精品解析：山东省烟台市莱州市第一中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题

2023级高一第四次质量检测物理试题 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共12小题，共36分． 1. 如图所示为苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内（　　） A. 线速度不变 B. 加速度不变 C. 相同时间内速度变化量相同 D. 相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同 2. 物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒 B. 乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒 C. 丙图中，弹簧越长，弹性势能越大 D. 丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒 3. 如图所示，平行板A和B之间相距10cm，其间匀强电场的场强，方向由A指向B。已知距离B板2cm的P点电势为4V，则距离A板3cm的Q点电势为（　　） A. 16V B. 14V C. 10V D. 6V 4. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　) A. B. C. D. 5. 关于电场下列说法正确的是（　　） A. 电场线一定与等势面垂直 B. 电场强度大的地方电势一定高 C. 电势降低的方向是电场强度的方向 D. 匀强电场中两点间距离越大电势差越大 6. 我国发射的人造地球卫星绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 卫星的质量和绕地半径 B. 卫星的绕地线速度和绕地半径 C. 卫星的绕地角速度和绕地周期 D. 卫星的质量和绕地周期 7. 如图所示，用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差。设电容器的电容为C，带电量为Q，板间电势差为U，静电计指针偏角为θ，在保持其他条件不变的前提下，将电介质从板间抽出。下列判断正确的是（　　） A. U增大 B. U减小 C. C增大 D. θ减小 8. 北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示．运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能分别用、P、、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，不计运动员所受空气阻力，下列图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 喷泉喷出水柱的场景如图所示。为使喷泉喷出的水柱高度变为原来的2倍，则用于给喷管喷水的电动机输出的功率约为原来的（　　） A 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 10. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量均为m的相同小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为g。则（　　） A 下滑过程中小球a机械能增大 B. 下滑过程中小球b机械能守恒 C. 小球a滑过C点后，速度大小为 D. 从释放至小球a滑过C点的过程中，轻杆对小球b做功为 11. 如图所示，A、B、C是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，AB=0.2m，∠C=30°。现将电荷量的电荷P从A移动到B，电场力做功W1=0.2J；将P从C移动到A，电场力做功，已知B点的电势，则（　　） A. 将电荷P从B移动到C，电场力做的功为 B. C点的电势为 C. 电场强度大小为20N/C，方向由C指向A D. 电荷P在A点的电势能为 12. 真空中有一正三角形ABC，如图所示，M、N分别为AB、AC的中点，在B、C两点分别固定等量异种点电荷，其中B点固定正电荷，C点固定负电荷。则（　　） A. 沿直线从A点到M点，电势逐渐降低 B. 搭电子沿直线从N点移动到A点，电子的电势能逐渐增大 C 将电子从M点移动到A点，电场力一直做正功 D. 电子从M点移动到A点与从A点移动到N点电场力做功相等 二、多选题：本大题共6小题，共24分。 13. 如图所示，图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为，一带电粒子自A点以初速度平行于等势面射入电场，其运动轨迹如遮线所示．不计粒子重力，则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子一定做匀速圆周运动 C. 粒子从A到B的运动过程中，动能一直增大 D. 粒子从A到B的运动过程中，电势能不断减小 14. “单臂大回环”是一种高难度男子体操动作，如图甲所示，运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动。当运动员以不同的速度v通过最高点时，手受到单杠的拉力F也不同，其图像如图乙所示，取重力加速度大小。则（　　） A. 运动员的重心到单杠的距离为 B. 运动员的重心到单杠的距离为 C. 运动员的质量为 D. 运动员的质量为 15. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100秒时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 两颗中子星转动的周期均为n秒 B. 两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比 C. 两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比 D. 两颗中子星的质量之和为 16. 我国发射的“嫦娥四号”登月探测器，首次造访月球背面，成功实现对地对月中继通信。如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月。关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（　　） A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 B. 沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度 C. 沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变 17. 两点电荷分别固定在和坐标原点处，所形成电场的电势在轴上的分布如图所示，图线与轴交于处，处电势最低，取无穷远处电势为0，一正电荷自处由静止释放，则（　　） A. 处的电场强度为0 B. 电荷所带电量大小之比为 C. 正电荷运动的过程中，加速度先增大后减小 D. 正电荷运动的过程中，电势能先减小后增大 18. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 B. 保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C. 若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共14分． 19. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 20. 如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度______。（结果保留2位有效数字） （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以______（选填“Δt”、“”“”或“”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线斜率，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 四、计算题：本大题共2小题，共26分。 21. 如图所示，AB为一固定在水平面上的半圆形细圆管轨道，轨道内壁粗糙，其半径为R且远大于细管的内径，轨道底端与水平轨道BC相切于B点。水平轨道BC长为2R,动摩擦因数为μ1=0.5，右侧为一固定在水平面上的粗糙斜面。斜面CD足够长，倾角为θ=37°，动摩擦因数为μ2=0.8。一质量为m，可视为质点的物块从圆管轨道顶端A点以初速度水平射入圆管轨道，运动到B点时对轨道的压力为自身重力的5倍，物块经过C点时速度大小不发生变化。sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求： （1）物块从A点运动到B点过程中，阻力所做的功； （2）物块最终停留的位置。 22. 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第I象限区域内有沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度大小E0=50N/C。第IV象限区域内有一宽度d=0.2m、方向沿x轴正方向（水平向右）的匀强电场。质量m=0.1kg带电荷量的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入电场，通过第I象限后，从x轴上的A点进入第IV象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为（0，0.4m）、（0.4m，0），取重力加速度g=10m/s2。求： （1）初速度v0的大小； （2）A、B两点间的电势差UAB； （3）小球经过B点时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023级高一第四次质量检测物理试题 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共12小题，共36分． 1. 如图所示为苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内（　　） A. 线速度不变 B. 加速度不变 C. 相同时间内速度变化量相同 D. 相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．在圆形弯道上匀速率奔跑，线速度大小不变，方向时刻改变，A错误； B．在圆形弯道上匀速率奔跑，做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向时刻改变，B错误； C．根据可知，运动员的加速度时刻改变，因此相同时间内速度变化量不相同，C错误； D．圆形弯道上匀速率奔跑，做匀速圆周运动，角速度恒定，根据 可知，相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同，D正确。 故选D。 2. 物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒 B. 乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒 C. 丙图中，弹簧越长，弹性势能越大 D. 丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑，轨道对小球的支持力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，A正确； B．乙图中，物体所受的合外力为零时，物体沿斜面下滑，重力势能减小，动能不变，机械能等于重力势能与动能之和，故机械能减小，机械能一定不守恒，B错误； C．丙图中，如果弹簧开始时被压缩，弹簧恢复原长的过程中，弹簧越长，弹性势能越小，C错误； D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球受到弹簧弹力的作用，弹簧张力对小球做正功，故小球的机械能增加，D错误。 故选A。 3. 如图所示，平行板A和B之间相距10cm，其间匀强电场的场强，方向由A指向B。已知距离B板2cm的P点电势为4V，则距离A板3cm的Q点电势为（　　） A. 16V B. 14V C. 10V D. 6V 【答案】B 【解析】 【详解】由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得 由电势差与电势的关系，可得 可得 解得 则有 可有 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 4. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在加速电场中有 eU＝mv2 得 v＝ 在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为 q＝IΔt＝I 则电子个数 n＝＝ 故选B。 5. 关于电场下列说法正确的是（　　） A. 电场线一定与等势面垂直 B. 电场强度大的地方电势一定高 C. 电势降低的方向是电场强度的方向 D. 匀强电场中两点间距离越大电势差越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于电场强度方向沿电场线切线方向，而沿等势面移动电荷，电场力不做功，可知电场线一定与等势面垂直，故A正确； B．电场先分布的密集程度表示电场的强弱，而沿电场线电势降低，可知电场强度大的地方电势不一定高，故B错误； C．根据 其中d只沿电场线方向上的投影长度，可知电势降低最快的方向是电场强度的方向，故C错误； D．根据 其中的d只沿电场线方向上的投影长度，可知匀强电场中两点间距离越大电势差不一定越大，故D错误。 故选A。 6. 我国发射的人造地球卫星绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 卫星的质量和绕地半径 B. 卫星的绕地线速度和绕地半径 C. 卫星的绕地角速度和绕地周期 D. 卫星的质量和绕地周期 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力可得 解得 可知卫星的知道被约掉，知道卫星的绕地线速度和绕地半径可以求出地球的质量，故A错误，B正确； CD．根据万有引力提供向心力可得 解得 ， 可知要求出地球的质量，需要知道卫星的绕地角速度和绕地半径，或者知道卫星的绕地周期和绕地半径，故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差。设电容器的电容为C，带电量为Q，板间电势差为U，静电计指针偏角为θ，在保持其他条件不变的前提下，将电介质从板间抽出。下列判断正确的是（　　） A. U增大 B. U减小 C. C增大 D. θ减小 【答案】A 【解析】 【详解】将电介质从板间抽出，根据 可知C减小，因为电容器带电量Q不变，则根据 可知，U变大，静电计指针偏角为θ变大。 故选A。 8. 北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示．运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能分别用、P、、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，不计运动员所受空气阻力，下列图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑雪运动员离开起跳区后做平抛运动，水平速度不变，竖直速度变化，则速度变化量为 可知速度变化量和时间关系为正比例函数，图像为过原点的一条倾斜直线，故A错误； B．经过时间t后竖直方向速度为 重力的瞬时功率为 可知重力瞬时功率和时间关系为正比例函数，图像为过原点的一条倾斜直线，故B错误； C．不计空气阻力，只有重力做功，滑雪运动员飞行过程机械能守恒，不随时间变化，故C错误； D．设起跳时的速度为v0，则经过时间t动能为 可知动能和时间关系为二次函数，图像为抛物线一部分，顶点不在原点，故D正确。 故选D。 9. 喷泉喷出水柱的场景如图所示。为使喷泉喷出的水柱高度变为原来的2倍，则用于给喷管喷水的电动机输出的功率约为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 【答案】C 【解析】 【详解】设喷管横截面积S，在时间∆t内喷出水的质量为m，喷出速度为v，则给喷管喷水的电动机的总功率 其中 v2=2gh 解得 若要让所有喷泉喷出的水柱高度均变为原来的2倍，则给喷管喷水的电动机的总功率至少变为原来的倍。 故选C。 10. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量均为m的相同小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为g。则（　　） A. 下滑过程中小球a机械能增大 B. 下滑过程中小球b机械能守恒 C. 小球a滑过C点后，速度大小为 D. 从释放至小球a滑过C点的过程中，轻杆对小球b做功为 【答案】C 【解析】 【详解】C．最终a、b都滑至水平轨道时（即小球a滑过C点后）速度相等，设为，下滑过程中只有重力对a、b组成的系统做功，系统满足机械能守恒，则有 解得 故C正确； D．设从释放至a球到滑过C点的过程中，轻杆对b球做功为，对b根据动能定理有 解得 故D错误； AB．根据以上分析可知，下滑过程中，杆对a球做负功，对b球做正功，所以a球机械能减少，b球机械能增加，故AB错误。 故选C。 11. 如图所示，A、B、C是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，AB=0.2m，∠C=30°。现将电荷量的电荷P从A移动到B，电场力做功W1=0.2J；将P从C移动到A，电场力做功，已知B点的电势，则（　　） A. 将电荷P从B移动到C，电场力做的功为 B. C点的电势为 C. 电场强度大小为20N/C，方向由C指向A D. 电荷P在A点的电势能为 【答案】C 【解析】 【详解】D．电荷P从A移动到B，电场力做功为 可得 可得 则电荷P在A点的电势能为 故D错误； B．将P从C移动到A，电场力做功 可得 可得 故B错误； A．将电荷P从B移动到C，电场力做的功为 故A错误； C．过B点做AC的垂线，交于D点，如图所示 根据几何关系可得 则有 可得 可知为等势线，则电场方向由C指向A，大小为 故C正确 故选C。 12. 真空中有一正三角形ABC，如图所示，M、N分别为AB、AC的中点，在B、C两点分别固定等量异种点电荷，其中B点固定正电荷，C点固定负电荷。则（　　） A. 沿直线从A点到M点，电势逐渐降低 B. 搭电子沿直线从N点移动到A点，电子的电势能逐渐增大 C. 将电子从M点移动到A点，电场力一直做正功 D. 电子从M点移动到A点与从A点移动到N点电场力做的功相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷电势分布，A点在垂直平分线上，电势为零，沿直线从A点到M点，电势逐渐升高，故A错误； B．沿直线从N点移动到A点，电势逐渐升高，根据 电子带负电，所以电子的电势能逐渐减小，故B错误； C．将电子从M点移动到A点，电势降低，电势能升高，所以电场力做负功，故C错误； D．根据对称可知，从M点移动到A点与从A点移动到N点的电势变化相等，所以电场力做的功相等，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共6小题，共24分。 13. 如图所示，图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为，一带电粒子自A点以初速度平行于等势面射入电场，其运动轨迹如遮线所示．不计粒子重力，则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子一定做匀速圆周运动 C. 粒子从A到B的运动过程中，动能一直增大 D. 粒子从A到B运动过程中，电势能不断减小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据等势面与电场线的关系可知，电场线方向竖直向上，又根据曲线运动的特点合外力总是指向轨迹弯曲的一面，所以电场力竖直向上，与电场强度方向相同，所以粒子一定带正电，则A项错误； B．粒子仅受电场力作用，且电场力不变，则其该粒子的加速度不变，所以粒子作匀变速曲线运动，故B项错误； CD．粒子从A到B的运动过程中，电场力对粒子一直做正功，由动能定理可知，合外力做正功，其动能增加，所以粒子动能一直增大；由于电场力做功与电势能关系可知，电场力做正功，电势能减小，故CD正确。 故选CD。 14. “单臂大回环”是一种高难度男子体操动作，如图甲所示，运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动。当运动员以不同的速度v通过最高点时，手受到单杠的拉力F也不同，其图像如图乙所示，取重力加速度大小。则（　　） A. 运动员的重心到单杠的距离为 B. 运动员的重心到单杠的距离为 C. 运动员的质量为 D. 运动员的质量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当运动员在最高点时，进行受力分析，由F-v2图像知，当F=0，运动员的重力提供向心力，即 解得 故A正确，B错误； CD．由F-v2图像可得，F=500N时，根据重力和拉力提供向心力得 解得 故C正确，D错误。 故选AC。 15. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100秒时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 两颗中子星转动的周期均为n秒 B. 两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比 C. 两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比 D. 两颗中子星的质量之和为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．两颗中子星转动过程中角速度相等，周期也相等，根据题意绕两者连线上的某点每秒转动n圈，则周期 故A错误； B．设两颗星的质量分别为、，两颗中子星转动时所需的向心力由二者之间的万有引力提供，即向心力大小均为 故B错误； CD．设两颗星的轨道半径分别为、，相距r，根据万有引力提供向心力可知 可知 即两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比。同时上述向心力公式化简可得 故CD正确。 故选CD。 16. 我国发射的“嫦娥四号”登月探测器，首次造访月球背面，成功实现对地对月中继通信。如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月。关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（　　） A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 B. 沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度 C. 沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 轨道Ⅱ的半轴长小于轨道Ⅰ的半径，故沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期，故A错误； B．根据牛顿第二定律 可得 故沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度，故B正确； C．根据变轨原理，沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速做向心运动，才能进入轨道Ⅱ，故C正确； D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，登月探测器只受到万有引力作用，机械能守恒，万有引力对登月探测器做正功，登月探测器速度逐渐增大，动能增加，离地高度降低，重力势能减小，故D正确。 故选BCD。 17. 两点电荷分别固定在和坐标原点处，所形成电场的电势在轴上的分布如图所示，图线与轴交于处，处电势最低，取无穷远处电势为0，一正电荷自处由静止释放，则（　　） A. 处的电场强度为0 B. 电荷所带电量大小之比为 C. 正电荷运动的过程中，加速度先增大后减小 D. 正电荷运动的过程中，电势能先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像，斜率表示电场强度，在处的图像斜率不为零，则电场强度也不为零，故A错误； B．处图像斜率为零，则满足 所以电荷所带电量大小之比为 故B正确； C．一正电荷自处由静止释放，根据电势变化情况可知，自处右侧场强方向先沿轴正方向后沿轴负方向，场强先减小为零后反向增大再减小，根据牛顿第二定律，有 可知正电荷运动的过程中，加速度先减小为零后反向增大再减小，故C错误； D．一正电荷自处由静止释放，根据电势变化情况可知，自处右侧场强方向先沿轴正方向后沿轴负方向，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故D正确。 故选BD。 18. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 B. 保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C. 若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．开始时，重力和电场力平衡，故 mg=qE 将A板上移，由可知，E变小，故油滴应向下加速运动；根据 、，有 故电容器电量减小，放电，故G中有b→a的电流；故A正确； B．若将A板向左平移一小段位移，由可知，E不变，油滴仍静止；根据上述结论 故电容器电量减小，放电，故G中有b→a的电流；故B正确； C．若将S断开，Q不变，则两板间场强不变，则油滴仍静止，选项C错误； D．若将S断开，Q不变，再将B板向下平移一小段位移，根据，，可得 可知场强E不变，则油滴仍静止；油滴所在位置与A极板的距离不变，则根据U=Ed可知与A极板的电势差不变，则油滴所在位置的电势不变，油滴的电势能不变，选项D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共14分． 19. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】 ① ②. ③. 0.59 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为 到最低点时细线拉力最大，则 联立可得 即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为； （2）[2][3]由图乙得直线的斜率为 则小钢球的重力为 （3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。 20. 如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度______。（结果保留2位有效数字） （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以______（选填“Δt”、“”“”或“”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线斜率，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 8.0 ②. ③. 0.14 【解析】 【详解】（1）[1]挡光杆的宽度，在挡光过程的极短时间内，挡光杆的平均线速度为 因为时间极短，可以认为此平均速度大小等于挡光杆的瞬时线速度的大小。挡光杆的旋转半径，则其角速度 （2）[2]由上可知，挡光杆的挡光时间与挡光杆旋转角速度之间的关系为 砝码与挡光杆具有相同的角速度，设砝码旋转半径为r，根据向心力公式有 所以，F与成线性关系，以F为纵坐标，以为横坐标，相关数据点应可拟合得到一条直线。 [3]直线斜率 解得 四、计算题：本大题共2小题，共26分。 21. 如图所示，AB为一固定在水平面上的半圆形细圆管轨道，轨道内壁粗糙，其半径为R且远大于细管的内径，轨道底端与水平轨道BC相切于B点。水平轨道BC长为2R,动摩擦因数为μ1=0.5，右侧为一固定在水平面上的粗糙斜面。斜面CD足够长，倾角为θ=37°，动摩擦因数为μ2=0.8。一质量为m，可视为质点的物块从圆管轨道顶端A点以初速度水平射入圆管轨道，运动到B点时对轨道的压力为自身重力的5倍，物块经过C点时速度大小不发生变化。sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求： （1）物块从A点运动到B点的过程中，阻力所做的功； （2）物块最终停留的位置。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物块到B点时，设轨道对其支持力N，由牛顿第三定律知 由牛顿第二定律 解得 A到B的过程，由动能定理 得 （2）设物块沿斜面上升的最大位移为，由动能定理 其中 ， 得 因，故物块在速度减为零之后不会下滑，物体最终会静止在斜面上距离点的位置。 22. 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第I象限区域内有沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度大小E0=50N/C。第IV象限区域内有一宽度d=0.2m、方向沿x轴正方向（水平向右）的匀强电场。质量m=0.1kg带电荷量的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入电场，通过第I象限后，从x轴上的A点进入第IV象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为（0，0.4m）、（0.4m，0），取重力加速度g=10m/s2。求： （1）初速度v0的大小； （2）A、B两点间的电势差UAB； （3）小球经过B点时的速度大小。 【答案】（1）1m/s；（2）5V；（3）m/s 【解析】 【详解】（1）小球进入竖直方向的匀强电场后做类平抛运劝，小球带正电，受到的静电力竖直向上，根据牛顿第二定律得 解得 根据平抛运动规律，小球沿水平方向做匀速运动，有 沿竖直方向有 解得 （2）设水平电场的电场强度大小为E，因未进入水平电场前，带电小球做类平抛运动，所以进入电场时竖直方向的速度 因为小球在水平电场区域恰好做直线运动，所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，即速度方向与合外力的方向相同，有 代入数据解得 E= 50N/C 设小球在水平电场中运动的水平距离为l， 根据电势差与电场强度的关系有 UAB = El 解得 UAB = 5V （3）设小球在B点的速度大小为v，对小球运动的全过程，由动能定理，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$