浙江省杭州市西湖高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考试题

浙江省杭州市西湖高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考试题 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．下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　） A．N B．s C．W D．J 2．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法符合事实的是（　　） A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法 B．开普勒在前人的基础上研究发现了万有引力定律 C．密立根首先通过实验发现并命名了正负电荷 D．富兰克林首先用实验测出了元电荷的数值 3． 下列四个探究过程中，运用到极限思想的是（　　） A．图甲通过平面镜观察桌面的微小形变 B．图乙探究向心力大小的表达式 C．图丙研究物体沿曲面运动时重力做功 D．图丁探究影响电荷间相互作用力的因素 4．某同学在做某物理参考书的练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为下列几个数字中可能的是（　　） A． B． C． D． 5．西高校园绿树成荫，树叶飘落非常常见。其中有一片树叶从高为 5m 的枝头自静止飘落至地面，其所用时间可能是（　　） A．0.1s B．0.5s C．1s D．3s 6．如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，O点为AB连线的中点，在AB连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重力），由静止释放后，下列说法中正确的是（　　） A．负点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 B．负点电荷运动到O点时加速度最大，速度为零 C．负点电荷在从P点运动到O点的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 D．负点电荷在从P点运动到O点的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 7．一质点做直线运动的 v-t 图像如图所示，下列说法错误的是（　　） A．在 2-4s 内，质点受力平衡 B．质点在 0-6s 内平均速度大小为 5m/s C．质点在 0-2s 内与 4-5s 内的运动方向相反 D．在第 5s 末，质点离出发点最远 8．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角 ， 两点高度差 ，忽略空气阻力，重力加速度 ，则球刚要落到球拍上时速度大小为（　　） A． B． C． D． 9．一机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C为两轮边缘上的一点，A为机器皮带轮半径的中点，皮带与两轮之间不发生滑动，则下列正确的是（　　） A．线速度 vA：vB＝1：1 B．线速度 vB：vC＝1：1 C．角速度ωA：ωB＝1：2 D．角速度ωB：ωC＝2：1 10．如图所示，质量为 m=0.1kg 的木块，静置于离转轴 0.6m 水平转动的转盘上．木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为 m=0.1kg 的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的 μ 倍（μ=0.2），木块随转盘一起匀速转动．以下说法正确的是（　　） A．木块受到的摩擦力总是指向圆心 B．在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力跟木块到转轴的距离成正比 C．转盘以角速度 ω=4rad/s 匀速转动时木块受到摩擦力为 0.04N D．转盘转速越大，细线拉力越大 11．2023年10月3日，杭州亚运会男子蹦床比赛在黄龙体育馆举行，中国运动员严浪宇以59.85分夺冠获得了杭州亚运会男子蹦床冠军。加之前一日朱雪莹在女子项目摘金，至此，本届亚运会蹦床项目全部两枚金牌被中国队包揽。某同学分析严浪宇的比赛视频发现，严浪宇在某次下落过程中从最高点到着网用时，从着网到最低点用时。已知严浪宇的质量约为，重力加速度取，则该过程中网对严浪宇的平均作用力约为（　　） A． B． C． D． 12．嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获。若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 13．风能是一种新能源，国内外都很重视利用风力来发电。某风力发电机的发电效率 ，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积S=400m2，某高山顶部年平均风速为v=10m/s，一年内有效的发电时间约为5500小时（合 ），已知空气密度 ，该风力发电机一年的发电量约为（　　） 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2分，选对但不选全的得3分，有选错的得0分） 14． 如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球（可视为质点）系于同一点，A球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态。两球所带电荷量分别为QA=2q和QB=4q。现将B球与A球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法中正确的是（　　） A．B球的电荷量不变 B．轻绳对B球的拉力不变 C．A、B两球间库仑力增大 D．A、B两球间距离增大 15．一条绷紧的水平传送带AB以恒定速度 做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速度 向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化如图像所示，已知滑块质量m=2kg，可视为质点，重力加速度 。则下列说法中正确的是（　　） A．滑块在传送带上的运动时间为4.5s B．若传送带运动速度 增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小 C．滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中因摩擦产生的内能为36J D．滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中，传送带的电机多消耗的电能为12J 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 16．（1）某同学利用图甲所示的装置，探究平抛运动的特点，下列说法正确的是（　　）； A．可以探究水平分运动的特点 B．可以探究竖直分运动的特点 C．实验时应改变小球距地面的高度，多次重复实验 D．实验时应改变小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验 （2）为了在（1）实验结论的基础上进一步探究平抛运动的规律，该同学用图乙所示的器材进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。但是轨迹不确定是否完整，请根据图丙中所示的数据判断图中的O点　 　（选填“是”或“不是”）抛出点，小球运动的初速度为　 　m/s。 17．某实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验： （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______。 A．动能变化量和势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线和开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______。 A．4-6V交流电源 B．220V交流电源 C．刻度尺 D．天平（含砝码） （3）实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A，B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一点，重物质量为m＝1kg，当地的重力加速度为g＝9.80m/s2。那么从O点到B点过程中，重物重力势能的变化量 　 　，动能的变化量 　 　J（结果均保留3位有效数字）。 18．如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球通过绝缘的轻质弹簧和轻绳悬挂在空中处于静止状态，弹簧处于水平状态，轻绳与竖直方向的夹角θ=45°，已知小球的质量m=0.1kg，电荷量，场强大小，重力加速度g取10m/s2求： （1）轻绳的拉力大小； （2）弹簧的弹力大小及方向； （3）撤去电场同时剪断轻绳，此瞬间小球的加速度大小。 19．为了测试智能汽车自动防撞系统的性能。质量为1500kg的智能汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。驾驶员在此次测试中仍未进行任何操作，汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供12000N的总阻力使汽车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求 （1）汽车在“紧急制动过程的加速度大小； （2）触发“紧急制动”时汽车的速度大小和其到障碍物的距离； （3）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 20．如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，AB 段是四分之一光滑圆弧轨道，半径为 2R，平面 BC 段粗糙，左端 B 点与圆弧平滑相连，右端 C 点与水面高度差为 R.一质量为 m 的游客（视为质点）从 A 点由静止开始滑下，试求： （1）游客运动到 B 点时，对 B 点的压力（假设此时还在圆弧轨道中） （2）游客运动到 C 点离开平面，落在水面 D 点，CD 水平距离为 2R，求游客滑到 C 点的速度的大小？ （3）运动过程轨道摩擦力对游客所做的功? 21．某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图甲所示，将一质量为m=0.5kg的玩具汽车（可以视为质点）放在O点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着光滑的半圆形竖直轨道OMA和ANB运动，BC、C´G是材料相同的水平面，其中BC段LBC=8m，CDEFC´是与C、C´（C、C´相互靠近且错开）点相切的竖直光滑圆形轨道。圆弧OMA的半径为r=1.0m，圆弧ANB和CDEFC´的半径均为R=2.0m。玩具小车与BC，C´G间的动摩擦因数均为μ=0.5（g取10m/s2）。求： （1）要使玩具汽车恰好不脱离圆弧轨道OMANB，压缩弹簧弹性势能Ep； （2）在满足第（1）问的情况下，玩具汽车在C点对轨道的压力； （3）若在弹性限度内，弹簧的最大弹性势能Epm=50J，以C点为坐标原点，CG为 轴，从C到G方向为正方向，确定玩具小车不脱离整个轨道情况下弹簧弹性势能EP与玩具车停止位置坐标 的关系，并在图乙坐标上画出图像。 答案解析部分 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．下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　） A．N B．s C．W D．J 【答案】B 【知识点】力学单位制 【解析】【解答】国际单位制中一个有七个基本单位，分别为：m、s、kg、A、K、mol、cd，B符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：B。 【分析】根据国际单位制中的七个基本单位解答。 2．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法符合事实的是（　　） A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法 B．开普勒在前人的基础上研究发现了万有引力定律 C．密立根首先通过实验发现并命名了正负电荷 D．富兰克林首先用实验测出了元电荷的数值 【答案】A 【知识点】物理学史 【解析】【解答】A.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，A符合题意； B.牛顿在前人的基础上研究发现了万有引力定律，B不符合题意； C.富兰克林首先通过实验发现并命名了正负电荷，C不符合题意； D.密立根先用实验测出了元电荷的数值，D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】根据物理学史分析各选项。 3． 下列四个探究过程中，运用到极限思想的是（　　） A．图甲通过平面镜观察桌面的微小形变 B．图乙探究向心力大小的表达式 C．图丙研究物体沿曲面运动时重力做功 D．图丁探究影响电荷间相互作用力的因素 【答案】C 【知识点】控制变量法；极限法；放大法 【解析】【解答】A.通过平面镜观察桌面的微小形变时应用了放大法，A不符合题意； B.探究向心力大小的表达式时，控制小球的运动半径、质量和角速度三个量中的两个物理量不变，分析向心力与另外一个变量的关系，所以应用了控制变量法，B不符合题意； C.研究物体沿曲面运动时重力做功，将把整个运动过程划分成很多小段，每小段近似看成直线运动，求出每一小段重力做的功，然后把各小段重力所做的功相加得到物体沿曲面运动时重力做的功，这里应用了微元法，用到极限思想，C符合题意； D.探究影响电荷间相互作用力时，控制两点电荷电量、两电荷间距中一个物理量不变，分析电荷间相互作用力与另一个物理量的关系，所以应用了控制变量法，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据物理学中各种研究方法的特点分析各选项中用到的研究方法。 4．某同学在做某物理参考书的练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为下列几个数字中可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】元电荷 【解析】【解答】所有带电体的电荷量都应该是元电荷的整数倍。 A.，A不符合题意； B.，B不符合题意； C.，C符合题意； D.，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据所有带电体的电荷量都应该是元电荷的整数倍进行分析。 5．西高校园绿树成荫，树叶飘落非常常见。其中有一片树叶从高为 5m 的枝头自静止飘落至地面，其所用时间可能是（　　） A．0.1s B．0.5s C．1s D．3s 【答案】D 【知识点】自由落体运动 【解析】【解答】如果没有空气阻力，树叶做自由落体，则有 解得所用时间为 而实际中，树叶受到的空气阻力不能忽略，所以平均加速度小于重力加速度，故下落时间一定大于1s，ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】先求出如果树叶做自由落体运动，则落地所需的时间，再考虑空气阻力的因素，分析运动时间与做自由落体运动所需时间的关系。 6．如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，O点为AB连线的中点，在AB连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重力），由静止释放后，下列说法中正确的是（　　） A．负点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 B．负点电荷运动到O点时加速度最大，速度为零 C．负点电荷在从P点运动到O点的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 D．负点电荷在从P点运动到O点的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 【答案】A 【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加 【解析】【解答】AB.负点电荷在从P点运动到O点的过程中，电场力方向向下，电场力做正功，由动能定理可知，电荷的速度越来越大，通过O点后再向下运动的过程中，电荷受到的电场力方向变为向上，电场力做负功，由动能定理可知，电荷速度越来越小，故O点处速度达最大值，根据场强的叠加可知，O点的电场强度为零，则负点电荷运动到O点时所受电场力为零，由牛顿第二定律可知，电荷运动到O点时加速度为零，A符合题意，B不符合题意； CD.由A项分析可知，负点电荷在从P点运动到O点的过程中，速度越来越大，在两个等量正点电荷连线中垂线上，O电的电场强度为零，无穷远的电场强度也为零，所以从O→无限远，电场强度先变大后变小，由于P点的位置不确定，无法确定电场强度的最大值在P点上方还是下方或P点，则负点电荷在从P点到O点运动的过程中，无法判断受到的电场力的变化情况，故加速度如何变化无法确定，CD不符合题意。 故答案为：A。 【分析】分析电荷运动过程中受到的电场力，得出电场力的做功的正负，然后由动能定理得出速度的变化情况；根据电场叠加原理分析O点的场强大小，再由牛顿第二定律计算电荷运动的O点时的加速度大小；分析两个等量正点电荷连线中垂线上电场强度的变化情况，再由牛顿第二定律判断加速度的变化情况。 7．一质点做直线运动的 v-t 图像如图所示，下列说法错误的是（　　） A．在 2-4s 内，质点受力平衡 B．质点在 0-6s 内平均速度大小为 5m/s C．质点在 0-2s 内与 4-5s 内的运动方向相反 D．在第 5s 末，质点离出发点最远 【答案】C 【知识点】运动学 v-t 图象 【解析】【解答】A.由图可知，质点在2～4s内做匀速直线运动，故质点受力平衡，A不符合题意； B.根据v-t图像中面积表示位移，可得质点在0～6s内的位移为 根据平均速度 可知，质点在0～6s内平均速度大小为 B不符合题意； C.由图像可知，质点在0~2s内与4~5s内速度均为正值，所以这两段时间内质点的运动方向相同，C符合； D.由图像可知，质点在前5s内运动方向不变，一直沿正方向，在第5s质点的速度方向发生变化，故在第5s末，质点离出发点最远，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据质点在2～4s的速度变化情况，分析质点的受力；根据v-t图像中面积表示位移，求出质点在0～6s内通过的位移，再由平均速度公式，计算这段时间内的平均速度；根据速度的正负判断运动方向；根据速度方向的变化分析质点离出发点最远的时刻。 8．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角 ， 两点高度差 ，忽略空气阻力，重力加速度 ，则球刚要落到球拍上时速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】平抛运动 【解析】【解答】由题意有 ，可得 将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示 竖直分速度大小 则球在B点的速度大小 A符合题意，BCD不符合题意。 故答案为：A。 【分析】根据平抛运动的相关知识和规律，以及球落在球拍上时的几何关系列方程求解。 9．一机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C为两轮边缘上的一点，A为机器皮带轮半径的中点，皮带与两轮之间不发生滑动，则下列正确的是（　　） A．线速度 vA：vB＝1：1 B．线速度 vB：vC＝1：1 C．角速度ωA：ωB＝1：2 D．角速度ωB：ωC＝2：1 【答案】B 【知识点】线速度、角速度和周期、转速 【解析】【解答】同轴转动角速度相等，即点A、B角速度相等ωA：ωB=1：1，根据v=ωr，知 vA：vB=1：2，A不符合题意，C不符合题意。因电动机和机器由同一皮带连接，所以它们边缘线速度相等，vB：vC=1：1，根据v=ωr，知角速度ωB：ωC=1：2，B符合题意，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】利用线传动可以判别线速度相同；利用轴转动可以判别角速度大小相等，再结合角速度和线速度的关系可以判别AB两点线速度的关系及BC两点角速度的关系。 10．如图所示，质量为 m=0.1kg 的木块，静置于离转轴 0.6m 水平转动的转盘上．木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为 m=0.1kg 的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的 μ 倍（μ=0.2），木块随转盘一起匀速转动．以下说法正确的是（　　） A．木块受到的摩擦力总是指向圆心 B．在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力跟木块到转轴的距离成正比 C．转盘以角速度 ω=4rad/s 匀速转动时木块受到摩擦力为 0.04N D．转盘转速越大，细线拉力越大 【答案】C 【知识点】牛顿第二定律；向心力 【解析】【解答】A.小球静止不动，则木块受到摩擦力和细绳拉力的合力充当向心力，根据小球的受力平衡可知，绳上拉力等于小球的重力mg，如果 则木块受到的摩擦力背离圆心，A不符合题意； B.在转速一定的条件下，根据牛顿第二定律有 木块受到的摩擦力跟木块到轴的距离不是正比关系，B不符合题意； C.转盘以角速度匀速转动时，根据牛顿第二定律有 解得木块受到摩擦力为 f=-0.04N 符合表示摩擦力方向背离圆心，摩擦力大小为0.04N，C符合题意； D.小球受力平衡，细线的拉力始终等于小球的重力，保持不变，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据细绳上的拉力与木块所需向心力的大小关系，分析木块受到的摩擦力方向；由牛顿第二定律推导木块受到的摩擦力与木块转动半径的关系式，得出结论；由牛顿第二定律计算转盘以角速度w=4rad/s匀速转动时，木块受到的摩擦力方向；小球受平衡，细绳拉力一直等于小球的重力。 11．2023年10月3日，杭州亚运会男子蹦床比赛在黄龙体育馆举行，中国运动员严浪宇以59.85分夺冠获得了杭州亚运会男子蹦床冠军。加之前一日朱雪莹在女子项目摘金，至此，本届亚运会蹦床项目全部两枚金牌被中国队包揽。某同学分析严浪宇的比赛视频发现，严浪宇在某次下落过程中从最高点到着网用时，从着网到最低点用时。已知严浪宇的质量约为，重力加速度取，则该过程中网对严浪宇的平均作用力约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】动量定理 【解析】【解答】对严浪宇从最高点到最低点的运动过程，根据动量定理有 代入数据解得 F=1800N C符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：C。 【分析】对严浪宇从最高点到最低点的运动过程，由动量定理列式，求出网对严浪宇的平均作用力。 12．嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获。若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【知识点】自由落体运动；万有引力定律的应用 【解析】【解答】C．探测器近月环绕运动，根据万有引力提供向心力，有 解得 根据密度公式 和体积公式 解得 C不符合题意； ABD．物体落到月球表面有 月球表面有 联立密度公式 和体积公式 解得 D符合题意，AB不符合题意。 故答案为：D。 【分析】利用引力提供向心力结合体积公式可以求出月球的平均密度；利用自由落体的位移公式结合引力形成重力可以求出平均密度的大小。 13．风能是一种新能源，国内外都很重视利用风力来发电。某风力发电机的发电效率 ，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积S=400m2，某高山顶部年平均风速为v=10m/s，一年内有效的发电时间约为5500小时（合 ），已知空气密度 ，该风力发电机一年的发电量约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】能量守恒定律 【解析】【解答】风力发电过程，由动能转化为电能，满足 其中 联立代入数据解得 故答案为：C。 【分析】对题目进行分析，根据能量守恒定律以及风力发电机的原理计算求解。 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2分，选对但不选全的得3分，有选错的得0分） 14． 如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球（可视为质点）系于同一点，A球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态。两球所带电荷量分别为QA=2q和QB=4q。现将B球与A球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法中正确的是（　　） A．B球的电荷量不变 B．轻绳对B球的拉力不变 C．A、B两球间库仑力增大 D．A、B两球间距离增大 【答案】B,C,D 【知识点】库仑定律；共点力的平衡 【解析】【解答】A.两个完全相同的小球接触后带电量平分，可知两个小球接触后再分开的带电量 故B球的带电量减小，A不符合题意； BCD.对B球受力分析，受重力、拉力T和库仑力F，如图所示 根据共点力平衡条件并结合三角形相似，可得 由于AO与BO不变，小球的质量m不变，所以绳子的拉力T不变，设开始时AB之间的即可为L，接触后AB之间的距离为L'，则开始时有 后来平衡时有 联立可得 可得A、B两球间距离变大，A、B两球间库仑力变大，BC符合题意，D不符合题意。 故答案为：BC。 【分析】根据电量分配否则分析接触后再分开两小球的电量；分析B小球的受力，由共点力平衡条件并结合三角形相似和库仑定律，分析B、C、D选项。 15．一条绷紧的水平传送带AB以恒定速度 做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速度 向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化如图像所示，已知滑块质量m=2kg，可视为质点，重力加速度 。则下列说法中正确的是（　　） A．滑块在传送带上的运动时间为4.5s B．若传送带运动速度 增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小 C．滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中因摩擦产生的内能为36J D．滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中，传送带的电机多消耗的电能为12J 【答案】A,C 【知识点】传送带模型 【解析】【解答】A．由动能的表示式 得物块的初速度为4m/s，减速到0时，位移为4m，由 解得物块在传送带上的加速度为 则所用时间为 然后物块反向加速到与传送带共速后速度不再发生变化，由图可得，传送带速度为2m/s，则物块与传送带共速所需的时间 期间的位移为 方向水平向右，则剩余3m做匀速直线运动，所需时间为 滑块在传送带上的运动时间为 A符合题意； B．物块做减速运动时间恒定，当皮带速度大一些时，物块返回的时间会变短，当皮带速度大于4m/s时，物块返回时间不变，在皮带上运动的总时间也不变，故B错误； C．物块向左运动时，物块和传送带的相对位移为 物块向右运动时，物块和传送带的相对位移为 由牛顿第二定律得物块与传送带间的摩擦力大小为 则滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中因摩擦产生的内能为 ，C符合题意； D．传送带的速度不变，由动能定理得 代入数据解 滑块从滑上传送带到再次滑回平台整个过程中，传送带的电机多消耗的电能为 ，D不符合题意。 故答案为：AC。 【分析】利用动能的表达式可以求出物块初速度的大小，结合速度位移公式可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出减速的时间，再利用传送带的速度和速度公式可以求出物块反向加速的时间，再利用位移公式可以求出匀速运动的时间；当传送带速度增大时其物块返回的时间可能保持不变；利用相对位移结合摩擦力的大小可以求出产生的内能的大小；利用动能定理可以求出电机多消耗的电能大小。 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 16．（1）某同学利用图甲所示的装置，探究平抛运动的特点，下列说法正确的是（　　）； A．可以探究水平分运动的特点 B．可以探究竖直分运动的特点 C．实验时应改变小球距地面的高度，多次重复实验 D．实验时应改变小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验 （2）为了在（1）实验结论的基础上进一步探究平抛运动的规律，该同学用图乙所示的器材进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。但是轨迹不确定是否完整，请根据图丙中所示的数据判断图中的O点　 　（选填“是”或“不是”）抛出点，小球运动的初速度为　 　m/s。 【答案】（1）B；C；D （2）不是；2.0 【知识点】研究平抛物体的运动 【解析】【解答】（1）AB.甲图中实验可观察到A、B两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全性相同，所以该实验可以探究竖直分运动的特点，A不符合题意，B符合题意； CD.为了使实验结果具有普适性，实验时应改变小球距地面的高度和改变小铁锤打击弹性金属片的力度，多次重复实验，CD符合题意题意。 故答案为BCD。 （2）由图可知，图中坐标（20，15）、（40，40）的两点水平距离相等，根据平抛运动水平分运动为匀速直线运动的特点可知，这两段运动的时间相等，平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速运动，从出发点开始，竖直方向上，在相邻的相等的时间内的位移之比应为1：3：5...，而图中竖直位移之比为3：5.….，则图中的O点不是抛出点；竖直方向上，根据匀变速直线运动的位移差公式可得 可得 则小球运动的初速度为 【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析；（2）根据初速度为零的匀加速运动中相邻的相等的时间内位移之比应为1：3：5...，判断O是否为出发点；根据竖直方向上的运动，由位移差公式求出运动时间，再由水平方向上的运动求解小球运动的初速度。 17．某实验小组利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验： （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______。 A．动能变化量和势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线和开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______。 A．4-6V交流电源 B．220V交流电源 C．刻度尺 D．天平（含砝码） （3）实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A，B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一点，重物质量为m＝1kg，当地的重力加速度为g＝9.80m/s2。那么从O点到B点过程中，重物重力势能的变化量 　 　，动能的变化量 　 　J（结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1）A （2）A；C （3）-1.88；1.86 【知识点】验证机械能守恒定律 【解析】【解答】（1）由于本实验验证“机械能守恒定律”，因此在重物下落过程中，比较任意两点间减少的势能和增加的动能之间的关系。 故答案为：A。 （2） 由于电磁打点计时器需要4-6V交流电源，重物下降时，用刻度尺测量重物下降的高度和两点之间的距离，在动能和势能的表达式中，重物的质量可以消去，因此实验中没必要用天平测量重物的质量。 故答案为：AC。 （3）势能的变化量 打B点的速度等于AC段的平均速度，因此 动能的变化量 【分析】（1）为了验证机械能守恒需要比较重物下落过程任意两点的动能变化量和重力势能变化量； （2）实验需要利用刻度尺测量纸带的间隔；电磁打点计时器需要使用交流电4-6V； （3）利用高度变化可以求出重力势能的变化量；利用平均速度公式结合质量可以求出动能的变化量。 18．如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球通过绝缘的轻质弹簧和轻绳悬挂在空中处于静止状态，弹簧处于水平状态，轻绳与竖直方向的夹角θ=45°，已知小球的质量m=0.1kg，电荷量，场强大小，重力加速度g取10m/s2求： （1）轻绳的拉力大小； （2）弹簧的弹力大小及方向； （3）撤去电场同时剪断轻绳，此瞬间小球的加速度大小。 【答案】（1）带电小球竖直方向平衡，有 可得拉力 （2）水平方向小球平衡，假设弹力方向水平向左，有 可得 所以弹簧的弹力大小为0.2N，方向水平向右； （3）撤去电场同时剪断轻绳，此瞬间小球的加速度大小约为 【知识点】电场及电场力；共点力的平衡；牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）分析小球的受力，由小球竖直方向上的受力平衡，求解轻绳上的拉力大小；（2）由小球水平方向上的受力平衡，求解弹簧弹力的大小及方向；（3）分析撤去电场同时剪断轻绳小球的受力，由牛顿第二定律计算此瞬间小球的加速度大小。 19．为了测试智能汽车自动防撞系统的性能。质量为1500kg的智能汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。驾驶员在此次测试中仍未进行任何操作，汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供12000N的总阻力使汽车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求 （1）汽车在“紧急制动过程的加速度大小； （2）触发“紧急制动”时汽车的速度大小和其到障碍物的距离； （3）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 【答案】（1）解：由牛顿第二定律可得： “紧急制动”过程的加速度 其中f=12000N，m=1500kg，代入解得： （2）解：设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v，其到障碍物的距离为x2 则有： 已知“紧急制动”前的加速度为 位移为 且有： 已知总位移x=22m， 解得： ， （3）解：紧急制动前的时间为： 紧急制动后的时间为： 总时间为： 所以 【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）紧急制动过程汽车只受摩擦力，利用牛二方程可以求出加速度的大小； （2）利用两个减速过程位移和速度的关系，列出位移速度方程，然后利用位移之和等于总位移可以求出中间的过渡速度； （3）先分别利用速度公式求出两个减速过程的时间，再利用总位移除以总时间求出平均速度。 20．如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，AB 段是四分之一光滑圆弧轨道，半径为 2R，平面 BC 段粗糙，左端 B 点与圆弧平滑相连，右端 C 点与水面高度差为 R.一质量为 m 的游客（视为质点）从 A 点由静止开始滑下，试求： （1）游客运动到 B 点时，对 B 点的压力（假设此时还在圆弧轨道中） （2）游客运动到 C 点离开平面，落在水面 D 点，CD 水平距离为 2R，求游客滑到 C 点的速度的大小？ （3）运动过程轨道摩擦力对游客所做的功? 【答案】（1）3mg （2） （3）-mgR 【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用 【解析】【解答】（1）从圆弧上A点运动到B点，由动能定理得 根据牛顿第二定律 联立得 N=3mg 由牛顿第三定律得，游客对B点的压力 N'=3mg （2）游客从C点做平抛运动，有 ， 代入解得 （3）从A到C，根据动能定理，有 解得 【分析】（1）由动能定理求出游客到B点时的速度，再由牛顿第二定律和第三定律，求解游客运动到 B 点时，对 B 点的压力；（2）根据平抛运动规律，由运动学公式求解游客滑到 C 点的速度的大小；（3）根据动能定理求解运动过程轨道摩擦力对游客所做的功。 21．某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图甲所示，将一质量为m=0.5kg的玩具汽车（可以视为质点）放在O点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着光滑的半圆形竖直轨道OMA和ANB运动，BC、C´G是材料相同的水平面，其中BC段LBC=8m，CDEFC´是与C、C´（C、C´相互靠近且错开）点相切的竖直光滑圆形轨道。圆弧OMA的半径为r=1.0m，圆弧ANB和CDEFC´的半径均为R=2.0m。玩具小车与BC，C´G间的动摩擦因数均为μ=0.5（g取10m/s2）。求： （1）要使玩具汽车恰好不脱离圆弧轨道OMANB，压缩弹簧弹性势能Ep； （2）在满足第（1）问的情况下，玩具汽车在C点对轨道的压力； （3）若在弹性限度内，弹簧的最大弹性势能Epm=50J，以C点为坐标原点，CG为 轴，从C到G方向为正方向，确定玩具小车不脱离整个轨道情况下弹簧弹性势能EP与玩具车停止位置坐标 的关系，并在图乙坐标上画出图像。 【答案】（1）解：玩具车恰能经过A点，则有 由能量守恒，则有 解得 （2）解：从O到C，由能量守恒可得 在C点，由牛顿第二定律可得 解得 故玩具汽车在 点对轨道的压力为10N，方向竖直向下 （3）解：玩具车要达到轨道 ，则玩具车至少要恰好能够经过E点，则有 从O点到E点，有能量守恒可得 解得弹性势能的最小量为 从O点到最后停止的全过程，由能量守恒可得 代入数据可得 （其中 ） 故有 由此可作出 图象如下图所示 【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）玩具车恰好经过A点时，利用牛顿第二定律可以求出经过A点速度的大小；结合从释放弹簧到A点过程的能量守恒定律可以求出弹性势能的大小； （2）玩具车从O到C的过程，利用能量守恒定律可以求出经过C点速度的大小；结合在C点的牛顿第二定律可以求出其对轨道压力的大小； （3）当玩具车恰好经过E点时，利用牛顿第二定律结合能量守恒定律可以求出其弹性势能的最小值，从O点到最后停止时，利用能量守恒定律可以求出弹性势能和停止位置坐标的关系。 学科网（北京）股份有限公司 $$