精品解析：江西省新余市2023-2024学年高一下学期期末物理试卷

2023-2024学年下学期高一期末质量检测 物理试卷 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、选择题（其中1-7为单选，每题4分，共28分，8-10为多选，每题6分，共18分，总共46分） 1. 下面各种说法中正确的是（　　） A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度的方向是电势降低最快的方向 C. 等量同种电荷的电场中，在两电荷连线的中点处电场强度最大 D. 电场中某点电场强度的方向就是放入该点的电荷所受电场力的方向 2. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。“鹊桥二号”卫星绕月球运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率大，则月球位于（　　） A. 位置 B. 位置 C. A位置 D. B位置 3. 下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀加速曲线运动 B. 做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的 C. 随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用 D. 做匀速圆周运动的物体需要的向心力是由物体所受的合外力提供 4. 如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m，若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则1min内克服重力做功为(重力加速度g=10m/s2)(　 　) A. 7200 J B. 4320 J C. 4800 J D. 5760 J 5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. P点电势高于Q点的电势 B. 带电粒子通过Q点时动能较大 C. 带电粒子通过P点时电势能较大 D. 带电粒子通过Q点时加速度较大 6. 如图所示，两物块质量分别为2mˎm，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦。开始时，两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至物块间高度差为。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块的加速度为 B. 物块的机械能增加了 C. 物块重力势能的增加量小于其动能增加量 D. 物块减少的重力势能等于增加量动能与增加的机械能之和 7. 如图所示，质量为M的长木板B静止于光滑的水平面上，质量为m的小物块A静止于长木板的左端，现对小物块施加一个水平向右的恒力F，经过一段时间后（小物块未从长木板上掉落），小物块和长木板的速度分别为、，已知小物块与长木板接触面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 若F>µmg，则> B. 若>，恒力F对小物块做的功为 C. 若>，系统产生的热量为 D. 若>，恒力F所做的功等于木板增加的动能和木板与物块之间产生的内能之和 8. 北京时间2024年1月5日19时20分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15-18星（以下简称天目星）发射升空，天目星顺利进入预定轨道，至此天目一号气象星座阶段组网完毕。天目星的发射变轨过程可简化为如图所示，先将天目星发射到近地圆轨道I上，在天目星运行至A点时调整进入椭圆轨道II，最后变轨到地球静止轨道III上，已知卫星在轨道III上运行的周期为24h，引力常量为G，以下说法正确的有（　　） A. 卫星在轨道I上运行的周期小于24h B. 卫星在A点自轨道I变轨至轨道II时需要减速 C. 卫星在轨道I上运行的机械能小于在轨道III上运行时的机械能 D. 卫星在轨道III上运行的速度大小可能大于7.9km/s 9. 两个较大的平行金属板A、B，分别接在电源正、负极上，这时一个带电油滴恰好静止在两极板之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　） A. 油滴带正电 B. 断开开关S，增大板间距离，油滴将仍保持静止状态 C. 保持连接电源，增大板间距离，油滴将不能保持静止状态 D. 保持连接电源，增大板间距离，极板上的电量将增大 10. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动（），盘面上离转轴距离1m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。小物体质量为2kg，与盘面间的动摩擦因数为0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为，取。则下列说法正确的是（　　） A. 角速度的最大值是 B. 小物体运动到与圆盘中心等高的位置时所受的摩擦力大于10N C. 取不同数值时，小物体在最高点受到的摩擦力的范围为 D. 小物体由最低点运动到最高点的过程中摩擦力所做的功为 二、实验题（共 2 小题，每空 2 分，共 14分） 11. 用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）在本实验中，还需要用到的实验器材有______。 A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 低压交流电源 （2）某同学实验后发现，重物重力势能的减少量mgh小于动能的增加量。你认为造成这一结果的可能原因是___________。 A. 纸带与振针之间有摩擦阻力 B. 重物下落过程中受到空气阻力 C. 释放重物前纸带不处于竖直位置 D. 先释放重物，后接通电源打出纸带 （3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图像可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 12. “探究向心力大小与半径、角速度、质量关系”的实验装置如图甲所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。两小球分别放在长槽和短槽上，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出弹簧测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球放在A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中（　　）的方法： A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的（　　） A. 角速度 B. 质量 C. 半径 （3）为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是（　　） A. 选用相同的铁球放在B处 B. 选用相同的铁球放在A处 C. 选用相同大小的铝球放在B处 D. 选用相同大小的铝球放在A处 （4）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速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，则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_________。 三、解答题（共 3 小题，第 13小题，10 分；第 14小题，12 分；第 15 小题 18 分，共 40分） 13. “滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。光滑固定斜面AB的倾角，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的圆弧，半径R=0.6m，A点距离水平面的高度H=1.02m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动一段距离。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2。 （1）已知物块第一次通过D点时会继续向上运动，求最高点距离D点的高度h的大小； （2）求物体最终停止的位置到C点的距离s的大小。 14. 自1970年4月24日后，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，经过航天人半个世纪的不懈努力，我国的航天事业取得了辉煌的成绩，实现了载人航天飞行，开展了月球探测工程，北斗卫星导航系统全球组网成功。现已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。 （1）求地球的第一宇宙速度的大小； （2）一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知卫星的运行周期为T，求卫星距离地面高度h； （3）已知地球自转的周期为，求地球表面赤道处的重力加速度g的大小。 15. 如图甲所示，电子加速器的加速电压为（未知），偏转电场的板长均为l。大量电子由静止加速后，不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时，电子通过两板的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时，偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为，质量为，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压； （2）偏转电场的板间距离d和电子刚进入偏转电场时的加速度a的大小； （3）何时从左侧进入的电子从平行板右侧距离中线上方处飞出？ （4）若电子进入偏转电场时的速度不变，但考虑在偏转电场中电子所受重力，且，求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年下学期高一期末质量检测 物理试卷 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、选择题（其中1-7为单选，每题4分，共28分，8-10为多选，每题6分，共18分，总共46分） 1. 下面各种说法中正确的是（　　） A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度的方向是电势降低最快的方向 C. 等量同种电荷的电场中，在两电荷连线的中点处电场强度最大 D. 电场中某点电场强度的方向就是放入该点的电荷所受电场力的方向 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场强度和电势是描述电场的两个不同物理量，它们之间没有直接的因果关系。电场强度是描述电场对单位正电荷的作用力的大小，而电势则是描述电场中某点的能量特性，即单位正电荷在该点具有的电势能。电场强度的大小反映了电场力的强弱，而电势的高低则反映了电场中能量的分布。因此，电场强度和电势是两个相对独立的物理量，它们之间没有必然的联系。所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度不变电势也可能改变，故A错误； B．由于电场线跟等势面垂直，只有沿电场方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降压最快的方向为电场强度的方向，故B正确； C．中点离两个电荷的距离相等，则它们各自形成的电场强度大小相等，方向相反，故合场强为零，故C错误； D．电场中某点电场强度的方向为放入该点正电荷所受电场力的方向，故D错误。 故选B。 2. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。“鹊桥二号”卫星绕月球运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率大，则月球位于（　　） A. 位置 B. 位置 C. A位置 D. B位置 【答案】A 【解析】 【详解】卫星在A点的速率比在B点的速率大，说明卫星在A点的重力势能小动能大，A点离月球的距离近，故月球在F2位置，故选A。 3. 下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀加速曲线运动 B. 做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的 C. 随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用 D. 做匀速圆周运动的物体需要的向心力是由物体所受的合外力提供 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的加速度是不断变化的，是非匀加速曲线运动，选项A错误； B．做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变，但是方向不断变化，不是保持不变的，选项B错误； C．随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力以及摩擦力的作用，而向心力是效果力，不是物体受的力，选项C错误； D．做匀速圆周运动的物体需要的向心力是由物体所受的合外力提供，选项D正确。 故选D。 4. 如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m，若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则1min内克服重力做功为(重力加速度g=10m/s2)(　 　) A. 7200 J B. 4320 J C. 4800 J D. 5760 J 【答案】B 【解析】 【详解】根据相似三角形可得OC的高度为： 做30个俯卧撑克服重力的做功的大小为： A．7200J与分析不符，故A错误. B．4320J与分析相符，故B正确 C．4800J与分析不符，故C错误 D．5760J与分析不符，故D错误 5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. P点电势高于Q点的电势 B. 带电粒子通过Q点时动能较大 C. 带电粒子通过P点时电势能较大 D. 带电粒子通过Q点时加速度较大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子电性未知，不能判断P点电势与Q点电势的大小关系。故A错误； BC．根据粒子受力情况可知，从Q到P过程中电场力做负功，电势能升高，动能减小，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的动能小于Q点的动能。故BC正确； D．由于相邻等势面之间的电势差相同，等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大。故D错误。 故选BC。 6. 如图所示，两物块质量分别为2mˎm，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦。开始时，两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至物块间高度差为。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块的加速度为 B. 物块的机械能增加了 C. 物块重力势能的增加量小于其动能增加量 D. 物块减少的重力势能等于增加量动能与增加的机械能之和 【答案】D 【解析】 【详解】A．将ab看成整体，则 解得 故A错误； B．物块间高度差为，则b上升，则b的速度为 解得 物块的机械能增加了 故B错误； C．物块重力势能的增加量为，则物块动能增加量为 因为，所以物块重力势能的增加量大于其动能增加量，故C错误； D．根据能量守恒，可知物块减少的重力势能等于增加量动能与增加的机械能之和，故D正确； 故选D。 7. 如图所示，质量为M的长木板B静止于光滑的水平面上，质量为m的小物块A静止于长木板的左端，现对小物块施加一个水平向右的恒力F，经过一段时间后（小物块未从长木板上掉落），小物块和长木板的速度分别为、，已知小物块与长木板接触面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 若F>µmg，则> B. 若>，恒力F对小物块做的功为 C. 若>，系统产生的热量为 D. 若>，恒力F所做的功等于木板增加的动能和木板与物块之间产生的内能之和 【答案】B 【解析】 【详解】A．若F>µmg，对小物块由牛顿第二定律得 对长木板 当时 可知小物块与长木板一起向右做匀加速直线运动，则 故A错误； B．若>，对小物块由动能定理得 解得恒力F对小物块做的功为 故B正确； C．若>，对长木板由动能定理得 系统产生的热量为 故C错误； D．若>，恒力F所做的功等于木板与小物块增加的动能和木板与物块之间产生的内能之和，故D错误。 故选B。 8. 北京时间2024年1月5日19时20分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15-18星（以下简称天目星）发射升空，天目星顺利进入预定轨道，至此天目一号气象星座阶段组网完毕。天目星的发射变轨过程可简化为如图所示，先将天目星发射到近地圆轨道I上，在天目星运行至A点时调整进入椭圆轨道II，最后变轨到地球静止轨道III上，已知卫星在轨道III上运行的周期为24h，引力常量为G，以下说法正确的有（　　） A. 卫星在轨道I上运行的周期小于24h B. 卫星在A点自轨道I变轨至轨道II时需要减速 C. 卫星在轨道I上运行的机械能小于在轨道III上运行时的机械能 D. 卫星在轨道III上运行的速度大小可能大于7.9km/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，有 解得 半径越大，周期越大，故卫星在轨道I上运行的周期小于24h，故A正确； B．卫星在A点自轨道I变轨至轨道II时需要加速，故B错误； C．卫星在轨道I上变轨至轨道II需要点火一次，从轨道II再到轨道III又需要点火一次，所以卫星在轨道I上运行的机械能小于在轨道III上运行时的机械能，故C正确； D．7.9km/s是第一宇宙速度，即卫星绕地球表面匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力，有 解得 故卫星在轨道III上运行的速度大小小于7.9km/s，故D错误； 故选AC。 9. 两个较大的平行金属板A、B，分别接在电源正、负极上，这时一个带电油滴恰好静止在两极板之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　） A. 油滴带正电 B. 断开开关S，增大板间距离，油滴将仍保持静止状态 C. 保持连接电源，增大板间距离，油滴将不能保持静止状态 D. 保持连接电源，增大板间距离，极板上的电量将增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．A极板与电源正极连接，极板之间电场方向向下，油滴静止，根据平衡条件在，油滴所受电场力方向向上，电场力方向与电场方向相反，则油滴带负电，故A错误； B．断开开关S，极板所带电荷量不变，根据 ， 解得 可知，此时极板之间电场强度不变，油滴所受电场力不变，油滴将仍保持静止状态，故B正确； C．保持连接电源，极板之间电压一定，结合上述可知，增大板间距离，极板之间的电场强度减小，油滴所受电场力减小，油滴将向下运动，故C正确； D．结合上述可知，保持连接电源，增大板间距离，电容器的电容减小，极板所带电荷量减小，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动（），盘面上离转轴距离1m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。小物体质量为2kg，与盘面间的动摩擦因数为0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为，取。则下列说法正确的是（　　） A. 角速度的最大值是 B. 小物体运动到与圆盘中心等高的位置时所受的摩擦力大于10N C. 取不同数值时，小物体在最高点受到的摩擦力的范围为 D. 小物体由最低点运动到最高点的过程中摩擦力所做的功为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当小物体随圆盘转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大，角速度最大，根据牛顿第二定律有 解得，角速度的最大值为，故A正确； B．小物体运动到与圆盘中心等高的位置时所受的摩擦力与重力沿圆盘向下分力的合力提供向心力，则，故B正确； C．根据A选项求得的最大角速度分析，在最高点处，小物体同样由摩擦力和重力共同提供向心力，由于，故摩擦力向上 当角速度最大时，物体所受摩擦力的最小值为 当角速度为0时，物体所受摩擦力的最大值为 所以，小物体在最高点受到的摩擦力的范围为，故C错误； D．小物体由最低点运动到最高点的过程中，动能增量为0，根据动能定理有 解得，摩擦力所做的功为，故D错误。 故选AB。 二、实验题（共 2 小题，每空 2 分，共 14分） 11. 用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）在本实验中，还需要用到的实验器材有______。 A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 低压交流电源 （2）某同学实验后发现，重物重力势能的减少量mgh小于动能的增加量。你认为造成这一结果的可能原因是___________。 A. 纸带与振针之间有摩擦阻力 B. 重物下落过程中受到空气阻力 C. 释放重物前纸带不处于竖直位置 D. 先释放重物，后接通电源打出纸带 （3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图像可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】（1）A （2）D （3）大于 【解析】 【小问1详解】 A．还需要用刻度尺量取纸带上点之间的距离，故A正确； B．质量可以约掉，不需要测量质量，故B错误； C．打点计时器记录了时间了，不需要再用秒表计时，故C错误； D．电火花计时器使用220V交流电，故D错误； 故选A。 【小问2详解】 A．纸带与振针之间有摩擦阻力，会使得动能的增加量减小，故A错误； B．重物下落过程中受到空气阻力，会使得动能的增加量减小，故B错误； C．释放重物前纸带不处于竖直位置，会增加下落的摩擦力，会使得动能的增加量减小，故C错误； D．先释放重物，后接通电源打出纸带，会使得下落的高度有一部分没有记录，从而使得重物重力势能的减少量mgh小于动能的增加量，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 根据动能定理，有 解得 故图线斜率为 故质量越大，斜率越大，所以。 12. “探究向心力大小与半径、角速度、质量关系”的实验装置如图甲所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。两小球分别放在长槽和短槽上，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出弹簧测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球放在A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中（　　）的方法： A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的（　　） A. 角速度 B. 质量 C. 半径 （3）为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是（　　） A. 选用相同的铁球放在B处 B. 选用相同的铁球放在A处 C. 选用相同大小的铝球放在B处 D. 选用相同大小的铝球放在A处 （4）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速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，则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_________。 【答案】（1）C （2）A （3）B （4）12 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，先探究向心力与其中一个物理量的关系，控制其他物理量不变，采用的实验方法是控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的角速度。 故选A。 【小问3详解】 为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，则必须要保持质量和半径相同，因其中一球放在了C处，则应该选用相同的铁球放在A处。 故选B。 【小问4详解】 [1]当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，则 rB2rC 匀速转动时右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，可知 2FBFC 根据 则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为 ωBωC12 三、解答题（共 3 小题，第 13小题，10 分；第 14小题，12 分；第 15 小题 18 分，共 40分） 13. “滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。光滑固定斜面AB的倾角，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的圆弧，半径R=0.6m，A点距离水平面的高度H=1.02m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动一段距离。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2。 （1）已知物块第一次通过D点时会继续向上运动，求最高点距离D点的高度h的大小； （2）求物体最终停止的位置到C点的距离s的大小。 【答案】（1）0.2m；（2）0.4m 【解析】 【详解】（1）从C到D点上方最高点的过程由动能定理得 从A到C由动能定理得 联立解得 （2）物体从最高点下落到停止的应置，由动能定理得 解得 又由 即运动了3个后从左端又运动了0.7m，所以物体最终停止位置到C点距离为 14. 自1970年4月24日后，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，经过航天人半个世纪的不懈努力，我国的航天事业取得了辉煌的成绩，实现了载人航天飞行，开展了月球探测工程，北斗卫星导航系统全球组网成功。现已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。 （1）求地球的第一宇宙速度的大小； （2）一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知卫星的运行周期为T，求卫星距离地面高度h； （3）已知地球自转的周期为，求地球表面赤道处的重力加速度g的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1） 第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，则有 解得 （2）根据万有引力提供向心力有 解得 （3）在地球表面赤道处 解得 15. 如图甲所示，电子加速器的加速电压为（未知），偏转电场的板长均为l。大量电子由静止加速后，不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时，电子通过两板的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时，偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为，质量为，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压； （2）偏转电场的板间距离d和电子刚进入偏转电场时的加速度a的大小； （3）何时从左侧进入的电子从平行板右侧距离中线上方处飞出？ （4）若电子进入偏转电场时的速度不变，但考虑在偏转电场中电子所受重力，且，求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。 【答案】（1）；（2），；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）电子经过加速电场后的速度为 根据动能定理，有 解得电压 （2）电子在偏转电场中做分段类平抛运动，其中水平方向匀速运动，速度为 竖直方向做分段匀变速运动，其图像如图所示从图看出在 时刻进入偏转电场电子，出偏转电场时偏移量最大。 电子刚进入偏转电场时的加速度 偏移量最大的电子就是0时刻刚进入偏转电场的电子，恰从两极板右边缘射出，所以 解得 （3）设时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方处飞出偏转电场，由运动公式可得 解得 所以在 时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方飞出偏转电场；同理可得在 时刻进入偏转电场的电子，也会从中线上方飞出偏转电场。 （4）从内对电子分析 解得 这段时间竖直方向上位移为 这段时间末速度为 从内对电子分析 解得 这段时间竖直方向上位移为 这段时间末速度为 同理内电子竖直方向上位移也为 则时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $