物理（新高考通用）01-2024年新高二开学摸底考试卷

2024年新高二开学摸底考试卷01（全国通用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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，有选错或不答的得0分。 1．如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则（　　） A． B． C． D． 2．云南昆明长水国际机场航站楼是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的第四大国家门户枢纽机场，航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从A点运动到B点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．小行李箱的初速度大小为2m/s B．传送带转动的速度大小为6m/s C．A、B两点间的距离为6m D．小行李箱与传送带的相对位移大小为2m 3．运动员在一半球形的土坑上进行投掷练习，如图所示，半球形土坑的半径为r，圆心为O，A、B是水平直径，人站在土坑的边缘A点，将一个质量为m的小球（视为质点）从C点水平向右抛出，最终小球落到半圆弧上的D点。已知C、D两点的连线正好垂直圆弧在D点的切线，且CD与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在D点的速度方向正好垂直圆弧在D点的切线 B．C、D两点的连线不一定经过圆心O C．小球在空中运动的时间为 D．小球在C点抛出时的速度大小为 4．某同学将手机用充电线悬挂于固定点，拉开一定角度（小于45°）释放，手机在竖直面内沿圆弧往复运动，手机传感器记录速率v随时间t变化的关系如图所示。不计空气阻力。则手机（　　） A．在A、C两点时，速度方向相反 B．在B点时，手机受到合力为零 C．在C点时，线中拉力最小 D．在B、D两点时，线中拉力相同 5．若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大小为 B．火星的第一宇宙速度大小为 C．火星的质量为 D．火星的密度为 6．如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带，以的速度逆时针匀速运行。将一煤块从的高台由静止开始运送到地面，煤块可看做质点，已知煤块的质量为，煤块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，，，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是（　　） A．运送煤块所用的时间为 B．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为32J C．摩擦力对煤块做的功为 D．煤块的机械能减少了36J 7．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。现在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，得到其受到的静电力与电荷量的关系，如图乙所示，其中a、b为过坐标原点的直线。规定试探电荷所受静电力的正方向与x轴正方向相同，则（　　） A．A、B两点的电场强度方向沿x轴负方向 B．点电荷Q带负电 C．点电荷Q可能位于A、B之间 D．点电荷Q所在位置的坐标 8．如图，在P板附近有电荷（不计重力）由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（　　） A．到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越短，加速度越小 C．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大 D．若加速电压与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍 9．利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机，打开加速度传感器，时刻从静止释放手机，得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示，已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A．初始时弹簧处于伸长状态 B．内手机处于失重状态 C．内弹簧的弹力增大 D．内手机向上运动 10．如图甲所示，水平地面上有一质量为1kg的物块，在时刻，物块在水平力F的作用下运动，2s时撤去水平力F，物块在0~6s的图像如图乙所示。物块受到的摩擦力恒定，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．水平力F为2.5N B．0~6s，物块的位移大小为30m C．物块与水平地面间的动摩擦因数为0.25 D．物块在2s末，速度方向和加速度方向均改变 11．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在光滑固定直杆A处质量为m的小球（可视为质点）相连。A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA＝OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．小球在C点时的动能 B．小球通过B点时的加速度为 C．弹簧具有的最大弹性势能为 D．小球下滑过程机械能守恒 12．如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，闭合开关K，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，则下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．保持开关K闭合，减小两板间距离，电流计中电流方向a→b，油滴向上运动 C．保持开关K闭合，减小两板正对面积，电流计中电流方向b→a，油滴向下运动 D．将开关K打开，减小两板间距离，静电计指针张角变小，油滴静止不动 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．（8分）用如图所示的装置验证机械能守恒定律，并测量小钢球的质量。将拉力传感器固定在天花板上，一根轻质细线一端连接在传感器上，另一端连接直径为d的小钢球，悬点与小钢球之间的细线的长度为L（），在传感器的正下方安装一个光电门。现拉起小钢球从与悬点等高处由静止释放（细线伸直），小钢球做圆周运动，运动到最低点能通过光电门，测得小钢球通过光电门的时间为t，当地重力加速度大小为g，回答下列问题： (1)小钢球通过光电门时的速度大小为 ，若L= （用g、d、t表示），则小钢球下落过程中机械能守恒。 (2)改变悬点与小钢球之间的细线的长度L，当小钢球运动到最低点时，读出拉力传感器的示数F，重复上面的实验过程，根据实验数据绘出的图像是一条过原点、斜率为k的倾斜直线。通过数据发现，悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间 （填“越长”“越短”或“不变”），拉力传感器的示数 （填“越大”“越小”或“不变”）。若某次实验时，拉力传感器的示数为F0，则小钢球的质量为 （用k、F0、d表示）。 14．（7分）(1)小明同学利用如图所示的电路研究电容器充、放电的规律，发现放电过程中电表的示数变化太快，来不及记录数据。下列操作能解决该问题的是（　　） A．增大电阻R的阻值 B．增加电容器的电容 C．换更大量程的电流表 D．换更大量程的电压表 (2)在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和半径r的关系时，某同学用向心力演示器进行实验，实验情境如甲、乙、丙三图所示。三个情境中，图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F与半径r的关系。在甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则实验中选取的左、右两个变速塔轮的半径之比为 。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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和单位。 15．（11分）如图甲所示，质量m=1.0kg的物体静止在光滑水平地面上，从t=0时起，受到水平力F作用，力F与时间t的关系如图乙所示，取向右为正方向，重力加速度g=10m/s2，求： （1）物体在前2s时间内运动的加速度大小a1； （2）物体在前2s内运动的位移大小x1； （3）物体在第4s末的速度大小v。 16. （12分）如图所示，光滑硬质细圆弧轨道ABC被固定在竖直面内，、分别是水平、竖直半径，倾斜半径与竖直方向的夹角为（未知），另一个半径为r的光滑硬质细圆弧轨道CDE与ABC在C点平滑连接，也被固定在竖直平面内，半径与半径在同一条直线上，、分别是竖直、水平半径。质量为m的小环（视为质点）套在细圆弧轨道上，从B点由静止下滑到D点时，细圆弧轨道对其支持力是小环所受重力的4倍，重力加速度大小为g。 （1）求小环在D、E两点的速度大小； （2）求小环在E点的加速度大小； （3）若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，求及细圆弧轨道ABC的半径。 17. （14分）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入（不计初速度）平行板A、B间，经加速后从B板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度v0（大小未知）进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方向与初速度方向的夹角θ=37°之后质子恰好击中靶细胞。已知平行金属板A、B之间，平行金属板C、D之间均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，取，求： （1）质子从B板上的小孔穿出时的速度大小v0； （2）质子射出金属板C、D间时沿垂直于板面方向偏移的距离y； （3）平行金属板C、D间的电压大小U′。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新高二开学摸底考试卷01 高二物理·答题卡 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用2B铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用2B铅笔填涂；填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 第Ⅰ卷（请用2B铅笔填涂） 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 第Ⅱ卷（请在各试题的答题区内作答） 13．（8分） （1）______（2分）_______（2分） （2）______（1分）_______（1分）_______（2分） 14．（7分） （1）______________（3分） （2）______________（2分）_______________（2分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 15．（11分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 16．（12分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 17．（14分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 非 答 题 区 非 答 题 区 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 物理 第4页（共6页） 物理 第5页（共6页） 物理 第6页（共6页） 物理 第1页（共6页） 物理 第2页（共6页） 物理 第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年新高二开学摸底考试卷01（全国通用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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，有选错或不答的得0分。 1．如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由于杆上的小环为轻环，重力不计，故该轻环受两边细线的拉力的合力与杆垂直，且细绳拉力大小相等，该环与m2之间的细绳与竖直方向的夹角为，环与m1之间的细绳与竖直方向的夹角为，A点与m1之间的细绳与竖直方向的夹角也为，m2与B点之间的细绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件，对m1，有 对m2，有 联立可得 故选A。 2．云南昆明长水国际机场航站楼是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的第四大国家门户枢纽机场，航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从A点运动到B点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．小行李箱的初速度大小为2m/s B．传送带转动的速度大小为6m/s C．A、B两点间的距离为6m D．小行李箱与传送带的相对位移大小为2m 【答案】D 【解析】AB．由v－t图像可知，小行李箱开始做匀减速直线运动，后与传送带一起匀速运动，则小行李箱的初速度v0为6m/s，而传送带转动的速度v大小为2m/s，故AB错误； C．根据v－t图像，小行李箱在前3s内运动的距离为 则A、B两点间的距离为8m，故C错误； D．根据v－t图像，在前3s内传送带传动的路程为 所以小行李箱与传送带的相对位移大小为 故D正确。 故选D。 3．运动员在一半球形的土坑上进行投掷练习，如图所示，半球形土坑的半径为r，圆心为O，A、B是水平直径，人站在土坑的边缘A点，将一个质量为m的小球（视为质点）从C点水平向右抛出，最终小球落到半圆弧上的D点。已知C、D两点的连线正好垂直圆弧在D点的切线，且CD与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在D点的速度方向正好垂直圆弧在D点的切线 B．C、D两点的连线不一定经过圆心O C．小球在空中运动的时间为 D．小球在C点抛出时的速度大小为 【答案】D 【解析】AB．根据平抛运动规律可知，速度夹角的正切值等于位移夹角的正切值的两倍，已知C、D两点的连线正好垂直圆弧在D点的切线，故CD过圆心，根据几何关系可知小球在D点的速度方向不与圆弧在D点的切线垂直，故AB错误； C．根据几何关系可知CD的竖直高度为 则根据 解得 故C错误； D．CD的水平位移为 解得 故D正确。 故选D。 4．某同学将手机用充电线悬挂于固定点，拉开一定角度（小于45°）释放，手机在竖直面内沿圆弧往复运动，手机传感器记录速率v随时间t变化的关系如图所示。不计空气阻力。则手机（　　） A．在A、C两点时，速度方向相反 B．在B点时，手机受到合力为零 C．在C点时，线中拉力最小 D．在B、D两点时，线中拉力相同 【答案】A 【解析】A．手机在一个周期内，两次经过最低点，所以在A、C两点时，速度方向相反，故A正确； B．在B点时，手机速度为零，加速度不为零，合力不为零，故B错误； C．在C点时，根据牛顿第二定律可得 在C点速度最大，线中拉力最大，故C错误； D．在B、D两点手机处于左右侧最高点，线中拉力大小相等，方向不同，故D错误。 故选A。 5．若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大小为 B．火星的第一宇宙速度大小为 C．火星的质量为 D．火星的密度为 【答案】B 【解析】A．根据平衡条件得 解得 A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 B正确； C．根据黄金代换 解得 C错误； D．根据密度公式得 解得 D错误。 故选B。 6．如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带，以的速度逆时针匀速运行。将一煤块从的高台由静止开始运送到地面，煤块可看做质点，已知煤块的质量为，煤块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，，，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是（　　） A．运送煤块所用的时间为 B．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为32J C．摩擦力对煤块做的功为 D．煤块的机械能减少了36J 【答案】C 【解析】A．煤块刚放上传动带时，受到的滑动摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律得 解得 则煤块从0加速到与传送带共速需要 煤块的位移为 由于 可知煤块与传送带共速后继续做匀加速运动，摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得 解得 根据 解得 共计 故A错误； B．第一个过程传送带的位移为 煤块与传送带的相对位移为 第二个过程传送带的位移 相对位移 第一个过程摩擦生热为 第二个过程摩擦生热为 故总产热量为 故B错误； C D．摩擦力大小为 第一个过程摩擦力对煤块做功 第二个过程摩擦力对煤块做功 故全程摩擦力对煤块做功为，煤块的机械能减少了4J，故C正确，D错误。 故选C。 7．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。现在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，得到其受到的静电力与电荷量的关系，如图乙所示，其中a、b为过坐标原点的直线。规定试探电荷所受静电力的正方向与x轴正方向相同，则（　　） A．A、B两点的电场强度方向沿x轴负方向 B．点电荷Q带负电 C．点电荷Q可能位于A、B之间 D．点电荷Q所在位置的坐标 【答案】D 【解析】由图像可知 由于离点电荷越近电场强度越大，且两点场强均为正，所以Q在A左侧且带正电 根据 解得 x=0.15m 即点电荷Q所在位置的坐标 故选D。 8．如图，在P板附近有电荷（不计重力）由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（　　） A．到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越短，加速度越小 C．电压一定时，两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大 D．若加速电压与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍 【答案】D 【解析】A．根据动能定理得 到达Q板的速率为 可知到达Q板的速率只与加速电压有关，与板间距离无关，故A错误； BC．根据运动学公式 由牛顿第二定律 可知两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越小，故BC错误； D．到达Q板的速率为 故若加速电压、与电量均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍，故D正确。 故选D。 9．利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机，打开加速度传感器，时刻从静止释放手机，得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示，已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A．初始时弹簧处于伸长状态 B．内手机处于失重状态 C．内弹簧的弹力增大 D．内手机向上运动 【答案】AD 【解析】A．由图可知，初始时手机加速度竖直向上，根据牛顿第二定律 可知弹簧处于伸长状态。故A正确； B．由图可知，内手机加速度竖直向下，处于失重状态，内手机加速度竖直向上，处于超重状态。故B错误； C．内，有 由图可知，加速度逐渐增大，弹力减小。故C错误； D．根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度变化，可知内手机加速向上运动，速度值逐渐增大，  内手机向上减速运动，在t=1s时刻，速度恰好减为零。故D正确。 故选AD。 10．如图甲所示，水平地面上有一质量为1kg的物块，在时刻，物块在水平力F的作用下运动，2s时撤去水平力F，物块在0~6s的图像如图乙所示。物块受到的摩擦力恒定，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．水平力F为2.5N B．0~6s，物块的位移大小为30m C．物块与水平地面间的动摩擦因数为0.25 D．物块在2s末，速度方向和加速度方向均改变 【答案】BC 【解析】AB．根据动能定理可得 由乙图可知 解得 故A错误，B错误； C．物块与水平地面间的动摩擦因数为 故C正确； D．物块在2s末，速度仍为正值，故速度方向不变，但乙图图像的斜率表示加速度，故加速度的方向发生变化，故D错误。 故选BC。 11．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在光滑固定直杆A处质量为m的小球（可视为质点）相连。A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA＝OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．小球在C点时的动能 B．小球通过B点时的加速度为 C．弹簧具有的最大弹性势能为 D．小球下滑过程机械能守恒 【答案】AB 【解析】A．小球在A点和C点时，弹簧的长度相同，即弹簧的形变量相同，具有相同的弹性势能，全程弹簧的弹力做功为零，则小球从A点到C点的过程，根据动能定理 即 故A正确； B．因在B点时弹簧在原长，则到达B点时的加速度为 故B正确； C．弹簧形变量最大时弹性势能最大，即小球在A点时，弹簧具有最大的弹性势能，小球由A点到B点过程中，根据能量守恒 解得 故C错误； D．小球下滑过程中，除了小球重力做功外，还有弹簧的弹力做功，所以小球下滑过程机械能不守恒，故D错误。 故选AB。 12．如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，闭合开关K，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，则下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．保持开关K闭合，减小两板间距离，电流计中电流方向a→b，油滴向上运动 C．保持开关K闭合，减小两板正对面积，电流计中电流方向b→a，油滴向下运动 D．将开关K打开，减小两板间距离，静电计指针张角变小，油滴静止不动 【答案】AD 【解析】A．对油滴受力分析可知，油滴受到的电场力竖直向上，与板间场强方向相反，则油滴带负电，故A正确； B．保持开关K闭合，极板间电压保持不变，减小两板间距离，根据 ， 可知电容器电容增大，电容器所带电荷量增大，则电流计中电流方向b→a，根据 可知板间场强变大，油滴受到的电场力变大，油滴向上运动，故B错误； C．保持开关K闭合，极板间电压保持不变，减小两板正对面积，根据 ， 可知电容器电容减小，电容器所带电荷量减小，则电流计中电流方向a→b，根据 可知板间场强不变，油滴受力不变，油滴静止不动，故C错误； D．将开关K打开，可认为电容器所带电荷量不变，减小两板间距离，根据 ， 可知电容器电容增大，极板间电压变小，则静电计指针张角变小，根据 可知板间场强不变，油滴受力不变，油滴静止不动，故D正确。 故选AD。 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．（8分）用如图所示的装置验证机械能守恒定律，并测量小钢球的质量。将拉力传感器固定在天花板上，一根轻质细线一端连接在传感器上，另一端连接直径为d的小钢球，悬点与小钢球之间的细线的长度为L（），在传感器的正下方安装一个光电门。现拉起小钢球从与悬点等高处由静止释放（细线伸直），小钢球做圆周运动，运动到最低点能通过光电门，测得小钢球通过光电门的时间为t，当地重力加速度大小为g，回答下列问题： (1)小钢球通过光电门时的速度大小为 ，若L= （用g、d、t表示），则小钢球下落过程中机械能守恒。 (2)改变悬点与小钢球之间的细线的长度L，当小钢球运动到最低点时，读出拉力传感器的示数F，重复上面的实验过程，根据实验数据绘出的图像是一条过原点、斜率为k的倾斜直线。通过数据发现，悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间 （填“越长”“越短”或“不变”），拉力传感器的示数 （填“越大”“越小”或“不变”）。若某次实验时，拉力传感器的示数为F0，则小钢球的质量为 （用k、F0、d表示）。 【答案】(1) (2) 越短 不变 【解析】（1）[1]小钢球通过光电门时的速度大小为 [2]根据机械能守恒定律得 解得 若，则小钢球下落过程中机械能守恒。 （2）[1]根据得 悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间越短； [2]最低点根据牛顿第二定律得 根据机械能守恒定律得 解得 悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，拉力传感器的示数等于3mg不变； [3] 根据得 斜率为 解得 根据题意得 解得 14．（7分）(1)小明同学利用如图所示的电路研究电容器充、放电的规律，发现放电过程中电表的示数变化太快，来不及记录数据。下列操作能解决该问题的是（　　） A．增大电阻R的阻值 B．增加电容器的电容 C．换更大量程的电流表 D．换更大量程的电压表 (2)在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和半径r的关系时，某同学用向心力演示器进行实验，实验情境如甲、乙、丙三图所示。三个情境中，图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F与半径r的关系。在甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则实验中选取的左、右两个变速塔轮的半径之比为 。 【答案】(1)AB (2) 丙 【解析】（1）充电稳定时，根据 可知，电容器极板所带电荷量一定，电表的示数变化太快，表明放电时，回路的电流过大，为了减小回路的电流，可以增大电阻R的阻值，故A正确； B．充电稳定时，根据 若增加电容器的电容，则极板所带电荷量增大，由于极板之间最大电压等于电源电动势，则最大电流不变，则极板放电时间变长，电流变化变平缓，故B正确； CD．结合上述可知，电流的变化与电表的量程无关，故CD错误； 故选AB。 （2）[1]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要保持小球质量与角速度不变，改变小球圆周运动的半径，甲图中轨道半径相同，不符合要求，乙图中两小球的质量不相同，不符合要求，丙图符合要求。 [2]甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，表明 甲图中半径、质量相等，则有 ， 其中 解得 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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和单位。 15．（11分）如图甲所示，质量m=1.0kg的物体静止在光滑水平地面上，从t=0时起，受到水平力F作用，力F与时间t的关系如图乙所示，取向右为正方向，重力加速度g=10m/s2，求： （1）物体在前2s时间内运动的加速度大小a1； （2）物体在前2s内运动的位移大小x1； （3）物体在第4s末的速度大小v。 【答案】（1）2m/s2；（2）4m；（3）2m/s 【解析】（1）物体在前2s时间内，由牛顿运动定律 由图可知前2s内 解得 （2）物体在前2s内，由运动学规律 解得物体在前2s内运动的位移大小为 （3）2s后物体向前做匀减速运动，水平力大小为 2s后物体的加速度 由运动学规律 16. （12分）如图所示，光滑硬质细圆弧轨道ABC被固定在竖直面内，、分别是水平、竖直半径，倾斜半径与竖直方向的夹角为（未知），另一个半径为r的光滑硬质细圆弧轨道CDE与ABC在C点平滑连接，也被固定在竖直平面内，半径与半径在同一条直线上，、分别是竖直、水平半径。质量为m的小环（视为质点）套在细圆弧轨道上，从B点由静止下滑到D点时，细圆弧轨道对其支持力是小环所受重力的4倍，重力加速度大小为g。 （1）求小环在D、E两点的速度大小； （2）求小环在E点的加速度大小； （3）若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，求及细圆弧轨道ABC的半径。 【答案】（1），；（2）；（3）， 【解析】（1）小环在D点，由向心力公式有 结合 解得 小环从D点运动到E点，由机械能守恒定律有 解得 （2）小环在E点的向心加速度大小 小环在E点的加速度大小 解得 （3）设细圆弧轨道ABC的半径为R，把小环在C点的重力分别沿着与垂直分解，若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，则重力沿着方向的分力充当向心力，由向心力公式有 小环从B点运动到C点，由动能定理有 解得 小环从B点运动到D点，由动能定理有 解得 17. （14分）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入（不计初速度）平行板A、B间，经加速后从B板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度v0（大小未知）进入板间，质子射出平行金属板C、D时末速度方向与初速度方向的夹角θ=37°之后质子恰好击中靶细胞。已知平行金属板A、B之间，平行金属板C、D之间均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，取，求： （1）质子从B板上的小孔穿出时的速度大小v0； （2）质子射出金属板C、D间时沿垂直于板面方向偏移的距离y； （3）平行金属板C、D间的电压大小U′。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）质子在平行金属板A、B间做加速运动，有 解得 （2）质子在平行金属板C、D间做类平抛运动，平行于金属板方向上有 射出金属板C、D间时有 沿垂直于板面方向偏移的距离 解得 ，， （3）质子在平行金属板C、D间运动时有 根据牛顿第二定律有 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$