精品解析：山东省泰安市宁阳县第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

宁阳一中高一下学期阶段性考试三 物理试题 考试范围：天体、机械能、电场；考试时间：100分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 1-8题为单选，每题3分；9-12为多选，每题4分，共40分 一、单选题 1. 在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 2. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越高的卫星（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 向心加速度越大 D. 周期越大 3. 2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描绘F随h变化关系的图像是（　　） A. B. C. D. 4. 质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，如图设桌面处重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（　　） A. mgh B. mgH C. mg（H＋h） D. mg（H-h） 5. 如图所示，平行板电容器的两极板水平放置滑动变阻器的阻值为R，定值电阻的阻值为R0。闭合开关S，当R=0.5R0时，极板带电量为Q0，一电子水平射入电容器两极板之间的匀强电场，经水平距离x0后打到极板上；当R=2R0时，极板带电量为Q，电子仍以相同速度从同一点射入电场，经水平距离x后打到极板上。不计电子重力以下关系正确的是（　　） A. QQ0，xx0 B. QQ0，xx0 C. QQ0，xx0 D. QQ0，xx0 6. 如图所示x轴上各点的电场强度如图所示，场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动，点电荷到达x2位置速度第一次为零，在x3位置第二次速度为零，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中，速度先均匀减小再均匀增大，然后减小再增大 B. 点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中，加速度先减小再增大，然后保持不变 C. O点与x2和O点与x3电势差 D. 点电荷在x2、x3位置的电势能最大 7. 一同学准备设计一个绕地球纬度圈飞行的卫星，绕行方向与地球自转方向相同，且要求其在一天绕地球3周，则该卫星与地球静止静止卫星相比，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星与地球静止静止卫星可能不在同一轨道平面内 B. 该卫星离地高度与地球静止静止卫星的离地高度之比为 C. 该卫星线速度与地球静止静止卫星的线速度之比为 D. 该卫星与地球静止静止卫星的向心加速度之比为 8. 正方形ABCD四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对角线的交点，M、N、P、Q分别为AO、BO、CO、DO的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. M、N、P、Q四点的场强相同 B. M、N、P、Q四点的电势均为零 C. 将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力先做正功再做负功 D. 将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电势能先增加后减小 二、多选题 9. 某区域的电场线分布如图所示，M、N是电场中的两个点，某一试探点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷一定带正电 B. 点电荷在M点的加速度小于在N点的加速度 C. 点电荷在M点的速度大于在N点的速度 D. 点电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 10. 有消息称，英国曼彻斯特大学的天文学家，已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全由钻石构成．若已知万有引力常量G，还需知道哪些信息可以计算该行星的质量(　　) A. 该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径 B. 该行星的自转周期与星体的半径 C. 围绕该行星做圆周运动的卫星公转周期及运行半径 D. 围绕该行星做圆周运动的卫星公转周期及公转线速度 11. 如图甲所示，轻质弹簧放置在倾角为光滑的斜面上，底部固定，上端与质量为m的物块相连，当弹簧压缩量为时，物块由静止开始向下运动，当弹簧压缩量为时物块的速度正好为0；在此运动过程中，弹簧对物块弹力F与弹簧的压缩量l的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 物块的动能与弹簧的弹性势能都增加 B. 物块重力势能的变化量为 C. 此过程中物块克服弹簧弹力做功为 D. 当弹簧的压缩量等于时，物块的速度最大 12. 如图所示，倾角为的足够长倾斜传送带沿逆时针方向以恒定速率运行，一个小物块无初速度的放在传送带上端，传送带与物块间动摩擦因数，取传送带底端为零势能面，下列描述小物块速度v，重力势能EP，动能Ek和机械能E四个物理量随物块沿传送带运动距离x的变化趋势中正确的有（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷（非选择题） 共60分，规范在答题卡上相应位置作答。分值分别为8，6，8，10，12，16 三、实验题 13. 利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 （1）下列说法正确的是___________。 A．该实验可以不测量重物的质量 B．选择密度较小的重物，有利于减小误差 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．该实验可以用计算瞬时速度 E．该实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中受到阻力的作用 （2）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下C点的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=_______J，物体动能的增加量ΔEk=_________J，若求得的ΔEk与ΔEp在误差允许的范围内近似相等，则可验证物体下落过程中机械能守恒（取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字）。 （3）某同学用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，下列判断正确的是________。 A．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C．若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒 D．若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 14. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器放电过程的规律，开关S应接在______端（选填“1”或“2”）； （2）根据计算机所记录的I-t曲线 ①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容______（选填“变大”、“ 变小”或“不变”）。 四、解答题 15. 滑雪俱乐部内的U形池轨道如图甲所示，图乙为示意图，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离x=14.5m。假设一滑雪爱好者经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=15m/s，从B点匀减速运动到C点，所用的时间t=1.0s，从D点跃起时的速度vD=8m/s。设滑雪者（连同滑板）的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向。重力加速度大小为g。求： （1）滑雪者在C点对圆弧轨道的压力大小； （2）滑雪者从D点跃起后在空中上升的最大高度； （3）滑雪者从C点到D点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。 16. a、b两颗卫星均在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b卫星离地面高度为3R，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，试求： （1）a、b两颗卫星周期分别是多少？ （2）a、b两颗卫星速度之比是多少？ （3）某时刻两卫星正好同时通过赤道上同一点正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 17. 如图所示，边长为a的等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，已知静电力常量K． （1）求C点电荷受到的电场力的大小和方向 （2）求三角形中心O点处的场强的大小和方向 18. 如图所示，在竖直平面内半径为R的光滑圆形绝缘轨道的内壁，有质量分别为和2的A、B两个小球，用长为R的绝缘细杆连接在一起，A球不带电，B球所带的电荷量为，整个装置处在竖直向下的匀强电场中.开始时A球处在与圆心等高的位置，现由静止释放，B球刚好能到达轨道右侧与圆心等高的位置C，已知重力加速度为g，求 （1）匀强电场电场强度的大小E？ （2）当B球运动到最低点P时，两小球的动能分别是多少？ （3）两小球在运动过程中最大速度的大小？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宁阳一中高一下学期阶段性考试三 物理试题 考试范围：天体、机械能、电场；考试时间：100分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 1-8题为单选，每题3分；9-12为多选，每题4分，共40分 一、单选题 1. 在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．A图和B图中的ab两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同。故AB错误； C．C图中的ab两点，b点的电场线比较密，所以b点的场强大。故C错误； D．D图中的两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故D正确； 故选D。 【点睛】 2. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越高的卫星（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 向心加速度越大 D. 周期越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，则有： 解得 A．由 可知，离地面越远的卫星，轨道半径r越大，线速度越小，故A错误； B．由 可知，离地面越远的卫星，轨道半径r越大，角速度越小，故B错误； C．由 可知，离地面越远的卫星，轨道半径r越大，向心加速度越小，故C错误； D．由 可知，离地面越远的卫星，轨道半径r越大，周期越大，故D正确． 故选D。 3. 2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描绘F随h变化关系的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据万有引力定律可得 可得h越大，F越小，且F与h不是线性关系，ABC错误，D正确。 故选D。 4. 质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，如图设桌面处重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（　　） A. mgh B. mgH C. mg（H＋h） D. mg（H-h） 【答案】B 【解析】 【详解】不计空气阻力，小球下落过程中机械能守恒，则小球落地时的机械能等于小球释放时的机械能，为 故选B。 5. 如图所示，平行板电容器的两极板水平放置滑动变阻器的阻值为R，定值电阻的阻值为R0。闭合开关S，当R=0.5R0时，极板带电量为Q0，一电子水平射入电容器两极板之间的匀强电场，经水平距离x0后打到极板上；当R=2R0时，极板带电量为Q，电子仍以相同速度从同一点射入电场，经水平距离x后打到极板上。不计电子重力以下关系正确的是（　　） A. QQ0，xx0 B. QQ0，xx0 C. QQ0，xx0 D. QQ0，xx0 【答案】D 【解析】 【详解】当R=0.5R0时由闭合电路欧姆定律有 电容器两端电压为 电荷量为 同理可得R=2R0时 则 QQ0 由于，则板间场强关系为 加速度 两种情况下电场力方向上运动的位移相等，由公式可知，第一种情况下的时间更长，由初速度方向可知 故D正确，ABC错误。 故选D。 6. 如图所示x轴上各点的电场强度如图所示，场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动，点电荷到达x2位置速度第一次为零，在x3位置第二次速度为零，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中，速度先均匀减小再均匀增大，然后减小再增大 B. 点电荷从O点运动到x2，再运动到x3的过程中，加速度先减小再增大，然后保持不变 C. O点与x2和O点与x3电势差 D. 点电荷在x2、x3位置的电势能最大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在沿x轴正方向上的电场是非匀强电场，所以点电荷受到的电场力不是恒定的，电场先增大后减小，再增大再减小，所以点电荷在从原点到过程中加速度先增大后减小，再增大再减小，从向坐标原点运动过程中加速度先增大后减小，再增大再减小，到达x轴负方向时，电场恒定，加速度恒定，整个过程中速度不是均匀变化的，AB错误； C．从O点运动到过程中 从O点运动到过程中有 故 C错误； D．电荷运动过程中动能和电势能之和保持不变，动能最小则电势能就最大，故点电荷到达位置速度第一次为零，在位置第二次速度为零，在，位置电势能最大，故D正确。 故选D。 7. 一同学准备设计一个绕地球纬度圈飞行的卫星，绕行方向与地球自转方向相同，且要求其在一天绕地球3周，则该卫星与地球静止静止卫星相比，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星与地球静止静止卫星可能不在同一轨道平面内 B. 该卫星离地高度与地球静止静止卫星的离地高度之比为 C. 该卫星线速度与地球静止静止卫星的线速度之比为 D. 该卫星与地球静止静止卫星的向心加速度之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A． 一个绕地球纬度圈飞行的卫星，其肯定与地球静止静止卫星在同一轨道平面内，A错误； B．不知道地球半径，所以无法计算出该卫星离地高度与地球静止静止卫星的离地高度之比，B错误； C． 根据万有引力提供向心力 卫星的速度为 所以该卫星线速度与地球静止静止卫星的线速度之比为 C错误； D． 卫星的加速度为 所以该卫星与地球静止静止卫星的向心加速度之比为 D正确； 故选D。 8. 正方形ABCD四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对角线的交点，M、N、P、Q分别为AO、BO、CO、DO的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. M、N、P、Q四点的场强相同 B. M、N、P、Q四点的电势均为零 C. 将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力先做正功再做负功 D. 将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电势能先增加后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场的矢量叠加可知，M、N、P、Q四个点场强方向不同，选项A错误； B．等量同种正电荷连线上的点电势高于中点的电势，而中点的电势高于中垂线上其他点的电势即电势的绝对值在连线上的点高于重锤线上的点，结合电势叠加可知 ， ， 选项B错误； C．由于O点为两组等量异种电荷的中点，则O点电势为0，且M点电势为正，N点电势为负，则质子从M点沿MON移动过程中，其电势能一直减小，电场力对其一直做正功，选项C错误； D．由于O点电势为0，且M、P点电势为正，所以电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，其电势先降低后升高，则电子的电势能先增加后减小，选项D正确。 故选项D。 二、多选题 9. 某区域的电场线分布如图所示，M、N是电场中的两个点，某一试探点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷一定带正电 B. 点电荷在M点的加速度小于在N点的加速度 C. 点电荷在M点的速度大于在N点的速度 D. 点电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】BC 【解析】 【分析】根据粒子轨迹弯曲方向判断电场力方向，即可确定其电性．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加． 【详解】由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力方向向右，与电场线方向相反，所以电荷为负电荷，故A错误．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强的大，在N点所受的电场力大于在M的电场力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故B正确．若粒子从M到N，电场力的方向与速度的方向之间的夹角为钝角，所以电场力对粒子做负功，电荷的电势能增大，所以粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能，在M点的速度大于它在N点的速度．故C正确，D错误．故选BC． 【点睛】本题的关键要明确曲线运动的合外力指向轨迹的内侧，由此分析电场力的方向．要加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．这些知识在分析轨迹问题时经常用到． 10. 有消息称，英国曼彻斯特大学的天文学家，已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全由钻石构成．若已知万有引力常量G，还需知道哪些信息可以计算该行星的质量(　　) A. 该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径 B. 该行星的自转周期与星体的半径 C. 围绕该行星做圆周运动的卫星公转周期及运行半径 D. 围绕该行星做圆周运动的卫星公转周期及公转线速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A. 由，得M= ，则已知行星表面的重力加速度g和卫星绕行星表面附近运行的轨道半径R，即可求出行星的质量M.故A错误； BC.因，得M= ，则可知若知道轨道半径和公转周期，则可求得行星的质量．故B错误，C正确； D．因，得M= ，则可知若知道轨道半径和公转线速度，则可求得行星的质量．故D正确． 故选CD 【点睛】要测量一天体的质量，需分析一围绕该天体运动的卫星的运动．卫星绕行星做匀速圆周运动，根据卫星的万有引力等于向心力，向心力用线速度、角速度、周期的表示，分析由所给量求天体质量． 11. 如图甲所示，轻质弹簧放置在倾角为光滑的斜面上，底部固定，上端与质量为m的物块相连，当弹簧压缩量为时，物块由静止开始向下运动，当弹簧压缩量为时物块的速度正好为0；在此运动过程中，弹簧对物块弹力F与弹簧的压缩量l的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 物块的动能与弹簧的弹性势能都增加 B. 物块重力势能的变化量为 C. 此过程中物块克服弹簧弹力做功为 D. 当弹簧的压缩量等于时，物块的速度最大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块的速度先增加后减小，则动能先增加后减小，弹簧一直被压缩，则弹性势能一直增加，故A错误； B．物块重力势能的变化量 故B正确； C．根据可知，图乙梯形部分的面积表示弹簧克服弹力做功，即克服弹簧弹力做功为 故C错误； D．由图可知弹簧的劲度系数 当物块速度最大时，则 解得弹簧的压缩量等于 故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，倾角为的足够长倾斜传送带沿逆时针方向以恒定速率运行，一个小物块无初速度的放在传送带上端，传送带与物块间动摩擦因数，取传送带底端为零势能面，下列描述小物块速度v，重力势能EP，动能Ek和机械能E四个物理量随物块沿传送带运动距离x的变化趋势中正确的有（　　） A. B. C. D. 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小物块无初速度的放在传送带上，先向下加速，最初阶段传送带的速度大于小物体的速度，滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律的小物体的加速度 由 得 故v—x图像应为向x轴弯曲的一段曲线； 当小物体加速到与传送带的速度相等后，由于，重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力，小物体受到的合力沿传送带向下，小物块继续向下加速；小物块的速度大于传送带的速度v0后，摩擦力沿传送带向上，加速度 由 解得 故v-x图像同样为向x轴弯曲的一段曲线，故A错误； B．取传送带底端为零势能面，设初状态重力势能为EP0，重力势能表达式为 EP-x图像应为斜率为负值的一段直线，故B正确； C．小物块加速度为a1时，根据动能定理有动能的表达式为 设此过程获得的动能为Ek0，Ek-x图像应为斜率为正值、过原点的一段直线；小物块的速度大于传送带速度后加速度为a2，动能表达式为 故Ek-x图像应为斜率为正值的一段直线；由于，斜率变小，故C正确。 D．小物块加速度为a1时，摩擦力做正功，机械能增加，机械能表达式为 E-x图像应为斜率为正值的一段直线，纵轴截距为初状态的机械能EP0；小物体加速到与传送带的速度相等时，机械能增加到最大值Em，小物块的速度大于传送带速度后，摩擦力做负功，机械能表达式为 E-x图像应为斜率为负值的一段直线，故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题） 共60分，规范在答题卡上相应位置作答。分值分别为8，6，8，10，12，16 三、实验题 13. 利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 （1）下列说法正确的是___________。 A．该实验可以不测量重物的质量 B．选择密度较小的重物，有利于减小误差 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．该实验可以用计算瞬时速度 E．该实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中受到阻力的作用 （2）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下C点的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=_______J，物体动能的增加量ΔEk=_________J，若求得的ΔEk与ΔEp在误差允许的范围内近似相等，则可验证物体下落过程中机械能守恒（取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字）。 （3）某同学用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，下列判断正确的是________。 A．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B．若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C．若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒 D．若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 【答案】 ①. AE##EA ②. 3.19 ③. 3.13 ④. BD##DB 【解析】 【详解】（1）[1] A．验证机械能守恒表达式中质量可以约掉，所以该实验可以不测量重物的质量，故A正确； B．选择密度较大，体积较小的重物，有利于减小误差，故B错误； C．实验中应接通电源 ，后释放纸带，故C错误； D．该实验不可以用计算瞬时速度，因为用计算瞬时速度，相当于用机械能守恒验证机械能守恒，失去了验证的意义，故D错误； E．该实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中受到阻力的作用，故E正确。 故选AE。 （2）[2]从起点O到打下C点的过程中，物体重力势能的减少量 [3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有 从起点O到打下C点的过程中，物体动能的增加量为 （3）[4] AB．若重物只受重力作用，根据动能定理得 解得 若重物还受到阻力作用，设阻力保持不变，大小为，根据动能定理得 可得 若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能守恒，也可能不守恒，故A错误，B正确； CD．若重物只受重力作用，根据动能定理得 解得 若重物还受到阻力作用，根据动能定理得 解得 若图像是一条不经过原点的直线（初速度不为零），则重物下落过程中机械能可能守恒，也可能不守恒，故C错误，D正确。 故选BD。 14. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器放电过程的规律，开关S应接在______端（选填“1”或“2”）； （2）根据计算机所记录的I-t曲线 ①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容______（选填“变大”、“ 变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 2 ②. 变大 ③. 不变 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] 研究电容器放电过程的规律，应断开电源，开关S应接在2端。 (2) ①[2] 在形成电流曲线1的过程中，电容器电量逐渐增大，根据可得，电容器两极板间电压逐渐增大。 ②[3] 在形成电流曲线2的过程中，根据可知，电容器电容不变。 四、解答题 15. 滑雪俱乐部内的U形池轨道如图甲所示，图乙为示意图，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离x=14.5m。假设一滑雪爱好者经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=15m/s，从B点匀减速运动到C点，所用的时间t=1.0s，从D点跃起时的速度vD=8m/s。设滑雪者（连同滑板）的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向。重力加速度大小为g。求： （1）滑雪者在C点对圆弧轨道的压力大小； （2）滑雪者从D点跃起后在空中上升的最大高度； （3）滑雪者从C点到D点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。 【答案】（1）2950N；（2）3.2m；（3）1300J 【解析】 【详解】（1）B、C间的距离x=14.5m，从B点匀减速运动到C点，所用的时间t=1.0s，平均速度 在C点，由牛顿第二定律得 F-mg=m 解得 F=2950N 根据牛顿第三定律，滑雪者在C点对圆弧轨道的压力大小与支持力大小相等，故 F'=F=2950N （2）从D点跃起时的速度vD=8m/s，滑雪者从D点跃起后在空中上升的最大高度 h==3.2m （3）滑雪者从C点到D点运动的过程中由动能定理得 =-mgR-Wf 解得 Wf=1300J 16. a、b两颗卫星均在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b卫星离地面高度为3R，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，试求： （1）a、b两颗卫星周期分别是多少？ （2）a、b两颗卫星速度之比是多少？ （3）某时刻两卫星正好同时通过赤道上同一点正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供向心力，其中a为近地卫星，轨道半径为地球半径R，b卫星的轨道为4R 根据黄金代换 联立解得a卫星周期，b卫星周期 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力，解得 故二者速度之比是 【小问3详解】 设经过时间两卫星第一次相距最远，此时a卫星比卫星b多走半圈，即 解得 17. 如图所示，边长为a的等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，已知静电力常量K． （1）求C点电荷受到的电场力的大小和方向 （2）求三角形中心O点处的场强的大小和方向 【答案】（1） 方向由C指向O- （2） 场强方向O向C 【解析】 【详解】（1）根据库仑定律，A对C的引力 根据库仑定律，B对C的引力： 根据平行四边形定则可以得到： ，合力方向由C指向O （2） 设OA距离为r,由几何关系知 则A在O点产生场强大小为，方向由A指向O B在O点产生场强大小为，方向由B指向O C在O点产生场强大小为，方向由O指向C 所以根据平行四边形定则可以得到：，合场强方向O向C． 点睛：本题考查库仑定律以及电场的叠加问题，关键要掌握库仑定律公式、点电荷场强公式和平行四边形定则，结合数学知识求解． 18. 如图所示，在竖直平面内半径为R的光滑圆形绝缘轨道的内壁，有质量分别为和2的A、B两个小球，用长为R的绝缘细杆连接在一起，A球不带电，B球所带的电荷量为，整个装置处在竖直向下的匀强电场中.开始时A球处在与圆心等高的位置，现由静止释放，B球刚好能到达轨道右侧与圆心等高的位置C，已知重力加速度为g，求 （1）匀强电场电场强度的大小E？ （2）当B球运动到最低点P时，两小球的动能分别是多少？ （3）两小球在运动过程中最大速度的大小？ 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）B刚好到达C的过程中，系统转过的角度为120°，与水平方向的夹角为60°。由动能定理可得 得 （2）AB在运动的过程中，速度大小始终相等，则 在运动到p点的过程中，由动能定理可得 联立解得 （3）设OA转过的角度为时，两球有最大速度，则由动能定理可得 整理得 看见，当时，有最大速度，最大速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $