精品解析：陕西省西安市铁一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

2023-2024-2高一年级期末考试 物理试卷 时间：90分钟满分：100分 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。1-8题为单选题；9-12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有（　　） A. 导体两端的电压越大，电阻就越大 B. 由可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 C. 比较几只电阻的I—U图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的 D. 导体中的电流越大，电阻就越小 2. M、N是某电场中一条电场线上的两点，一个电子从M点以一定的初速度向N点运动，电子仅受电场力的作用，其电势能随位移变化的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电子的速度在不断地减小 B. 电子的加速度在不断地增大 C. M点的电场强度大于N点的电场强度 D. M点的电势高于N点的电势 3. 下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的说法是（　　） A. 如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零 B. 如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C. 物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化 D. 物体的动能不变，所受合外力必定为零 4. 如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个不等量异种点电荷+4Q、Q，顶点为a、b、c、d的正方形虚线框边长为L，Q位于其几何中心。e、f两点为虚线框与x轴的交点。规定无穷远处电势为0，则（  ） A. a、b两点电势相等 B. b、c两点处的电场强度相同 C. e点电势低于f点电势 D. 负试探电荷在a点的电势能大于其在e点的电势能 5. 有一种 “电测井”技术，用钻头在地上钻孔，在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ=0.314Ω·m，在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U=100V，I=100mA，则该钻孔的深度为（　　） A 50m B. 100m C. 1000m D. 2000m 6. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ） A. a公转周期为 B. b公转周期为 C. a公转的角速度比b的小 D. a公转的线速度比b的大 7. 如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端连接在挡板上，上端放置一个小物块，小物块处于静止状态。现对小物块施加一个沿斜面向上恒力F（F<mgsinθ），使小物块沿斜面向上运动，当弹簧恢复原长时小物块的速度为v。若小物块质量为m，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为θ，弹簧始终在弹性限度内。则从开始运动到物块与弹簧分离的过程中下列说法正确的是（　　） A. 物块获得的最大动能为 B. 物块增加的机械能为 C. 开始时，弹簧中的弹性势能为 D. 当物块与弹簧分离时，重力的瞬时功率为mgvsinθ 8. 2024年2月23日，“长征5号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是（　　） A. 地球同步卫星可以静止在北京上空 B. 同步卫星运行速度是第一宇宙速度的 C. 同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 D. 若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 9. 如图，平行板电容器与电压为U的直流恒压电源相连，改变电容器板间距离d，待电路稳定后，带正电的粒子质量为m、电荷量为q，从靠近左板处由静止释放，测得粒子从出发至右板所用的时间为t，到达右板的速度大小为v，重复上述过程，完成多次实验。板间电场可视为匀强电场，粒子所受重力忽略不计。下列图像正确的是（　　） A B. C. D. 10. 某机场利用如图所示的传送带将行李箱从飞机上运送到地面，传送带以恒定速率沿逆时针方向运行。在时，将质量的小行李箱轻放在传送带上A点，时小行李箱从B点离开传送带，其图像如图乙所示，重力加速度g取，则（　　） A. 传送带的倾角为 B. 内的摩擦力大小为40N C. 内合力对小行李箱做功为125J D. 内摩擦力对小行李箱做功为-100J 11. 2024年中国载人航天发射有4次发射任务和2次回收任务。中国载人登月将加速稳步推进，探测器升空后，先在近地轨道1上环绕地球飞行，再调整速度进入地月转移轨道，然后再一次调整速度在环月轨道2上环绕月球飞行，轨迹如图所示。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，环月轨道2距离月球表面的高度为月球半径的。下列判断正确的是（　　） A. 探测器在地月转移轨道上无动力奔月过程中，动能先减小后增大 B. 月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为9：2 C. 月球表面重力加速度与地球表面的重力加速度的比值为16：81 D. 相等时间内，探测器在轨道1上与地心连线扫过的面积是轨道2上与月心连线扫过的面积的倍 12. 如图所示，一半径为R的光滑圆弧槽固定在水平面上，可视为质点的小球由与圆心O等高的位置无初速释放。以水平面为重力势能零势能面，则下列说法不正确的是（　　） A. 小球的动能和重力势能相等时，小球与O点的连线与水平方向的夹角为45° B. 小球的动能和重力势能相等时，小球下落的高度为 C. 小球的动能为重力势能2倍时，小球与O点的连线与水平方向的夹角为60° D. 小球的动能为重力势能2倍时，小球下落的高度为 二、非选择题：（共52分） 13. 某同学用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的质量M、钩码的质量m； ②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块； ③测量遮光条中点与光电门光源之间距离L及遮光条宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条遮光时间t； ④重复以上实验多次。 根据上述实验操作过程，回答下列问题： 实验测量得滑块和遮光条的质量M=300.0g、钩码的质量m=100.0g、遮光条宽度d=0.48cm，某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离L=86.00cm，遮光条遮光时间t=3.00ms，当地重力加速度g=9.8m/s2。则遮光条通过光电门时v=_________m/s，测量过程中系统重力势能的减少量ΔEp=_________J，滑块和钩码增加的动能总和为ΔEk=_________J。（结果均保留三位有效数字） 14. 某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 （1）将图中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I-t图像是_________。 A. B. C. D. （2）将图中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=_________。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 15. 机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求： （1）提升高度为h时，工件的速度大小； （2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。 16. “路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端，然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示，钓鱼爱好者在a位置开始甩竿，鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，最后落在距b水平距离s=16m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角，鱼饵的质量为m=0.03kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动，且O离水面高度h=1.6m、到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6m。鱼饵从b点抛出后，忽略鱼线对其作用力和空气阻力，重力加速度g取10m/s2，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）鱼饵在b点抛出时的速度大小； （2）释放鱼线前，鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向； （3）从a到b的甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功W。 17. 如图所示，金属板AB和CD水平放置，中间开有小孔O1、O2，两板之间加有加速电压。金属板EF和GH均是以O点为圆心，半径为3R和R的同心圆弧板，O3O4也是以O点为圆心的圆弧，且到两金属板距离相等，两板之间加有电压。长2R的金属板MN、PQ水平放置，点M、P分别和点F、H对齐，两板之间加有偏转电压。质量为m、电荷量为q的粒子从粒子源中无初速度漂进加速电场，恰好能沿图示O1－O2－O3－O4－O5－K虚线轨迹运动，最后到达PQ板的中点K。不考虑场的边界效应，不计粒子的重力。求： （1）圆弧O3O4处电场强度的大小； （2）为使粒子恰好能到达PQ板的中点K，金属板MN、PQ之间加的偏转电压U的值； （3）从粒子进入金属板MN、PQ开始计时，经多长时间粒子运动到距直线MQ最近，最近距离是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024-2高一年级期末考试 物理试卷 时间：90分钟满分：100分 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。1-8题为单选题；9-12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有（　　） A. 导体两端的电压越大，电阻就越大 B. 由可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 C. 比较几只电阻的I—U图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的 D. 导体中的电流越大，电阻就越小 【答案】B 【解析】 详解】A．电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定，与导体两端电压无关，故A错误； B．是电流的宏观决定式，可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，故B正确； C．根据 可知，I—U图像的斜率表示电阻的倒数，则有 可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较小的那个电阻的，故C错误； D．电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定，与导体中的电流无关，故D错误。 故选B。 2. M、N是某电场中一条电场线上的两点，一个电子从M点以一定的初速度向N点运动，电子仅受电场力的作用，其电势能随位移变化的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电子的速度在不断地减小 B. 电子的加速度在不断地增大 C. M点的电场强度大于N点的电场强度 D. M点的电势高于N点的电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子仅受电场力的作用，由图像可知电势能随位移增加而减小，根据功能关系可知，电场力做正功，电子的动能在不断增加，电子的速度也在不断地增加，故A错误； BC．根据动能定理有 图像的斜率反映了电场强度的变化，图像斜率逐渐减小，则电场强度逐渐减小，所以M点的电场强度大于N点的电场强度，电子在M点受到的电场力大于N点的电场力，根据牛顿第二定律可知电子的加速度在不断地减小，故C正确，B错误； D．由图像可知电子的电势能逐渐减小，根据 可知M点的电势低于N点的电势，故D错误。 故选C。 3. 下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的说法是（　　） A. 如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零 B. 如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C. 物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化 D. 物体的动能不变，所受合外力必定为零 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．如果物体所受的合外力为零，根据 W=Fx 可知，合外力对物体做的功一定为零，选项A正确； B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力不一定为零，例如匀速圆周运动的物体，选项B错误； C．物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定变化，例如匀速圆周运动，选项C错误； D．物体的动能不变，所受合外力不一定为零，例如匀速圆周运动，选项D错误。 故选A。 4. 如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个不等量异种点电荷+4Q、Q，顶点为a、b、c、d的正方形虚线框边长为L，Q位于其几何中心。e、f两点为虚线框与x轴的交点。规定无穷远处电势为0，则（  ） A a、b两点电势相等 B. b、c两点处的电场强度相同 C. e点电势低于f点电势 D. 负试探电荷在a点的电势能大于其在e点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．a、b两点在的同一等势面上，但不在的同一等势面上，故两点电势不相等，A错误； B．根据电场场强叠加原理，可得b、c两点处的场强仅大小相等，但方向不一样，故B错误； C．根据点电荷的电势公式可得e点电势将高于f点电势，故C错误； D．负试探电荷从a点运动到e点过程中，电场力做正功，电势能减小，故D正确。 故选D。 5. 有一种 “电测井”技术，用钻头在地上钻孔，在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ=0.314Ω·m，在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U=100V，I=100mA，则该钻孔的深度为（　　） A. 50m B. 100m C. 1000m D. 2000m 【答案】B 【解析】 【详解】盐水电阻 由电阻定律 面积 联立解得 故ACD错误，B正确。 故选B。 6. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ） A. a公转周期为 B. b公转周期为 C. a公转的角速度比b的小 D. a公转的线速度比b的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，a公转周期为，故A错误； BCD．由万有引力提供向心力可得 可知 ，， 由于b的轨道半径大于a的轨道半径，则b的公转周期大于a的公转周期，即b公转周期大于；a公转的角速度比b的大；a公转的线速度比b的大，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端连接在挡板上，上端放置一个小物块，小物块处于静止状态。现对小物块施加一个沿斜面向上的恒力F（F<mgsinθ），使小物块沿斜面向上运动，当弹簧恢复原长时小物块的速度为v。若小物块质量为m，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为θ，弹簧始终在弹性限度内。则从开始运动到物块与弹簧分离的过程中下列说法正确的是（　　） A. 物块获得的最大动能为 B. 物块增加的机械能为 C. 开始时，弹簧中的弹性势能为 D. 当物块与弹簧分离时，重力的瞬时功率为mgvsinθ 【答案】D 【解析】 【详解】A．从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，由牛顿第二定律可知 当a=0时，速度最大，此时弹簧弹力大小为 弹簧仍处于压缩状态，此后速度减小，所以物块获得的最大动能大于，故A错误； BC．小物块处于静止状态时，弹簧压缩量为 从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，恒力F做的功为 由功能关系可知，物块增加的机械能为 可知物块增加的机械能大于。开始时弹簧中的弹性势能为 故B、C错误； D．当物块与弹簧分离时，重力做功的瞬时功率为 故D正确。 故选D。 8. 2024年2月23日，“长征5号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是（　　） A. 地球同步卫星可以静止在北京上空 B. 同步卫星运行速度是第一宇宙速度的 C. 同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 D. 若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 【答案】B 【解析】 【详解】A．地球同步卫星静止在赤道上空，不可能静止在北京上空，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 则 故B正确； C．同步卫星、地球赤道上物体角速度相同，根据 则 故C错误； D．根据万有引力与重力的关系 根据牛顿第二定律 可得 故D错误。 故选B。 9. 如图，平行板电容器与电压为U的直流恒压电源相连，改变电容器板间距离d，待电路稳定后，带正电的粒子质量为m、电荷量为q，从靠近左板处由静止释放，测得粒子从出发至右板所用的时间为t，到达右板的速度大小为v，重复上述过程，完成多次实验。板间电场可视为匀强电场，粒子所受重力忽略不计。下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．对于带正电粒子，在匀强电场中受电场力作用，根据动能定理，有 可得 可知，粒子到达右板的速度v的大小与板间距离d无关，A正确、B错误； CD．设粒子在电场中运动的加速度为，有 联立可得 可知，粒子从出发至右板所用的时间与板件距离成正比，C正确、D错误。 故选AC。 10. 某机场利用如图所示的传送带将行李箱从飞机上运送到地面，传送带以恒定速率沿逆时针方向运行。在时，将质量的小行李箱轻放在传送带上A点，时小行李箱从B点离开传送带，其图像如图乙所示，重力加速度g取，则（　　） A. 传送带的倾角为 B. 内的摩擦力大小为40N C. 内合力对小行李箱做功为125J D. 内摩擦力对小行李箱做功为-100J 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由题图乙可知，内摩擦力方向沿传送带向下，加速度 内摩擦力方向沿传送带向上，加速度 设传送带的倾角为，根据牛顿第二定律有 内 内 联立解得 故A错误，B正确； C．内，根据动能定理，合力对小行李箱做功等于小行李箱动能的变化量，即 故C正确； D．内小行李箱位移 摩擦力做正功 内小行李箱位移 摩擦力做负功 故内摩擦力对小行李箱做功 故D错误。 故选BC。 11. 2024年中国载人航天发射有4次发射任务和2次回收任务。中国载人登月将加速稳步推进，探测器升空后，先在近地轨道1上环绕地球飞行，再调整速度进入地月转移轨道，然后再一次调整速度在环月轨道2上环绕月球飞行，轨迹如图所示。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，环月轨道2距离月球表面的高度为月球半径的。下列判断正确的是（　　） A. 探测器在地月转移轨道上无动力奔月的过程中，动能先减小后增大 B. 月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为9：2 C. 月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值为16：81 D. 相等时间内，探测器在轨道1上与地心连线扫过的面积是轨道2上与月心连线扫过的面积的倍 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．探测器在地月转移轨道上无动力奔月时，地球对探测器的万有引力逐渐减小，月球对探测器的万有引力逐渐增大，引力的合力对探测器先做负功，后做正功，根据动能定理可知，探测器动能先减小后增大，故A正确； B．由万有引力提供向心力有 星球第一宇宙速度为 则月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值 故B错误； C．由万有引力提供向心力有 星球表面的重力加速度为 月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值 故C正确； D．由万有引力提供向心力有 解得 则单位时间内卫星与星球连线扫过的面积为 则相等时间内，探测器在轨道1上与地心连线扫过的面积与轨道2上与月心连线扫过的面积的比值为 故D正确。 故选ACD。 12. 如图所示，一半径为R的光滑圆弧槽固定在水平面上，可视为质点的小球由与圆心O等高的位置无初速释放。以水平面为重力势能零势能面，则下列说法不正确的是（　　） A. 小球的动能和重力势能相等时，小球与O点的连线与水平方向的夹角为45° B. 小球的动能和重力势能相等时，小球下落的高度为 C. 小球的动能为重力势能2倍时，小球与O点的连线与水平方向的夹角为60° D. 小球的动能为重力势能2倍时，小球下落的高度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．小球运动中机械能守恒，则小球的动能和重力势能相等时，由机械能守恒定律 解得 此时小球下落的高度为 选项A错误，B正确； CD．小球的动能为重力势能2倍时，则根据 解得 小球与O点的连线与水平方向的夹角不等于60°；小球下落的高度为 选项CD错误。 此题选择错误选项，故选ACD。 二、非选择题：（共52分） 13. 某同学用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的质量M、钩码的质量m； ②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块； ③测量遮光条中点与光电门光源之间距离L及遮光条宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条遮光时间t； ④重复以上实验多次。 根据上述实验操作过程，回答下列问题： 实验测量得滑块和遮光条的质量M=300.0g、钩码的质量m=100.0g、遮光条宽度d=0.48cm，某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离L=86.00cm，遮光条遮光时间t=3.00ms，当地重力加速度g=9.8m/s2。则遮光条通过光电门时v=_________m/s，测量过程中系统重力势能的减少量ΔEp=_________J，滑块和钩码增加的动能总和为ΔEk=_________J。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 ①. 1.60 ②. 0.421 ③. 0.416 【解析】 【详解】[1]遮光条通过光电门时 [2]测量过程中系统重力势能的减少量 [3]滑块和钩码增加的动能总和为 14. 某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 （1）将图中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I-t图像是_________。 A. B. C. D. （2）将图中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=_________。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 【答案】（1）A （2） 【解析】 【小问1详解】 第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻R，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻R，即为负。 故选A。 【小问2详解】 根据 变形可得 而U-t图像与坐标轴所围面积为S0，则 故有 S0=qR=CUmR 则电容为 15. 机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求： （1）提升高度为h时，工件的速度大小； （2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度关系有 解得 （2）根据速度公式有 解得 根据动能定理有 解得 16. “路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端，然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示，钓鱼爱好者在a位置开始甩竿，鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，最后落在距b水平距离s=16m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角，鱼饵的质量为m=0.03kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动，且O离水面高度h=1.6m、到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6m。鱼饵从b点抛出后，忽略鱼线对其作用力和空气阻力，重力加速度g取10m/s2，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）鱼饵在b点抛出时的速度大小； （2）释放鱼线前，鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向； （3）从a到b甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功W。 【答案】（1）20m/s；（2）7.2N，方向竖直向下；（3）6.192J 【解析】 【详解】鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，根据平抛运动的规律可得 联立解得 t=0.8s，v0=20m/s （2）释放鱼线前，鱼饵在b点，由于 所以鱼饵受鱼竿作用力的方向竖直向下，根据牛顿第二定律可得 解得 F=7.2N （3）从a到b的甩竿过程，根据动能定理可得 解得鱼竿对鱼饵做的功为 W=6.192J 17. 如图所示，金属板AB和CD水平放置，中间开有小孔O1、O2，两板之间加有加速电压。金属板EF和GH均是以O点为圆心，半径为3R和R的同心圆弧板，O3O4也是以O点为圆心的圆弧，且到两金属板距离相等，两板之间加有电压。长2R的金属板MN、PQ水平放置，点M、P分别和点F、H对齐，两板之间加有偏转电压。质量为m、电荷量为q的粒子从粒子源中无初速度漂进加速电场，恰好能沿图示O1－O2－O3－O4－O5－K虚线轨迹运动，最后到达PQ板的中点K。不考虑场的边界效应，不计粒子的重力。求： （1）圆弧O3O4处电场强度的大小； （2）为使粒子恰好能到达PQ板的中点K，金属板MN、PQ之间加的偏转电压U的值； （3）从粒子进入金属板MN、PQ开始计时，经多长时间粒子运动到距直线MQ最近，最近距离是多少。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）粒子从O1运动到O2的过程中，由动能定理有 粒子从O3运动到O4的过程中，由牛顿第二定律有得 联立以上两式得 （2）粒子在金属板MN、PQ之间做类平抛运动，对O5K过程分析，粒子在水平方向有 竖直方向有 根据牛顿第二定律有 其中 联立以上各式解得 （3）把电场中的运动分解成平行于MQ和垂直于MQ两个方向的分运动，则垂直MQ方向，粒子速度减为0的过程中粒子做匀减速的直线运动，对于垂直于MQ方向的分运动有 由速度与位移的关系可得 解得 所以粒子运动过程中距离MQ最近为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$