精品解析：山东省聊城市2023-2024学年高一下学期期末联考物理试题

2023-2024学年度第二学期期末教学质量抽测 高一物理试题 本试卷共6页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，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. 自然界中有很多物体的运动轨迹是圆或圆的一部分。关于圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动 B. 做匀速圆周运动运动的物体，其线速度不变 C. 做圆周运动的物体，所受的合外力不一定指向轨迹圆心 D. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力可以为恒力 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的加速度方向不断变化，则加速度不断变化，则它是一种非匀变速曲线运动，选项A错误； B．做匀速圆周运动运动的物体，其线速度大小不变，方向不断变化，选项B错误； C．只有做匀速圆周运动的物体，所受的合外力才一定指向轨迹圆心，选项C正确； D．做匀速圆周运动的物体，所受合外力大小不变，方向不断变化，则为变力，选项D错误。 故选C。 2. 在物理学的发展历程中，众多科学家的贡献起到了关键性的作用，为人类对自然界的理解和探索提供了坚实的基础。下列说法符合史实的是（　　） A. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷值 B. 牛顿建立了万有引力定律理论，“月一地检验”可进一步验证其正确性 C. 卡文迪什通过扭秤实验测量了静电力常量 D. 20世纪初，相对论和量子力学的建立说明经典力学已经没有研究和应用的价值 【答案】B 【解析】 【详解】A．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的值，故A错误； B．“月一地检验”是牛顿根据物体的相互作用分析地上物体间的相互作用力与天体间的相互作用力的关系的重要实验，进而总结出了万有引力定律，把天上的物体与地上的物体的相互作用统一了起来，“月-地检验”第一次检验了万有引力定律的正确性，故B正确； C．卡文迪什通过扭秤实验测量了引力常量，库仑测量了静电力常量，故C错误； D．相对论和量子力学的提出，没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形，对于高速、微观的情形经典力学不适用，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，一质量为m的游客乘坐摩天轮观光。假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为R，周期为T的匀速圆周运动，重力加速度为g。在轿厢内，游客从最低点转到最高点的过程中（　　） A. 游客重力势能的变化量为2mgR B. 游客动能的变化量为 C. 游客的机械能守恒 D. 轿厢对游客做的总功为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意，游客从最低点转到最高点的过程中，游客重力势能的增加量为 故A正确； B．游客随轿厢做匀速圆周运动，线速度大小不变，所以游客动能的变化量为零，故B错误； C．游客受到重力和支持力，从最低点转到最高点的过程中重力和支持力都做功，所以机械能不守恒，故C错误； D．由动能定理 解得 故D错误。 故选A。 4. 通过质量为m的电动玩具小车在水平面上的运动来研究“机车启动”问题。小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车功率不变，小车的v-t图像如图甲所示，t0时刻小车的速度达到最大速度的三分之二，小车速度由v0增加到最大值的过程中，小车受到的牵引力F与速度v的关系图像如图乙所示，且F-v图像是双曲线的一部分（即反比例图像），运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 小车的额定功率为F0v B. t=0时刻，小车的加速度大小为 C. t0时刻，小车的加速度大小为 D. 时间内，小车运动的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车功率不变，如图乙可知当汽车的速度为时，牵引力为，根据题意，小车的额定功率为 故A错误； BC．根据题意可知，汽车速度最大时，汽车的牵引力等于阻力，由图乙可知汽车受的阻力大小为 由t=0时刻，牵引力为，根据牛顿第二定律 解得小车的加速度大小为 在t0时刻，汽车的速度为 由A选项中分析得 则此时的牵引力为 根据牛顿第二定律有 解得 故BC错误； D．时间内，根据动能定理 解得 故D正确。 故选D。 5. 某同学在进行投掷铅球训练，他将铅球在离水平地面高为h=2m的A点，以初速度v0抛出，v0与水平方向夹角θ=37°，铅球落地点B与A点水平距离x=4m。不计空气阻力，g取，，，则初速度v0的大小为（　　） A. B. 5m/s C. D. 4m/s 【答案】B 【解析】 详解】铅球做斜上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，有 联立解得 故选B。 6. 如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，在与两极板等间距的P点固定一个点电荷。将电容器的下极板接地，此时两极板间电场强度为E1，下极板电荷量为Q1，点电荷的电势能为Ep1，P点的电势为φ1。然后保持下极板位置不动，将上极板向下移动一小段距离至虚线位置，此时板间电场强度为E2，下极板电荷量为Q2，点电荷的电势能为Ep2，P点的电势为φ2。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 得 即电场强度与两极板间距无关，所以 故A错误； BD．由于电容器下极板接地，电势为零，且P点离下极板的距离保持不变，根据 U=Ed 可知P点与下极板电势差不变，P点的电势不变 根据 Ep= 知电势能Ep不变，即 故BD错误； C．电容器上下极板电量等量，不变 故C正确。 故选C。 7. 如图甲所示，在真空中有两个等量同种电荷固定在光滑绝缘水平地面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，比荷的点电荷从该水平面内的C点由静止释放，7s时经过B点，12s时经过A点，v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条v-t图像切线斜率最大的位置（图中已标出该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/m B. 由C点到A点的过程中点电荷的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐升高 D. AB两点的电势差 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图线斜率可知小物块在经过点时加速度最大为 所以点的场强最大，根据牛顿第二定律得 得点的场强大小为 故A正确； B．由到A的过程中，物块的速度一直增加，所以电场力一直做正功，则物块的电势能一直减小，故B错误； C．对带正电荷的物体来说，从高电势到低电势运动，电场力做正功，电势能减小，则由到A过程中，电势逐渐降低，故C错误； D．物块由到A，只有电场力做功，由动能定理可得 把 代入解得 故 故D错误。 故选A。 8. 随着我市城乡建设的发展，多地的音乐喷泉灯光秀成为一道亮眼的风景，某同学观看喷泉表演时，目测喷泉表演的主喷管的直径约为0.1m，喷出的水柱高度约45m，则主喷管水泵的电动机的输出功率约为（　　） A. 250kW B. 200kW C. 150kW D. 110kW 【答案】D 【解析】 【详解】水离开管口的速度为 管口的圆形内径约有0.1m，则半径 设主喷管水泵的电动机的输出功率P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为 根据动能定理可得 解得 代入数据解得 P≈110kW 故选D。 二、多项选择题：本题共4个小题，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. 经过多年的发展，我国的北斗导航系统逐渐成为面向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航与授时服务的重要新型基础设施。若其中有质量相等的卫星A、B绕地球轨道做匀速圆周运动，用r、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在相等时间内扫过的面积。下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．根据开普勒第三定律可知 因则 选项AD正确； B．根据 可得 因则 则 选项B错误； C．因两卫星不在相同的轨道上运动，则根据开普勒第二定律可知 选项C错误。 故选AD。 10. 如图所示，边长为0.1m的正六边形ABCDEF置于匀强电场中，且正六边形所在平面和电场线平行。A、B、D三个顶点处的电势分别为1V、2V、3V。下列说法正确的是（　　） A. 通过CD两点的直线为电场中的等势线 B. 匀强电场的电场强度大小为10V/m C. AE连线中点的电势为1.5V D. 将一个电子由E点移动到D点，电子的电势能将增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．连接AD，AD中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确； B．匀强电场的场强大小为 故B错误； C．匀强电场中，沿着同一方向，距离相同的两点间电势差相等，又A、E点处的电势分别为1V和2V，故AE连线中点的电势为1.5V，故正确； D．由上得知，E的电势为2V，D点的电势相等为3V，则电子从E点移到D点电场力做正功，而且为 电势能将减小，而不是增加，故D错误。 故选AC。 11. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。此过程长木板A的动能随位移变化的图像如图乙所示，长木板和物体的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知A、B间存在摩擦力，g取10m/s。下列说法正确的是（　　） A. 木板A的质量为4kg B. 系统损失的机械能为1J C. 木板A的最小长度为0.5m D. AB间的动摩擦因数为0.1 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图丙可知 解得 故A错误； B．系统损失的机械能为 故B正确； C．A在做匀加速直线运动，则 解得 在达到共同速度之时，A、B的位移差为 即木板A的最小长度为1m，才能使物块B不会掉下来，故C错误； D．根据运动学公式 解得 故D正确 故选BD。 12. 如图甲所示，用轻绳连接质量为m的小球，在竖直面内做完整的圆周运动。在最低点时，绳上拉力为T，速度大小为v，不断改变v的大小，绘制出的T-v2图像如图乙所示，则（　　） A. 当地的重力加速度为 B. 轻绳的绳长为 C. 小球在轨迹最高点的最小速度为 D. 小球在轨迹最高点和轨迹最低点时，绳子的拉力差始终为6b 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球在最低点绳上拉力为T，速度大小为v，由牛顿第二定律有 解得 当时，可得 则当地的重力加速度为 故A错误； B．小球竖直面内做完整的圆周运动，在最低点的最小速度的平方为 而最高点刚好通过，有绳的拉力为零，可知 由动能定理可知 联立解得 故B正确； C．小球在轨迹最高点的最小速度为 故C正确； D．小球在轨迹最低点和轨迹最高点时，有 联立可得绳子的拉力差为 故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共6个小题，共60分。 13. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。 （1）先使开关S与1端相连，电源对电容器充电，则电容器上极板带______（选填“正”或“负”）电； （2）然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流、电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的曲线，如图乙所示。根据图像估算电容器释放的电荷量为___C，则电容器的电容约为______F。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）正 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 先使开关S与1端相连，电源对电容器充电，则电容器上极板带正电； 【小问2详解】 [1]根据图像估算电容器释放的电荷量为 [2]则电容器的电容约为 14. 某同学想测量小球与硅胶材料碰撞过程中的能量损耗率（碰撞过程损失的动能与碰撞前动能之比）。设计了如图所示装置，把小球从某高度由静止释放，通过光电门后与硅胶垫碰撞，竖直反弹后再次通过光电门。调整光电门位置，使小球通过光电门时，球心恰好均经过光电门中心。 （1）现有以下材质的小球：A.泡沫球B.橡胶球C.小钢球，为减少空气阻力的影响，实验中应选择______（选填字母）。 （2）实验中应该在释放小球______（选填“之前”或“之后”）接通数字计时器的电源。 （3）测得小球质量为m，直径为D，用刻度尺测量光电门到硅胶材料上表面的竖直距离为h，计时器记录小球第1次和第2次通过光电门的时间为t1和t2，以下表示该硅胶材料的能量损耗率的表达式正确的是 A. B. C. D. （4）因空气阻力的影响，能量损耗率的测量值与真实值之间存在误差，若升高光电门的高度，此误差会______（选填“减小”“增大”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）之前 （3）A （4）增大 【解析】 【小问1详解】 为减少空气阻力的影响，实验中应选择小钢球。 故选C。 【小问2详解】 为了减小实验误差，实验中应该在释放小球之前接通数字计时器的电源。 【小问3详解】 设小球碰撞前的动能为，碰后动能为，根据动能定理有 能量损耗率为 故选A。 【小问4详解】 因空气阻力的影响，能量损耗率的测量值与真实值之间存在误差，若升高光电门的高度，此误差会增大。 15. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十八号进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知神舟十八号绕地球做匀速圆周运动的半径为r，地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不计地球的自转，求： （1）地球的质量M； （2）神舟十八号绕地球运行的周期T。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对地球表面上的物体m0 解得 （2）神舟十八号在轨运行时，有 解得 16. 某同学在游乐场体验了一种叫做“空中飞椅”的游乐项目后，利用实验室器材设计组装了一种飞椅玩具，可简化成如图所示装置。在水平转盘的边缘固定一条不可伸长的轻绳，轻绳的另一端连接着放置在水平底板上的座椅。转盘和底板在电动机的带动下可绕穿过其中心的竖直轴同步匀速转动。转盘转动的角速度缓慢增大，当转盘以角速度ω匀速转动时，座椅刚好脱离底板。已知座椅可视为质点，转盘的半径为r=0.1m，长l=0.5m，转轴高h=0.4m，座椅总质量m=0.1kg，底板半径x=0.8m，g取10m/s2。，求： （1）座椅刚脱离底板时，轻绳中的拉力大小； （2）座椅刚脱离底板时，座椅的动能大小； （3）控制转盘匀速转动的转速，当轻绳和竖直方向的夹角为53°时，一颗螺丝从座椅上脱落，通过计算判断螺丝能否落到底板上。 【答案】（1）1.25N；（2）0.15J；（3）能 【解析】 【详解】（1）座椅刚脱离底板时，轻绳与竖直方向的夹角 对座椅受力分析可知，再竖直方向上 解得细绳的拉力大小 T=1.25N （2）座椅刚脱离底板时 其中 R=r+lsinθ=0.4m 座椅的动能 解得 （3）当轻绳和竖直方向的夹角为53°时， 其中 此时座椅离地面的高度 螺丝从座椅上脱落，水平方向速度和座椅速度相等，脱离后做平抛运动，则 ， 则螺丝到底板平面上的位置到底板中心竖直轴的距离 联立解得 s≈0.62m<x=0.8m 则螺丝能落到底板上。 17. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，质量为2kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道的A点由静止释放（AO半径与竖直方向夹角为60°），经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=1m，水平轨道BC长为0.5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取，求： （1）滑块第一次经过圆轨道上B点时对轨道的压力大小； （2）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能； （3）滑块在水平轨道BC上运动的总路程s和总时间（结果可以保留根号）。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）滑块从A点到B点，由机械能守恒定律得 解得 滑块在B点，由向心力公式 解 由牛顿第三定律可得：滑块对B点的压力大小 （2）滑块第一次到达D点时，弹簧具有最大的弹性势能，滑块从B点到C点由动能定理得 解得 滑块从C点到D点，由能量守恒定律可得 解得 （3）滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在 BC段运动的总路程为s，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，由动能定理可得 解得 将滑块在BC段的运动全程看做匀减速直线运动，加速度大小 由 可解得在BC上运动的总时间为 18. 如图所示，绝缘光滑圆轨道竖直放置在水平方向的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为＋q的小球位于轨道内侧的最高点A处。小球由静止释放后沿直线打到与圆心O等高的B点，小球可视为质点。已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度E1的大小； （2）当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，求小球通过A点时的动能Ek。 （3）若电场方向不变，大小变为E1的一半，在A点给小球一水平向右的初速度，使小球恰好到达B点。求初速度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 小球由静止释放后沿直线打到与圆心O等高的B点，则合力沿AB方向，有 解得 （2）根据小球合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点D点，由题意可知，D点位于OD与OA夹角为45°，如图所示 小球能做完整的圆周运动，小球的合力大小为 小球在D点，根据牛顿第二定律有 D点到A的过程，由动能定理有 联立解得 （3）若电场方向不变，大小变为E1的一半，在A点给小球一水平向右的初速度，使小球恰好到达B点，由两分运动的规律有 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期期末教学质量抽测 高一物理试题 本试卷共6页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，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. 自然界中有很多物体的运动轨迹是圆或圆的一部分。关于圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动 B. 做匀速圆周运动运动的物体，其线速度不变 C. 做圆周运动的物体，所受的合外力不一定指向轨迹圆心 D. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力可以为恒力 2. 在物理学的发展历程中，众多科学家的贡献起到了关键性的作用，为人类对自然界的理解和探索提供了坚实的基础。下列说法符合史实的是（　　） A. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷的值 B. 牛顿建立了万有引力定律理论，“月一地检验”可进一步验证其正确性 C. 卡文迪什通过扭秤实验测量了静电力常量 D. 20世纪初，相对论和量子力学的建立说明经典力学已经没有研究和应用的价值 3. 如图所示，一质量为m的游客乘坐摩天轮观光。假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为R，周期为T的匀速圆周运动，重力加速度为g。在轿厢内，游客从最低点转到最高点的过程中（　　） A. 游客重力势能变化量为2mgR B. 游客动能变化量为 C. 游客的机械能守恒 D. 轿厢对游客做的总功为 4. 通过质量为m的电动玩具小车在水平面上的运动来研究“机车启动”问题。小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车功率不变，小车的v-t图像如图甲所示，t0时刻小车的速度达到最大速度的三分之二，小车速度由v0增加到最大值的过程中，小车受到的牵引力F与速度v的关系图像如图乙所示，且F-v图像是双曲线的一部分（即反比例图像），运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 小车的额定功率为F0v B. t=0时刻，小车加速度大小为 C. t0时刻，小车的加速度大小为 D. 时间内，小车运动的位移大小为 5. 某同学在进行投掷铅球训练，他将铅球在离水平地面高为h=2m的A点，以初速度v0抛出，v0与水平方向夹角θ=37°，铅球落地点B与A点水平距离x=4m。不计空气阻力，g取，，，则初速度v0的大小为（　　） A. B. 5m/s C. D. 4m/s 6. 如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，在与两极板等间距的P点固定一个点电荷。将电容器的下极板接地，此时两极板间电场强度为E1，下极板电荷量为Q1，点电荷的电势能为Ep1，P点的电势为φ1。然后保持下极板位置不动，将上极板向下移动一小段距离至虚线位置，此时板间电场强度为E2，下极板电荷量为Q2，点电荷的电势能为Ep2，P点的电势为φ2。下列判断正确的是（　　） A B. C. D. 7. 如图甲所示，在真空中有两个等量同种电荷固定在光滑绝缘水平地面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，比荷的点电荷从该水平面内的C点由静止释放，7s时经过B点，12s时经过A点，v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条v-t图像切线斜率最大的位置（图中已标出该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/m B. 由C点到A点的过程中点电荷的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐升高 D. AB两点的电势差 8. 随着我市城乡建设的发展，多地的音乐喷泉灯光秀成为一道亮眼的风景，某同学观看喷泉表演时，目测喷泉表演的主喷管的直径约为0.1m，喷出的水柱高度约45m，则主喷管水泵的电动机的输出功率约为（　　） A. 250kW B. 200kW C. 150kW D. 110kW 二、多项选择题：本题共4个小题，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. 经过多年的发展，我国的北斗导航系统逐渐成为面向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航与授时服务的重要新型基础设施。若其中有质量相等的卫星A、B绕地球轨道做匀速圆周运动，用r、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在相等时间内扫过的面积。下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，边长为0.1m的正六边形ABCDEF置于匀强电场中，且正六边形所在平面和电场线平行。A、B、D三个顶点处的电势分别为1V、2V、3V。下列说法正确的是（　　） A. 通过CD两点的直线为电场中的等势线 B. 匀强电场的电场强度大小为10V/m C. AE连线中点的电势为1.5V D. 将一个电子由E点移动到D点，电子的电势能将增加 11. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。此过程长木板A的动能随位移变化的图像如图乙所示，长木板和物体的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知A、B间存在摩擦力，g取10m/s。下列说法正确的是（　　） A. 木板A的质量为4kg B. 系统损失的机械能为1J C. 木板A的最小长度为0.5m D. AB间的动摩擦因数为0.1 12. 如图甲所示，用轻绳连接质量为m的小球，在竖直面内做完整的圆周运动。在最低点时，绳上拉力为T，速度大小为v，不断改变v的大小，绘制出的T-v2图像如图乙所示，则（　　） A. 当地的重力加速度为 B. 轻绳的绳长为 C. 小球在轨迹最高点的最小速度为 D. 小球在轨迹最高点和轨迹最低点时，绳子的拉力差始终为6b 三、非选择题：本题共6个小题，共60分。 13. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。 （1）先使开关S与1端相连，电源对电容器充电，则电容器上极板带______（选填“正”或“负”）电； （2）然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流、电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的曲线，如图乙所示。根据图像估算电容器释放的电荷量为___C，则电容器的电容约为______F。（计算结果均保留两位有效数字） 14. 某同学想测量小球与硅胶材料碰撞过程中的能量损耗率（碰撞过程损失的动能与碰撞前动能之比）。设计了如图所示装置，把小球从某高度由静止释放，通过光电门后与硅胶垫碰撞，竖直反弹后再次通过光电门。调整光电门位置，使小球通过光电门时，球心恰好均经过光电门中心。 （1）现有以下材质的小球：A.泡沫球B.橡胶球C.小钢球，为减少空气阻力的影响，实验中应选择______（选填字母）。 （2）实验中应该在释放小球______（选填“之前”或“之后”）接通数字计时器的电源。 （3）测得小球质量为m，直径为D，用刻度尺测量光电门到硅胶材料上表面竖直距离为h，计时器记录小球第1次和第2次通过光电门的时间为t1和t2，以下表示该硅胶材料的能量损耗率的表达式正确的是 A. B. C. D. （4）因空气阻力的影响，能量损耗率的测量值与真实值之间存在误差，若升高光电门的高度，此误差会______（选填“减小”“增大”或“不变”）。 15. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十八号进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知神舟十八号绕地球做匀速圆周运动的半径为r，地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不计地球的自转，求： （1）地球的质量M； （2）神舟十八号绕地球运行的周期T。 16. 某同学在游乐场体验了一种叫做“空中飞椅”的游乐项目后，利用实验室器材设计组装了一种飞椅玩具，可简化成如图所示装置。在水平转盘的边缘固定一条不可伸长的轻绳，轻绳的另一端连接着放置在水平底板上的座椅。转盘和底板在电动机的带动下可绕穿过其中心的竖直轴同步匀速转动。转盘转动的角速度缓慢增大，当转盘以角速度ω匀速转动时，座椅刚好脱离底板。已知座椅可视为质点，转盘的半径为r=0.1m，长l=0.5m，转轴高h=0.4m，座椅总质量m=0.1kg，底板半径x=0.8m，g取10m/s2。，求： （1）座椅刚脱离底板时，轻绳中的拉力大小； （2）座椅刚脱离底板时，座椅的动能大小； （3）控制转盘匀速转动的转速，当轻绳和竖直方向的夹角为53°时，一颗螺丝从座椅上脱落，通过计算判断螺丝能否落到底板上。 17. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，质量为2kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道的A点由静止释放（AO半径与竖直方向夹角为60°），经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=1m，水平轨道BC长为0.5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取，求： （1）滑块第一次经过圆轨道上B点时对轨道的压力大小； （2）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能； （3）滑块在水平轨道BC上运动的总路程s和总时间（结果可以保留根号）。 18. 如图所示，绝缘光滑圆轨道竖直放置在水平方向的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为＋q的小球位于轨道内侧的最高点A处。小球由静止释放后沿直线打到与圆心O等高的B点，小球可视为质点。已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度E1的大小； （2）当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，求小球通过A点时的动能Ek。 （3）若电场方向不变，大小变为E1的一半，在A点给小球一水平向右的初速度，使小球恰好到达B点。求初速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$