精品解析：辽宁省实验中学2023-2024 学年高一下学期期末考试物理试卷

2023—2024学年度下学期期末考试高一年级 物理科试卷 （满分：100分，考试时间：75分钟） 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于开普勒定律及万有引力定律应用于天文学研究的历史事实说法正确的是（ ） A. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 B. 火星与木星公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方 C. 海王星是英国物理学家卡文迪什经过大量计算而发现的，被人们称为“笔尖上的行星” D. 海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体 2. 如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。关于此实验装置中的静电计，下列说法中正确的是（ ） A. 只增大平行板之间距离，静电计指针张角变小 B. 只减小平行板正对面积，静电计指针张角变大 C. 只在板间插入有机玻璃板，静电计指针张角变大 D. 可以用电压表替代静电计 3. 如图所示，某同学用微安表头（量程100μA，内阻900Ω）改装成一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。则R1和R2的阻值分别为（ ） A. 100Ω 29100Ω B. 100Ω 2910Ω C. 10Ω 29100Ω D. 10Ω 2910Ω 4. 如图，两个等量同种正点电荷位于圆的直径AC上，直径BD垂直于AC，CM=MO=ON=NA，下列说法正确的是（　　） A. 圆弧ABCD是等势面 B. 同一个试探电荷在B、D两个位置所受的电场力相同 C. 负电荷在A点的电势能比其在O点的电势能大 D. 将带正电的试探电荷从О点沿直线移到D点的过程中，该电荷的电势能先增大后减小 5. 如图甲所示的U-Ⅰ图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机和“4V，2W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 电源电动势为9V，内阻为2.25Ω B. 电路中的电流为1A C. 电动机的工作效率约为96% D. 电源效率约为80% 6. 高压清洗广泛应用于汽车清洁、地面清洁等。某高压水枪出水口横截面积为S，手持该高压水枪操作时，水流刚进入水枪时的速度可忽略不计，水从枪口以速度v高速喷出后，近距离垂直喷射到某物体表面且速度在短时间内变为零，忽略水从枪口喷出后的发散效应，水的密度为，则水在物体表面产生的平均冲击力大小和高压水枪喷水的输出功率分别为（ ） A. B. C. D. 7. 2023年11月16日，中国北斗系统正式加入国际民航组织标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。将地球看成质量均匀的球体，若已知地球半径与同步卫星的轨道半径之比为k，地球自转周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 倾斜地球同步轨道卫星有可能保持在大连的正上方 B. 地球的平均密度为 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 8. 在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为U3，电流表A示数变化量的绝对值为I，则下列说法正确的是（ ） A. 电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大 B. U3与I的比值不变 C. 电源的输出功率一定减小 D. 滑动变阻器的功率一定增大 9. 如图所示，质量M=2kg、半径R=1.5m、内壁光滑的半圆槽静置于光滑水平地面上。现将质量m=1kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方h=1.5m处由静止释放，小球下落后刚好自A点进入槽内，B点为半圆槽内壁的最低点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，小球对半圆槽做正功 B. 小球运动到B时，小球速度大小为m/s C. 小球从A到C的过程中，半圆槽的位移为1m D. 小球从C点飞出后做斜抛运动 10. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心О等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球Р套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、（重力加速度为g，空气阻力不计）.下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向水平向左 B. 匀强电场场强大小 C. 小球运动过程中对圆环最小压力为0 D. 小球运动过程中在b处与地球组成系统有最大的机械能 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示装置，其中重物质量为，交流电频率为。 （1）为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的，理由是____________________； （2）让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。点为第一个点，、、和为4个连续的点。从刻度尺读得：，，__________； （3）已知当地重力加速度取，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值__________、点的动能__________（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是__________（选序号） A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦力 C. 接通电源前释放了纸带 12. 甲、乙两同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，他们先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，调节P或Q，直至滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，则说明导轨已水平。导轨调平后，将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬时冲量，滑块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录滑块A上遮光条的挡光时间为、，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为。实验中为确保碰撞后滑块A被反弹，则mA、mB应满足的关系是mA______mB（选填“>”“=”或“<”）。 （2）甲同学认为，若有关系式______成立（用字母mA、mB、、、表示），则两滑块碰撞过程总动量守恒。 （3）乙同学认为，若有关系式______成立（用字母mA、mB表示），则两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞。 三、计算题：本题共3小题，共40分；其中第13题9分、第14题13分、第15题18分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值。 13. 图甲是我国自主设计开发的全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m=200kg的物体，其a-t图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，g取10m/s2。求： （1）起重机的额定功率； （2）10s内起重机对物体做的功。 14. 两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子（质量为m、电荷量为e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0的周期性电压时，能使所有电子均从两板间通过（忽略电子间的相互作用力及所受重力），己知板间距离为d，求： （1）平行导体板的板长； （2）0时刻和t0时刻进入两板间的电子通过两板间过程中产生的侧向位移（沿垂直两板方向上的位移）的大小； （3）若改变板长，使这些电子通过两板之间的时间为3t0，电子均能通过两板，在侧向位移（沿垂直两板方向上的位移）分别为最大值和最小值的情况下，电子在偏转电场中的动能增量之比。 15. 如图所示，一质量为m1=4kg滑道静置于光滑水平面上，其BC段上表面水平且粗糙，长度L=0.8m，CD段为一半径R=0.4m的光滑的圆弧，滑道左端B点处放一质量m2=1kg的铜块。用不可伸长的长度r=m的轻绳将质量为m0=3kg的小球悬挂于铜块正上方的O点，将小球拉至与О点等高处，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳断裂，小球与铜块发生正碰并立即锁定在一起成为一整体。小球和铜块均可视为质点，已知小球和铜块成为的整体与木板之间的动摩擦因数=0.5，g取10m/s2，求： （1）小球与铜块正碰后成为一整体的速度大小； （2）这一整体第一次滑过C点后距离BC段上表面的最大高度h； （3）滑道的最大速度大小； （4）这一整体第二次经过C点后与滑道达到共同速度一起运动，某时刻水平面突然变为动摩擦因数为=0.75的粗糙面，求这一整体最终停止运动时的位置与B点的距离△L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度下学期期末考试高一年级 物理科试卷 （满分：100分，考试时间：75分钟） 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于开普勒定律及万有引力定律应用于天文学研究的历史事实说法正确的是（ ） A. 相同时间内，火星与太阳连线扫过面积等于木星与太阳连线扫过的面积 B. 火星与木星公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方 C. 海王星是英国物理学家卡文迪什经过大量计算而发现的，被人们称为“笔尖上的行星” D. 海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故A错误； B．根据开普勒第三定律可知火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故B错误； C．海王星是运用万有引力定律，经过大量的计算后发现的，但不是卡文迪什运用万有引力定律经过大量计算而发现的，故C错误； D．海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体，故D正确； 故选D。 2. 如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。关于此实验装置中的静电计，下列说法中正确的是（ ） A. 只增大平行板之间的距离，静电计指针张角变小 B. 只减小平行板的正对面积，静电计指针张角变大 C. 只在板间插入有机玻璃板，静电计指针张角变大 D. 可以用电压表替代静电计 【答案】B 【解析】 【详解】由于静电计所带电荷量很小，所以可认为平行板电容器所带电荷量保持不变，根据 ， A．只增大平行板之间的距离，则电容器电容减小，板间电势差增大，静电计指针张角变大，故A错误； B．只减小平行板的正对面积，则电容器电容减小，板间电势差增大，静电计指针张角变大，故B正确； C．只在板间插入有机玻璃板，则电容器电容增大，板间电势差减小，静电计指针张角变小，故C错误； D．由于电压表要有读数需要有电流通过表头，该装置稳定时没有电流，所以不能用电压表替代静电计，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，某同学用微安表头（量程100μA，内阻900Ω）改装成一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。则R1和R2的阻值分别为（ ） A. 100Ω 29100Ω B. 100Ω 2910Ω C. 10Ω 29100Ω D. 10Ω 2910Ω 【答案】B 【解析】 【详解】根据并联电路分流原理，可知 解得 根据串联电路分压原理，可得 解得 故选B。 4. 如图，两个等量同种正点电荷位于圆的直径AC上，直径BD垂直于AC，CM=MO=ON=NA，下列说法正确的是（　　） A. 圆弧ABCD是等势面 B. 同一个试探电荷在B、D两个位置所受的电场力相同 C. 负电荷在A点的电势能比其在O点的电势能大 D. 将带正电的试探电荷从О点沿直线移到D点的过程中，该电荷的电势能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．等量同种点电荷电势分布如图所示 由图可知，A、C点的电势相等，B、D点的电势相等，圆弧ABCD不是等势面，故A错误； B．同一个试探电荷在B、D两个位置所受的电场力大小相等，方向相反，故B错误； C．根据电势的分布可知，A点的电势低于O点的电势，所以负电荷在A点的电势能比其在O点的电势能大，故C正确； D．在两点电荷中垂线上O点电势最高，所以将带正电的试探电荷从О点沿直线移到D点的过程中，电势能减小，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示的U-Ⅰ图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机和“4V，2W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 电源电动势为9V，内阻为2.25Ω B. 电路中的电流为1A C. 电动机的工作效率约为96% D. 电源效率约为80% 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 结合图像的斜率与截距可知 V 故A错误； B．灯泡正常发光，则有 A 故B错误； C．电动机的电压为 V 电动机的功率为 W 热功率为 W 电动机的工作效率约为 故C正确； D．电源的效率为 故D错误； 故选C。 6. 高压清洗广泛应用于汽车清洁、地面清洁等。某高压水枪出水口横截面积为S，手持该高压水枪操作时，水流刚进入水枪时的速度可忽略不计，水从枪口以速度v高速喷出后，近距离垂直喷射到某物体表面且速度在短时间内变为零，忽略水从枪口喷出后的发散效应，水的密度为，则水在物体表面产生的平均冲击力大小和高压水枪喷水的输出功率分别为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】时间内流出的水的质量 根据动量定理 联立解得 根据动能定理 解得 故选D。 7. 2023年11月16日，中国北斗系统正式加入国际民航组织标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。将地球看成质量均匀的球体，若已知地球半径与同步卫星的轨道半径之比为k，地球自转周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 倾斜地球同步轨道卫星有可能保持在大连的正上方 B. 地球的平均密度为 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．倾斜地球同步轨道卫星周期仍然是24小时，但轨道与赤道平面有夹角，如果某时刻在大连正上方，则24小时后就又在大连正上方，但不能保持在大连正上方，故A错误； B．同步卫星，万有引力提供向心力 得 地球的平均密度 故B错误； CD．根据题意，由万有引力提供向心力有 在地球北极有 在赤道上有 联立可得 则地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为，故C错误，D正确； 故选D。 8. 在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为U3，电流表A示数变化量的绝对值为I，则下列说法正确的是（ ） A. 电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大 B. U3与I的比值不变 C. 电源输出功率一定减小 D. 滑动变阻器的功率一定增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律 可得将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路电流减小，电流表A的示数减小，定值电阻两端电压减小，则电压表V1的示数减小，内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表的示数V2增大，故A错误； B．理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得 滑动变阻器滑动后，有 两式相减，所以U3与I的比值为 则比值保持不变，故B正确； C．电源的输出功率与外电阻变化的图像如下 当电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值比内阻大，电源的输出功率减小，故C正确； D．将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误； 故选BC。 9. 如图所示，质量M=2kg、半径R=1.5m、内壁光滑的半圆槽静置于光滑水平地面上。现将质量m=1kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方h=1.5m处由静止释放，小球下落后刚好自A点进入槽内，B点为半圆槽内壁的最低点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，小球对半圆槽做正功 B. 小球运动到B时，小球速度大小为m/s C. 小球从A到C的过程中，半圆槽的位移为1m D. 小球从C点飞出后做斜抛运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于小球从A到B的过程中对槽有斜向左下的压力，同时半圆槽向左运动，位移方向向左，所以小球对半圆槽做正功，故A正确； B．小球在半圆槽内滑动的过程中，系统水平方向合力为0，所以水平方向动量守恒，根据水平动量守恒得 解得 ， 故B错误； C．小球从A点运动到C点这一过程，水平方向类似于人船模型，则有 解得 ， 故C正确； D．根据水平方向动量守恒可知小球从C点飞出瞬间，小球和半圆槽的水平速度都为0，小球做竖直上抛运动，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心О等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球Р套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、（重力加速度为g，空气阻力不计）.下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向水平向左 B. 匀强电场场强大小 C. 小球运动过程中对圆环的最小压力为0 D. 小球运动过程中在b处与地球组成的系统有最大的机械能 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．从最低点到最高点 解得 故ac连线为等势线，从a到b，有 解得 电场线垂直于等势线，且沿电场线方向电势逐渐降低，故匀强电场方向水平向右，故A错误； B．匀强电场场强大小为 故B正确； C．电场力 当电场力与重力合力与圆心在一条直线上时，对圆环的压力达到最大和最小，根据几何关系可知，最小速度 根据牛顿第二定律 解得最小支持力为0，根据牛顿第三定律可知，小球运动过程中对圆环的最小压力为0，故C正确； D．小球在b处的电势能最小，根据能量守恒定律可知，小球运动过程中在b处与地球组成的系统有最大的机械能，故D正确。 故选BCD。 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，其中重物质量为，交流电频率为。 （1）为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的，理由是____________________； （2）让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。点为第一个点，、、和为4个连续的点。从刻度尺读得：，，__________； （3）已知当地重力加速度取，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值__________、点的动能__________（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是__________（选序号） A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦力 C. 接通电源前释放了纸带 【答案】 ①. 阻力与重力之比更小（或其他合理解释） ②. 33.00 ③. 0.547 ④. 0.588 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]为了减小误差，要求保持体积和形状相同，此时如果密度越大，则对应的质量也越大，此时受到的重力也越大，相同体积和形状下，阻力与重力之比更小； （2）[2]，，根据匀加速直线运动规律，33.00。 （3）[3]由于重物的质量为200g，因此受到的重力为 则加速度即为重力加速度，由于交流电频率为50Hz，因此打点的周期为0.02s，因此从O点到C'点读图可得 因此有重力势能变化量的绝对值为 [4]由平均速度公式 因此可以得到BD段的平均速度分别为 由于C'点为BD段时间中点，因此速度近似等于BD平均速度，可得在C点的对应速度为 因此有 重物的重力势能变化量的绝对值 点的速度大小 则重物经过点时的动能 。 [5]由于在C点的动能大于从O点到C点的重力势能变化量，因此可以判断在接通电源前即释放了纸带，C正确，AB错误。 故选C。 12. 甲、乙两同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，他们先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，调节P或Q，直至滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，则说明导轨已水平。导轨调平后，将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬时冲量，滑块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录滑块A上遮光条的挡光时间为、，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为。实验中为确保碰撞后滑块A被反弹，则mA、mB应满足的关系是mA______mB（选填“>”“=”或“<”）。 （2）甲同学认为，若有关系式______成立（用字母mA、mB、、、表示），则两滑块碰撞过程总动量守恒。 （3）乙同学认，若有关系式______成立（用字母mA、mB表示），则两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞。 【答案】（1）< （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 实验中为确保碰撞后滑块A被反弹，则mA、mB应满足的关系是 mA<mB 【小问2详解】 根据光电门测速原理可知，A碰撞前后的速度大小分别为 ， B碰撞后的速度大小为 根据动量守恒定律有 解得 【小问3详解】 若两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞，根据机械能守恒定律有 结合上述动量守恒定律解得 三、计算题：本题共3小题，共40分；其中第13题9分、第14题13分、第15题18分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值。 13. 图甲是我国自主设计开发的全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m=200kg的物体，其a-t图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，g取10m/s2。求： （1）起重机的额定功率； （2）10s内起重机对物体做的功。 【答案】（1）2.4×104W；（2）1.8×105J 【解析】 【详解】（1）由a-t图像可知，0～5s物体做匀加速运动，根据牛顿第二定律有 解得 5s末物体的速度为 解得 起重机额定功率为 解得 （2）0～5s物体位移为 0～5s内起重机对物体做的功为 5~10s内起重机对物体做的功为 10s内起重机对物体做的功为 14. 两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子（质量为m、电荷量为e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0的周期性电压时，能使所有电子均从两板间通过（忽略电子间的相互作用力及所受重力），己知板间距离为d，求： （1）平行导体板的板长； （2）0时刻和t0时刻进入两板间的电子通过两板间过程中产生的侧向位移（沿垂直两板方向上的位移）的大小； （3）若改变板长，使这些电子通过两板之间的时间为3t0，电子均能通过两板，在侧向位移（沿垂直两板方向上的位移）分别为最大值和最小值的情况下，电子在偏转电场中的动能增量之比。 【答案】（1）；（2），；（3）4:1 【解析】 【详解】（1）电子在加速电场中有 进入平行板中水平做匀速直线运动 解得 （2）在偏转电场中，加速度为 对于0时刻进入的电子侧向位移的大小为 解得 对于时刻进入的电子侧向位移的大小为 解得 （3）侧向位移最大，电子在有电场情况下的侧移为 侧向位移最小，电子在有电场情况下的侧移为 由动能定理得 可得动能增量之比 15. 如图所示，一质量为m1=4kg滑道静置于光滑水平面上，其BC段上表面水平且粗糙，长度L=0.8m，CD段为一半径R=0.4m光滑的圆弧，滑道左端B点处放一质量m2=1kg的铜块。用不可伸长的长度r=m的轻绳将质量为m0=3kg的小球悬挂于铜块正上方的O点，将小球拉至与О点等高处，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳断裂，小球与铜块发生正碰并立即锁定在一起成为一整体。小球和铜块均可视为质点，已知小球和铜块成为的整体与木板之间的动摩擦因数=0.5，g取10m/s2，求： （1）小球与铜块正碰后成为一整体的速度大小； （2）这一整体第一次滑过C点后距离BC段上表面的最大高度h； （3）滑道的最大速度大小； （4）这一整体第二次经过C点后与滑道达到共同速度一起运动，某时刻水平面突然变为动摩擦因数为=0.75的粗糙面，求这一整体最终停止运动时的位置与B点的距离△L。 【答案】（1）5m/s；（2）0.225m；（3）4m/s；（4）0.6625m 【解析】 【详解】（1）小球下摆过程，由动能定理 小球与铜块正碰，有动量守恒 解得 =5m/s （2）这一整体经过C后达到滑道最高点过程，对这一整体和滑道组成的系统，水平动量守恒 解得 =2.5m/s 由能量守恒 解得 h=0.225m （3）这一整体第二次达C时，系统 解得 =1m/s =4m/s 则此时滑道最大速度大小为4m/s； （4）这一整体最后与滑道达到共同速度一起运动，能量守恒 解得 =0.45m 水平面变为粗糙后滑道和这一整体都做减速运动，分别列牛顿第二定律 对滑道 对这一整体 这一整体相对滑道向前滑行距离 这一整体与B点距离 解得 =0.6625m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$