历如图所示的变轨过

程，己知引力常数为G,则下列说法正确的是（）

A.飞船在轨道上运动时，运行的周期4n＞，＞工

B.飞船在轨道I上尸点加速度大于在轨道I【上P点的加速度

C.飞船P点从轨道II变轨到轨道I,需要在P点朝速度方向喷气

D.若轨道I贴近火星表面，已知飞船在轨道I上运动的角速度，可以推知火星的密度

9.如图，四个电荷量均为〃（"＞（））的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为（4/,0）、

（T/,0）、（0,%）和（（），一%），其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动

（＞o*O）,下列说法正确的是（）

A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零

B.当先取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点

C.当为=8/时，将一带负电的试探电荷由点（4/,5/）移至点（0,-3/）,静电力做正功

D.当为=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45。倾

斜向上

10.如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段A8和圆弧段8c组成，两段相切于B点，AB段与水

平面夹角为a段圆心为O,最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初

速度w冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是（）

A.小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大

B.小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变

C.小球的初速度%=5荻

D.若小球初速度vo增大，小球有可能从B点脱离轨道

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共17.0分）

11.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打

点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速

B*C•D•E*

——----------1—-------1-----

—Xo-4*-X.1

图2

图3

(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重锤，实验时应选择的材质是。

A.木质B.钢质C.泡沫D.塑料

(2)除图1中所示的装置之外，还必须使用的器材是。

A.直流电源、天平(含祛码)

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平(含祛码)

D.交流电源、刻度尺

(3)如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,通过测量并计算出点8距

起始点。的距离为尤o,B、C两点间的距离为xi,C、。两点间的距离为及，若相邻两点的打点时间间隔为

T,重锤质量为〃?，根据这些条件计算重锤从释放到打下C点时的重力势能减少量△%=,动能增加

量A£k=o

(4)某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到8、C、。、E、F、G点的距离力(其中凡G点为E点后

连续打出的点，图中未画出)，再计算打出8、C、。、E、尸各点时重锤下落的速度v,绘制〃图像，如

图3所示，并求得图线的斜率鼠请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？

(5)在一次测量中，某同学发现AEk略大于AEp,出现这一结果的原因可能是o

A.存在空气阻力和摩擦力

B.接通电源前释放了纸带

12.同学们在系统学习《电路及其应用》和《电能能量守恒定律》之后，突发奇想，设计一个实验就探究

可以测量多个物理量。下面是某探究小组为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率、电源的电动势

和内阻，进行了如下实验探究：

（1）该小组用螺旋测微器在测量电阻丝直径时，选择电阻丝的不同位置进行多次测量，取其平均阻值作为

电阻丝的直径某次测量时螺旋测微器的示数如图（a）所示，则该合金丝直径的测量值4=

mm。再用游标卡尺测得其长度心

图甲图乙

图丙

（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻凡的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0C,定值

电阻Ro的阻值为20.0C,电阻箱R的最大阻值为999.9。。

第一次探究：将S2置于位置I,闭合与，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数根据实验

数据，在图丙中绘制出;-R图像。该小组根据图乙的电路和图丙的;-R图像，求得电源电动势

E=V,内阻r=C。（结果均保留2位有效数字）

第二次探究：将S2置于位置2,此时电流表读数为0.300A。根据图丙中的图像可得&=C（结果保留

2位有效数字）。最后可由表达式夕=得到该材料的电阻率（用。、L、R,表示）。

（3）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电

流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

四、计算题（本大题共3小题，共43.0分）

13.如图所示是某游戏轨道示意图，轨道由与水平面夹角为37。的倾斜粗糙直轨道AB,光滑圆弧轨道BCD

组成，两轨道在8点相切，O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点。游戏时，操作者将滑块（可视

为质点）由轨道左侧某位置E水平抛出，使滑块无碰撞由力进入圆弧轨道后，再由8点冲上AB,上升高度

较高者获胜。已知圆弧轨道半径R=0.5m,OD、。8与OC的夹角分别为53。和37。，滑块质量机=0.5kg,

滑块和A8轨道间的动摩擦因数〃=0.5,忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos53°

=0.8,求：

(1)若某次操作者水平抛出滑块的位置E与。点的高度差/n=0.8m时，滑块恰好满求要求。求滑块到达。

点的速度；

(2)满足(1)条件时，求滑块经过C点时对圆弧轨道的压力FN；

(3)试找到滑块水平抛出的位置E到加点的水平距离x与滑块由8点冲出后最后到达的位置与B点的距离

L应满足的函数关系。

14.如图甲所示，两平行金属板A、B与x轴垂直放置，接在电压Uo=4OOV的稳压电源上，A板过原点，

在B板上中间处有一长度Zo=2cm的水平狭缝。B板右侧水平放置边长为/=8cm的两正方形平行金属板C、

D,两板间距4=4cm,距板右端,处垂直x轴有一荧光屏。在z轴上有一足够长离子源，可以连续释放初

2

速度为零的正离子，已知离子源、B上的狭缝和C、D中间线在同一水平面内。C、D不加电压时，荧光屏

上会出现一条长2cm的水平亮线，离子的比荷均为2xl()6c/kg,不计离子的重力。

(I)求离子穿过B板狭缝时的速度大小；

(2)在C、D两极板间接上电压UDC=120V,可在两板间形成匀强电场，求离子打在荧光屏上的偏转位移；

(3)在C、D两极板间接上如图乙所示的电压(离子通过电场时间内电场可视为匀强电场)，若C、D两板间

15.如图甲所示，平台ON上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量根=0.50kg、可看作

质点的物块A相接触(不粘连)，OP段粗糙且长度等于弹簧原长。PN段光滑，上面有静止的小滑块以

3机B=L5kg,mc=°$kg,滑块仄C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，B与轻弹簧连接，滑块C未

连接弹簧，两滑块离N点足够远。物块4开始静止于P点，现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随

位移X变化关系如图乙所示。物块A向左运动产0.40m后撤去外力F,此后物块A向右运动到离开尸点时

的速度为现=4m/s,A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。滑块C脱离弹簧后滑上倾角©37。的传送

带，并刚好到达传送带顶端。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数〃=0.50,水平面MN右端N处与倾斜

传送带理想连接，传送带以恒定速度v=lm/s顺时针转动，重力加速度g=10m/s2,$出37。=0.6,

cos37°=0.8o求：

(1)物块A与物块B碰撞前克服摩擦力做功多少；

(2)滑块C刚滑上传送带时的速度；

(3)物块C滑上传送带到达顶端的过程中，滑块C与传送带之间摩擦产生的热量。

2023年七月湖北黄冈（市重点校联考专用）高一第二学期期末

高难综合选拔性考试用试卷物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号条形码粘贴在答题卡指定位置上。

2O回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上

无效。

3o考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

4.本次考试难度较高，希望考生全力以赴把控好时间，夺得好成绩。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为Q、锁舌D（倾角0=

30。）、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示。设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦

因数均为〃，最大静摩擦力Rm由为正压力）求得。有一次放学后，当某同学准备关门时，无

论用多大的力，也不能将门关上（这种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌

D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了心下面说法正确的是（）

ABCDE拉门方向1

||#vwvw

甲乙。下表面

A.自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向向左

B.锁舌D受到锁槽E摩擦力的方向沿侧面向上

C.无论"多大，暗锁仍然能够保持自锁状态

D.无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，"存在其最小值。

【答案】D

【解析】

【详解】A.

如图所示，锁舌D在水平面内受底部的摩擦力力、弹簧的弹力2个力的作用，锁舌D的下表面所受到的最

大静摩擦力为力，其方向向右，锁舌D受到锁槽E摩擦力人的方向沿侧面向下，故AB错误；

CD.设锁舌。受到锁槽E的最大静摩擦力为力，正压力为N,下表面的正压力为F,弹力为依，由平衡条

件

kx+ft+f2cos。一Nsin6=0

F-Ncos6-力sin6=0

又

力=〃N

联立上述方程得

N一2kx

令N趋向于无穷大，则有

1-2瓦-〃2=0

解得

"=2-6

无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，“最小值为2-6,故D正确C错误。

故选D。

2.如图1所示，质量为加、电荷量为e的电子源源不断以大小为%的速度，从水平放置的平行金属板AB

左端射入，金属板长为L，两板间距为d,板间加有周期为T的交变电压，如图2所示•已知

L=2%T,不计电子重力及电子间相互作用，所有电子都能穿过平行板。则电子从金属板右端射出区域的

宽度为（）

4B

U。

0

TT\2Tt

2

-2U。

图2

eu°r

4md

2eCJT2

D.()

4tndmd

【答案】A

【解析】

【详解】粒子在板间做类平抛运动，因为所有粒子都从板间飞出，所以运动时间均相同，即

»="2T

%%

根据牛顿第二定律可得当板间电势差为时的加速度大小为

_F_eE\_eU（）

C4|————

mmmd

当板间电势差为2U0时的加速度大小为

=0=eE?_2eU°_2a

mmmd

由题意可知粒子从，=0时刻进入电场的电子从金属板右端射出的位置最高，在0~,在竖直方

2

向向上偏转的位移为

1（1丁,

'Fiji『

T

一时刻，电子竖直方向的速度为

2

T

在T时间内在竖直方向偏转的位移为

T时刻，电子竖直方向的速度为

3

在7~利时间内在竖直方向偏转的位移为

3

—T时刻，电子竖直方向的速度为

2

匕=_q彳+4彳=0

在1T~27时间内在竖直方向偏转的位移为

2

1eUJ2

y=x+M+%+M=-丁丁=一小

可知电子从金属板右端射出时最高点位于。点下方以匕处；

Amd

TT

在一时刻进入电场的电子从金属板右端射出的位置最低，在《~7时间内在竖直方向向下偏转的位移为

22

T时刻，电子竖直方向的速度为

—时刻，电子竖直方向的速度为

2

在——2T时间内在竖直方向偏转的位移为

2

2

工、52T2

y'^T--+-a2

3422■

J7

2T时刻，电子竖直方向的速度为

¥=々2+4-=包丁

3-4-24

在2T~m时间内在竖直方向偏转的位移为

2

—%7丫=—a,T2

42212,16*

则有

”乂+乂+乂+乂=3丁=*2

可知电子从金属板右端射出时最低点位于。点下方7eU。二处;则电子从金属板右端射出区域的宽度为

4md

47eUTeUJ23eUJ2

△y=--------------=------

4md4md2md

故选Ao

3.利用超声波遇到物体发生反射的特性，可测定物体运动的速度，图甲中仪器A和B通过电缆线连接，B

为超声波发射与接收一体化装置，仪器A提供超声波信号源，且能将B接收到的超声波信号进行处理并在

屏幕上显示其波形。现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间”发射一短促的超

声波脉冲，图乙中1,2,3为B发射的超声波信号，F,2',3'为对应的反射波信号，接收的反射波滞后

时间已在图中标出，其中”和AT已知I,超声波在空气中的速度为%,则根据所给信息可判断小车的运动

方向和速度大小为（）

3T2v0AT

A.向右,B.向左,

27；+AT27；+AT

2vnATv0AT

,向力，4+2ATD-向左，7；+2AT

【答案】A

【解析】

【详解】根据图乙中发射和接收到的波形时间间隔可以发现，时间间隔在增大，所以小车远离接收器，因

此小车向右运动；由图乙可知，第一个超声波发射到碰到小车的距离为

1.

%

第二个超声波发射到碰到小车的距离为

Z=；%（T+”）

因此小车前进的距离为

在结合图像，可得前进Ax的时间为

联立可得，小车的速度为

©一vAT

v——―0------

t27；+AT

故选Ao

4.在某次创新实验大赛中，一实验小组需要使用量程为(0~3A)的电流表和量程为(0~15V)的电压表。主办

方仅给提供一只毫安表(内阻Rg=99C,满偏电流/g=6mA),定值电阻以及0〜9999.9。的变阻箱

该实验小组根据实验器材设计的电路如图所示，则()

AB

RtK2

A.电键K掷于1时,可改装成量程为0-3A的电流表，此时7?2=40Q

B.电键K掷于1时,可政装成量程为0-I5V的电压表，此时/?2=2401Q

电键K掷于2时,可改装成量程为0~3A的电流表，此时R=400C

D.电键K掷于2时,可改装成量程为0~15V的电压表，此时&=24。

【答案】C

【解析】

【详解】A.将电键K掷于1位置，并联了一个分流电阻尺，改装电流表最大量程为

显然量程不足3A,因R2串联于电路中，故改装的电流表量程与R2无关，故A错误;

B.电键K掷于1时，若改装成量程为0〜15V的电压表，此时变阻箱尺的阻值为

U-IR15-99x6x10-3

D。«24。

6X10-3+6WX99

g+41

故B错误；

C.将电键K掷于2,若改装成量程为0〜3A的电流表，此时变阻箱R的阻值为

（/一/。）用「（3000—6）x1一

R2,=——-R8=-----------——99Q«400Q

Is|_6

故C正确；

D.电键K掷于2时，若改装成量程为0〜15V的电压表，此时变阻箱&的阻值为

圾=2-R=I-15-99)Q«240IQ

乜Is16x10-3TI

故D错误

故选C。

5.如图所示，平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时，绝缘线与固定的A板成

。角，平移B板，下列说法正确的是（）

A.S闭合，B板向上平移一小段距离，6角不变

B.S闭合，B板向左平移一小段距离，6角变小

C.S断开，B板向上平移一小段距离，8角变小

D.S断开，B板向左平移一小段距离，。角变大

【答案】A

【解析】

【详解】A.S闭合时，两板间电势差不变，B板向上平移一小段距离，d不变，电场强度

E上

d

保持不变，则小球所受的电场力不变，所以。角不变，故A正确；

B.S闭合，B板向左平移一小段距离，d变小，则电场强度

E♦--U

d

增大，小球所受电场力增大，所以。角变大，故B错误；

C.S断开，电容器所带的电量不变，B板向上平移一小段距离，则正对面积S变小，根据

以上联立可得

E占2

eS

可知电场强度增大，小球所受电场力增大，所以。角变大，故C错误;

D.S断开，B板向左平移一小段距离，根据

以上联立可得

4^2

LL—

sS

可知电场强度不变，小球所受电场力不变，所以。角不变，故D错误。

故选Ao

6.某运输货物的装置可简化为如图所示模型，两根足够长的平行直圆棒MN、PQ间距保持0R不变，

两棒所在平面与水平面成。角，现将一个质量为阳、截面半径为R的圆柱形货物放在MN、PQ上并由静

止释放，已知圆柱形货物与两棒之间的动摩擦因数均为〃=走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下

列关于圆柱形货物被释放后的受力和运动的说法正确的是（)

N

Q

M

A.圆柱形货物受到3个力的作用

B.两根圆棒对圆柱形货物的支持力大小都等于；mgcos3

C.6»>30°时，圆柱形货物会沿圆棒下滑

D.8=45°时，圆柱形货物一定会沿圆棒下滑

【答案】D

【解析】

【详解】A.圆柱体受到重力和MN、分别对它的支持力和摩擦力，共五个力，故A错误;

mgcos0

如图所示，PQ对圆柱体支持力垂直尸。指向圆柱体截面的圆心，有

/\vcos45°=gmgcos0

得

_mgcos0

'-2cos45。

故B错误;

CD.最大静摩擦力

/L1cos，

则圆柱体受到的摩擦力为

ceCOS0

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

cos45

而重力沿棒的方向向下的分力为加gsin。，恰好下滑时，有

.八cos0

cos45

解得

tan30°<tan8=<tan450=1

3

故C错误，D正确.

故选D。

7.图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置一个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管

的内、外管壁平面与转轴的距离分别为凡、R2。当圆管以一定的角速度力转动时，在管中相对管静止的人

（可看作质点）便可以获得一个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成

的影响。已知地球质量为地球半径为R,万有引力常量为G,地球自转周期为兀当空间站在地球静

止同步轨道上运行时，管道转动的角速度。大小为（)

外管壁平面

内管壁平面

2万

A.—

T

1GM

C.一

R

【答案】B

【解析】

【详解】空间站在地球静止同步轨道上运行时,管道转动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

故选B。

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

8.荷兰“MardOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划，2013年该机构

将通过电视真人秀的方式招募首批4名志愿者，并与2024年前往火星，登陆火星需经历如图所示的变轨过

程，已知引力常数为G,则下列说法正确的是（）

A.飞船在轨道上运动时，运行的周期%>/>工

B.飞船在轨道I上p点的加速度大于在轨道n上p点的加速度

飞船在P点从轨道H变轨到轨道I,需要在尸点朝速度方向喷气

D.若轨道I贴近火星表面，已知飞船在轨道I上运动的角速度，可以推知火星的密度

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.飞船在轨道上运动时的半长轴有

。山>Q|i>

由开普勒第三定律索■=左，可知运行的周期

Zu>711>71

故A正确;

B.设火星质量为M,由牛顿第二定律可得

-Mm

G——=ma

r

飞船在轨道1上P点的加速度等于在轨道H上P点的加速度，故B错误;

c.飞船在。点从轨道n变轨到轨道I,需要在p点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到轨道I,故C正

确;

D.若轨道I贴近火星表面，由火星的万有引力提供向心力可得

G*荷A

由

4

M=—7iR3，p

3

解得

3〃

p=------

4万G

因此已知飞船在轨道I上运动的角速度，可以推知火星的密度，故D正确。

故选ACDo

9.如图，四个电荷量均为q（4>0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为（4/,0）、

（T/,0）、（0,%）和（0,一%），其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿），轴对称移动

下列说法正确的是（）

A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不零

B.当y。取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点

C.当为=8/时，将一带负电的试探电荷由点（4/,5/）移至点（0,—3/）,静电力做正功

D.当为=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45。倾

斜向上

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A.根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A正确；

B.因为在x轴上的两个点电荷在。点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无论"取什么值，因为关于原

点对称，则在。点的合场强也为零，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为零的点，根据对称性可知，

一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为零的点是奇数个，不会是2个，选项B错

误;

C.由几何关系可知，坐标为（41,5/）的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐标为（0,-

3/)的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等，由电势叠加可知，8点

的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A点到B点电势能减小，可知电场力做正

功，选项C正确；

D.若泗=4/,则四个点构成正方形，由对称可知在点(/,/)处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向

上；在)，轴正向和x正向上的点电荷在(/,/)处的合场强

a-kq2^21-^21_kq

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

在)，轴负向和X负向上的点电荷在(/,/)处的合场强

nc32V2/+72/kq

区=2-/-------/=—---------<E.

“25尸+尸)2亚5尸+一竺岳F

3

可知(/,/)点的场强沿着方向且与x轴从成45。角的方向向下，将一带负电的试探电荷放置在点(/,/)

处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上，选项D正确。

故选ACD。

10.如图，固定在竖直面内的光滑轨道A8C由直线段A8和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水

平面夹角为仇8c段圆心为O,最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2上小球从A点以初

速度w冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是()

c

A.小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大

B.小球从4到C的过程中，重力的功率始终保持不变

C.小球初速度%=］荻

D.若小球初速度w增大，小球有可能从B点脱离轨道

【答案】AD

【解析】

【详解】A.由题知，小球能沿轨道运动恰好到达C点，则小球在C点的速度为

vc=0

则小球从C到8的过程中，有

12

mgH(l-cosa)=—mv~

v2

r=mgcosa-m—

联立有

FN-3mgeosa—2mg

则从C到B的过程中a由0增大到仇则cosa逐渐减小，故刑逐渐减小，而小球从B到C的过程中，对轨

道的压力逐渐增大，A正确；

B.由于A到8的过程中小球的速度逐渐减小，则A到8的过程中重力的功率为

P=­mgvsin®

则4到B的过程中小球重力的功率始终减小，则