精品解析：福建省三明第一中学2023-2024学年高一下学期第二次月考物理试卷

三明一中2023-2024学年下学期第二次月考 高一物理科试卷 （考试时长：75分钟，满分：100分） 一、单项选择题（共6小题，每小题4分，共24分） 1. 两个完全相同的带同种电荷的金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量为5Q，另一个球的带电量为7Q，当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F，现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小为（ ） A. B. 35F C. D. 2. 如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条电场线，实线为一带电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 B. 带电粒子一定带正电 C. 带电粒子在Q点的动能可能大于在P点的动能 D. 带电粒子在P点时的动能一定大于在Q点时的动能 3. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙，汽车通过拱桥最高点时受到的支持力大于重力 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球角速度大于在B位置小球的角速度 4. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法不正确的是（　　） A. 要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q点和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B. 由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度 C. 卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D. 卫星在椭圆轨道2上经过P点时加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度 5. 如图所示，圆形绝缘薄板均匀带电，圆心为O，过圆心轴线上有三点A、B、C，，A点放置一电荷量为+Q的电荷，B点场强为零，静电力常量为k，则以下说法正确的是（ ） A. 薄板带正电 B. C点场强大小为，方向向左 C. C点场强大小为，方向向左 D. 薄板上的电荷在B点产生的场强大小为，方向向左 6. 如图所示，圆心在O点、半径为R光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（　　） A. 在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B. 在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒 C. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 D. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 二、双项选题（共4个小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有两个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 7. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端P以速度抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把初速度变为，则（　　） A. 空中的运动时间变为原来的2倍 B. 水平位移将变为原来的2倍 C. 间距一定等于原来间距的4倍 D. 夹角与初速度大小无关，且总是等于θ 8. 船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速随与河岸的距离的变化关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则 A. 船渡河的最短时间是60 s B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C. 渡河全过程船做匀变速曲线运动 D. 船在航行中最大速度是5 m/s 9. 随着科技的发展，在距地面不同高度的太空已经有了许多的卫星探测器。如图所示，卫星A是我国发射的遥感三十九号卫星，卫星B是地球同步卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的运行周期大小关系为 B. 卫星A、P的角速度大小关系为 C. 卫星B、P的向心加速度大小关系为 D. 若将卫星P发射到近地轨道上，则其运行的线速度会比未发射时的线速度大 10. 2018年5月21日，我国发射人类首颗月球中继卫星“鹊桥”，6月14日进入使命轨道-----地月拉格朗日轨道，为在月球背面着陆的嫦娥四号与地球站之间提供通信链路。12月8日，我国成功发射嫦娥四号探测器，并于2019年1月3日成功着陆于与月球背面，通过中继卫星“鹊桥"传回了月被影像图，解开了古老月背的神秘面纱。如图所示，“鹊桥"中继星处于点上时，会和月、地两个大天体保持相对静止的状态．设地球的质量为月球的k倍，地月间距为L，拉格朗日点与月球间距为d，地球、月球和“鹊桥”均视为质点，月球做圆周运动的向心力可认为只有地球的引力提供，忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力。则“鹊桥”中继星处于点上时，下列选项正确的是（　　） A. “鹊桥”与月球的线速度之比为 B. “鹊桥”与月球的向心加速度之比为 C. k，L，d之间在关系为 D. k，L，d之间在关系为 三、填空题（本题共1小题，每空2分，共6分） 11. 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两颗星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球S1，S2。组成的双星系统，在相互之间万有引力的作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，公转周期均为T，万有引力常量为G，S1、S2做圆周运动的轨道半径之比为。则可知S1、S2做圆周运动的线速度大小之比为_______，两天体的质量之比为_______，两天体的质量之和等于_______。 四、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 12. 如图所示是探究向心力的大小F与质量、角速度和半径r之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔。2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相同的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： （1）在该实验中探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系应用了下列哪一种物理方法_______。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔角速度之比为_______，半径之比为_______。 13. 研究平抛运动的实验装置如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动时不同时刻的位置。 回答下列问题： （1）某次实验过程中获得小球连续三个时刻位置如图乙所示，若频闪照相机的频率为f=10Hz，用刻度尺测得照片上、，照片上物体影像的大小与物体的实际大小的比值为k=0.1，则当地的重力加速度g=______（用字母表示）=______m/s2（计算结果保留至小数点后两位）； （2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量的物理量是______； （3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一影响因素分析，重力加速度的测量值______（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。 五、计算题（本题共3小题，共32分。解答各小题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位） 14. 如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37°。已知小球所带电荷量q=2×10-8C，匀强电场的场强E=300N/C，取重力加速度，，。求： （1）小球带正电负电？ （2）小球所受电场力F的大小。 （3）小球的质量m。 15. 在22世纪末，一宇航员乘宇宙飞船到达一半径为r的某星球地面，（该星球地面的重力加速度g未知）．他将所带的一个如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率从半圆管下入口处进入管内，测得A通过最高点C后，从C点平抛飞落到水平面上耗时为T．测得B通过最高点C时，对管壁上下部的压力均为0，还测得A、B两球落地点间的水平距离差为4R，且A球射出C点时的速度大于B球射出C点时的速度，已知万有引力恒量为G，忽略该星球的自转，球的体积公式为．求： （1）该星球地面的重力加速度g： （2）该星球的密度； （3）A通过最高点C时，管壁上部对A的压力为多大？ 16. 如图甲所示，竖直面内有一光滑轨道BCD，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，圆弧轨道半径为，与水平轨道CD相切于点C。现将一小滑块（可视为质点）从空中的A点以的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点，滑块在圆弧末端C点对轨道的压力，之后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点滑到质量为M＝1kg，长度足够的木板上。图乙为木板开始运动后一段时间内的图像，重力加速度g取，不计空气阻力和木板厚度。求： （1）小滑块经过圆弧轨道上B点的速度大小； （2）小滑块的质量； （3）小滑块与木板间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数； （4）全过程中木板与地面间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三明一中2023-2024学年下学期第二次月考 高一物理科试卷 （考试时长：75分钟，满分：100分） 一、单项选择题（共6小题，每小题4分，共24分） 1. 两个完全相同的带同种电荷的金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量为5Q，另一个球的带电量为7Q，当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F，现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小为（ ） A B. 35F C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据库仑定律可知 接触后，电量均分 故D正确，ABC错误。 故选D。 2. 如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条电场线，实线为一带电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 B. 带电粒子一定带正电 C. 带电粒子在Q点的动能可能大于在P点的动能 D. 带电粒子在P点时的动能一定大于在Q点时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密程度可知，Q点的电场强度比P点电场强度小，根据牛顿第二定律可得 可知带电粒子在Q点时的加速度小于在P点时的加速度，故A错误； B．根据曲线的运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知带电粒子受到的电场力偏右，因电场方向未知，故无法判断电荷带正电还是带负电，故B错误； C D．根据曲线的运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知带电粒子受到的电场力偏右，若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，则Q点电势能最大，动能减小，知道P点的动能最大，而Q点动能最小。若粒子从Q经过R运动到P，电场力做正功，电荷的电势能减小，则Q点电势能最大，动能增大，知道P点的动能最大，而Q点动能最小。故C错误，D正确； 故选D。 3. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球角速度大于在B位置小球的角速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用，故A错误； B．如图乙，汽车通过拱桥的最高点时 得 故受到的支持力小于重力，故B错误； C．设圆锥高为，根据牛顿第二定律可得 可得 两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等，故C正确； D．同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为，水平方向根据牛顿第二定律可得 可得 由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度大小不相等，故D错误。 故选C。 4. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法不正确的是（　　） A. 要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q点和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B. 由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度 C. 卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D. 卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星由小圆变椭圆，需要在Q点点火加速，而卫星由椭圆变大圆，需要在P点点火加速，故A正确，A项不合题意； B．卫星在3轨道和1轨道做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得线速度为 而，可知星在圆轨道3上正常运行速度小于卫星在圆轨道1上正常运行速度，故B正确，B项符合题意； C．卫星在1轨道的速度为7.9 km/s，而由1轨道加速进入2轨道，则在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而椭圆上由近地点到远地点减速，且3轨道的线速度大于椭圆在远地点的速度，故在远地点P的速度一定小于7.9 km/s，，即有 故C正确，C项不合题意； D．卫星在不同轨道上的同一点都是由万有引力提供合外力，则卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度，故D正确，D项不合题意。 本题选不正确的，故选B。 5. 如图所示，圆形绝缘薄板均匀带电，圆心为O，过圆心的轴线上有三点A、B、C，，A点放置一电荷量为+Q的电荷，B点场强为零，静电力常量为k，则以下说法正确的是（ ） A. 薄板带正电 B. C点场强大小为，方向向左 C. C点场强大小为，方向向左 D. 薄板上的电荷在B点产生的场强大小为，方向向左 【答案】B 【解析】 【详解】AD．设薄板上的电荷在B点产生的场强为，取向左为正，根据题意，B点的场强为0，则薄板在B点产生的场强与A点处的点电荷在B点处产生的场强大小相等方向相反，则有 解得 方向向右，则可知薄板带负电，故AD错误； BC．由对称性可知，薄板在C点产生的场强为，而C点处的场强为薄板在C点处产生的场强与A点处的点电荷在C点处产生的场强的合场强，则可知C点场强为 方向向左，故B正确，C错误。 故选B。 6. 如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（　　） A. 在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B. 在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒 C. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 D. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 【答案】C 【解析】 【详解】A．由C点下滑到A点的过程中，两球沿绳子方向的速度大小相等，在滑下过程，设的速度为，的速度为，的速度方向与绳子方向的夹角为，则有 可知速度不等于的速度，故A错误； B．在由C点下滑到A点的过程中，由于绳子拉力对做负功，所以的机械能减少，故B错误； C D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则此时、的速度均为0，根据系统机械能守恒可得 解得 故C正确，D错误； 故选C。 二、双项选题（共4个小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有两个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 7. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端P以速度抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把初速度变为，则（　　） A. 空中的运动时间变为原来的2倍 B. 水平位移将变为原来的2倍 C. 间距一定等于原来间距的4倍 D. 夹角与初速度大小无关，且总是等于θ 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 得 初速度变为原来的2倍，则小球在空中的运动时间变为原来的2倍，故A正确； BC．水平位移： 初速度变为原来的2倍，则小球水平位移变为原来的4倍，因为 PQ= 则PQ间距一定等于原来间距的4倍，故B错误，C正确； D．速度与水平方向夹角的正切值 可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍；因为位移与水平方向夹角不变，则速度与水平方向夹角不变，所以两个角度之差，即α不变，与初速度无关，且，故D错误。 故选AC。 8. 船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速随与河岸的距离的变化关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则 A. 船渡河的最短时间是60 s B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C. 渡河全过程船做匀变速曲线运动 D. 船在航行中最大速度是5 m/s 【答案】BD 【解析】 【分析】将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．当水流速最大时，船在河水中的速度最大. 【详解】A、B、若要使船以最短时间渡河，需要船头一直垂直河岸运动，渡河时间最短为，选项A错误、B正确； C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，因为加速度发生改变，所以它不是匀变速运动，但是一种曲线运动，选项C错误； D、当船到河中间时航速最大，航行中最大速度是;选项D正确. 故选BD. 【点睛】解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解. 9. 随着科技的发展，在距地面不同高度的太空已经有了许多的卫星探测器。如图所示，卫星A是我国发射的遥感三十九号卫星，卫星B是地球同步卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的运行周期大小关系为 B. 卫星A、P的角速度大小关系为 C. 卫星B、P的向心加速度大小关系为 D. 若将卫星P发射到近地轨道上，则其运行的线速度会比未发射时的线速度大 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．对于卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得 ，， 由于则有 ，， 对于卫星P、B，它们的角速度相等，周期相等，则有 根据 可得 故A正确，BC错误； D．根据 可知未发射时卫星P的线速度小于卫星B的线速度；若将卫星P发射到近地轨道上，根据 可得 可知发射后卫星P线速度大于卫星B的线速度；则卫星P发射到近地轨道上，其运行的线速度会比未发射时的线速度大，故D正确。 故选AD。 10. 2018年5月21日，我国发射人类首颗月球中继卫星“鹊桥”，6月14日进入使命轨道-----地月拉格朗日轨道，为在月球背面着陆的嫦娥四号与地球站之间提供通信链路。12月8日，我国成功发射嫦娥四号探测器，并于2019年1月3日成功着陆于与月球背面，通过中继卫星“鹊桥"传回了月被影像图，解开了古老月背的神秘面纱。如图所示，“鹊桥"中继星处于点上时，会和月、地两个大天体保持相对静止的状态．设地球的质量为月球的k倍，地月间距为L，拉格朗日点与月球间距为d，地球、月球和“鹊桥”均视为质点，月球做圆周运动的向心力可认为只有地球的引力提供，忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力。则“鹊桥”中继星处于点上时，下列选项正确的是（　　） A. “鹊桥”与月球的线速度之比为 B. “鹊桥”与月球的向心加速度之比为 C. k，L，d之间在关系为 D. k，L，d之间在关系为 【答案】AC 【解析】 【分析】“鹊桥”与月球绕地球运动的角速度相同，根据v=ωr可知线速度关系，根据a=ωv可知向心加速度关系；“鹊桥”做圆周运动的向心力等于地球和月球的万有引力之和；月球绕地球做圆周运动的向心力由地球的引力提供，根据牛顿第二定律列式可求解. 【详解】“鹊桥”与月球绕地球运动的角速度相同，则根据v=ωr可知，“鹊桥”与月球的线速度之比为，选项A正确；根据a=ωv可知，“鹊桥”与月球的向心加速度之比为，选项B错误；对“鹊桥”做圆周运动的向心力等于地球和月球的万有引力之和，则：；对月球： ；又，联立解得，选项C正确，D错误；故选AC. 三、填空题（本题共1小题，每空2分，共6分） 11. 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两颗星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球S1，S2。组成的双星系统，在相互之间万有引力的作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，公转周期均为T，万有引力常量为G，S1、S2做圆周运动的轨道半径之比为。则可知S1、S2做圆周运动的线速度大小之比为_______，两天体的质量之比为_______，两天体的质量之和等于_______。 【答案】 ①. 1：2 ②. 2：1 ③. 【解析】 【详解】[1] 根据 可得、做圆周运动的线速度大小之比为 [2] 因为、做圆周运动的向心力均由二者之间的万有引力提供，所以向心力大小相等，又因为两天体绕O点做匀速圆周运动的周期相同，所以角速度相同，根据向心力公式有 可得 [3] 根据牛顿第二定律有 两颗星之间的距离为 联立解得两天体质量之和为 四、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 12. 如图所示是探究向心力的大小F与质量、角速度和半径r之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔。2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相同的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： （1）在该实验中探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系应用了下列哪一种物理方法_______。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔角速度之比为_______，半径之比为_______。 【答案】（1）B （2） ①. 1：2 ②. 2：1 【解析】 【小问1详解】 根据可知探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的半径不变；探究小球受到的向心力大小与质量的关系，需控制一些变量，即保持转动的角速度、转动的半径不变；探究小球受到的向心力大小与转动的半径的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的角速度不变；该实验中应用了控制变量法； 故选B。 【小问2详解】 [1]两球质量相等 r左=2r右 F右=2F左 根据 F=mω2r 可得 [2] 由于左边塔轮与右边塔轮皮带连接，则塔轮边缘的线速度大小相等，由公式 可得，左边塔轮与右边塔轮的半径之比为 13. 研究平抛运动的实验装置如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动时不同时刻的位置。 回答下列问题： （1）某次实验过程中获得小球连续三个时刻的位置如图乙所示，若频闪照相机的频率为f=10Hz，用刻度尺测得照片上、，照片上物体影像的大小与物体的实际大小的比值为k=0.1，则当地的重力加速度g=______（用字母表示）=______m/s2（计算结果保留至小数点后两位）； （2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量的物理量是______； （3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一影响因素分析，重力加速度的测量值______（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。 【答案】（1） ①. ②. 9.60 （2）见解析 （3）没有影响 【解析】 【小问1详解】 [1]照片上、对应的实际长度为 ， 频闪周期 根据 解得 [2]将相应数据代入上述表达式，则有 【小问2详解】 小球做平抛运动，水平方向上的分运动是匀速直线运动，则有 可知，要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量的物理量是A、B两点间的水平距离（B、C两点间的水平距离，或A、C两点间的水平距离）。 【小问3详解】 若实验中，斜槽末端切线不水平，小球飞出后做斜上抛或斜下抛运动，竖直方向上仍是加速度为重力加速度匀加速直线运动，结合上述可知，仅从这一影响因素分析，斜槽末端切线不水平，对重力加速度的测量值没有影响。 五、计算题（本题共3小题，共32分。解答各小题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位） 14. 如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37°。已知小球所带电荷量q=2×10-8C，匀强电场的场强E=300N/C，取重力加速度，，。求： （1）小球带正电负电？ （2）小球所受电场力F的大小。 （3）小球的质量m。 【答案】（1）正电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图可知，小球带正电； （2）小球所受电场力F的大小为 （3）小球受力情况如图所示 根据几何关系可得 解得 15. 在22世纪末，一宇航员乘宇宙飞船到达一半径为r的某星球地面，（该星球地面的重力加速度g未知）．他将所带的一个如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率从半圆管下入口处进入管内，测得A通过最高点C后，从C点平抛飞落到水平面上耗时为T．测得B通过最高点C时，对管壁上下部的压力均为0，还测得A、B两球落地点间的水平距离差为4R，且A球射出C点时的速度大于B球射出C点时的速度，已知万有引力恒量为G，忽略该星球的自转，球的体积公式为．求： （1）该星球地面的重力加速度g： （2）该星球的密度； （3）A通过最高点C时，管壁上部对A的压力为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）球从点做平抛运动，则有 得出该星球地面的重力加速度为 （2）根据万有引力等于物体在该星球上的重力，即 星球的密度为 球的体积公式为 联立，得 （3）A球在最高点时，受重力和管壁对A压力，这两个力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，有 同样，B球在点由重力提供向心力，由牛顿第二定律，有 AB两球落地点间的水平距离差为，有 联立得 16. 如图甲所示，竖直面内有一光滑轨道BCD，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，圆弧轨道半径为，与水平轨道CD相切于点C。现将一小滑块（可视为质点）从空中的A点以的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点，滑块在圆弧末端C点对轨道的压力，之后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点滑到质量为M＝1kg，长度足够的木板上。图乙为木板开始运动后一段时间内的图像，重力加速度g取，不计空气阻力和木板厚度。求： （1）小滑块经过圆弧轨道上B点的速度大小； （2）小滑块的质量； （3）小滑块与木板间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数； （4）全过程中木板与地面间因摩擦产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3）；（3） 【解析】 【详解】（1）在B点，由 可得 （2）从B点到C点，对物块应用动能定理 可得 在C点，对物块受力分析 又因为 联立可得 （3）由乙图可知，1s时木板收到的力发生了突变，即1s时物块和木板刚好共速，之后两物体一起相对静止，以相同的加速度一起减速滑行至停止（如图示）。 由图可知，在0-1s内，对物块 解得 又 可得 对木板：木板的加速度大小 解得 又 解得 （4）木板加速过程位移 木板减速过程位移 木板与地面间的摩擦热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$