精品解析：黑龙江省齐齐哈尔市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

高一物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 全卷共100分，考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上，在本试卷上答项无效。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图题可先使用2B铅笔填涂，然后用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一。选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1－7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全打选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于静电场电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，电场中某一点的电场强度E与电荷所受的电场力F成正比，与电荷量q成反比 B. 由真空中点电荷的电场强度公式可知，当时，无穷大 C. 电场强度公式，只适用于匀强电场 D. 因为正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以该点电场强度的方向与放在该点的检验电荷的正负有关 2. 某新型自行车，采用如图甲所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题。图乙是圆锥齿轮90°轴交的示意图，其中A是圆锥齿轮转轴边缘上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿的中心轴到A、B、C三点的距离分别记为、和（已知）。下列有关物理量之间的大小关系的表述中正确的是（　　） A. A点和C点的线速度 B. B点与C点的角速度 C. B点与A点的线速度 D. B点与A点的角速度 3. 2022年11月29日晚，长征二号运载火箭将神舟十五号载人飞船精准送入预定轨道，并于11月30日7时33分对接天和核心舱，形成三舱三船组合体，这是中国太空站目前最大的构型。如图所示为“神舟十五号”对接前变轨过程的简化示意图，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴，“神舟十五号”从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（　　） A. “神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火减速 B. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期 C. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率大于天和核心舱经过C点时的速率 D. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度大于天和核心舱在C点时的加速度 4. 如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（　　） A. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C. 乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变 D. 乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大 5. 四川西岭雪山滑雪场是中国南方规模最大、档次最高、设施最完善的大型滑雪场。某段滑道建在一斜坡上，斜坡简化为一斜面，倾角，示意图如图所示。运动员从a点由静止自由滑下，到达c点飞离滑道，bc为一小段半径为R的圆弧且b点为圆弧的最低点，运动员视为质点，不计一切阻力，若要求运动员在b点对滑道沿斜面向下的作用力不超过自身重力的3倍，则a、b点间的高度差（　　） A. 不大于 B. 不大于 C. 不小于 D. 不小于R 6. 如图所示，斜面体静置于粗糙水平地面上，轻质细绳一端与滑块a相连，另一端穿过固定光滑圆环与完全相同的小球b、c相连，小球b、c在同一水平面内做圆锥摆运动。由于阻力影响，两小球的线速度缓慢减小，滑块a始终保持静止，圆环左侧细绳与斜面平行。下列说法正确的是（　　） A. 细绳对滑块a的拉力缓慢减小 B. 斜面体对地面的压力缓慢变小 C. 斜面体对地面的摩擦力保持不变 D. 斜面体对滑块a的摩擦力缓慢变大 7. 如图所示为未来的太空电梯的示意图，其原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”沿地球半径方向，乘客可以通过像电梯轿厢一样的升降舱沿“绳索”直入太空。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. “绳索”与地面相连处的重力加速度为 B. 电梯匀加速上升时，升降舱底部乘客的支持力增大 C. 若“绳索”突然断裂，则原来悬停在空间站和地面之间的升降舱将做离心运动 D. 因潮汐的摩擦等原因，地球自转的角速度变慢，则应升高空间站的高度 8. 如图所示长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确的是（　　） A. 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 D. 摩擦力对物体B做功的数值等于摩擦力对木板A做的功和系统内能的增加量之和 9. 如图甲所示，若有人在某星球上用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时速度大小为v，绳对小球的拉力为T，其图像如图乙所示，则下列选项正确的是（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当时，轻质绳的拉力大小为 D. 只要，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a 10. 如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的坐标分别为和。已知A处电荷的电荷量为Q，图乙是AC连线之间的电势与坐标x的关系图，处图线最低，处的电势为，处的电势为。若在的B点由静止释放一可视为质点的带电物块，物块的质量为m、电荷量为q。物块向右运动到处速度恰好为零。则C处电荷的电荷量及物块与水平面间的动摩擦因数分别为（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷 二。非选择题：本小题共5小题，共54分。其中第11题和第12题每空2分，共16分；第13题10分；第14题12分：第15题16分。 11. 某班级同学用控制变量法做“探究向心力大小的表达式”实验时： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的弹力提供向心力，钢球对挡板的弹力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑的水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得滑块的旋转半径为r。滑块随杆做匀速圆周运动，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相关数据。 （1）下列实验中与这两组同学采用的科学方法相同的是_______。 A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 验证机械能守恒定律 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 （3）第二组同学实验时，以F为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系。通过在坐标纸中描绘出数据点并作一条直线如图丙所示。设图线的斜率为k，则滑块的质量为_______（用k、r、d表示）。 12. 某实验小组为“验证系统机械能守恒”设计了如图甲所示的实验装置。 实验过程如下： （1）用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片宽度，用天平测得砝码和遮光片总质量； （2）按图甲所示安装实验器材并调试，确保砝码竖直上下振动时，遮光片运动的最高点高于光电门1的激光孔，最低点低于光电门2的激光孔； （3）实验过程中，利用计算机记录弹簧拉伸量x及力传感器的读数F，并画出图像，如图乙所示； （4）测量遮光片经过光电门1的挡光时间，弹簧的拉伸量，经过光电门2的挡光时间，弹簧的拉伸量，以及两个光电门激光孔之间的距离； （5）遮光片经过光电门1时的速率为_______m/s。遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，系统弹性势能增加量_______J，系统重力势能减小量_______J，系统势能的增加量______J，系统动能的减少量_______J，实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒。（结果均保留三位有效数字，） 13. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点O的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块与圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到锥面的摩擦力大小。 14. 如图所示，光滑绝缘斜面倾角为，一带电量为q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好静止于P点，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的0.5，物体从P点静止沿斜面下滑距离L到达斜面底端Q。重力加速度为g（，，）求： （1）原来电场强度的大小； （2）当电场强度减小，PQ两点的电势差； （3）物体从P点运动到Q点需要时间。 15. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R＝0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取g＝10m/s2，求： （1）滑块第一次经过B点时对圆轨道的压力； （2）整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； （3）滑块在BC上通过总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 全卷共100分，考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上，在本试卷上答项无效。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图题可先使用2B铅笔填涂，然后用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一。选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1－7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全打选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于静电场的电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，电场中某一点的电场强度E与电荷所受的电场力F成正比，与电荷量q成反比 B. 由真空中点电荷的电场强度公式可知，当时，无穷大 C. 电场强度公式，只适用于匀强电场 D. 因为正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以该点电场强度的方向与放在该点的检验电荷的正负有关 【答案】C 【解析】 【详解】A．场强是电场自身性质与试探电荷无关，故A错误； B．真空中点电荷的电场强度公式适用于真空中的点电荷，当时，该公式不成立，故B错误； C．电场强度公式，只适用于匀强电场，故C正确； D．场强是电场自身性质，其方向与试探电荷正负无关，故D错误。 故选C。 2. 某新型自行车，采用如图甲所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题。图乙是圆锥齿轮90°轴交的示意图，其中A是圆锥齿轮转轴边缘上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿的中心轴到A、B、C三点的距离分别记为、和（已知）。下列有关物理量之间的大小关系的表述中正确的是（　　） A. A点和C点的线速度 B. B点与C点的角速度 C. B点与A点的线速度 D. B点与A点的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，则B、C两点线速度大小相等，即有 根据，，可知B点与C点的角速度关系 A、B两点同轴转动，所以角速度相等，即有 根据，，可知A点与B点的线速度大小关系 则有 故选D。 3. 2022年11月29日晚，长征二号运载火箭将神舟十五号载人飞船精准送入预定轨道，并于11月30日7时33分对接天和核心舱，形成三舱三船组合体，这是中国太空站目前最大的构型。如图所示为“神舟十五号”对接前变轨过程的简化示意图，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴，“神舟十五号”从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（　　） A. “神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火减速 B. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行周期小于天和核心舱运行的周期 C. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率大于天和核心舱经过C点时的速率 D. “神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度大于天和核心舱在C点时的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，故“神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火加速，A错误； B．根据开普勒第三定律，由于“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的半长轴小于天和核心舱的轨道半径，可知“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期，B正确； C．“神舟十五号”从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ需要在C处点火加速，故“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率小于天和核心舱经过C点时的速率，C错误； D．由可知，“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度等于天和核心舱在C点时的加速度，D错误。 故选B。 4. 如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（　　） A. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲动能比乙的小 C. 乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变 D. 乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿I下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确； CD．乙沿I下滑，开始时乙速度为0，到点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式可知重力瞬时功率先增大后减小，CD错误。 故选B。 5. 四川西岭雪山滑雪场是中国南方规模最大、档次最高、设施最完善的大型滑雪场。某段滑道建在一斜坡上，斜坡简化为一斜面，倾角，示意图如图所示。运动员从a点由静止自由滑下，到达c点飞离滑道，bc为一小段半径为R的圆弧且b点为圆弧的最低点，运动员视为质点，不计一切阻力，若要求运动员在b点对滑道沿斜面向下的作用力不超过自身重力的3倍，则a、b点间的高度差（　　） A. 不大于 B. 不大于 C. 不小于 D. 不小于R 【答案】A 【解析】 【详解】运动员从a点到b点，根据机械能守恒有 在b点，由圆周运动规律有 联立解得 故选A。 6. 如图所示，斜面体静置于粗糙水平地面上，轻质细绳一端与滑块a相连，另一端穿过固定光滑圆环与完全相同的小球b、c相连，小球b、c在同一水平面内做圆锥摆运动。由于阻力影响，两小球的线速度缓慢减小，滑块a始终保持静止，圆环左侧细绳与斜面平行。下列说法正确的是（　　） A. 细绳对滑块a的拉力缓慢减小 B. 斜面体对地面的压力缓慢变小 C. 斜面体对地面的摩擦力保持不变 D. 斜面体对滑块a的摩擦力缓慢变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．设小球b、c的质量均为m，则对两小球的整体，竖直方向受力分析可知，连接a的细线的拉力为2mg，与小球b、c做圆周运动的线速度大小无关，选项A错误； BC．对小球a和斜面的整体，因细绳的拉力不变，则斜面体对地面的压力不变，斜面体受地面的摩擦力等于细绳拉力的水平分量，则斜面体受地面的摩擦力不变，斜面体对地面的摩擦力也保持不变，选项B错误，C正确； D．细绳的拉力不变，则斜面体对滑块a的摩擦力也不变，选项D错误。 故选C。 7. 如图所示为未来的太空电梯的示意图，其原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”沿地球半径方向，乘客可以通过像电梯轿厢一样的升降舱沿“绳索”直入太空。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. “绳索”与地面相连处的重力加速度为 B. 电梯匀加速上升时，升降舱底部乘客的支持力增大 C. 若“绳索”突然断裂，则原来悬停在空间站和地面之间的升降舱将做离心运动 D. 因潮汐的摩擦等原因，地球自转的角速度变慢，则应升高空间站的高度 【答案】D 【解析】 【详解】A．设地面上一个物体的质量为，则有 即 选项A错误； B．升降舱匀加速上升时 则随r的增加，升降舱底部乘客的支持力变小，选项B错误； C．原来悬停在空间站和地面之间的升降舱受到“绳索”向上的拉力，若“绳索”突然断裂，升降舱所受万有引力大于所需的向心力，将做近心运动，选项C错误； D．空间站在地球同步轨道上，地球自转的角速度变慢，周期增大，根据 可知，应升高空间站的高度，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确的是（　　） A. 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 D. 摩擦力对物体B做的功的数值等于摩擦力对木板A做的功和系统内能的增加量之和 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物体B以水平速度冲上木板A后，由于摩擦力作用，B减速运动，木板A加速运动，根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于木板A增加的动能和产生的热量之和，故A错误； B．根据动能定理，物体B克服摩擦力做的功等于物体B损失的动能，故B错误； C．由能量守恒定律可知，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，故C正确； D．摩擦力对物体B做的功等于物体B动能的减少量，摩擦力对木板A做的功等于木板A动能的增加量，摩擦力对物体B做的功的数值等于摩擦力对木板A做的功和系统内能的增加量之和，故D正确。 故选CD。 9. 如图甲所示，若有人在某星球上用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时速度大小为v，绳对小球的拉力为T，其图像如图乙所示，则下列选项正确的是（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当时，轻质绳的拉力大小为 D. 只要，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则有 得 由图像知，时，。图像的斜率 则有 解得绳长 A错误； B．当时，，代入 得 得 B正确； C．当时，代入 解得 C错误； D．由图知只要，在最高点绳子的拉力大于0，根据牛顿第二定律知，在最高点有 在最低点有 从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得 联立解得 即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为，D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的坐标分别为和。已知A处电荷的电荷量为Q，图乙是AC连线之间的电势与坐标x的关系图，处图线最低，处的电势为，处的电势为。若在的B点由静止释放一可视为质点的带电物块，物块的质量为m、电荷量为q。物块向右运动到处速度恰好为零。则C处电荷的电荷量及物块与水平面间的动摩擦因数分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据图像的斜率表示电场强度可知，的电场强度为零，由点电荷场强公式和电场叠加原理，A处电荷的电荷量为Q，则有 解得 故A错误，B正确； CD．带电物块运动过程中受电场力和摩擦力，从到过程中，由动能定理有 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 二。非选择题：本小题共5小题，共54分。其中第11题和第12题每空2分，共16分；第13题10分；第14题12分：第15题16分。 11. 某班级同学用控制变量法做“探究向心力大小的表达式”实验时： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的弹力提供向心力，钢球对挡板的弹力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑的水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得滑块的旋转半径为r。滑块随杆做匀速圆周运动，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相关数据。 （1）下列实验中与这两组同学采用的科学方法相同的是_______。 A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 验证机械能守恒定律 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 （3）第二组同学实验时，以F为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系。通过在坐标纸中描绘出数据点并作一条直线如图丙所示。设图线的斜率为k，则滑块的质量为_______（用k、r、d表示）。 【答案】（1）A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力大小的表达式，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究加速度与力、质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故A正确； B．验证机械能守恒定律，没有采用控制变量法，故B错误； C．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，根据 可得左右两个变速塔轮的角速度之比为 由于与皮带连接的两个变速塔轮边缘的线速度大小相等，根据 可得与皮带连接两个变速塔轮的半径之比为 【小问3详解】 滑块经过光电门时的线速度大小为 根据 联立可得 可知图像的斜率为 可得滑块的质量为 12. 某实验小组为“验证系统机械能守恒”设计了如图甲所示的实验装置。 实验过程如下： （1）用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片宽度，用天平测得砝码和遮光片总质量； （2）按图甲所示安装实验器材并调试，确保砝码竖直上下振动时，遮光片运动的最高点高于光电门1的激光孔，最低点低于光电门2的激光孔； （3）实验过程中，利用计算机记录弹簧拉伸量x及力传感器的读数F，并画出图像，如图乙所示； （4）测量遮光片经过光电门1的挡光时间，弹簧的拉伸量，经过光电门2的挡光时间，弹簧的拉伸量，以及两个光电门激光孔之间的距离； （5）遮光片经过光电门1时的速率为_______m/s。遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，系统弹性势能增加量_______J，系统重力势能减小量_______J，系统势能的增加量______J，系统动能的减少量_______J，实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒。（结果均保留三位有效数字，） 【答案】 ①. 0.400 ②. ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】[1]遮光片经过光电门1时的速率 [2]由题图乙可知，弹性势能增加量 [3]系统重力势能减小量 [4]系统势能的增加量 [5]遮光片经过光电门2时的速率 系统动能的减少量 13. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点O的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块与圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到锥面摩擦力大小。 【答案】（1）12N；（2）12.1536N 【解析】 【详解】（1）若圆锥体与石块均静止，石块的受力如图所示 根据受力平衡可得，石块受到锥面的摩擦力大小为 解得 （2）当圆锥体与石块一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动时，石块的受力如图所示 竖直方向根据受力平衡可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 联立解得石块受到锥面的摩擦力大小为 14. 如图所示，光滑绝缘的斜面倾角为，一带电量为q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好静止于P点，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的0.5，物体从P点静止沿斜面下滑距离L到达斜面底端Q。重力加速度为g（，，）求： （1）原来电场强度的大小； （2）当电场强度减小，PQ两点的电势差； （3）物体从P点运动到Q点需要的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小物体恰好静止，根据平衡可知 解得 （2）PQ两点沿电场线方向的距离 PQ两点的电势差 （3）根据牛顿第二定律 解得 根据运动学公式 解得 15. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R＝0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取g＝10m/s2，求： （1）滑块第一次经过B点时对圆轨道的压力； （2）整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； （3）滑块在BC上通过的总路程。 【答案】（1）60N；（2）1.4J；（3）2.25m 【解析】 【详解】（1）滑块从A点到B点，根据动能定理有 代入数据解得 滑块在B点，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知滑块在B点对轨道的压力 （2）滑块从A点运动到D点，重力做的功一部分克服摩擦力做功，一部分转化为弹簧的弹性势能，当克服摩擦力做功最小时，弹簧的弹性势能最大，故滑块第一次到达D点时，弹簧具有最大的弹性势能Ep。滑块从A点到D点，设该过程弹簧弹力对滑块做的功为W，根据动能定理有 且 解得 即整个过程中弹簧具有的最大弹性势能为1.4J。 （3）滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在BC上通过的总路程为s，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$