精品解析：河南省许昌市许昌高级中学2024-2025学年高二上学期8月月考物理试题

2024-2025学年高二上学期8月试题 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题（共6小题，每题4分，共24分） 1. 如图所示，马拉雪橇沿水平冰面以速度v做匀速直线运动。若马对雪橇的拉力F恒定，与竖直方向夹角为，则拉力F的功率为（ ） A. B. C. D. 2. “祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，火星和地球绕太阳的公转视为匀速圆周运动，已知火星和地球的公转方向一致，且火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。当火星和太阳位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 火星的冬季时长约为地球的倍 B. 火星公转的角速度比地球的大 C. 在冲日处，火星相对于地球的速度最大 D. 火星公转的加速度比地球的大 3. 全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，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的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体匀加速阶段的加速度为 B. 和时间内牵引力做的功之比为 C. 时刻物体正减速上升 D. 阶段牵引力所做的功为 4. 某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，已知电流表A的量程为500mA，内阻，其中，，下列说法正确的是（ ） A. 若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为0.5A B. 若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为2.0A C. 若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为1.2V D. 若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为2.2V 5. 自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用.图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C分别是三个轮子边缘上的点。当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的角速度大小之比为1:1 B. A、C两点的周期之比为R2:R1 C. B、C两点向心加速度大小之比为R22:R32 D. A、C两点的向心加速度大小之比为R22:（R1R3） 6. 最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b。若不计空气，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（　　） A. 机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N B. 机器人与水平桌面间的动摩擦因数为 C. 在时间内，合外力的冲量为 D. 在时间内，合外力做的功为12J 二、多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M=2m．与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为3m，定滑轮大小及质量可忽略．现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是 A. A、C间距离为4m B. 小环最终静止在C点 C. 小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能 D. 当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2：1 8. 如图所示，长为、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为、质量为的小球以初速度从竖直斜面底端点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端点时，速度仍为，则（　　） A. 小球从到电场力做正功 B. 、两点间的电压一定等于 C. 若该电场是由放置在点的点电荷产生，则为 D. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度最小值一定为 9. 如图所示，哈雷彗星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳的中心在椭圆的一个焦点上，、为长轴的两端点，、为短轴的两端点。椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为，远日点到太阳中心的距离为，引力常量为。哈雷彗星在椭圆轨道运行的周期为，下列判断正确的是（　　） A. 哈雷彗星从到的机械能先减小后增大 B. 太阳的质量为 C. 一个周期内，哈雷彗星在段的运动时间小于 D. 假设另一行星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为，则其运动周期为 10. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　） A. 气流速度大小为 B. 单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为 C. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 D. 单位时间内风机做的功为 三、填空题（共2小题，共16分） 11. 如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）关于本实验，下列说法中正确的是_________ A．必须用秒表测出重物下落的时间 B．打点计时器应连接直流电源 C．验证时，一定要测量重物的质量或重力 D．选择质量较大、体积较小的重物可以减小阻力带来的实验误差 （2）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，重物质量为0.2kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点．根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点的过程中，重力势能减少量△Ep=____J，动能增加量△EK=_____J．（计算结果保留3位有效数字） （3）多次实验表明重力势能减少量总是大于动能增加量，可能的原因是：________________________． 12. 某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将玻璃管弹射器固定在水平桌边，将小钢球压缩弹簧后由静止释放，小钢球和玻璃管之间的摩擦可忽略不计，弹簧原长状态时其末端恰好位于桌子边缘，利用频闪照相法拍下小球在空中运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为5cm，频闪周期为0.1s，取重力加速度g=10m/s2。 （1）以下实验操作合理且必要的是（　　） A. 应该测量出弹簧的劲度系数 B. 释放小球前，弹簧的压缩量越大越好 C. 实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球 D. 用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹 （2）根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应竖直速度v=___________m/s，小球平抛的初速度为v0=___________m/s（结果均保留两位有效数字）。 （3）若要粗测小球释放前弹簧的弹性势能，只需要再测量一个物理量为（　　） A. 小球的质量 B. 小球下落的高度 C. 弹簧压缩后的长度 D. 弹簧的劲度系数 四、计算题（共3小题，共40分） 13. 如图所示，足够大光滑水平桌面上固定一光滑钉子O，一长L=0.5m的细线一端套系在钉子上，一端系在光滑的小球上，先将细线恰好拉直，再给小球一垂直于细线方向的初速度，小球在桌面上做圆周运动，已知小球质量m=0.5kg。 （1）若=5m/s，求小球的角速度大小； （2）若=5m/s，求细线对小球的拉力大小F； （3）若细线最大能承受100N的拉力，现不断增大小球的速度，当细线断裂后2s内，小球的位移大小是多少？ 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），已知板间距离为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，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.5m的圆环，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离h=2.4m。用质量m1=1.0kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.4，CB=0.5m，BD=2.5m，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．现用同种材料、质量为m2=0.1kg的物块仍将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块从桌面右端D飞离后，由P点沿切线落入圆轨道（g=10m/s2）。求： （1）物块m2飞离桌面的速度大小； （2）物块m2在圆轨道P点时对轨道的压力大小； （3）物块m2的落地点与M点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二上学期8月试题 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题（共6小题，每题4分，共24分） 1. 如图所示，马拉雪橇沿水平冰面以速度v做匀速直线运动。若马对雪橇的拉力F恒定，与竖直方向夹角为，则拉力F的功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据功率的公式 故选A。 2. “祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，火星和地球绕太阳的公转视为匀速圆周运动，已知火星和地球的公转方向一致，且火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。当火星和太阳位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 火星的冬季时长约为地球的倍 B. 火星公转的角速度比地球的大 C. 在冲日处，火星相对于地球的速度最大 D. 火星公转的加速度比地球的大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 可得 故 因火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，火星的冬季时长约为地球的倍，故A正确； B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误； C．由于火星和地球运动的线速度大小不变，在冲日处火星与地球的速度方向相同，故相对速度最小，故C错误； D．根据 可得 可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D错误。 故选A。 3. 全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，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的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体匀加速阶段的加速度为 B. 和时间内牵引力做的功之比为 C. 时刻物体正在减速上升 D. 阶段牵引力所做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．题图纵轴表示合外力，因此时间内，物体加速度为 故A错误； BD．时间内牵引力做功为 时间内牵引力做功为 联立可得和时间内牵引力做的功之比为 故B正确，D错误； C．由题图可知时刻合外力仍大于零，合外力仍向上，物体继续做加速运动，故C错误。 故选B。 4. 某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，已知电流表A的量程为500mA，内阻，其中，，下列说法正确的是（ ） A. 若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为0.5A B. 若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为2.0A C. 若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为1.2V D. 若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为2.2V 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据电流表改装原理，若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为 故AB错误； CD．根据电压表改装原理，若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为 故D正确，C错误。 故选D。 5. 自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用.图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C分别是三个轮子边缘上的点。当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的角速度大小之比为1:1 B. A、C两点周期之比为R2:R1 C. B、C两点的向心加速度大小之比为R22:R32 D. A、C两点的向心加速度大小之比为R22:（R1R3） 【答案】D 【解析】 【详解】A．大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据可知 所以 故A错误； B．小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等即，根据，所以B与C的周期相等，即；根据，则A与B的周期之比 所以A、C两点的周期之比为 故B错误； C．小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等，根据，可知B、C两点的向心速度大小之比为 故C错误； C．大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据，所以 所以 故D正确。 故选D。 【点睛】本题考查灵活选择物理规律的能力。对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等。 6. 最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b。若不计空气，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（　　） A. 机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N B. 机器人与水平桌面间的动摩擦因数为 C. 在时间内，合外力冲量为 D. 在时间内，合外力做的功为12J 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图b可设机器人在时开始滑动则 解得 所以机器人在1s时刚要滑动，恰好达到最大静摩擦力，由图a可知1s时牵引力 则最大静摩擦力为 故A正确； B．2s时的牵引力为 由a、图b结合牛顿第二定律可得 联立可得机器人质量 滑动摩擦力为 机器人与水平桌面间的动摩擦因数为 解得 故B错误； C．在时间内，合外力的冲量为 故C错误； D．4s末机器人的速度为 在时间内，合外力做的功为 代入数据，解得 故D错误。 故选A。 二、多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M=2m．与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为3m，定滑轮大小及质量可忽略．现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是 A. A、C间距离为4m B. 小环最终静止在C点 C. 小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能 D. 当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2：1 【答案】AD 【解析】 【详解】A项：由机械能守恒得：，解得：，故A正确； B项：设小环静止于C点，绳中的拉力等于2mg，对小环有：，小环不能静止，所以假设不成立，故B错误； C项：由机械能守恒可知，小环下落过程中减少的重力势能转化为物块增加的机械能和水环增加的动能，故C错误； D项：将小环的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的速度即为物块的速度即为，由动能表达式可知，小环与物块的动能之比为2：1，故D正确． 故选AD． 8. 如图所示，长为、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为、质量为的小球以初速度从竖直斜面底端点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端点时，速度仍为，则（　　） A. 小球从到电场力做正功 B. 、两点间的电压一定等于 C. 若该电场是由放置在点的点电荷产生，则为 D. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度最小值一定为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．小球从A运动到B的过程中，重力势能增加，动能不变，由能量守恒可知，小球的电势能减小，则电场力做正功，故A正确； B．根据动能定理得 解得 故B正确； C．若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生且为，A、B两点的电势相等，小球从A运动到B电势能不变，由于小球重力势能增大，则小球的总能量增大与能量守恒定律矛盾，故C错误； D．若电场是匀强电场，电场力恒定，到达B点时小球速度仍为v0，故小球做匀速直线运动，电场力与重力、支持力的合力为零，小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ一定，则当电场力沿斜面向上，大小为 F=mgsinθ 时电场力最小，场强最小，又电场力F=Eq，则该电场的场强的最小值一定是，故D正确。 故选ABD。 9. 如图所示，哈雷彗星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳的中心在椭圆的一个焦点上，、为长轴的两端点，、为短轴的两端点。椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为，远日点到太阳中心的距离为，引力常量为。哈雷彗星在椭圆轨道运行的周期为，下列判断正确的是（　　） A. 哈雷彗星从到的机械能先减小后增大 B. 太阳的质量为 C. 一个周期内，哈雷彗星在段的运动时间小于 D. 假设另一行星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为，则其运动周期为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．哈雷彗星绕太阳沿椭圆轨道运动中，只有两者之间引力做功，则机械能守恒，故A错误； B．哈雷彗星运动的椭圆轨道可以等效于半径为 由万有引力提供向心力有 得太阳的质量为 故B正确； C．越靠近近日点速率越大，所以一个周期内，哈雷彗星在EPF段的运动时间小于，故C正确； D．由开普勒第三定律有 得另一行星的周期为 故D错误。 故选BC。 10. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　） A. 气流速度大小为 B. 单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为 C. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 D. 单位时间内风机做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对时间内吹向游客的气体，设气体质量为，由动量定理可得 由于游客处于静止状态，故满足 另外 联立可得 故A正确； B．单位时间内流过风洞某横截面的气体体积为 联立解得 故B错误； C．若风速变为原来的，设风力为，由动量定理可得 另外 联立可得 由牛顿第二定律可得 解得 故C错误； D．风洞单位时间流出的气体质量为M 单位时间内风机做的功为 故D正确。 故选AD。 三、填空题（共2小题，共16分） 11. 如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）关于本实验，下列说法中正确的是_________ A．必须用秒表测出重物下落的时间 B．打点计时器应连接直流电源 C．验证时，一定要测量重物的质量或重力 D．选择质量较大、体积较小的重物可以减小阻力带来的实验误差 （2）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，重物质量为0.2kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点．根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点的过程中，重力势能减少量△Ep=____J，动能增加量△EK=_____J．（计算结果保留3位有效数字） （3）多次实验表明重力势能减少量总是大于动能增加量，可能的原因是：________________________． 【答案】 ①. D ②. 0.0982 ③. 0.0960 ④. 摩擦阻力做功使一部分机械能转化为了内能 【解析】 【详解】（1）[1]．A．打点计时器就是计时工具，不需要用秒表测出重物下落的时间，选项A错误； B．打点计时器应连接交流电源，选项B错误； C．验证时需要验证，两边的质量m消掉，则实验时不需要测量重物的质量或重力，选项C错误； D．选择质量较大、体积较小的重物可以减小阻力带来的实验误差，选项D正确； （2）[2][3]．重锤的重力势能减小量为： △Ep＝mgh＝0.2×9.8×5.01×10−2J=0.0982J； B点的速度为： 重物的动能为： （3）[4]．多次实验表明重力势能减少量总是大于动能增加量，可能的原因是：摩擦阻力做功使一部分机械能转化为了内能． 12. 某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将玻璃管弹射器固定在水平桌边，将小钢球压缩弹簧后由静止释放，小钢球和玻璃管之间的摩擦可忽略不计，弹簧原长状态时其末端恰好位于桌子边缘，利用频闪照相法拍下小球在空中运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为5cm，频闪周期为0.1s，取重力加速度g=10m/s2。 （1）以下实验操作合理且必要是（　　） A. 应该测量出弹簧的劲度系数 B. 释放小球前，弹簧的压缩量越大越好 C. 实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球 D. 用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹 （2）根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应的竖直速度v=___________m/s，小球平抛的初速度为v0=___________m/s（结果均保留两位有效数字）。 （3）若要粗测小球释放前弹簧的弹性势能，只需要再测量一个物理量为（　　） A. 小球的质量 B. 小球下落的高度 C. 弹簧压缩后的长度 D. 弹簧的劲度系数 【答案】（1）C （2） ①. 3.0 ②. 2.5 （3）A 【解析】 【小问1详解】 A．弹簧的作用是给小球一个初速度，不需要知道弹簧的劲度系数，故A错误； B．释放小球前，弹簧的压缩量应该适当，使小球以适当的初速度做平抛运动，故B错误； C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球，故C正确； D．以平滑曲线连接相邻的像点，可得小球的运动轨迹，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1] 小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据 可得 [2] 在水平方向做匀速直线运动，则初速度 【小问3详解】 根据机械能守恒，弹簧的弹性势能 只需要测量出小球的质量即可。 故选A。 四、计算题（共3小题，共40分） 13. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上固定一光滑钉子O，一长L=0.5m的细线一端套系在钉子上，一端系在光滑的小球上，先将细线恰好拉直，再给小球一垂直于细线方向的初速度，小球在桌面上做圆周运动，已知小球质量m=0.5kg。 （1）若=5m/s，求小球的角速度大小； （2）若=5m/s，求细线对小球的拉力大小F； （3）若细线最大能承受100N的拉力，现不断增大小球的速度，当细线断裂后2s内，小球的位移大小是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据圆周运动规律，小球角速度大小 （2）细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力，即 （3）细线恰好断裂时 解得 当细线断裂后2s内，小球以断裂时的速度大小做匀速直线运动，小球的位移大小是 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），已知板间距离为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，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.5m的圆环，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离h=2.4m。用质量m1=1.0kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.4，CB=0.5m，BD=2.5m，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．现用同种材料、质量为m2=0.1kg的物块仍将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块从桌面右端D飞离后，由P点沿切线落入圆轨道（g=10m/s2）。求： （1）物块m2飞离桌面的速度大小； （2）物块m2在圆轨道P点时对轨道的压力大小； （3）物块m2的落地点与M点间的距离。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 【详解】（1）根据能量守恒可得 （2）由D到P： 平抛运动 vP=8m/s OP与MN夹角θ=60°，在P点 FP=13.3N 由牛顿第三定律，得：m2对轨道的压力大小为 （3） 由P到M 【点睛】本题考查功能关系的应用，根据放的第一个物体运动到B点速度减小到零，由能量守恒可判断弹簧的弹性势能完全用于克服阻力做功，放第二个物体后，弹性势能转化为物体的动能和克服阻力做功，由能量守恒可求得到达D点时的速度，即为平抛运动的初速度，根据平抛运动中竖直方向的自由落体可求得落在P点时竖直分速度大小，由速度的合成与三角函数关系可求得落在P点时的速度方向，在P点由沿着半径方向的合力提供向心力可求得支持力大小，由P点到M点，只有重力做功，找到初末状态由动能定理可求得M点速度大小，再由平抛运动规律求得物块m2的落地点与M点间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$