精品解析：湖南省湖南师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（物选班）

湖南师大附中2023—2024学年度高一第二学期期末考试 物理（物选班） 时量：75分钟 满分：100分 一、单项选择题：（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 半导体材料导电性能与外界条件无关 B. 将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二分之一 C. 由可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比 D. 某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．半导体材料导电性能与温度有关，A错误； B．由电阻定律可知，将一根导线一分为二，则半根导线的电阻变为原来的二分之一；而电阻率是由导体材料本身决定，与导体的长度无关，B错误； C．由电阻定律可知，导体的电阻 R由导体的电阻率、长度、横截面积决定，是导体本身的特性，不能说R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比，即与两者都无关，C错误； D．某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小到零，这一现象是超导现象，D正确。 故选D。 2. 如图甲、乙所示，两个电荷量均为q的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的半圆环和圆环的圆心，环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F，则图乙中环对圆心同一点电荷的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题图甲中均匀带电半圆环对圆心点电荷的库仑力大小为，可以得出圆环对圆心点电荷的库仑力大小为。将题图乙中的均匀带电圆环分成三个圆环，关于圆心对称的两个圆环对圆心点电荷的库仑力的合力为零，因此题图乙中的圆环对圆心点电荷的库仑力大小为。 故选A。 3. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月，小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为，发动机的额定功率为，设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为。如果汽车从静止开始以额定功率启动，则（　　） A. 汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动 B. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度 C. 若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同 D. 若汽车到达最大速度的时间为t，则这段时间内的位移 【答案】B 【解析】 【详解】A．恒定功率启动，由可知，速度逐渐增加，逐渐减小，由牛顿第二定律可得 可知加速度逐渐减小，则汽车做加速度减小的加速运动，A错误； B．当时，速度达到最大，利用 求得最大速度 B正确； C．由B选项解析可知，当以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度不同；C错误； D．若汽车到达最大速度的时间为t， 由于在时间内，汽车不是做匀加速直线运动，则平均速度不等于，因此位移不等于 D错误。 故选B。 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度仍保持不变 C. 风力越大，P点的电势仍保持不变 D. 风力越大，静电计指针张角越大 【答案】B 【解析】 详解】A．根据题意可知，风力越大，则d越小，由公式 可得，电容器电容越大，故A错误； B．由公式 ，， 整理可得 根据题意可知，Q保持不变，风力越大，则d越小，极板间电场强度不变，故B正确； C．由 可知，由于E不变，可动极板与P点的距离减小，则可动极板与P点电势差减小，由于可动极板接地，电势一直为0，则P点电势改变，故C错误； D．由 可知，由于Q保持不变，C变大，则U减小，则静电计指针张角越小，故D错误。 故选B。 5. 在x轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. 和带有同种电荷 B. 处的电场强度为零 C. 负电荷从移到，电势能增加 D. 负电荷从移到，受到的电场力减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知：无穷远处电势为零，又有电势为正的地方，故存在正电荷；又有电势为负的地方，故也存在负电荷，所以和带有异种电荷，故A错误； B．根据 可知图像的切线斜率表示电场强度，则处的电场强度不为零，故B错误； C．根据 可知负电荷在电势高的地方电势能小，则负电荷从移到，电势升高，电势能减小，故C错误； D．根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小，从移到，电场强度逐渐减小，则负电荷从移到，受到的电场力减小，故D正确。 故选D。 6. 如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏。2块相同木板a、b紧挨放在水平地面上。某顾客使小滑块（可视为质点）以某一水平初速度从a的左端滑上木板，若滑块分别停在a、b则分别获得二、一等奖，若滑离木板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为m，木板下表面与地面间的动摩擦因数均为，滑块质量为，滑块与木板a、b上表面间的动摩擦因数分别为、，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，则下列说法正确的是（　　） A. 若木板全部固定，顾客要想获奖，滑块初速度的最大值为 B. 若木板全部固定，顾客获一等奖的最小速度为 C. 若只有木板a固定，顾客获一等奖，滑块初速度的最大值 D. 若木板都不固定，顾客获二等奖，滑块初速度的最大值 【答案】C 【解析】 【详解】A．顾客要想获奖，滑块初速度的最大时对应滑块刚好滑到b木板右端时速度为0，由于木板全部固定，由动能定理可知 解得 故A错误； B．顾客获一等奖的最小速度，则对应滑块刚好滑到b木板左端时速度为0，由动能定理得 解得 故B错误； C．滑块滑上b木板后，由于上表面动摩擦因数大于下表面，故滑块将与b木板共同减速停下，两者图像 时间内仅滑块运动；时间内滑块减速运动，b木板加速运动；时间内滑块与b木板共同减速；其中过程中：滑块加速度 木板加速度 且相对位移为b板长（获一等奖最大速度对应条件），即阴影面积；可得 又过程中，由动能定理 解得 故C正确； D．将a、木板看成整体，滑块减速运动的加速度大小 a、木板整体加速运动的加速度大小为 如图 共速后共同减速至0，相对位移为板长，则 ， 解得 故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共4小题、每小题5分、共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错得0分） 7. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路，下列说法正确的是（　　） A. A、B的电阻之比为1:4 B. 流过A、B的电流之比为2:1 C. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:4 D. 单位时间通过A、B的电量之比为4:1 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电阻公式有 可知，两导体的电阻之比为 故A正确； B．A、B电阻串联，根据串联的特点可知，流过、的电流之比为，故B错误； D．A、B电阻串联，根据串联的特点可知，单位时间通过A、B的电量之比为，故D错误； C．由电流的微观表达式有 结合上述解得 故C正确。 故选AC。 8. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅受它们相互之间的静电力，三球均处于静止状态，和小球间的距离分别是、，则以下判断正确的是（　　） A A、C两个小球可能带异种电荷 B. 三个小球的电荷量大小为 C. 摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、B使其能处于静止状态，再释放C球 D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据“两同夹异”原则判断，、必定带同种电荷，A错误； B．根据“两大夹小、近小远大”原则，判断可得，B正确； C．摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、B使其能处于静止状态，再释放C球，C正确； D．对B受力分析，左右两个方向的库仑力大小相等，可得 解得 D错误。 故选BC。 9. 如图所示，由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m，离地面的高度为H，初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 木板与两物块组成的系统机械能守恒 B. 物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动 C. 物块到地面时的速度可能小于 D. 两个物块落地的速度不相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．竖直方向上，两物块仅受重力，不受支持力，做自由落体；故水平方向不受摩擦力，只受绳子弹力，因此包含绳子在内的系统整体机械能守恒；故A错误； B．初始时刻物块受重力和弹力，但是弹力逐渐变小，故合力方向逐渐变化，物块作变加速曲线运动，待弹力等于0之后，合力不变（即重力），但此时速度方向并不竖直，故物块作匀变速曲线运动；故B正确； C．落地时，物块竖直方向 解得竖直方向的速度 由于水平方向速度不0，故实际速度必定大于；故C错误； D．两物块的运动完全对称，落地时速度大小相同，但方向不同。故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，在空间坐标系中，α射线管放置在第Ⅱ象限。由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，细管C到两金属板距离相等，右侧的开口在y轴上，金属板和细管C均平行于x轴。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，α粒子刚好能够以速度从细管C水平射出，进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着如图所示的辐向电场，分布在整个第Ⅰ象限的区域内。电场线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心O。粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，α粒子运动轨迹处的场强大小处处为。时刻α粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场的场强大小也为，方向随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知α粒子的电荷量为2e（e为元电荷）、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是（　　） A. α粒子从放射源P运动到C的过程中动能减少了 B. α粒子从放射源P发射时的速度大小为 C. α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为 D. 在时刻，α粒子的坐标为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，α粒子运动到处时速度为，可知α粒子的反方向的运动为类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 由牛顿第二定律 联立解得 α粒子从放射源发射出到C的过程，由动能定理 解得 设α粒子发射时速度的大小为，α粒子从放射源发射至运动到C的过程，由动能定理可得 解得 故A错误，B正确； C．粒子在静电分析器中恰好做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得 解得 故C正确； D．时刻α粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，在时刻，α粒子在方向的速度为 所以一个周期内，离子在方向的平均速度 每个周期α粒子在正方向前进 因为开始计时时α粒子横坐标为 因此在时刻，α粒子的横坐标为 α粒子的纵坐标为 所以在时刻α粒子坐标为 故D正确 故选BCD。 三、实验题（共14分，11题6分，12题8分） 11. 某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。开关K闭合，将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带负电；然后把开关S连接端点1，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的图像； （1）根据图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为________（结果保留两位有效数字）； （2）已知直流电源的电压为6V，则电容器的电容约为________F（结果保留两位有效数字）； （3）如果不改变电路其他参数，断开开关K，重复上述实验，则充电时的图像可能是图丙中的虚线________（选填“a”“b”或“c”中的一个，实线为闭合开关K时的图像）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 I-t图像与横轴所围的面积表示电容存储的电荷量，1小格的面积为 超过半格算1格，不足半格的舍去，可知总共约18格，故电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 Q=18×2.5×10-5C=4.5×10-4C 【小问2详解】 已直流电源的电压为6V，则电容器的电容为 【小问3详解】 由于电容存储的电荷量不变，如果不改变电路其他参数，断开开关K，重复上述实验，则充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将不变。断开开关K，电容器串联的电阻值增大，充电电流变小，充电时间将变长。则充电时的图像可能是图丙中的虚线a。 12. 某实验小组想利用平抛运动实验装置来验证机械能守恒定律，利用身边的器材组装了如图甲所示的装置，具体实验操作如下： ①在水平桌面上利用硬练习本做成斜面，使小球从斜面上某一固定位置由静止滚下，小球离开桌面后做平抛运动； ②利用频闪相机对小球离开桌面后的运动进行拍摄，得到小球下落的图片如图乙所示； ③利用刻度尺测得图中位置1与2的水平距离为，位置1与3的竖直高度为，位置2与5的竖直高度为，位置4与6的竖直高度为。 已知频闪相机的工作频率为f，测得小球质量为m，当地重力加速度为g，试回答以下问题： （1）小球运动到位置2时的动能______，小球运动到位置5时的动能______当满足表达式_____时，则可验证小球从位置2到位置5运动的过程机械能守恒。（用题干中给出的物理量字母表示） （2）实验结束后，某小组成员突然发现，桌面右端不水平，于是小组成员对实验结论提出质疑，你认为右端不水平对实验结果______（填“有”或 “无”）影响。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 无 【解析】 【详解】（1）[1] [2]根据平抛运动规律可知2点的竖直速度为 水平速度为 2点的速度为 小球运动到位置2时的动能为 同理可知小球运动到位置5时的动能为 [3]根据机械能守恒定律有 化简可得 （2）[4]桌面右端不水平，会导致水平方向的速度变形，由结果可知验证机械能守恒的表达式与水平方向的位移无关，所以无影响。 四、解答题（共42分，要求有必要的文字说明） 13. 天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m，万有引力常量为G。求： （1）该行星的质量M是多大？ （2）如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的，那么行星表面处的重力加速度是多大？ （3）如果该行星的半径为R，行星与其卫星之间的引力势能表达式为，r为行星与卫星的中心间距。求在该行星上发射一颗刚好脱离此行星的卫星，发射速度应为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据万有引力定律和向心力公式 得 （2）在行星表面，万有引力等于重力 得 g= （3）所发射的卫星要能够刚好运动到距离地球无穷远处，即无穷远处的卫星动能为零。由能量守恒得 EkR+EpR=Ek∞+Ep∞ 得 vR== 14. 如图所示，水平轨道的左端有一压缩的弹簧，其储存的弹性势能。弹簧左端固定，右端放一个质量为的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，弹簧恢复原长时，物块仍未到B点。传送带的长为，为水平轨道，是竖直放置的两个半径为的半圆轨道，D和错开少许，物块从D进入圆弧轨道，从出来进入水平轨道。、、、均平滑连接，不影响物块的运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，其余轨道均光滑，重力加速度。 （1）若传送带静止，物块到达传送带右端C点时的速度大小； （2）若传送带沿顺时针方向匀速转动，物块沿圆周运动能到达E点，求传送带的最小速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若传送带静止，物块从开始运动到到达C点时，由动能定理有 其中 代入题中相关已知数据，求得 （2）若物块沿圆周运动恰好能到达E点，则有 得 从到，根据动能定理有 求得 设物块从B到C全程加速，则 求得 所以，可知传送带最小速度为。 15. 如图所示，在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道，水平放置，竖直放置，轨道、粗糙，是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为O，半径，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小。现有质量，电荷量为带负电的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知距离1m，带电体与轨道，间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。（取g=10m/s2）求： （1）求带电体首次运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力； （2）带电体最终停在何处； （3）如果电场强度的大小可在0到范围内调节，当E取不同值时，求带电体全程摩擦产生的热量。 【答案】（1）20N；（2）最终停在离C点上方1m处；（3）①当时，；②当时，；③当时，；④当， 【解析】 【分析】 【详解】（1）从A点运动到C点，由动能定理有 解得 C点时，由牛顿第二定律 得 根据牛顿第三定律得对轨道的压力为20N，水平方向向左； （2）设CD向上运动到最高点速度为0时，上移的位移为x，对全过程列动能定理有 得 因为 所以物块不会滑下，最终停在离C点上方1m处； （3）①当时 ②当时，最终在BC轨道上，往复运动，且到C点速度为零有 得 ③当时，最终在BC轨道上，往复运动，且在B点速度为零 得 ④当时，物体不会动 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南师大附中2023—2024学年度高一第二学期期末考试 物理（物选班） 时量：75分钟 满分：100分 一、单项选择题：（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 半导体材料导电性能与外界条件无关 B. 将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都变为原来的二分之一 C. 由可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比 D. 某些金属、合金和氧化物的电阻率随温度降低会突然减小为零 2. 如图甲、乙所示，两个电荷量均为q的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的半圆环和圆环的圆心，环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F，则图乙中环对圆心同一点电荷的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 3. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月，小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为，发动机的额定功率为，设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为。如果汽车从静止开始以额定功率启动，则（　　） A. 汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动 B. 汽车在行驶过程中所能达到最大速度 C. 若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同 D. 若汽车到达最大速度的时间为t，则这段时间内的位移 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度仍保持不变 C. 风力越大，P点的电势仍保持不变 D. 风力越大，静电计指针张角越大 5. 在x轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. 和带有同种电荷 B. 处的电场强度为零 C. 负电荷从移到，电势能增加 D. 负电荷从移到，受到电场力减小 6. 如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏。2块相同木板a、b紧挨放在水平地面上。某顾客使小滑块（可视为质点）以某一水平初速度从a的左端滑上木板，若滑块分别停在a、b则分别获得二、一等奖，若滑离木板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为m，木板下表面与地面间的动摩擦因数均为，滑块质量为，滑块与木板a、b上表面间的动摩擦因数分别为、，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，则下列说法正确的是（　　） A. 若木板全部固定，顾客要想获奖，滑块初速度的最大值为 B. 若木板全部固定，顾客获一等奖的最小速度为 C. 若只有木板a固定，顾客获一等奖，滑块初速度的最大值 D. 若木板都不固定，顾客获二等奖，滑块初速度的最大值 二、多选题（本题共4小题、每小题5分、共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错得0分） 7. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路，下列说法正确的是（　　） A. A、B的电阻之比为1:4 B. 流过A、B的电流之比为2:1 C. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:4 D. 单位时间通过A、B的电量之比为4:1 8. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅受它们相互之间的静电力，三球均处于静止状态，和小球间的距离分别是、，则以下判断正确的是（　　） A. A、C两个小球可能带异种电荷 B. 三个小球的电荷量大小为 C. 摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、B使其能处于静止状态，再释放C球 D. 9. 如图所示，由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m，离地面的高度为H，初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 木板与两物块组成的系统机械能守恒 B. 物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动 C. 物块到地面时的速度可能小于 D. 两个物块落地的速度不相同 10. 如图甲所示，在空间坐标系中，α射线管放置在第Ⅱ象限。由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，细管C到两金属板距离相等，右侧的开口在y轴上，金属板和细管C均平行于x轴。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，α粒子刚好能够以速度从细管C水平射出，进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着如图所示的辐向电场，分布在整个第Ⅰ象限的区域内。电场线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心O。粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，α粒子运动轨迹处的场强大小处处为。时刻α粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场的场强大小也为，方向随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知α粒子的电荷量为2e（e为元电荷）、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是（　　） A. α粒子从放射源P运动到C的过程中动能减少了 B. α粒子从放射源P发射时速度大小为 C. α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为 D. 在时刻，α粒子的坐标为 三、实验题（共14分，11题6分，12题8分） 11. 某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。开关K闭合，将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带负电；然后把开关S连接端点1，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的图像； （1）根据图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为________（结果保留两位有效数字）； （2）已知直流电源的电压为6V，则电容器的电容约为________F（结果保留两位有效数字）； （3）如果不改变电路其他参数，断开开关K，重复上述实验，则充电时的图像可能是图丙中的虚线________（选填“a”“b”或“c”中的一个，实线为闭合开关K时的图像）。 12. 某实验小组想利用平抛运动实验装置来验证机械能守恒定律，利用身边的器材组装了如图甲所示的装置，具体实验操作如下： ①在水平桌面上利用硬练习本做成斜面，使小球从斜面上某一固定位置由静止滚下，小球离开桌面后做平抛运动； ②利用频闪相机对小球离开桌面后运动进行拍摄，得到小球下落的图片如图乙所示； ③利用刻度尺测得图中位置1与2的水平距离为，位置1与3的竖直高度为，位置2与5的竖直高度为，位置4与6的竖直高度为。 已知频闪相机的工作频率为f，测得小球质量为m，当地重力加速度为g，试回答以下问题： （1）小球运动到位置2时的动能______，小球运动到位置5时的动能______当满足表达式_____时，则可验证小球从位置2到位置5运动的过程机械能守恒。（用题干中给出的物理量字母表示） （2）实验结束后，某小组成员突然发现，桌面右端不水平，于小组成员对实验结论提出质疑，你认为右端不水平对实验结果______（填“有”或 “无”）影响。 四、解答题（共42分，要求有必要的文字说明） 13. 天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m，万有引力常量为G。求： （1）该行星的质量M是多大？ （2）如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的，那么行星表面处的重力加速度是多大？ （3）如果该行星的半径为R，行星与其卫星之间的引力势能表达式为，r为行星与卫星的中心间距。求在该行星上发射一颗刚好脱离此行星的卫星，发射速度应为多少？ 14. 如图所示，水平轨道的左端有一压缩的弹簧，其储存的弹性势能。弹簧左端固定，右端放一个质量为的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，弹簧恢复原长时，物块仍未到B点。传送带的长为，为水平轨道，是竖直放置的两个半径为的半圆轨道，D和错开少许，物块从D进入圆弧轨道，从出来进入水平轨道。、、、均平滑连接，不影响物块的运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，其余轨道均光滑，重力加速度。 （1）若传送带静止，物块到达传送带右端C点时的速度大小； （2）若传送带沿顺时针方向匀速转动，物块沿圆周运动能到达E点，求传送带的最小速度。 15. 如图所示，在竖直平面内有一足够长的绝缘轨道，水平放置，竖直放置，轨道、粗糙，是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为O，半径，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小。现有质量，电荷量为带负电的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知距离1m，带电体与轨道，间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。（取g=10m/s2）求： （1）求带电体首次运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力； （2）带电体最终停在何处； （3）如果电场强度的大小可在0到范围内调节，当E取不同值时，求带电体全程摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$