精品解析：上海市格致中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷

格致中学二〇二三学年度第二学期期末考试 高一年级 物理试卷 （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可鲁的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利! 一、选择题（共40分。单选题每小题3分，多选题每小题4分） 1. 在国际单位制中，下列属于电场强度的单位是（　　） A. N/m B. V/m C. J/m D. J/C 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电场强度的定义式 可知，电场强度的单位是N/C，故A错误； B．根据匀强电场中场强与电势差的关系 可知，U的单位是伏特，d的单位是米，则E的单位是V/m，故B正确； C．由公式 可知，J/m为力的单位，故C错误； D．根据公式 可知，J/C为电势差的单位，故D错误。 故选B。 2. 下列现象中属于静电利用的是（　　） A. 油罐车上有铁链拖到地面 B. 飞机轮胎用导电橡胶制作 C. 屋顶安装避雷针 D. 汽车表面喷涂油漆 【答案】D 【解析】 【详解】A．油罐车在运输过程中产生静电，若不及时导走，当人碰到会被击伤，通过连接地线导走是静电的防止，故A错误； B．飞机在地面上滑行时，轮胎与地面摩擦而带上静电，飞机轮胎用导电橡胶制作是为了防止静电的危害，故B错误； C．下雨天，云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电，故C错误； D．汽车表面喷涂油漆属于静电的应用，故D正确； 故选D。 【点睛】物体带电的本质是电荷的转移，出现多余的电荷从而带电，所以静电的产生有利有弊。 3. 下列各物理量的定义式正确的是（　　） A. 加速度 B. 功率 C. 电势 D. 电场强度 【答案】C 【解析】 【详解】A.加速度定义式 故A错误； B.功率定义式 故B错误； C.电势定义式 故C正确； D.电流强度定义式 故D错误。 故选C。 4. 从大型加速器射出的电子束总能量约为500GeV（1GeV＝1.6×10-10J），此能量最接近（ ） A. 一只爬行的蜗牛的动能 B. 一个奔跑的孩子的动能 C. 一辆行驶的轿车的动能 D. 一架飞行的客机的动能 【答案】A 【解析】 【详解】500GeV＝500×1.6×10-10J=8×10-8J；一只爬行的蜗牛的质量约为5g，速度约为1mm/s，则动能；故500GeV接近于一只爬行的蜗牛的动能，故选A. 5. 如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，空心金属小球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则（ ） A. 空心金属小球的右侧感应出正电荷 B. 空心金属小球受到扰动后，会被吸在左极板上 C. 用绝缘棒将空心金属小球拨到与右极板接触，放开后空心金属小球会在两极板间来回碰撞 D. 空心金属小球受到细线的弹力，电场力，重力和库仑力共四个力的作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于球表面镀有金属，故在电场作用下会产生感应电荷；金属极板右侧为正，则负电荷将向右移动，所以右侧带有负电荷，故A错误； BC．空心金属小球与极板相碰后，在接触过程中，电荷重新分布，使球与极板带同种电荷，将会排斥，因此乒乓球会在两极板间来回碰撞，故B错误，C正确； D．空心金属小球共受到电场力、重力、细线的弹力三个力的作用，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，圆锥形转轮与圆盘形转轮均可绕其中轴（图中虚线表示）转动，两转轮在点接触且无相对滑动，若将接触位置由点移到点，保持轮转动的角速度不变，则轮的（　　） A. 角速度不变，边缘线速度变大 B. 角速度变大，边缘线速度变大 C. 角速度变大，边缘线速度不变 D. 角速度变小，边缘线速度不变 【答案】B 【解析】 【详解】由于a轮转动的角速度不变，所以接触位置由M点移到N点，接触位置的线速度变大。而a轮和b轮接触位置无相对滑动，所以属于共线传动，因此b轮边缘的线速度变大，由于b轮的半径不变，所以b轮的角速度变大。 故选B。 7. 如图所示，不可伸长轻绳，光滑小滑轮N和Q，物体和物体构成一个力平衡系统，已知物体的质量大于物体B的质量，将悬点P缓慢地靠近Q少许，则（　　） A. 物体的重力势能增大 B. 物体的重力势能增大 C. 绳的张力减小 D. 处绳与竖直方向的夹角减小 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】CD．原来整个系统处于静止状态，绳的拉力等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力等于A物体的重力，将绳一端由悬点P靠近Q少许，整个系统重新平衡后，绳的拉力F仍等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力仍等于A物体的重力，都没有变化，即滑轮所受的三个拉力都不变，则根据平衡条件可知，处绳与竖直方向的夹角不变，故CD错误； AB．由于处绳与竖直方向的夹角不变，PQ之间的距离减小，所以滑轮将上升少许，物体A的高度升高，B物体的高度下降，所以A的重力势能增大，B的重力势能减小，故A正确，B错误。 故选A。 8. 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　） A. 一直不做功 B. 一直做正功 C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心 【答案】A 【解析】 【详解】AB．大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，A正确，B错误； CD．小环在运动过程中，在大环的上半部分运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，CD错误。 故选A。 9. 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上。下列说法中正确的是（　　） A. O点的电场强度为零 B. A、B两点的电场强度相同 C. C点的电势等于D点的电势 D. 将电荷+q沿C、D连线从C移到D的过程中，电势能先减少后增加 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 根据等量异种电荷电场线的特点可知，O点场强的方向向右，大小不是零，故A错误 ； B. 根据等量异种电荷电场线的特点可知，A点场强的方向向左，B点场强的方向向左，两点场强的大小相等。故B正确； C. 根据等量异种电荷电场线、等势面分布特点知，OCD在同一条等势线上，所以D点电势等于C点电势。故C正确； D. 根据等量异种电荷电场线、等势面分布特点知，OCD在同一条等势线上，所以D点电势等于C点电势，试探电荷从C处移到D处电场力不做功。电势能始终不变。故D错误 。 故选BC。 10. 质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大，下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 汽车的最大牵引力为600N C. 8~18s过程中汽车牵引力做的功为 D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当汽车的速度达到最大时 故A错误； B．0~8s内，汽车的牵引力最大，在8s时 故B错误； C．8~18s过程中汽车牵引力做功为 故C正确； D．8~18s内汽车做变加速直线运动，根据动能定理 代入数据解得 故D正确。 故选CD。 11. 实线为电场线，a、b两个带电粒子从电场中的M点开始运动，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示（a、b只受电场力作用），则（　　） A. a一定带负电，b一定带正电 B. 电场力对a做正功，对b做负功 C. a点的电势比b点的电势低 D. a的加速度将减小，b的加速度将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据曲线运动中，合力指向曲线的凹侧，由图可知，受电场力方向与电场方向相反，则a一定带负电，受电场力方向与电场方向相同，b一定带正电，故A正确； B．根据题意，结合A分析可知，a、b两个带电粒子所受电场力与粒子运动方向的夹角为锐角，则电场力对a、b两个带电粒子均做正功，故B错误； C．根据沿电场线方向电势逐渐降低可得，a点的电势比b点的电势高，故C错误； D．根据电场线越密电场强度越大，电场线越疏电场强度越小，由图可知，a的加速度将减小，b的加速度将增大，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中偏转量y变为原来的2倍，可选用的方法有（　　）（设电子不落到极板上） A. 只使变为原来的 B. 只使变为原来的 C. 只使偏转电极的长度L变为原来的倍 D. 只使偏转电极间的距离d变为原来的2倍 【答案】AC 【解析】 【详解】灯丝发热后发出的电子在加速电场中（设电子电荷量为，电子质量为） 进入偏转电场后，做类平抛运动 ， 联立可得 A．只使变为原来的 A正确； B．只使变为原来的 B错误； C．只使偏转电极的长度L变为原来的倍 C正确； D．只使偏转电极间的距离d变为原来的2倍 D错误。 故选AC。 二、填空题（共26分） 13. 1909年物理学家______在多次实验之后发现每滴油滴的电荷量皆为同一数值的倍数，即油滴所带电荷量都是某个最小固定值的整数倍，这个最小的电量被称为______；一个正二价的铜离子所带的电量为______C。 【答案】 ①. 密立根 ②. 元电荷 ③. 【解析】 【详解】[1][2]物理学家密立根在实验中发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电量的整数倍，即电荷量的不连续性，这个最小的电量被称之为元电荷e； [3]一个正二价的铜离子所带的电荷量为两个元电荷2e，计算可得所带电荷量为3.2×10-19C。 14. 地球周围存在重力场，类比电场或磁场用假想的线描述重力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是图__________。如果地球的质量为M，万有引力常量为G，地球的半径为R，类比电场强度，地球表面的重力场强度大小为___________。 【答案】 ①. 甲 ②. 【解析】 【详解】[1]重力的方向竖直向下，基本上指向地心的方向，类比可知，图甲最有可能是重力场的分布； [2]地球表面的重力场强度大小为 15. 甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，则两颗星运动的角速度之比为___________，向心加速度之比为_________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【分析】 【详解】[1][2]万有引力提供向心力 可得 16. 旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示，一小朋友坐在旋转木马上，整个装置在绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0m，同时小朋友随着木马在竖直杆上上下移动。已知小朋友共旋转了两圈，用时3min。则小朋友做圆周运动的周期为______s；当小朋友随木马运动到最高点时，速度大小为______m/s；若某时刻小朋友随木马沿杆向上运动的速度大小为0.35m/s，则该小朋友实际的速度大小为______m/s。 【答案】 ①. 90 ②. 0.21 ③. 0.41 【解析】 【详解】[1]小朋友做圆周运动的周期为 [2]当小朋友随木马运动到最高点时，竖直方向速度为0，只要水平方向的速度，所以小朋友速度大小为 [3]若某时刻小朋友随木马沿杆向上运动的速度大小为0.35m/s，则该小朋友实际的速度大小为 17. 如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点时，对细管上壁的压力恰好为，则两带电体所带电性______（填“相同”、“相反”或“相同相反均可”），圆心处的电荷在圆弧管内最低点产生的电场的场强大小为______。（重力加速度为g） 【答案】 ①. 相反 ②. 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，小球运动过程中电场力不做功，则小球从A点运动的最低点时，根据能量守恒 当小球运动到最低点时，受力分析，小球的向心力为 解得 取竖直向上为正方向，则 解得 所以电场力方向竖直向上，即两带电体为库仑引力，所以两带电体所带电性相反；圆心处的电荷在圆弧管内最低点产生的电场的场强大小为 18. 将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个小球所受的电场力大小为其重力的倍，整个装置再次平衡时OA线的拉力大小为______；整个过程中小球B的电势能减少了______。 【答案】 ①. 2mg ②. 【解析】 【详解】[1]以整体为研究对象，竖直方向受力平衡可得 F=2mg [2]以B为研究对象，B受到重力、绳子拉力和电场力，如图所示 根据平衡条件可得： 解得 θ=37° 故AB线偏离竖直方向的角度为37°；电场力对B做的功为 根据功能关系可知整个过程中小球B的电势能减少了 三、综合应用（共34分。其中19题9分，20题8分，22题9分，23题8分） 注意：计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 19. 在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学采用了图所示的实验装置。 （1）实验时通过图中______测出向心力F，通过______测出通过挡光片的瞬时速度v，通过______上的刻度读出砝码的运动半径r（均选填图中序号）； （2）该同学若想探究向心力与角速度的关系，应该保持______不变； （3）某次实验中，该同学测得挡光杆到圆心距离，砝码中心到圆心距离，若光电门测得的瞬时速度大小为1.5m/s，则此时砝码转动的角速度______rad/s。 （4）实验中测得6组F、数据，为了得到向心力与角速度的关系，应作______（选填“”或“”）图像。 【答案】（1） ①. ② ②. ⑤ ③. ① （2）砝码质量和半径 （3）10 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]图中通过无线力传感器②测量向心力F，通过无线光电门传感器⑤测量通过挡光片的瞬时速度v，通过带刻度的悬臂①上的刻度读出砝码运动半径r。 【小问2详解】 根据可知，若想探究向心力与角速度的关系，应该保持砝码质量和半径不变。 【小问3详解】 挡光杆转动的角速度为 挡光杆和砝码转动的周期和角速度都相同，所以，砝码转动的角速度为10rad/s。 【小问4详解】 根据向心力计算公式为了得到向心力与角速度的关系，应作出图线，可以更直观的反映出与成正比。 20. “研究电容器的充、放电过程”的电路如图甲所示，其中电源两端电压。S是单刀双掷开关，C为平行板电容器。先使开关S与2相连，电容器充电结束后把开关S掷向1，电容器通过电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图乙所示。 （1）当开关S接2时，电流______电容器上极板（选填“流入”或“流出”） （2）其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为40个方格，每一小格，可算出电容器的电容为______F。 （3）在充电过程中，电容器两端电压为u、电容器电荷量为q，充电时间为t，则下列图像中它们之间的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）流入 （2） （3）ABD 【解析】 【小问1详解】 当开关S接2时，电容器处于充电状态，负电荷（电子）由电容器的正极板移动到电源正极，故电流流入电容器上极板。 【小问2详解】 根据图像与时间轴围成的面积表示电荷量，由题可知 电容器的电容 【小问3详解】 CD.充电过程开始时，电荷量从零开始逐渐增加，充电结束后电荷量达到最大值，故C错误，D正确； AB.由于电容器C不变，根据 可知图像是过原点的倾斜的直线；充电过程随着电荷量增加，板极间电压增大，开始阶段充电电流较大，则电量增加的较快，充电完毕后，电荷量不再增加，故AB正确。 故选ABD。 21. 小沈同学去游乐场游玩之后，把游乐场的过山车（如甲图所示）抽象为如图乙所示的模型：大弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。将过山车等效为一个质点，从大弧形轨道某位置M由静止滑下，进入竖直圆轨道后沿圆轨道内侧运动，不考虑运动过程中所受阻力。当过山车经过最高点P的速度时恰好对轨道无压力，取，求： （1）圆形轨道半径R； （2）若过山车经过P点时恰好对轨道无压力，求释放点M的高度h； （3）若改变初始释放点M的位置，使过山车到达最低点N点时小沈同学轨道压力F大小为4225N，已知小沈同学的质量，求他到达N点时线速度vN的大小。 【答案】（1）20m；（2）50m；（3） 【解析】 【详解】（1）小球经过最高点P时恰好对轨道无压力，由重力提供向心力可得 解得圆形轨道半径为 （2）小球从M运动到P点，由机械能守恒得 解得 （3）在最低点N点根据牛顿第三定律可得轨道对小沈同学的支持力大小为4225N，由牛顿第二定律有 得 22. 如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为，元电荷。求： （1）C、D两点间的电势差； （2）匀强电场的场强E的大小和方向； （3）若选取A板的电势，C点距A板1cm，电子在D点的电势能为多少? 【答案】（1）；（2），方向垂直极板向下；（3） 【解析】 【详解】（1）电子从C点移到D点，根据电势差的定义，有 （2）电场强度为 方向垂直极板向下； （3）D点到A板的距离为 AD两点的电势差 根据 其中 可得 电子在D点的电势能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学二〇二三学年度第二学期期末考试 高一年级 物理试卷 （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可鲁的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利! 一、选择题（共40分。单选题每小题3分，多选题每小题4分） 1. 在国际单位制中，下列属于电场强度的单位是（　　） A. N/m B. V/m C. J/m D. J/C 2. 下列现象中属于静电利用的是（　　） A. 油罐车上有铁链拖到地面 B. 飞机轮胎用导电橡胶制作 C. 屋顶安装避雷针 D. 汽车表面喷涂油漆 3. 下列各物理量的定义式正确的是（　　） A. 加速度 B. 功率 C. 电势 D. 电场强度 4. 从大型加速器射出的电子束总能量约为500GeV（1GeV＝1.6×10-10J），此能量最接近（ ） A. 一只爬行的蜗牛的动能 B. 一个奔跑的孩子的动能 C. 一辆行驶的轿车的动能 D. 一架飞行的客机的动能 5. 如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，空心金属小球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则（ ） A. 空心金属小球的右侧感应出正电荷 B. 空心金属小球受到扰动后，会被吸在左极板上 C. 用绝缘棒将空心金属小球拨到与右极板接触，放开后空心金属小球会在两极板间来回碰撞 D. 空心金属小球受到细线的弹力，电场力，重力和库仑力共四个力的作用 6. 如图所示，圆锥形转轮与圆盘形转轮均可绕其中轴（图中虚线表示）转动，两转轮在点接触且无相对滑动，若将接触位置由点移到点，保持轮转动的角速度不变，则轮的（　　） A. 角速度不变，边缘线速度变大 B. 角速度变大，边缘线速度变大 C. 角速度变大，边缘线速度不变 D. 角速度变小，边缘线速度不变 7. 如图所示，不可伸长轻绳，光滑小滑轮N和Q，物体和物体构成一个力平衡系统，已知物体的质量大于物体B的质量，将悬点P缓慢地靠近Q少许，则（　　） A. 物体的重力势能增大 B. 物体的重力势能增大 C. 绳的张力减小 D. 处绳与竖直方向的夹角减小 8. 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　） A. 一直不做功 B. 一直做正功 C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心 9. 如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上。下列说法中正确的是（　　） A. O点的电场强度为零 B. A、B两点的电场强度相同 C. C点的电势等于D点的电势 D. 将电荷+q沿C、D连线从C移到D的过程中，电势能先减少后增加 10. 质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大，下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 汽车的最大牵引力为600N C. 8~18s过程中汽车牵引力做的功为 D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 11. 实线为电场线，a、b两个带电粒子从电场中的M点开始运动，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示（a、b只受电场力作用），则（　　） A. a一定带负电，b一定带正电 B. 电场力对a做正功，对b做负功 C. a点的电势比b点的电势低 D. a的加速度将减小，b的加速度将增大 12. 如图所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中偏转量y变为原来的2倍，可选用的方法有（　　）（设电子不落到极板上） A. 只使变为原来的 B. 只使变为原来的 C. 只使偏转电极的长度L变为原来的倍 D. 只使偏转电极间的距离d变为原来的2倍 二、填空题（共26分） 13. 1909年物理学家______在多次实验之后发现每滴油滴的电荷量皆为同一数值的倍数，即油滴所带电荷量都是某个最小固定值的整数倍，这个最小的电量被称为______；一个正二价的铜离子所带的电量为______C。 14. 地球周围存在重力场，类比电场或磁场用假想的线描述重力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是图__________。如果地球的质量为M，万有引力常量为G，地球的半径为R，类比电场强度，地球表面的重力场强度大小为___________。 15. 甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，则两颗星运动的角速度之比为___________，向心加速度之比为_________。 16. 旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示，一小朋友坐在旋转木马上，整个装置在绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0m，同时小朋友随着木马在竖直杆上上下移动。已知小朋友共旋转了两圈，用时3min。则小朋友做圆周运动的周期为______s；当小朋友随木马运动到最高点时，速度大小为______m/s；若某时刻小朋友随木马沿杆向上运动的速度大小为0.35m/s，则该小朋友实际的速度大小为______m/s。 17. 如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点时，对细管上壁的压力恰好为，则两带电体所带电性______（填“相同”、“相反”或“相同相反均可”），圆心处的电荷在圆弧管内最低点产生的电场的场强大小为______。（重力加速度为g） 18. 将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个小球所受的电场力大小为其重力的倍，整个装置再次平衡时OA线的拉力大小为______；整个过程中小球B的电势能减少了______。 三、综合应用（共34分。其中19题9分，20题8分，22题9分，23题8分） 注意：计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 19. 在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学采用了图所示的实验装置。 （1）实验时通过图中______测出向心力F，通过______测出通过挡光片的瞬时速度v，通过______上的刻度读出砝码的运动半径r（均选填图中序号）； （2）该同学若想探究向心力与角速度的关系，应该保持______不变； （3）某次实验中，该同学测得挡光杆到圆心距离，砝码中心到圆心距离，若光电门测得的瞬时速度大小为1.5m/s，则此时砝码转动的角速度______rad/s。 （4）实验中测得6组F、数据，为了得到向心力与角速度的关系，应作______（选填“”或“”）图像。 20. “研究电容器的充、放电过程”的电路如图甲所示，其中电源两端电压。S是单刀双掷开关，C为平行板电容器。先使开关S与2相连，电容器充电结束后把开关S掷向1，电容器通过电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图乙所示。 （1）当开关S接2时，电流______电容器上极板（选填“流入”或“流出”） （2）其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知图中所围的面积约为40个方格，每一小格，可算出电容器的电容为______F。 （3）在充电过程中，电容器两端电压为u、电容器电荷量为q，充电时间为t，则下列图像中它们之间的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 21. 小沈同学去游乐场游玩之后，把游乐场的过山车（如甲图所示）抽象为如图乙所示的模型：大弧形轨道的下端N与竖直圆轨道平滑相接，P为圆轨道的最高点。将过山车等效为一个质点，从大弧形轨道某位置M由静止滑下，进入竖直圆轨道后沿圆轨道内侧运动，不考虑运动过程中所受阻力。当过山车经过最高点P的速度时恰好对轨道无压力，取，求： （1）圆形轨道半径R； （2）若过山车经过P点时恰好对轨道无压力，求释放点M的高度h； （3）若改变初始释放点M的位置，使过山车到达最低点N点时小沈同学轨道压力F大小为4225N，已知小沈同学的质量，求他到达N点时线速度vN的大小。 22. 如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为，元电荷。求： （1）C、D两点间的电势差； （2）匀强电场的场强E的大小和方向； （3）若选取A板的电势，C点距A板1cm，电子在D点的电势能为多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $