精品解析：江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高一下学期开学考试物理试题（日新班）

2024-2025学年上学期高一日新班开学考试 一．选择题（1-8为单选题，每题4分；9-14为多选题，每题6分，共46分。） 1. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　） A. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 B. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C. 匀强电场中任意两点之间的电势差只与场强有关 D. 在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向，故A正确； B．电场强度与电势没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故B错误； C．根据 可知匀强电场中任意两点之间的电势差除了与场强有关，还与两点沿场强方向的距离有关，故C错误； D．根据 电场强度与电势能没有直接关系，在电场强度越大的地方，电荷的电势能不一定越大，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，相邻等势面间的距离相同，它们的电势满足，一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线所示。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子从K到N的过程中，加速度一直增大 C. 粒子从K到N的过程中，电势能先增加后减小 D. 粒子从L到M和从M到N过程中，电场力做功相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知 则电场方向为，则场源电荷为负电荷，由运动轨迹可知，粒子受库仑斥力，则粒子为负电荷，故A错误； B．根据点电荷电场特点，由图可知，粒子从K到N的过程中，电场先增大后减小，则电场力先增大后减小，加速度同样先增大后减小，故B错误； C．粒子从K到N的过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故C正确； D．由公式可知，由于相邻等势面间的距离相同，而场强不同，则相邻等势面间的电势差不相等，则粒子从L到M和从M到N过程中，电场力做功不同，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点电场强度相同 B. 正电荷+q在c点电势能大于在a点电势能 C. 在MN连线的中垂线上，O点电势最高 D. 负电荷从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据等量同种电荷电场线的分布可知，a、c两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误； B．根据等量同种电荷电场线的分布情况和对称性可知，a、c两点的电势相等，则点电荷在a点电势能等于在c点电势能，故B错误； C．沿电场线方向电势降低，在MN连线的中垂线上，O点电势最高，故C正确； D．由对称性知O点的场强为零，MN连线的中垂线上无穷远处电场强度为零，电荷从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度可能先减小再增大，也可能先增大后减小再增大再减小，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O处，电荷B固定在x = 3a处，x轴上各点的电势φ随位置坐标x变化的φ − x图像如图乙所示，其中x = 2a处图线的切线与x轴平行。取无穷远处电势为零，仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（　　） A. A、B两电荷为异种电荷 B. A、B两电荷所带电荷量之比QA∶QB = 4∶1 C. x轴上仅有一个位置A、B两电荷产生的电场强度大小相等 D. 将一正电荷从x = a处自由释放，该电荷将做加速度增大的加速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知电势都大于零，所以A、B两电荷均为正电荷，故A错误； B．因φ − x图像的切线斜率表示电场强度，在2a处的电场强度为零，则有 解得 故B正确； C．若x轴上A、B两电荷产生的电场强度大小相等，则有 ， 解得 ， 故A、B两电荷产生的电场强度大小相等的点有两个，分别在x = 2a处和x = 6a处，故C错误； D．根据φ − x图像可知在a − 2a场强方向向右且逐渐减小，过2a的一小段距离内场强方向向左逐渐增大，所以将一正电荷从x = a处自由释放，该电荷将做加速度减小的加速运动过2a之后做加速度增大的减速运动，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1=1kg和m2=2kg的两物块A，B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使A瞬时间获得水平向右3m/s的速度，在此后的过程中，则下列说法正确的是（   ） A. 两物块所能达到的共同速度为1 m/s，此时弹簧一定处于压缩状态 B. A的运动方向可能向左 C. 弹簧的最大弹性势能为4J D. 当A速度为零时，B的速度最大 【答案】B 【解析】 【分析】两物块和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒，系统动能最小时，弹性势能最大，由动量守恒可分析题中两物块速度的变化可以分析系统动能和弹性势能的变化情况． 【详解】A．设向右为正，则由动量守恒可知 m1v1=（m1+m2）v； 解得： 即共同速度为1m/s；且此时系统动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，弹簧可能处于压缩状态，也可能处于伸长状态，故A错误； B．开始时A减速，B加速；此时弹簧逐渐被压缩，当AB速度相等时，弹簧最短，此后，A继续减速，B加速，A的速度可能小于零，即A的运动方向可能向左；选项B正确； C．当两者速度相等时，弹簧的弹性势能最大，则有机械能守恒定律可知： 故C错误； D．由B的分析可知，A的速度可以向左，此时为负值，故A速度为零时，B的速度不是最大；故D错误； 故选B． 【点睛】本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律，要注意明确AB两物体速度相等时弹簧弹性势能最大，但是弹簧可能是伸长状态也可能是压缩状态． 6. 天宫号空间站由中国独立研制并建造，在距地面平均高度约为390 km的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上依然有一些稀薄的大气。因空气阻力的影响，空间站每天都会下降一段距离，所以需要进行轨道修正。我国空间站搭载了四台霍尔推进器，每个推进器的推力只有，它们工作一天大约可以产生的速度增量，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行时的轨道高度为，经过一段时间后，轨道高度下降了，能量损失了。已知引力常量为，地球质量为，地球半径为，空间站质量为，空间站垂直速度方向的有效横截面积为。认为空间站附近空气分子是静止的，与空间站相遇后和空间站共速。忽略下降过程中阻力的大小变化，下列说法正确的是（ ） A. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期大于 B. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 C. 经过一段时间，轨道高度下降了后，空间站的线速度变大 D. 天宫号空间站附近的空气密度约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．天宫号空间站运行高度小于静止卫星的轨道高度，根据开普勒第三定律可知，天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期小于，故A错误； B．天宫号空间站正常在轨做圆周运动 解得 故B错误； C．经过一段时间，轨道高度下降了后，根据万有引力提供向心力可知，空间站的线速度变大，故C正确； D．因为Δh≪h，所以“天宫”仍可认为是做圆周运动，在t时间内“天宫”运动的路程为 s=vt 设空气对“天宫”的作用力大小为f，根据功能关系有 fs=ΔE “天宫”与空气作用的Δt时间内，根据动量定理有 联立解得 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑的水平冰面上，一个坐在冰车上的人手扶一球静止在冰面上。已知人和冰车的总质量M=40 kg，球的质量m=5 kg。某时刻人将球以v0=4 m/s的水平速度向前方固定挡板推出，球与挡板碰撞后速度大小不变，人接住球后再以同样的速度将球推出，若人不再接到球，则人推出球的次数为（　　） A. 3次 B. 4次 C. 5次 D. 6次 【答案】C 【解析】 【详解】设挡板每次对球碰撞作用的冲量为I，则有 I=2mv0 再以人及冰车与球组成的系统为对象，人推n次后，由动量定理有 nI=mv0+Mv人 若要人不再接到球，至少有 v人=v0 联立得 n= 代入数据解得 n=4.5 人将球推出5次后不再接到球。 故选C。 8. 如图所示为一带正电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其电势能随位移x变化的关系图像，已知电场方向沿x轴，段为对称曲线，段为直线，下列说法正确的是（　　） A. 处电场强度最大 B. 段电场强度不变 C. 之间，处的电势最高 D. 与处的电势差大于与处的电势差 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据电场力做功与电势能的关系有 可知，图像的绝对值表示粒子所受电场力的大小，由图像可知，处斜率为零，即粒子所受电场力为零，则电场强度为零，故A错误； B．结合上述可知，与间图像斜率一定，则粒子所受电场力一定，即电场强度不变，故B正确； C．间，电势能增大，电场力做负功，粒子带正电，电场线向左，间，电势能减小，电场力做正功，粒子带正电，电场线向右，由于沿电场线方向电势降低，可知，处电势最高，故C正确； D．根据 由图像可知 则有 故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子和先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法说法正确的是( ) A. 带负电荷，带正电荷 B. 在b点的动能小于它在a点的动能 C. 在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 D. 在d点的电势能等于它在e点的电势能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A错误． B．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确． C．N从c到d，库仑力为斥力，电场力做正功，故C错误． D． d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故D正确． 10. 如图所示，不带电的物体A质量为m，带电量为q（q > 0）的物体B质量为2m，A、B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，劲度系数为k的轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与物体A相连，物体B放置在倾角为θ = 30°且足够长的斜面上，整个系统处于静止状态，不计一切摩擦。某时刻，施加一场强大小为，方向沿斜面向下的匀强电场。在物体B获得最大速度的过程中（弹簧未超过弹性限度，已知弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，轻绳与A、B的接触面均平行且不会断裂，A始终位于水平面），重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 施加电场后瞬间，轻绳的拉力变为4mg B. 物体B的速度最大时，弹簧的形变量为 C. 物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统电势能的减少量为 D. 物体B从开始运动到最大速度的过程中，物体A和物体B机械能之和增加 【答案】CD 【解析】 【详解】A．施加电场前，对物体B根据平衡条件可知，轻绳的拉力大小为 再对物体A受力分析，可知弹簧的弹力大小为 施加电场后瞬间，物体A、B具有相同大小的加速度a，设此时轻绳的拉力大小为T1′，弹簧弹力大小不会突变，仍为T2，则对物体A、B根据牛顿第二定律分别有 解得 A错误； B．物体B的速度最大时，所受合外力为零，此时轻绳的拉力大小为 此时物体A速度也达到最大值，所受合外力也为零，则弹簧弹力大小为 根据胡克定律可知此时弹簧的形变量为 B错误； C．刚施加电场时弹簧的形变量为 根据功能关系可知，物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统电势能的减少量等于电场力对系统所做的功，即 C正确； D．根据能量守恒定律得 D正确。 故选CD。 二、实验题（20分） 11. 两组同学分别用不同的实验器材来验证机械能守恒定律。 （1）第一组同学用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g取，那么： ①根据图上所得的数据，应取图中O点到___________点来验证机械能守恒定律； ②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量___________。动能增加量___________。（以上两结果均取三位有效数字）。 ③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以 为纵轴、以h为横轴画出的图像是图中的___________。 A. B. C. D. （2）第二组同学利用气垫导轨及光电门等装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门，光电门连接数字毫秒计，滑块上固定宽度为d的遮光条。把导轨的右端垫高，测出倾角为θ。已知当地重力加速度为g。 ①实验时，将滑块从某处由静止释放。遮光条通过某光电门的时间为 △t，则滑块通过此光电门的瞬时速度大小为___________。 ②若通过光电门1和光电门2的速度大小分别为v₁和v₂，且两光电门间的距离为L，若满足表达式___________（表达式中各字母均要为已知物理量和要测量的物理量），可以说明机械能守恒。 【答案】（1） ①. B ②. 1.88 ③. 1.84 ④. A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据瞬时速度的计算方法，只能求出点的速度，所以应取图中O点到点来验证机械能守恒定律。 [2] 重物重力势能的减少量 [3]点的速度 点的动能 [4]由机械能守恒可得 整理得 故选A。 【小问2详解】 [1]由速度公式得滑块通过此光电门的瞬时速度大小 [2]由机械能守恒定律得 整理得 12. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止开始滑下，又经过O点水平抛出落在斜面上。再把质量为的小球放在水平面O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球直接落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹。其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为凹形槽顶端距离桌面高度为h，桌面距地面高度为H，斜面总长度为L。 （1）为了减小实验误差，可行的操作是：______。 A. 减小凹形槽摩擦 B. 使用大小相同的两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用题目中的物理量表示） （3）为了进一步验证两小球发生的是否是弹性碰撞，必须测量的物理量是______。 A. 两小球质量 B. OM、OP、ON的长度 C. 凹槽距桌面的高度h D. 桌面高度H和斜面总长度L （4）现测量出两个小球质量比，保持两个小球质量不变，不断改变两个小球的材质，小球落点距O点长度的取值范围是______（用k、表示）。 【答案】（1）BC （2） （3）B （4） 【解析】 【小问1详解】 A．每次只要保证小球到达点的速度保持相同即可，无须减小摩擦，故A错误； B．小球大小相同是为了保证对心碰撞，减小实验误差，故B正确； C．多次测量可以减小偶然误差，故C正确； 故选BC。 【小问2详解】 设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为，由平抛运动的知识可知 可得 由碰撞规律可知，点为小球第一次的落点，和分别是第二次操作时和的落点。满足动量守恒的关系式应该是 【小问3详解】 弹性碰撞的规律是两者相对靠近速度等于碰后两者相对远离速度，有 所以验证是否为弹性碰撞，需要满足关系式 仅测量的长度即可。 故选B。 【小问4详解】 因为两小球的质量不变，材质一直在改变，所以两个小球可能会发生弹性碰撞，也可能发生完全非弹性碰撞，小球的碰后的速度取值范围是 代入 得 三、计算题（34分） 13. 如图所示，一小物块质量为，带负电且电荷量为。放在一倾角为的光滑绝缘斜面上，当整个装置处在一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。已知重力加速度，，。 （1）求电场强度的大小； （2）某时刻小物块的电荷量突然减少了一半，求物块下滑距离时的速度大小。 【答案】（1）150N/C；（2）3m/s 【解析】 【详解】（1）小物块恰处于静止状态时，受力如图 根据平衡条件可得 联立并代入数据解得 （2）由牛顿第二定律得 根据速度位移公式 解得 14. 在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管，管的半径R=3.6m（管的内径大小可以忽略），管的出口A在圆心的正上方，入口B与圆心的连线与竖直方向成角，如图所示。现有一只质量的小球（可视为质点）从某点P以一定的初速度水平抛出，恰好从管口B处沿切线方向飞入，小球到达A时恰好与管壁无作用力。取。求： (1)小球到达圆管最高点A时的速度大小； (2)小球在管的最低点C时，管壁对小球的弹力大小； (3)小球抛出点P到管口B的水平距离x。 【答案】(1)；(2)60N；(3) 【解析】 【详解】(1)小球在最高时对管壁无作用力，重力提供向心力，由向心力公式得 可得小球到达圆管最高点时的速度为 (2)设最低点C的速度为v，小球从管的最低点到最高点A，由机械能守恒定律可知 可得 在最低点，由向心力公式可知 可得 方向竖直向上； (3)设B点的速度为，由机械能守恒定律可知 代入数据解得 由平抛运动规律可知，小球做平抛运动过程的初速度为 ， 在B点时的竖直速度为 由可知 由可知，小球的抛出点到管口B的水平距离为 15. 如图所示，光滑水平地面上，静置着足够长的木板B和物块C，木板B右端到物块C的距离为x=0.4m。某时刻，物块A以的初速度从木板B的左端冲上木板向右滑行。已知物块A、木板B、物块C的质量分别为、、，物块A与木板B上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度为，木板B、物块C间的所有碰撞均为弹性碰撞。求： （1）木板B与物块C第一次碰前瞬间，物块A和木板B的速度大小； （2）从物块A冲上木板B到木板B与物块C第二次碰前瞬间，A、B因摩擦产生的热量； （3）木板B与物块C第二次碰后瞬间，物块C的速度大小。 【答案】（1）， （2）9J （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律可知A、B的加速度分别为 设经t时刻，B、C碰撞，则有 解得 ， 【小问2详解】 B、C发生弹性碰撞，规定向右为正方向，则有 解得 ， 若B、C再次碰撞前，B一直加速，设经时刻，B、C再次碰撞，则有 解得 s 此时B的速度为 由于地面光滑，则A、B最终共速，根据动量守恒定律有 解得 则B与C碰撞前已经与A共速，根据能量守恒定律有 代入数据解得 【小问3详解】 木板B与物块C第二次碰后瞬间，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 或（舍） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年上学期高一日新班开学考试 一．选择题（1-8为单选题，每题4分；9-14为多选题，每题6分，共46分。） 1. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　） A. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 B. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C. 匀强电场中任意两点之间的电势差只与场强有关 D. 在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 2. 如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，相邻等势面间的距离相同，它们的电势满足，一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线所示。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子从K到N的过程中，加速度一直增大 C. 粒子从K到N的过程中，电势能先增加后减小 D. 粒子从L到M和从M到N过程中，电场力做功相同 3. 如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点电场强度相同 B. 正电荷+q在c点电势能大于在a点电势能 C. 在MN连线的中垂线上，O点电势最高 D. 负电荷从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 4. 如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O处，电荷B固定在x = 3a处，x轴上各点的电势φ随位置坐标x变化的φ − x图像如图乙所示，其中x = 2a处图线的切线与x轴平行。取无穷远处电势为零，仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（　　） A. A、B两电荷为异种电荷 B. A、B两电荷所带电荷量之比QA∶QB = 4∶1 C. x轴上仅有一个位置A、B两电荷产生的电场强度大小相等 D. 将一正电荷从x = a处自由释放，该电荷将做加速度增大的加速运动 5. 如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1=1kg和m2=2kg的两物块A，B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使A瞬时间获得水平向右3m/s的速度，在此后的过程中，则下列说法正确的是（   ） A. 两物块所能达到的共同速度为1 m/s，此时弹簧一定处于压缩状态 B. A的运动方向可能向左 C. 弹簧的最大弹性势能为4J D. 当A速度为零时，B的速度最大 6. 天宫号空间站由中国独立研制并建造，在距地面平均高度约为390 km的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上依然有一些稀薄的大气。因空气阻力的影响，空间站每天都会下降一段距离，所以需要进行轨道修正。我国空间站搭载了四台霍尔推进器，每个推进器的推力只有，它们工作一天大约可以产生的速度增量，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行时的轨道高度为，经过一段时间后，轨道高度下降了，能量损失了。已知引力常量为，地球质量为，地球半径为，空间站质量为，空间站垂直速度方向的有效横截面积为。认为空间站附近空气分子是静止的，与空间站相遇后和空间站共速。忽略下降过程中阻力的大小变化，下列说法正确的是（ ） A. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期大于 B. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 C. 经过一段时间，轨道高度下降了后，空间站的线速度变大 D. 天宫号空间站附近的空气密度约为 7. 如图所示，在光滑的水平冰面上，一个坐在冰车上的人手扶一球静止在冰面上。已知人和冰车的总质量M=40 kg，球的质量m=5 kg。某时刻人将球以v0=4 m/s的水平速度向前方固定挡板推出，球与挡板碰撞后速度大小不变，人接住球后再以同样的速度将球推出，若人不再接到球，则人推出球的次数为（　　） A. 3次 B. 4次 C. 5次 D. 6次 8. 如图所示为一带正电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其电势能随位移x变化的关系图像，已知电场方向沿x轴，段为对称曲线，段为直线，下列说法正确的是（　　） A. 处电场强度最大 B. 段电场强度不变 C. 之间，处的电势最高 D. 与处的电势差大于与处的电势差 9. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子和先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法说法正确的是( ) A. 带负电荷，带正电荷 B. 在b点的动能小于它在a点的动能 C. 在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 D. 在d点的电势能等于它在e点的电势能 10. 如图所示，不带电的物体A质量为m，带电量为q（q > 0）的物体B质量为2m，A、B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，劲度系数为k的轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与物体A相连，物体B放置在倾角为θ = 30°且足够长的斜面上，整个系统处于静止状态，不计一切摩擦。某时刻，施加一场强大小为，方向沿斜面向下的匀强电场。在物体B获得最大速度的过程中（弹簧未超过弹性限度，已知弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，轻绳与A、B的接触面均平行且不会断裂，A始终位于水平面），重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 施加电场后瞬间，轻绳的拉力变为4mg B. 物体B的速度最大时，弹簧的形变量为 C. 物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统电势能的减少量为 D. 物体B从开始运动到最大速度的过程中，物体A和物体B机械能之和增加 二、实验题（20分） 11. 两组同学分别用不同的实验器材来验证机械能守恒定律。 （1）第一组同学用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g取，那么： ①根据图上所得的数据，应取图中O点到___________点来验证机械能守恒定律； ②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量___________。动能增加量___________。（以上两结果均取三位有效数字）。 ③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以 为纵轴、以h为横轴画出的图像是图中的___________。 A. B. C. D. （2）第二组同学利用气垫导轨及光电门等装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门，光电门连接数字毫秒计，滑块上固定宽度为d的遮光条。把导轨的右端垫高，测出倾角为θ。已知当地重力加速度为g。 ①实验时，将滑块从某处由静止释放。遮光条通过某光电门的时间为 △t，则滑块通过此光电门的瞬时速度大小为___________。 ②若通过光电门1和光电门2的速度大小分别为v₁和v₂，且两光电门间的距离为L，若满足表达式___________（表达式中各字母均要为已知物理量和要测量的物理量），可以说明机械能守恒。 12. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止开始滑下，又经过O点水平抛出落在斜面上。再把质量为的小球放在水平面O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球直接落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹。其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为凹形槽顶端距离桌面高度为h，桌面距地面高度为H，斜面总长度为L。 （1）为了减小实验误差，可行的操作是：______。 A. 减小凹形槽摩擦 B. 使用大小相同的两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用题目中的物理量表示） （3）为了进一步验证两小球发生的是否是弹性碰撞，必须测量的物理量是______。 A. 两小球质量 B. OM、OP、ON的长度 C. 凹槽距桌面的高度h D. 桌面高度H和斜面总长度L （4）现测量出两个小球质量比，保持两个小球质量不变，不断改变两个小球的材质，小球落点距O点长度的取值范围是______（用k、表示）。 三、计算题（34分） 13. 如图所示，一小物块质量为，带负电且电荷量为。放在一倾角为的光滑绝缘斜面上，当整个装置处在一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。已知重力加速度，，。 （1）求电场强度的大小； （2）某时刻小物块的电荷量突然减少了一半，求物块下滑距离时的速度大小。 14. 在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管，管的半径R=3.6m（管的内径大小可以忽略），管的出口A在圆心的正上方，入口B与圆心的连线与竖直方向成角，如图所示。现有一只质量的小球（可视为质点）从某点P以一定的初速度水平抛出，恰好从管口B处沿切线方向飞入，小球到达A时恰好与管壁无作用力。取。求： (1)小球到达圆管最高点A时的速度大小； (2)小球在管的最低点C时，管壁对小球的弹力大小； (3)小球抛出点P到管口B的水平距离x。 15. 如图所示，光滑水平地面上，静置着足够长的木板B和物块C，木板B右端到物块C的距离为x=0.4m。某时刻，物块A以的初速度从木板B的左端冲上木板向右滑行。已知物块A、木板B、物块C的质量分别为、、，物块A与木板B上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度为，木板B、物块C间的所有碰撞均为弹性碰撞。求： （1）木板B与物块C第一次碰前瞬间，物块A和木板B的速度大小； （2）从物块A冲上木板B到木板B与物块C第二次碰前瞬间，A、B因摩擦产生的热量； （3）木板B与物块C第二次碰后瞬间，物块C的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $