精品解析：浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题

绍兴市2023学年第二学期高中期末调测 高一物理 考生须知： 1.本卷考试时间90分钟，满分100分，无特殊说明g取； 2.请将学校、班级、姓名分别填写在答题卷相应位置上。本卷答案必须做在答题卷相应位置上。 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量为矢量，且单位表示正确是（ ） A. 时间间隔s B. 加速度m/s C. 重力kg· D. 动能J 2. 2024年5月12日世界田联女子100m栏决赛中，吴艳妮发挥出色，以12秒86的成绩强势夺冠。下列说法正确的是（  ） A. 12秒86是指时刻 B. 研究跨栏动作可将吴艳妮看作质点 C. 吴艳妮跨栏至最高点时加速度为零 D. 吴艳妮跨栏全过程的平均速度约为7.78m/s 3. 如图所示，揭秘了空中悬浮魔术的真相，对“悬浮”在空中的表演者描述正确的是（ ） A. 表演者只受重力作用 B. 表演者所受合外力为零 C. 表演者处于完全失重状态 D. 表演者对平板的压力大于平板对表演者的支持力 4. 2024年4月26日，神州十八号与天宫号实现在轨对接。对接前，天宫号沿轨道I运动，神州十八号在稍低一点的轨道II上调整姿态，准备对接。当两飞行器在各自轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 神州十八号的线速度小于天宫号的线速度 B. 神州十八号的角速度等于天宫号的角速度 C. 神州十八号的周期小于天宫号的周期 D. 神州十八号所受地球引力大于天宫号所受地球引力 5. 放在地面上鱼缸中的鱼在静止水中吐出的气泡沿竖直方向加速上浮，若鱼在匀速向右平移的缸中吐出气泡，则从如图所示的角度观察，气泡轨迹应为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，一小朋友在螺旋形滑梯上以恒定速率下滑，则下列说法中正确的是（ ） A. 小朋友在下滑过程中受到的合外力为零 B. 小朋友在下滑过程中机械能守恒 C. 小朋友在下滑过程中重力不做功 D. 小朋友在下滑过程中合外力做功为零 7. 如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　） A. 135N B. 165N C. 300N D. 435N 8. 如图所示，射水鱼发现前方有一昆虫，就将嘴露出水面对昆虫喷水，斜向上射出的水柱恰好水平击中昆虫。已知鱼嘴距离昆虫，两者连线与水平方向夹角为（，），忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 水滴在空中运动0.5s后击中昆虫 B. 击中昆虫时，水滴速度大小为2m/s C. 斜向上射出的水柱，初速度大小为3m/s D. 斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角为53° 9. 如图所示，在同一点用两根不可伸长的细绳悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直线的夹角分别为和，且两小球处于同一水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，必有 D. 若，必有 10. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器进入环月轨道，为登陆月球做准备。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，不考虑地球和月球的自转，嫦娥六号在月球表面受到月球引力为地球表面受到地球引力的（ ） A. B. C. D. 11. 如图所示，带电量为的点电荷与均匀带电圆薄板相距2L，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板圆心，若A点电场强度为0，则B点的电场强度为（ ） A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向左 C. 大小为，方向水平向右 D. 大小为，方向水平向右 12. 如图所示，为一种叫“空中飞椅”游乐项目，其简化结构如右图。当转盘绕其中心竖直轴匀速转动时，座椅和游客的总质量为m，在半径为R、角速度大小为的水平面内做匀速圆周运动。此时钢绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 座椅和游客运动周期为 B. 钢绳的拉力大小为 C. 座椅靠近转轴的游客速度更大 D. 座椅和游客的向心力大小为 13. 如图，弹簧左端固定于O点，右端连接质量为m的小球（小球可看作质点，弹簧为原长l），将小球和弹簧从水平静止状态释放。弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，以a点所在平面为参考面。图中表示重力势能，表示弹性势能，表示动能。下列4个选项中关于小球从a运动到c过程中，a、b、c三点机械能情况的描述可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 在一次课堂演示中，某位老师为同学们表演了一项“魔术”。一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属铝）片，如图所示，右侧为俯视图，把他们分别跟静电起电机的两极相连，其中锯条接负极，铝片接正极。在塑料瓶内点燃一小段艾草，很快瓶内烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶内清澈透明，停止摇动又是烟雾缭绕。a、b是同一条电场线上的两点。下列说法正确的是（  ） A. 通电后烟尘最终到锯条上 B. 通电后烟尘最终到铝片上 C. 锯条和铝片之间的电场是匀强电场 D. a点的电场强度小于b点的电场强度 15. 仓库工作人员需要将30只箱子搬到高出地面12m的储藏室中，单只箱子重5kg。如果每次只搬一只，将消耗大量体能用于克服重力做功；若每次搬箱太多，将减缓走路速度。已知工作人员自重60kg，搬箱输出功率P与单次搬运货物总质量m间的关系如图所示，不考虑工人空手下楼梯时间。下列说法正确的是（  ） A. 若每次搬箱6只，则搬箱所用总时间最短 B. 搬箱所需最短总时间为720s C. 搬完所有箱子消耗体能最少18kJ D. 若换成30只单只重10kg的箱子，则每次搬1只与每次搬2只所需的时间相等 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 如图所示是某个小球做平抛运动的频闪照片，照片中相邻位置小球的运动时间间隔______（选填“相等”或“不相等”），若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差______（选填“相等”或“不相等”），就可证明平抛运动小球在竖直方向做匀加速直线运动。 17. 如图所示是向心力演示器，若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）；若放在长槽、短槽内的三个小球质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在匀速转动过程中，左右标尺红白标记之比为__________. 18. 小王同学用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律，打出如图2所示的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，重物质量为300g，重力加速度，根据图1可以判断打点计时器的电压可能为__________（选填“交流220V”或“交流8V”），图2中O为第一个点，打下C点时重物的速度为__________m/s（结果保留三位有效数字），重物下落过程中受到的平均阻力大小为__________N（结果保留两位有效数字）。 19. 如图，倾角为37°的绝缘斜面放在水平地面上，斜面上有一带电量为+q的物块，其质量为m，斜面质量为M现在该空间中加一沿斜面向上的匀强电场，此时物块所受的摩擦力恰好为零，斜面和物块始终保持静止。（重力加速度为g，，） （1）求该匀强电场的大小； （2）求此时地面受到的摩擦力； （3）若调整该电场方向水平向右，求斜面受到物块的压力大小。 20. 如图所示，乐乐同学到夜市玩套圈游戏时，发现正前方有他喜欢的火箭礼物（高为），在离地处以一定的初速度将套圈向正前方水平抛出，空中飞行时，套圈平面始终保持水平，套圈的直径为，火箭尖端与刚抛出时套圈中心的水平距离为，不考虑空气阻力。 （1）求套圈从离开手到刚套中火箭所需的时间； （2）若某次套圈中，乐乐将套圈以的速度水平抛出，套圈没有碰到礼物直接落地，求套圈落地的速度大小和方向； （3）若要套中该礼物，求套圈抛出时的初速度范围。 21. 调速器可用来控制电机的转速，其简化结构如图所示。圆柱形外壳的中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴在O点以铰链相接，铰链固定在上下表面圆心连线的中点，下端各有一个质量的大小不计的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，当外壳受到摆锤压力时通过传感器传递电动机转速过大或过小的信息。已知圆柱形上下表面半径、高，细杆长，圆桶表面光滑。 （1）当细杆与竖直方向夹角为45°时，求杆对摆锤的作用力大小： （2）当转动的角速度时，摆锤与外壳底面接触，求外壳底面受到的压力大小； （3）求摆锤与外壳不接触的角速度范围。 22. 泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料，拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。某工厂生产一种边长的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同（体积与表面材料无偏差），为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为的光滑圆轨道AB，B处与一顺时针缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水平光滑轨道，圆心为O、半径的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水平轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F，颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数（摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长），I、II、III为颗粒的收集区域，（颗粒落到收集区直接被收集不反弹），其中I、II的分界点为圆心O，且I、II与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看做质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集。质量为0.001kg的颗粒恰好被III收集。求： （1）质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小； （2）机械臂提供的恒定压力的大小； （3）II、III两个区域各自收集到颗粒的质量范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绍兴市2023学年第二学期高中期末调测 高一物理 考生须知： 1.本卷考试时间90分钟，满分100分，无特殊说明g取； 2.请将学校、班级、姓名分别填写在答题卷相应位置上。本卷答案必须做在答题卷相应位置上。 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量为矢量，且单位表示正确的是（ ） A. 时间间隔s B. 加速度m/s C. 重力kg· D. 动能J 【答案】C 【解析】 【详解】A．时间间隔是标量，单位是s，选项A错误； B．加速度是矢量，单位m/s2，选项B错误； C．重力是矢量，单位，选项C正确； D．动能是标量，单位是J，选项D错误。 故选C。 2. 2024年5月12日世界田联女子100m栏决赛中，吴艳妮发挥出色，以12秒86的成绩强势夺冠。下列说法正确的是（  ） A. 12秒86是指时刻 B. 研究跨栏动作可将吴艳妮看作质点 C. 吴艳妮跨栏至最高点时加速度为零 D. 吴艳妮跨栏全过程平均速度约为7.78m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．12秒86是指时间，故A错误； B．研究跨栏动作时，吴艳妮大小形状不可忽略，不可看作质点，故B错误； C．吴艳妮跨栏至最高点时受力不为零，加速度不为零，故C错误； D．吴艳妮跨栏全过程的平均速度 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，揭秘了空中悬浮魔术的真相，对“悬浮”在空中的表演者描述正确的是（ ） A. 表演者只受重力作用 B. 表演者所受合外力为零 C. 表演者处于完全失重状态 D. 表演者对平板的压力大于平板对表演者的支持力 【答案】B 【解析】 【详解】A．表演者可以悬浮在空中，说明其处于平衡状态，不能只受到重力的作用，A错误 B．表演者处于平衡状态，其所受合力为零，B正确； C．完全失重是指物体的加速度等于重力加速度，物体对支撑面的作用力为零，显然，表演者悬浮时加速度为零，C错误； D．表演者对平木板的压力与平木板对表演者的支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，D错误。 故选B 4. 2024年4月26日，神州十八号与天宫号实现在轨对接。对接前，天宫号沿轨道I运动，神州十八号在稍低一点的轨道II上调整姿态，准备对接。当两飞行器在各自轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 神州十八号的线速度小于天宫号的线速度 B. 神州十八号的角速度等于天宫号的角速度 C. 神州十八号的周期小于天宫号的周期 D. 神州十八号所受地球引力大于天宫号所受地球引力 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 解得 神州十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神州十八号的线速度大于天宫号的线速度，故A错误； B．根据 解得 神州十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神州十八号的角速度大于天宫号的角速度，故B错误； C．万有引力提供向心力，则可得出 化简得周期 神州十八号的轨道半径小于天宫号的轨道半径，神州十八号的周期小于天宫号的周期，故C正确； D．因为神州十八号的质量与天宫号质量关系未知，故无法比较神州十八号所受地球引力与天宫号所受地球引力大小，故D错误。 故选C。 5. 放在地面上鱼缸中的鱼在静止水中吐出的气泡沿竖直方向加速上浮，若鱼在匀速向右平移的缸中吐出气泡，则从如图所示的角度观察，气泡轨迹应为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于竖直方向做加速运动，水平方向做匀速运动，故气泡的合运动为曲线运动，结合曲线运动时，合外力的方向总指向曲线的凹侧。 故选B。 6. 如图所示，一小朋友在螺旋形滑梯上以恒定速率下滑，则下列说法中正确的是（ ） A. 小朋友在下滑过程中受到的合外力为零 B. 小朋友在下滑过程中机械能守恒 C. 小朋友在下滑过程中重力不做功 D. 小朋友在下滑过程中合外力做功为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．小朋友在下滑过程中做曲线运动，则受到的合外力不为零，选项A错误； B．小朋友在下滑过程中动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项B错误； C．小朋友在下滑过程中重力做正功，选项C错误； D．小朋友在下滑过程中因动能不变，则合外力做功为零，选项D正确。 故选D。 7. 如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　） A. 135N B. 165N C. 300N D. 435N 【答案】D 【解析】 【详解】设每根绳子对秋千板的拉力是，小孩和凳子总质量为，小孩重心与拴绳子的横梁距离为。对小孩与秋千板组成的整体，在最低点时，由牛顿第二定律可得 代入相关已知数据，解得每根绳子对秋千板拉力约为 则横梁受到绳子的拉力约为 故选D。 8. 如图所示，射水鱼发现前方有一昆虫，就将嘴露出水面对昆虫喷水，斜向上射出的水柱恰好水平击中昆虫。已知鱼嘴距离昆虫，两者连线与水平方向夹角为（，），忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 水滴在空中运动0.5s后击中昆虫 B. 击中昆虫时，水滴速度大小为2m/s C. 斜向上射出的水柱，初速度大小为3m/s D. 斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角为53° 【答案】B 【解析】 【详解】A．由水滴竖直方向的运动可得 解得水滴从发射到击中昆虫的时间 故A错误； B． 由水滴水平方向的运动可得 解得初速度的水平分速度 故B正确； C．由水滴竖直方向的运动可得初速度的竖直分速度 斜向上射出的水柱，初速度大小 故C错误； D．斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角，则 又 斜向上射出的水柱，初速度与水平方向夹角不等于53°，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，在同一点用两根不可伸长的细绳悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直线的夹角分别为和，且两小球处于同一水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，必有 D. 若，必有 【答案】B 【解析】 【详解】两球之间的库仑力属于作用力和反作用力，它们是大小相等，方向相反的，设其大小为F； 对AB两球受力分析，受重力、拉力和静电力，根据共点力平衡条件，有 A．若，则，选项A错误； B．若，则，选项B正确； CD．若或，则和大小关系不确定，选项CD错误。 故选B。 10. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器进入环月轨道，为登陆月球做准备。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，不考虑地球和月球的自转，嫦娥六号在月球表面受到月球引力为地球表面受到地球引力的（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】嫦娥六号在月球表面受到月球引力与地球表面受到地球引力之比为 故选C。 11. 如图所示，带电量为的点电荷与均匀带电圆薄板相距2L，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板圆心，若A点电场强度为0，则B点的电场强度为（ ） A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向左 C. 大小为，方向水平向右 D. 大小为，方向水平向右 【答案】C 【解析】 【详解】A点电场强度为0，则均匀带负电圆薄板在A点产生的场强与点电荷在A点产生的场强大小相等，方向相反，则带负电圆薄板在A点产生的场强大小 根据对称性可知带负电圆薄板在B点产生的场强大小 则B点的电场强度为 方向水平向右。 故选C。 12. 如图所示，为一种叫“空中飞椅”的游乐项目，其简化结构如右图。当转盘绕其中心竖直轴匀速转动时，座椅和游客的总质量为m，在半径为R、角速度大小为的水平面内做匀速圆周运动。此时钢绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 座椅和游客的运动周期为 B. 钢绳的拉力大小为 C. 座椅靠近转轴的游客速度更大 D. 座椅和游客的向心力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．座椅和游客做匀速圆周运动，根据 解得 故A错误； B．对座椅和游客整体进行分析，令钢绳的拉力大小为T，则有 解得 故B错误； C．由于同轴转动，角速度相等，根据 可知，座椅靠近转轴的游客速度更小，故C错误； D．对座椅和游客进行分析，向心力大小为 故D正确。 故选D。 13. 如图，弹簧左端固定于O点，右端连接质量为m的小球（小球可看作质点，弹簧为原长l），将小球和弹簧从水平静止状态释放。弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，以a点所在平面为参考面。图中表示重力势能，表示弹性势能，表示动能。下列4个选项中关于小球从a运动到c过程中，a、b、c三点机械能情况的描述可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．以a点所在平面为参考面，即在a点重力势能为0，a点位置弹簧处于原长，弹性势能为0，a点位置，小球处于静止状态，动能为0，故AB错误； CD．小球在向下运动过程中，重力势能减小，即随后重力势能为负值，动能增加，弹性势能增加，但减小得重力势能等于增加的动能与弹性势能之和，根据图示可知，小球下降的高度大于弹簧原长，即在c点减小的重力势能大于mgl，故C正确，D错误。 故选C。 二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 在一次课堂演示中，某位老师为同学们表演了一项“魔术”。一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属铝）片，如图所示，右侧为俯视图，把他们分别跟静电起电机的两极相连，其中锯条接负极，铝片接正极。在塑料瓶内点燃一小段艾草，很快瓶内烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶内清澈透明，停止摇动又是烟雾缭绕。a、b是同一条电场线上的两点。下列说法正确的是（  ） A. 通电后烟尘最终到锯条上 B. 通电后烟尘最终到铝片上 C. 锯条和铝片之间的电场是匀强电场 D. a点的电场强度小于b点的电场强度 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．通电后，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，因此带负电烟尘在电场力作用下，向铝片运动，最终被吸附到铝片上，故A错误，B正确； CD．由尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度大于铝片附近的电场强度，即a点的电场强度小于b点的电场强度，因此锯条和铝片之间的电场不是匀强电场，故C错误，D正确。 故选BD。 15. 仓库工作人员需要将30只箱子搬到高出地面12m的储藏室中，单只箱子重5kg。如果每次只搬一只，将消耗大量体能用于克服重力做功；若每次搬箱太多，将减缓走路速度。已知工作人员自重60kg，搬箱输出功率P与单次搬运货物总质量m间的关系如图所示，不考虑工人空手下楼梯时间。下列说法正确的是（  ） A. 若每次搬箱6只，则搬箱所用总时间最短 B. 搬箱所需最短总时间为720s C. 搬完所有箱子消耗体能最少为18kJ D. 若换成30只单只重10kg的箱子，则每次搬1只与每次搬2只所需的时间相等 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．30只箱子总质量 m=150kg 搬运箱子做的总功 由图知，当搬运物体的质量为15kg时，人用于搬物体的功率（输出功率）最大，为25W，要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即 P=25W 搬箱所需最短总时间为 故A错误，B正确； C．由图知，不能一次搬运30只箱子，至少需要搬运6次。搬完所有箱子需要克服箱子做功 需要克服自身重力做功 总功 即搬完所有箱子消耗体能最少为，故C错误； D．若换成30只单只重10kg的箱子，搬运箱子做的总功一定，由图知，每次搬1只与每次搬2只功率相等，则所需的时间相等，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 如图所示是某个小球做平抛运动的频闪照片，照片中相邻位置小球的运动时间间隔______（选填“相等”或“不相等”），若竖直方向相邻的频闪周期内小球位移差______（选填“相等”或“不相等”），就可证明平抛运动小球在竖直方向做匀加速直线运动。 【答案】 ①. 相等 ②. 相等 【解析】 【详解】[1]频闪过程，则照片中相邻位置小球的水平方向位移相同，运动时间间隔相等； [2]若小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则在竖直方向上相邻相等时间内的位移差相等，即有 可知，若竖直方向相邻频闪周期内小球位移差相等，就可证明平抛运动小球在竖直方向做匀加速直线运动。 17. 如图所示是向心力演示器，若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）；若放在长槽、短槽内的三个小球质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在匀速转动过程中，左右标尺红白标记之比为__________. 【答案】 ①. 变小 ②. 3：1 【解析】 【详解】[1]若将变速塔轮的皮带仪器往下移动一级，轮子边缘的线速度相等，根据 分析，左边变速塔轮半径变大，长槽角速度变小，右边变速塔轮半径变小，而短槽角速度变大，所以长槽和短槽的角速度之比会变小。 [2]因为皮带所在左、右塔轮的半径也相等，转动角速度相等，根据牛顿第二定律可知，左侧对挡板的作用力 右侧对挡板的作用力 所以作用力之比始终为3：1，故两边红白等分标记之比不变，始终为3：1。 18. 小王同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，打出如图2所示的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz，重物质量为300g，重力加速度，根据图1可以判断打点计时器的电压可能为__________（选填“交流220V”或“交流8V”），图2中O为第一个点，打下C点时重物的速度为__________m/s（结果保留三位有效数字），重物下落过程中受到的平均阻力大小为__________N（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 交流8V ②. 2.24##2.25##2.26 ③. 0.074~0.088 【解析】 【详解】[1]根据图1可知因打点计时器中有圆形复写纸，则可以判断打点计时器是电磁打点计时器，工作的电压可能为交流8V； [2]图2中打下C点时重物的速度为 [3]从O到C由动能定理 解得 f=0.074N 19. 如图，倾角为37°的绝缘斜面放在水平地面上，斜面上有一带电量为+q的物块，其质量为m，斜面质量为M现在该空间中加一沿斜面向上的匀强电场，此时物块所受的摩擦力恰好为零，斜面和物块始终保持静止。（重力加速度为g，，） （1）求该匀强电场的大小； （2）求此时地面受到的摩擦力； （3）若调整该电场方向水平向右，求斜面受到物块的压力大小。 【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3） 【解析】 【详解】（1）物块带正电，电场力沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力相抵消，有 （2）电场方向沿斜面向上，物块和斜面保持不动，把物块和斜面看作一个整体，受到沿斜面向上的电场力、重力、地面支持力以及向左摩擦力 由牛顿第三定律可得地面的摩擦力大小为，方向水平向右； （3）斜面受到物块对它的压力由两个效果组成，重力垂直斜面向下的分力，以及电场力垂直与斜面的分力。有 20. 如图所示，乐乐同学到夜市玩套圈游戏时，发现正前方有他喜欢的火箭礼物（高为），在离地处以一定的初速度将套圈向正前方水平抛出，空中飞行时，套圈平面始终保持水平，套圈的直径为，火箭尖端与刚抛出时套圈中心的水平距离为，不考虑空气阻力。 （1）求套圈从离开手到刚套中火箭所需的时间； （2）若某次套圈中，乐乐将套圈以的速度水平抛出，套圈没有碰到礼物直接落地，求套圈落地的速度大小和方向； （3）若要套中该礼物，求套圈抛出时的初速度范围。 【答案】（1）；（2），斜向下与初速度方向成45°夹角；（3） 【解析】 【详解】（1）套圈水平抛出忽略空气阻力，可以看做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动。 套圈的下落高度 由自由落体公式 求出时间 （2）套圈做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动得到 由竖直方向 得到 由公式 实际落地速度 速度方向斜向下与初速度方向成45°夹角； （3）要套中该玩具，就需要套圈落入火箭尖端内，如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为 对应抛出的初速度为 如果套圈最右端套住火箭玩具，则套圈的水平位移为 应抛出的初速度为 所以乐乐抛出套圈的初速度范围为。 21. 调速器可用来控制电机的转速，其简化结构如图所示。圆柱形外壳的中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴在O点以铰链相接，铰链固定在上下表面圆心连线的中点，下端各有一个质量的大小不计的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，当外壳受到摆锤压力时通过传感器传递电动机转速过大或过小的信息。已知圆柱形上下表面半径、高，细杆长，圆桶表面光滑。 （1）当细杆与竖直方向夹角为45°时，求杆对摆锤的作用力大小： （2）当转动的角速度时，摆锤与外壳底面接触，求外壳底面受到的压力大小； （3）求摆锤与外壳不接触的角速度范围。 【答案】（1）；（2）7.2N；（3） 【解析】 【详解】（1）为细杆与竖直方向的夹角，杆对摆锤的作用力满足 故 （2）当转动的角速度时，底面对任意一个小球的支持力满足： 由牛顿第三定律得，外壳底面受到任意一个小球的压力大小为3.6N，故外壳底面受到的压力大小为7.2N； （3）摆锤与外壳不接触的情况下，满足 ，，， 故 22. 泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料，拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。某工厂生产一种边长的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同（体积与表面材料无偏差），为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为的光滑圆轨道AB，B处与一顺时针缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水平光滑轨道，圆心为O、半径的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水平轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F，颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数（摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长），I、II、III为颗粒的收集区域，（颗粒落到收集区直接被收集不反弹），其中I、II的分界点为圆心O，且I、II与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看做质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集。质量为0.001kg的颗粒恰好被III收集。求： （1）质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小； （2）机械臂提供的恒定压力的大小； （3）II、III两个区域各自收集到颗粒质量范围。 【答案】（1）0.03N；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）动能定理 合外力提供向心力 联立得 该颗粒到达B处时对轨道的压力大小为0.03N。 （2）质量为0.001kg的颗粒恰好被Ⅲ收集，故其恰好能做完整圆周运动。 颗粒在圆轨道最高点处应满足 由动能定理 （3）质量小于等于0.001kg的颗粒都能被Ⅲ收集，颗粒质量范围为 如图所示，设恰好能到达II左端的颗粒脱离圆轨道开始做抛体运动的位置距离II的高度为h，此时颗粒开始做斜抛运动，对其运动进行正交分解，分解为沿初速度方向和垂直初速度方向。 此时的速度满足 抛体运动沿初速度方向 抛体运动垂直初速度方向 得 此时由动能定理 可得 恰好能到达II右端的颗粒满足 可得 故被II收集的颗粒质量范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$