精品解析：山东省潍坊市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

高一物理 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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. 如图所示，三个固定在水平地面上的光滑斜面，高度均为h，倾角分别为且。质量均为m的a、b、c三物块沿斜面从顶端滑到底端过程中，下列说法正确的是（　　） A. 三物块的重力势能变化量不同 B. 三物块的动能增加量相同 C. 三物块重力的平均功率相同 D. 三物块滑到底端时重力的功率相同 2. 一带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点。图中所示虚线是粒子运动轨迹，实线是电场线。则（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子的加速度逐渐变大 C. 粒子的电势能变小 D. 粒子的动能变小 3. 图甲所示装置为灭火火箭筒，主要用于实施远距离高效、安全灭火作业。在一次消防演练中，消防员在同一位置用火箭筒先后两次以相同速率、不同角度发射火箭弹，火箭弹均击中着火点，火箭弹的两次运动轨迹如图乙所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 不同轨迹的火箭弹，击中着火点时的速度相同 B. 不同轨迹的火箭弹，运动过程中速度变化量相同 C. 火箭弹沿轨迹1的运动时间大于沿轨迹2的运动时间 D. 火箭弹沿轨迹1的最小速度大于沿轨迹2的最小速度 4. 鹰在空中盘旋飞翔，会受到垂直于翼面的作用力——升力。当翼面倾斜时，垂直于翼面的升力F和重力G的合力提供向心力，可使鹰在空中水平面内做匀速圆周运动，如图所示。已知重力加速度大小取，，当鹰翼面与水平面成并以速率在空中水平面内做匀速圆周运动时，则圆周运动的半径为（　　） A. 40m B. 30m C. 20m D. 10m 5. 应用于机场和火车站安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱动下始终保持的速率逆时针方向运行，A、B间的距离为3m。已知行李（可视为质点）质量，与传送带之间的动摩擦因数，旅客把行李无初速度地放在A处，行李从B点离开传送带，重力加速度大小取，下列说法正确的是（　　） A. 行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J B. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m C. 行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量1.6J D. 行李从A到B过程中电动机额外消耗电能为1.6J 6. 在一次科普活动中，老师表演了一个“魔术”，如图甲所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一块金属片和一根铁锯条，俯视图如图乙所示。把金属片、铁锯条分别跟静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见瓶子里烟雾缭绕。摇动起电机，金属片与铁锯条间形成电场。烟尘带上负电后，瓶子里顿时清澈透明。下列关于该实验说法正确的是（　　） A. 起电机工作后，铁锯条上沾满烟尘 B. 越靠近铁锯条处电场强度越大 C. 烟尘在运动过程中电势能增大 D. 烟尘越靠近金属片速度越小 7. 如图所示，一个半径为r的均匀带电圆环，带电量为，在其中轴线上有一点A，该点距圆环中心O的距离为，已知静电力常量为k，则A点的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 8. 滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为18°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取，，下列说法正确的是（　　） A. 游客和滑草车总质量为186kg B. 游客到达B点时的速度为10m/s C. 滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.26 D. 游客在倾斜滑道上的加速度为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 2024年6月2日，我国“嫦娥六号”成功着陆在月球背面，正式开始采样工作，这是人类第一次从月球背面采集月壤。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图，“嫦娥六号”经地月转移轨道，从B点进入环月轨道1，再经变轨，从B点进入环月轨道2，在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道1是半径为的圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道，近月点C离月球球心的距离为。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s B. “嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率相同 C. “嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2的周期之比为 D. “嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点的速度之比为 10. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板与静电计金属球相连，下极板与静电计金属外壳均接地，P为电容器两板间一点。电容器充电完成后，断开开关。若电容器电介质的相对介电常数随温度的升高而减小，则当电容器温度升高时，下列说法正确的是（　　） A. 电容器电容增加 B. 静电计指针张角变小 C. 两极板间电场强度变大 D. P点电势升高 11. 如图所示，带电量为的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。将质量为、带电量为的小滑块从斜面上A点静止释放，经过B点时加速度为零，后继续运动至D点。已知O、A两点等高，，重力加速度大小取，静电力常量，下列关于小滑块的说法正确的是（　　） A. 经过C点时机械能最小 B. 从A到D过程中电势能和动能之和变小 C. 电荷量q D. 在D点时的速度为 12. 如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽，放在光滑的水平桌面上。A是质量为6m的细长直杆，在光滑导孔的限制下，只能上下运动。物块C的质量为m，紧靠B放置。初始时，A杆被夹住，使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触，然后从静止释放。重力加速度大小为g。则A杆由静止释放到再次上升到最高点过程中（　　） A. A、B组成的系统机械能守恒 B. 物块C与半圆弧槽B分离后的速度大小为 C. A杆损失的机械能为2mgR D. 若A杆质量变为4m，再次上升到最高点的位置不变 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组利用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。 实验器材：量角器、光电门、细线、小球若干。 实验操作： ①正确选择小球，测出小球的直径d； ②按照实验装置示意图安装器材，量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，并测量出细线长度L； ③在小球静止时所在位置安装一个光电门，小球的直径可视为挡光宽度，光电门的中心恰好与小球静止时球心的位置重合； ④通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下小球通过光电门的时间t，并做出记录，当地重力加速度大小为g。 请回答以下问题： （1）为减小实验误差，小球应选______（填字母序号）； A. 直径约1cm均匀钢球 B. 直径约4cm的均匀木球 （2）小球通过光电门的速度大小v=______（用所测物理量表示）； （3）为了更加直观地判断机械能是否守恒，作出图像。图像斜率为k，当______（用L、d、g表示）时，可以验证在误差允许的范围内小球在摆动过程中机械能守恒。 14. 电容器是一种重要的电学元件，有着广泛的应用。某学习兴趣小组用图甲所示电路探究电容器两极板间的电势差与所带电荷量的关系。实验操作如下： ①开关接1给电容器A充电，记录电压表示数，A带电荷量记为； ②开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，稳定后断开，记录电压表示数，A带电荷量记为，闭合，使B放电，断开。 ③重复操作②，记录电压表示数，A带电荷量记为。 电荷量 … 电压表示数/V 3.15 1.60 0.78 0.39 … （1）在操作②中，开关闭合前电容器A带电荷量______（填“大于”、“等于”或“小于”）电容器B带电荷量。结合表格数据进一步分析可知电容器的电势差与其所带电荷量成______（填“正比”或“反比”）关系。 （2）该小组用图乙所示电路进一步探究电容器A的充放电规律。 ①开关接1，电源给电容器A充电，观察到电流计G的指针偏转情况为______； A.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 B.逐渐偏转到某一刻度后保持不变 C.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 D.迅速偏转到某一刻度后保持不变 ②图丙为电容器A放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为3V，该电容器A的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 15. 带电量为、质量为0.4kg的小球在电场力作用下沿光滑绝缘水平面做匀变速直线运动，匀强电场方向与水平面平行。小球位移与时间关系满足（式中x以m为单位，t以s为单位），从时刻开始运动到末，小球从M点运动到N点。求： （1）电场强度大小E； （2）M、N两点间电势差。 16. 如图所示，一弹射游戏装置，由竖直光滑管道AB、半径的四分之一光滑圆弧轨道BC和倾角为的斜面EF组成。游戏时，将弹簧压缩到某一位置，依靠弹簧弹力将质量为的小球发射出去。现将弹簧压缩至离地面上A点0.2m处释放，小球能沿着圆弧恰好通过最高点C，并垂直击中斜面EF上的D点。已知圆弧轨道的C点和斜面底端E点在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度大小取。求： （1）C、D两点间的竖直高度； （2）弹簧对小球做的功。 17. 如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限中有沿y轴负方向的匀强电场，第三象限中有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小均为E，第四象限中有沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），在处垂直x轴放置一足够长的挡板。质量为m、电荷量为q的正离子从A点沿x轴正方向开始运动，经O点进入第一象限，最终垂直打在挡板上，A点坐标为。离子重力不计。求： （1）离子第一次经过x轴时的速度大小及方向； （2）离子第二次经过x轴时的横坐标； （3）第四象限中电场强度大小的可能值。 18. 如图甲所示，边长为的正方体固定在水平地面上，M、N两顶点处固定两个轻质光滑的小滑轮，质量分别为的小球A和B（均可视为质点）通过跨在小滑轮上长为的轻绳连接，用手托住小球A，使绳刚好伸直。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度大小取。 （1）此时由静止释放小球A，求小球A落地前瞬间的速度大小； （2）如图乙所示，在初始位置处对小球A施加竖直向下的力，求小球A落地前瞬间的速度大小； （3）在第（2）问条件下，当小球A撞击到地面瞬间撤去拉力F，同时小球A与地面牢固粘连，小球B运动过程中轻绳一直没有断裂且不与小滑轮接触。 （ⅰ）求绳子拉直瞬间小球B损失的机械能； （ⅱ）绳子拉直后小球做圆周运动，绳刚脱离N处滑轮时，求小球B所受绳子拉力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一物理 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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. 如图所示，三个固定在水平地面上的光滑斜面，高度均为h，倾角分别为且。质量均为m的a、b、c三物块沿斜面从顶端滑到底端过程中，下列说法正确的是（　　） A. 三物块的重力势能变化量不同 B. 三物块的动能增加量相同 C. 三物块重力的平均功率相同 D. 三物块滑到底端时重力的功率相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．三物块的重力做功为 可知三物块的重力做功相等，根据功能关系，三物块的重力势能变化量相同，故A错误； B．根据动能定理，三物块的动能增加量为 故三物块的动能增加量相同，故B正确； C．根据动力学公式 加速度为 可得 则 根据 可得 故C错误； D．根据机械能守恒 物块滑到底端时重力的功率 可得 故D错误。 故选B。 2. 一带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点。图中所示虚线是粒子运动轨迹，实线是电场线。则（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子的加速度逐渐变大 C. 粒子的电势能变小 D. 粒子的动能变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向左，可知该粒子带正电，故A错误； B．因A点的电场线较B点密集，可知A点的场强较大，粒子所受的电场力较大，粒子在A点加速度较大，即该粒子由A到B加速度逐渐减小，故B错误； CD．该粒子由A到B电场力做负功，电势能变大，则动能减小，故C错误，D正确。 故选D。 3. 图甲所示装置为灭火火箭筒，主要用于实施远距离高效、安全灭火作业。在一次消防演练中，消防员在同一位置用火箭筒先后两次以相同速率、不同角度发射火箭弹，火箭弹均击中着火点，火箭弹的两次运动轨迹如图乙所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 不同轨迹的火箭弹，击中着火点时的速度相同 B. 不同轨迹的火箭弹，运动过程中速度变化量相同 C. 火箭弹沿轨迹1的运动时间大于沿轨迹2的运动时间 D. 火箭弹沿轨迹1的最小速度大于沿轨迹2的最小速度 【答案】C 【解析】 【详解】C．令初速度方向与水平方向夹角为，水平方向分位移均为x，则有 解得 轨迹1初速度方向与水平方向夹角大一些，则火箭弹沿轨迹1的运动时间大于沿轨迹2的运动时间，故C正确； D．火箭弹水平方向做匀速直线运动，运动到最高点速度最小，该最小速度等于水平方向的速度，则有 由于轨迹1初速度方向与水平方向夹角大一些，则火箭弹沿轨迹1的最小速度小于沿轨迹2的最小速度，故D错误； B．斜抛运动加速度为重力加速度，根据 解得 由于轨迹1初速度方向与水平方向夹角大一些，则火箭弹沿轨迹1运动过程中速度变化量大于沿轨迹2运动过程中速度变化量，故B错误； A．火箭弹发射点与击中点的竖直高度相等，令为h，则有 则击中点的速度大小 解得 可知，击中着火点时的速度大小相等，令该速度与水平方向夹角为，则有 可知，击中着火点时的速度方向不同，即不同轨迹的火箭弹，击中着火点时的速度不相同，故A错误。 故选C。 4. 鹰在空中盘旋飞翔，会受到垂直于翼面的作用力——升力。当翼面倾斜时，垂直于翼面的升力F和重力G的合力提供向心力，可使鹰在空中水平面内做匀速圆周运动，如图所示。已知重力加速度大小取，，当鹰翼面与水平面成并以速率在空中水平面内做匀速圆周运动时，则圆周运动的半径为（　　） A 40m B. 30m C. 20m D. 10m 【答案】B 【解析】 【详解】向心力 又 联立代入数据得 故选B。 5. 应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱动下始终保持的速率逆时针方向运行，A、B间的距离为3m。已知行李（可视为质点）质量，与传送带之间的动摩擦因数，旅客把行李无初速度地放在A处，行李从B点离开传送带，重力加速度大小取，下列说法正确的是（　　） A. 行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J B. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m C. 行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为1.6J D. 行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能为1.6J 【答案】D 【解析】 【详解】A．行李先向左做匀加速直线运动，就牛顿第二定律有 解得 令行李加速至与传送带速度相等，则有 解得 之后行李向左做匀速直线运动，则行李从A到B过程中传送带对行李做功为 故A错误； B．行李匀加速直线运动过程有 则行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 故B错误； C．行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为 故C错误； D．行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能 故D正确。 故选D。 6. 在一次科普活动中，老师表演了一个“魔术”，如图甲所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一块金属片和一根铁锯条，俯视图如图乙所示。把金属片、铁锯条分别跟静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见瓶子里烟雾缭绕。摇动起电机，金属片与铁锯条间形成电场。烟尘带上负电后，瓶子里顿时清澈透明。下列关于该实验说法正确的是（　　） A. 起电机工作后，铁锯条上沾满烟尘 B. 越靠近铁锯条处电场强度越大 C. 烟尘在运动过程中电势能增大 D. 烟尘越靠近金属片速度越小 【答案】B 【解析】 【详解】A．当静电除尘装置接通起电时，在金属片和铁锯条之间产生电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电尘粒在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，所以，起电机工作后，金属片上沾满烟尘，故A错误； B．越接近两极，场强越大，所以越靠近铁锯条处电场强度越大，故B正确； CD．烟尘在向金属片运动过程中，电场力做正功，动能增大，速度增大，但电势能减小，故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，一个半径为r的均匀带电圆环，带电量为，在其中轴线上有一点A，该点距圆环中心O的距离为，已知静电力常量为k，则A点的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带正电圆环不能看成点电荷，将圆环的带电量Q无限分割，假设每一份的电量为q，其中一份q在x轴的A点处产生的电场强度如图所示 有 假设圆环上有n个q，则有 在A点，在垂直x轴方向，的分量为，根据对称性，n个的矢量和为0，沿着x轴方向，的分量 由几何关系知 n个的矢量和就是圆环在A处产生的场强，即 联立解得 故选A。 8. 滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为18°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取，，下列说法正确的是（　　） A. 游客和滑草车总质量为186kg B. 游客到达B点时的速度为10m/s C. 滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.26 D. 游客在倾斜滑道上加速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．游客和滑草车开始下滑时的重力势能为 总质量为 m=60kg 选项A错误； B．游客到达B点时的动能等于机械能为3000J，则根据 可得速度为 vB=10m/s 选项B正确； C．滑草车下滑过程中由能量关系 解得与倾斜滑道间的动摩擦因数为 μ=0.274 选项C错误； D．游客在倾斜滑道上的加速度为 选项D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 2024年6月2日，我国“嫦娥六号”成功着陆在月球背面，正式开始采样工作，这是人类第一次从月球背面采集月壤。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图，“嫦娥六号”经地月转移轨道，从B点进入环月轨道1，再经变轨，从B点进入环月轨道2，在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道1是半径为的圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道，近月点C离月球球心的距离为。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s B. “嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率相同 C. “嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2周期之比为 D. “嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点的速度之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．11.2km/s是第二宇宙速度，逃逸地球的速度，月球还在地球引力范围内，则“嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s。故A正确； B．“嫦娥六号”在轨道1的B点进入轨道2要点火减速，所以“嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率不相同。故B错误； C．轨道2的半长轴要大于，所以“嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2的周期之比不为。故C错误； D．“嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点，由开普勒第二定律得 解得速度之比为 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板与静电计金属球相连，下极板与静电计金属外壳均接地，P为电容器两板间一点。电容器充电完成后，断开开关。若电容器电介质的相对介电常数随温度的升高而减小，则当电容器温度升高时，下列说法正确的是（　　） A 电容器电容增加 B. 静电计指针张角变小 C. 两极板间电场强度变大 D. P点电势升高 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据 电容器温度升高时，电容器电介质的相对介电常数减小，则电容器电容减小，故A错误； B．电容器充电完成后，断开开关，电容器电量不变，根据 电容减小，则电容器两极板间电压增大，静电计指针张角变大，故B错误； C．电容器两极板间电压增大，根据 两极板间电场强度变大，故C正确； D．P点与电容器下极板距离不变，根据，则P点与电容器下极板间电势差增大，即P点电势升高，故D正确。 故选CD。 11. 如图所示，带电量为的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。将质量为、带电量为的小滑块从斜面上A点静止释放，经过B点时加速度为零，后继续运动至D点。已知O、A两点等高，，重力加速度大小取，静电力常量，下列关于小滑块的说法正确的是（　　） A. 经过C点时机械能最小 B. 从A到D过程中电势能和动能之和变小 C. 电荷量q为 D. 在D点时的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小滑块由A到C电场力做负功，机械能减小，由C到D电场力做正功，机械能增大，所以经过C点时机械能最小，故A正确； B．小滑块由A到B电场力做负功，电势能增大，速度增大，动能增大，所以电势能和动能之和增大，故B错误； C．由题意知小滑块在B点处的加速度为零，沿斜面方向受力分析 由于 OA=OD 则 解得 故C正确； D．小滑块由A到C电场力做负功，由C到D电场力做正功，即小滑块在A、D两点电势能相等，根据 解得 故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽，放在光滑的水平桌面上。A是质量为6m的细长直杆，在光滑导孔的限制下，只能上下运动。物块C的质量为m，紧靠B放置。初始时，A杆被夹住，使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触，然后从静止释放。重力加速度大小为g。则A杆由静止释放到再次上升到最高点过程中（　　） A. A、B组成的系统机械能守恒 B. 物块C与半圆弧槽B分离后的速度大小为 C. A杆损失的机械能为2mgR D. 若A杆质量变为4m，再次上升到最高点的位置不变 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．C对B的弹力对B做负功，A、B组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．在杆向下运动过程中，对于A、B、C组成的系统，只有重力做功，所以系统的机械能守恒。当杆A的下端运动到碗的最低点时不能再向下运动，A的速度为零，此时物块C与半圆弧槽B分离，由系统的机械能守恒得 解得 故B正确； C．杆A的下端经过槽B的最低点后B、C分离，杆上升到所能达到的最高点时，AB的速度均为0，由AB系统机械能守恒，有 解得 A杆损失的机械能为 故C正确； D．根据B、C项解析，若A杆质量变为4m，再次上升到最高点的位置不变，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组利用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。 实验器材：量角器、光电门、细线、小球若干。 实验操作： ①正确选择小球，测出小球的直径d； ②按照实验装置示意图安装器材，量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，并测量出细线长度L； ③在小球静止时所在位置安装一个光电门，小球的直径可视为挡光宽度，光电门的中心恰好与小球静止时球心的位置重合； ④通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下小球通过光电门的时间t，并做出记录，当地重力加速度大小为g。 请回答以下问题： （1）为减小实验误差，小球应选______（填字母序号）； A. 直径约1cm的均匀钢球 B. 直径约4cm的均匀木球 （2）小球通过光电门的速度大小v=______（用所测物理量表示）； （3）为了更加直观地判断机械能是否守恒，作出图像。图像斜率为k，当______（用L、d、g表示）时，可以验证在误差允许的范围内小球在摆动过程中机械能守恒。 【答案】（1）A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 为减小实验误差，小球应选直径约1cm的均匀钢球； 故选A。 【小问2详解】 小球通过光电门的速度大小为 【小问3详解】 根据机械能守恒定律得 解得 斜率为 当时，可以验证在误差允许的范围内小球在摆动过程中机械能守恒。 14. 电容器是一种重要的电学元件，有着广泛的应用。某学习兴趣小组用图甲所示电路探究电容器两极板间的电势差与所带电荷量的关系。实验操作如下： ①开关接1给电容器A充电，记录电压表示数，A带电荷量记为； ②开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，稳定后断开，记录电压表示数，A带电荷量记为，闭合，使B放电，断开。 ③重复操作②，记录电压表示数，A带电荷量记为。 电荷量 … 电压表示数/V 3.15 1.60 0.78 0.39 … （1）在操作②中，开关闭合前电容器A带电荷量______（填“大于”、“等于”或“小于”）电容器B带电荷量。结合表格数据进一步分析可知电容器的电势差与其所带电荷量成______（填“正比”或“反比”）关系。 （2）该小组用图乙所示电路进一步探究电容器A的充放电规律。 ①开关接1，电源给电容器A充电，观察到电流计G的指针偏转情况为______； A.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 B.逐渐偏转到某一刻度后保持不变 C.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 D.迅速偏转到某一刻度后保持不变 ②图丙为电容器A放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为3V，该电容器A的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. 等于 ②. 正比 （2） ①. C ②. ################） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在操作②中，S1从1接2，S2处于断开状态，A、B两电容器并联，稳定后，A、B两电容器电压相等，故开关闭合前电容器A带电荷量等于电容器B带电荷量。结合表格数据进一步分析可知，电容器的电势差与其所带电荷量的比值近似相等，故成正比关系。 【小问2详解】 [1]开关S接 1，电源给电容器A充电，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到的电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。 故选C。 [2]由 可知，电荷量为曲线与坐标轴所围成的面积 由 解得 15. 带电量为、质量为0.4kg的小球在电场力作用下沿光滑绝缘水平面做匀变速直线运动，匀强电场方向与水平面平行。小球位移与时间关系满足（式中x以m为单位，t以s为单位），从时刻开始运动到末，小球从M点运动到N点。求： （1）电场强度大小E； （2）M、N两点间电势差。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球位移与时间关系满足 结合匀减速直线运动位移时间公式 可知小球的初速度和加速度大小分别为 ， 根据牛顿第二定律可得 解得电场强度大小为 （2）从时刻开始运动到末，小球从M点运动到N点，根据运动学公式可知，末的速度大小为 由动能定理可得 解得M、N两点间电势差为 16. 如图所示，一弹射游戏装置，由竖直光滑管道AB、半径的四分之一光滑圆弧轨道BC和倾角为的斜面EF组成。游戏时，将弹簧压缩到某一位置，依靠弹簧弹力将质量为的小球发射出去。现将弹簧压缩至离地面上A点0.2m处释放，小球能沿着圆弧恰好通过最高点C，并垂直击中斜面EF上的D点。已知圆弧轨道的C点和斜面底端E点在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度大小取。求： （1）C、D两点间的竖直高度； （2）弹簧对小球做的功。 【答案】（1）0.8m；（2）1.95J 【解析】 【详解】（1）小球恰好通过点，则 垂直击中斜面，可得竖直分速度与水平分速度的关系为 竖直方向为匀加速直线运动，则 解得 （2）竖直方向 水平方向 利用几何关系可得 由动能定理 解得 17. 如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限中有沿y轴负方向的匀强电场，第三象限中有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小均为E，第四象限中有沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），在处垂直x轴放置一足够长的挡板。质量为m、电荷量为q的正离子从A点沿x轴正方向开始运动，经O点进入第一象限，最终垂直打在挡板上，A点坐标为。离子重力不计。求： （1）离子第一次经过x轴时的速度大小及方向； （2）离子第二次经过x轴时横坐标； （3）第四象限中电场强度大小的可能值。 【答案】（1），与轴正方向夹角为；（2）；（3）或 【解析】 【详解】（1）离子从A到做类平抛运动，则 在点时，设速度与轴正方向夹角为，则 解得 离子第一次经过x轴时的速度大小 解得 （2）从点运动到第二次经过轴过程中，水平方向 竖直方向 解得 离子第二次经过轴时的横坐标为。 （3）若离子在第四象限垂直打在挡板上，如图甲 离子做类平抛运动 解得 若离子在第一象限垂直打在挡板上，如图乙 在第四象限运动的水平位移为，则 解得 18. 如图甲所示，边长为的正方体固定在水平地面上，M、N两顶点处固定两个轻质光滑的小滑轮，质量分别为的小球A和B（均可视为质点）通过跨在小滑轮上长为的轻绳连接，用手托住小球A，使绳刚好伸直。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度大小取。 （1）此时由静止释放小球A，求小球A落地前瞬间的速度大小； （2）如图乙所示，在初始位置处对小球A施加竖直向下的力，求小球A落地前瞬间的速度大小； （3）在第（2）问条件下，当小球A撞击到地面瞬间撤去拉力F，同时小球A与地面牢固粘连，小球B运动过程中轻绳一直没有断裂且不与小滑轮接触。 （ⅰ）求绳子拉直瞬间小球B损失的机械能； （ⅱ）绳子拉直后小球做圆周运动，绳刚脱离N处滑轮时，求小球B所受绳子拉力大小。 【答案】（1）；（2）；（3）（ⅰ），（ⅱ） 【解析】 【详解】（1）对A、B小球组成的系统，机械能守恒 解得 （2）对小球组成的系统，根据动能定理 解得 （3）（ⅰ）A球落地后，B球上升 即 时绳子拉直，设此时B球速度大小为，则 解得 在绳子拉直瞬间，B球沿绳方向分速度变为0，垂直绳方向的分速度 故B球减少的机械能为 解得 （ⅱ）对B球，根据动能定理 解得 绳刚脱离N处滑轮时对小球B，根据牛顿第二定律 解得小球B所受绳子拉力大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$