精品解析：浙江省宁波市宁海中学2024-2025学年高一下学期第一次阶段性考试物理试题

宁海中学二0二四学年第二学期高一第一次阶段性考试物理试题卷 一、单项选择题（每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的。） 1. 下列关于单位制的说法中正确的是（　　） A. 在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本量 B. 力单位“牛顿”是国际单位制中的一个基本单位 C. 只有国际单位制由基本单位和导出单位组成 D. 表面张力大小，其中L为长度，为表面张力系数，则物理量的单位用国际单位制中的基本单位表示为 2. 如图所示，甲图是王亚平老师太空授课中的乒乓球浸没在水中静止的实验；乙图是自行车比赛中运动员在水平路面转弯的情景；丙图为推手游戏，双方用手掌推对方直到将对方失去平衡为赢；丁图为一只小鸟停在倾斜树枝上，则以下对物理原理现象分析正确的是（ ） A. 甲图：太空中的乒乓球受浮力和重力平衡 B. 乙图：自行车受到地面的支持力竖直向上 C. 丙图：若甲赢了比赛，则说明甲推乙力大于乙推甲的力 D. 丁图：树枝对小鸟的作用力垂直树枝斜向左上方 3. 下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一试探电荷进入真空中等量的同种点电荷所形成的电场中，A、B、C是试探电荷运动轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷一定从A点到B点再到C点 B. 试探电荷在B点加速度小于在C点的加速度 C. 当试探电荷从A点到B点再到C点时，速度先增大再减小 D. 试探电荷一定带负电 5. 两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2. 2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α=37°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α=37°，则（　　） A. A球带负电，B球带正电 B. 甲图中细线的拉力大小均为0. 6mg C. A球带电量为 D. 乙图中A球所受匀强电场的力大小为0. 75mg 6. “玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则（　　） A. 月球表面重力加速度为 B. 月球第一宇宙速度为 C. 月球质量为 D. 月球静止卫星离月球表面高度 7. 我国无人机技术发展迅猛，应用也越来越广泛，无人机配送快递就是一种全新的配送方式。如图所示，一架配送包裹的无人机从地面起飞后竖直上升的过程中，升力的功率恒为。已知无人机的质量与包裹的质量的比值为k，忽略空气阻力的影响，则该过程中悬吊包裹的轻绳（不可伸长）对包裹做功的功率为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示是一款海上风力发电机，主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m，它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直，把通过此圆面空气动能的10%转化为电能，已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内，该风力发电机所在地区的风速为10m/s，则此时风力发电机的发电功率约为（　　） A. 1.9×106kW B. 1.9×103kW C. 10.9×106kW D. 10.9×103kW 9. 如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”，水平的喷水“龙头”距地面高为，其喷灌半径可达，每分钟喷出水的质量为，所用的水从地下深的井里抽取，设水以相同的速率喷出，不计空气阻力，则（　　） A. 喷水龙头喷出水的初速度为 B. 不计额外的损失，水泵每分钟对水所做的功为 C. 不计额外的损失，水泵每分钟对水所做的功为 D. 带动水泵的电动机的最大输出功率为 10. 如图所示，某艘重型气垫船，假设质量达，最高时速为，装有额定输出功率为的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力与速度满足，下列说法正确的是（　　） A. 该重型气垫船的最大牵引力为 B. 由题中给出的数据可算出 C. 当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力大小为 D. 当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 11. 过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载从过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是（ ） A. 过山车经过A、C点时速度为0 B. 图甲过山车轨道比图乙轨道更安全 C. 图乙过山车轨道比图甲轨道更安全 D. “图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R 12. 滑雪运动员开展滑雪训练可简化为如下模型：将运动员（包括滑板）简化为质点，运动员以某一初速度从足够长的山坡底端向上冲，取坡底为零势能面。运动员的机械能和重力势能随离开坡底的高度h的变化规律如图所示，重力加速度，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员向上冲过程克服摩擦力做功为 B. 运动员再次回到坡底时机械能为 C. 运动员的质量为40kg D. 运动员的初速度为10m/s 13. 一物体在外力作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是，则（　　） A. B. C. D. 三、非选择题（本题共5小题，共58分。） 14. 某实验小组的同学用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用交流电源的频率为，得到图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点、、、、，测出点距起点的距离为，点，间的距离为，点，间的距离为，测得重物的质量为。 （1）下列做法正确的有________。 A. 图中两限位孔必须在同一竖直线上 B. 实验时，应先释放纸带，再接通打点计时器的电源 C. 选择的重物要求体积大、密度小 D. 将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带的上端，且让重物尽量靠近打点计时器 （2）当地重力加速度，选取、两点为初、末位置来验证机械能守恒定律，在该过程中，重物减少的重力势能是________J，重物增加的动能是________J。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确：________（填“正确”或“不正确”）。请说明原因________。 （4）若实验中经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能，则可能的原因是________。 A. 用公式算各点瞬时速度（设为纸带上打下点到打下其他记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个点时便有了初速度 D. 重物下落过程中受到空气阻力 （5）另一实验小组的同学用图丙所示装置来验证机械能守恒定律，将力传感器固力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上，力传感器可以直接显示绳子张力大小。将小球拉至水平位置由静止释放，小球到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。在误差允许范围内，当、、满足关系式________时，即可验证小球的机械能守恒。 15. 如图，等边位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求 （1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负； （2）C点处点电荷的电荷量。 16. 如图，一带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置，一质量为m的带电小球在+Q下方水平面内做匀速圆周运动，圆心О恰好在+Q的正下方，半径为R，向心加速度为，已知静电力常量为k、重力加速度为g，小球可看成点电荷。求： （1）小球的电性及电荷量大小； （2）圆心О点的电场强度E的大小。 17. 如图甲所示，一小物块放置在光滑水平台面上，其质量，在水平推力F的作用下，物块从坐标原点O由静止开始沿x轴运动，F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在处从平台边缘A点飞出，同时撤去F，物块到达斜面顶端B点时恰能沿斜面BC下滑，斜面高度，倾角，小物块沿斜面运动到底端C点后立即无速度损失地滑上水平地面，随后小物块从D点冲上一半径的光滑半圆形轨道内侧。已知小物块与斜面间的动摩擦因数，，，重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）小物块从A点抛出的速度； （2）若水平地面光滑，则半圆轨道上最低点D点对小物块的支持力为多少； （3）若水平地面粗糙，且动摩擦因数与斜面相同，小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点E，则CD段的距离s为多少； 18. 如图甲所示，下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上，物块a、b用轻弹簧连接，一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接，另一端连接轻质挂钩，滑轮左侧轻绳与斜面平行。开始时物块a、b静止，在挂钩上挂一物块c（图中未画出）并由静止释放，当物块b的速度减为零时，物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为，物块a的质量为，取重力加速度。求： （1）物块b的质量； （2）从物块b“刚要滑动”到“速度减为零”的过程中，弹簧弹力对物块b做的功以及物块c的质量； （3）物块b在运动过程中速度的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 宁海中学二0二四学年第二学期高一第一次阶段性考试物理试题卷 一、单项选择题（每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的。） 1. 下列关于单位制的说法中正确的是（　　） A. 在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本量 B. 力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个基本单位 C. 只有国际单位制由基本单位和导出单位组成 D. 表面张力大小，其中L为长度，为表面张力系数，则物理量的单位用国际单位制中的基本单位表示为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本单位，不是基本物理量，故A错误； B．力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个导出单位，故B错误； C．所有单位制都是由基本单位和导出单位组成，故C错误； D．根据 物理量的单位用国际单位制中的基本单位表示为 故D正确。 故选D。 2. 如图所示，甲图是王亚平老师太空授课中的乒乓球浸没在水中静止的实验；乙图是自行车比赛中运动员在水平路面转弯的情景；丙图为推手游戏，双方用手掌推对方直到将对方失去平衡为赢；丁图为一只小鸟停在倾斜树枝上，则以下对物理原理现象分析正确的是（ ） A. 甲图：太空中的乒乓球受浮力和重力平衡 B. 乙图：自行车受到地面的支持力竖直向上 C. 丙图：若甲赢了比赛，则说明甲推乙的力大于乙推甲的力 D. 丁图：树枝对小鸟的作用力垂直树枝斜向左上方 【答案】B 【解析】 【详解】A．太空中，水和乒乓球都处于完全失重状态，乒乓球可以悬浮在水中任意位置，周围的水各处压强相同，乒乓球表面不存在压力差，乒乓球不受浮力作用，故A错误； B．根据支持力（弹力）垂直于接触面且指向被支持的物体，则可知，当自行车在水平路面转弯时，自行车受到地面的支持力竖直向上，故B正确； C．推手游戏中，双方用手掌推对方直到将对方失去平衡为赢，在互推的过程中，根据牛顿第三定律可知，甲推乙的力始终与乙推甲的力大小相等、方向相反，故C错误； D．小鸟停在倾斜树枝上，处于平衡状态，则可知树枝对小鸟的作用力竖直向上，与重力大小相等、方向相反，使小鸟处于平衡状态，故D错误。 故选B。 3. 下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，所以A错误； B．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，所以B错误； C．a、b两点电场强度方向相同，大小不相等，所以C错误； D．该电场为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，所以D正确； 故选D。 4. 如图所示，一试探电荷进入真空中等量的同种点电荷所形成的电场中，A、B、C是试探电荷运动轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷一定从A点到B点再到C点 B. 试探电荷在B点的加速度小于在C点的加速度 C. 当试探电荷从A点到B点再到C点时，速度先增大再减小 D. 试探电荷一定带负电 【答案】B 【解析】 【详解】A．试探电荷可能从A点到B点再到C点，也可能从C点到B点再到A点，故A错误； B．C点的电场线比B点密集，故C点的场强大于B点的场强，试探电荷在B点的电场力小于在C点的电场力，在B点的加速度小于在C点的加速度，故B正确； C．当试探电荷从A点到B点再到C点时，电场力与速度的夹角先是钝角后是锐角，其速度先减小后增大，故C错误； D．由曲线运动的条件可知，点电荷对试探电荷的电场力一定指向曲线的凹侧，则试探电荷一定带正电才能满足上述条件，故D错误。 故选B。 5. 两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2. 2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α=37°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α=37°，则（　　） A. A球带负电，B球带正电 B. 甲图中细线的拉力大小均为0. 6mg C. A球带电量为 D. 乙图中A球所受匀强电场的力大小为0. 75mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，A球带正电，B球带负电，选项A错误； B．甲图中细线的拉力大小均为 选项B错误； C．甲图中两球相距 由A球受力平衡可得 解得 选项C正确； D．乙图中若没有B球时，A球所受的匀强电场的力大小为 由于电荷B的存在则A球所受的匀强电场的电场力大于0. 75mg，选项D错误。 故选C。 6. “玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则（　　） A. 月球表面重力加速度为 B. 月球第一宇宙速度为 C. 月球质量为 D. 月球静止卫星离月球表面高度 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据h=gt2可知，月球表面重力加速度为 故A 错误； B．月球第一宇宙速度为 故B 错误； C．根据可知，月球的质量为 故C 错误； D．根据可得，月球静止卫星离月球表面高度为 故D 正确。 故选D。 7. 我国无人机技术发展迅猛，应用也越来越广泛，无人机配送快递就是一种全新的配送方式。如图所示，一架配送包裹的无人机从地面起飞后竖直上升的过程中，升力的功率恒为。已知无人机的质量与包裹的质量的比值为k，忽略空气阻力的影响，则该过程中悬吊包裹的轻绳（不可伸长）对包裹做功的功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对整体研究可得 对包裹研究可得 整理解得 故选B 8. 如图所示是一款海上风力发电机，主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m，它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直，把通过此圆面空气动能的10%转化为电能，已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内，该风力发电机所在地区的风速为10m/s，则此时风力发电机的发电功率约为（　　） A. 1.9×106kW B. 1.9×103kW C. 10.9×106kW D. 10.9×103kW 【答案】B 【解析】 【详解】选取Δt时间内的一段空气柱为研究对象，其质量为 产生的电能为 所以风力发电机的发电功率约为 故选B。 9. 如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”，水平的喷水“龙头”距地面高为，其喷灌半径可达，每分钟喷出水的质量为，所用的水从地下深的井里抽取，设水以相同的速率喷出，不计空气阻力，则（　　） A. 喷水龙头喷出水的初速度为 B. 不计额外的损失，水泵每分钟对水所做的功为 C. 不计额外的损失，水泵每分钟对水所做的功为 D. 带动水泵的电动机的最大输出功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，水做平抛运动，竖直方向上由可得，飞行时间为 水平方向上由可得，喷水龙头喷出水的初速度为 故A错误； BC．根据题意，设水泵每分钟对水所做的功为，由动能定理有 解得 故C错误，B正确； D．根据题意可知，带动水泵的电动机的最大输出功率为 故D错误。 故选B。 10. 如图所示，某艘重型气垫船，假设质量达，最高时速为，装有额定输出功率为的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力与速度满足，下列说法正确的是（　　） A. 该重型气垫船的最大牵引力为 B. 由题中给出数据可算出 C. 当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力大小为 D. 当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，最高速度 此时匀速运动牵引力 在达到最大速度前 故A错误； B．速度最大时，气垫船匀速航行，则有 解得 故B正确； CD．当以最高时速一半的速度匀速航行时，此时的阻力为 此时发动机输出功率为 故CD错误。 故选B。 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 11. 过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载从过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是（ ） A. 过山车经过A、C点时速度为0 B. 图甲过山车轨道比图乙轨道更安全 C. 图乙过山车轨道比图甲轨道更安全 D. “图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知过山车经过A、C点时和轨道没有相互作用，重力充当向心力有 解得 故A错误； BC．分别运动到轨道最低点B、D时，人所受加速度最大，由动能定理，对图甲圆环轨道有 经过B点时加速度 解得 图甲过山车轨道存在安全隐患；对图乙倒水滴形轨道有 经过D点时加速度 解得 故图乙过山车轨道比图甲轨道更安全，故B错误，C正确； D．相同载人过山车在顶峰处动能为0，经A、C点时动能相等，根据机械能守恒，有 其中 可得 即“图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R，故D正确。 故选CD。 12. 滑雪运动员开展滑雪训练可简化为如下模型：将运动员（包括滑板）简化为质点，运动员以某一初速度从足够长的山坡底端向上冲，取坡底为零势能面。运动员的机械能和重力势能随离开坡底的高度h的变化规律如图所示，重力加速度，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员向上冲的过程克服摩擦力做功为 B. 运动员再次回到坡底时机械能为 C. 运动员的质量为40kg D. 运动员的初速度为10m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图像可知，运动员在冲上上坡之前，总的机械能为 而冲上斜坡，到达最高点时的机械能为 而在运动员从斜坡底端到冲上斜坡的过程中，除了重力做功以外还有摩擦力做负功，因此可知运动员向上冲的过程克服摩擦力做功为，故A正确； B．运动员再次回到坡底时的过程中，仍然是除了重力做功以外摩擦力做负功，易知在下坡的过程中克服摩擦力做的功和在上坡过程中一样，因此可知运动员再次回到坡底时机械能应为，故B错误； C．由于取了坡底为零势能面，因此运动员滑上斜坡最高点后的重力势能就等于运动员的机械能，有 ， 解得 故C正确； D．在坡底是运动员的动能就等于运动员的机械能，则有 解得 故D错误。 故选AC。 13. 一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据F-t图像面积意义和动量定理则有， 解得 根据位移公式可知， 解得 A错误，B正确； CD．在第一个内对物体应用动能定理，则有 在第二个内对物体应用动能定理，则有 结合上述结论解得 C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共58分。） 14. 某实验小组的同学用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用交流电源的频率为，得到图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点、、、、，测出点距起点的距离为，点，间的距离为，点，间的距离为，测得重物的质量为。 （1）下列做法正确的有________。 A. 图中两限位孔必须在同一竖直线上 B. 实验时，应先释放纸带，再接通打点计时器的电源 C. 选择的重物要求体积大、密度小 D. 将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带的上端，且让重物尽量靠近打点计时器 （2）当地重力加速度，选取、两点为初、末位置来验证机械能守恒定律，在该过程中，重物减少的重力势能是________J，重物增加的动能是________J。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确：________（填“正确”或“不正确”）。请说明原因________。 （4）若实验中经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能，则可能的原因是________。 A. 用公式算各点瞬时速度（设为纸带上打下点到打下其他记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个点时便有了初速度 D. 重物下落过程中受到空气阻力 （5）另一实验小组的同学用图丙所示装置来验证机械能守恒定律，将力传感器固力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上，力传感器可以直接显示绳子张力大小。将小球拉至水平位置由静止释放，小球到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。在误差允许范围内，当、、满足关系式________时，即可验证小球的机械能守恒。 【答案】（1）AD （2） ①. 0.41 ②. 0.40 （3） ①. 不正确 ②. 见解析 （4）AC （5） 【解析】 【小问1详解】 A．为减小纸带与限位孔间的阻力，图中两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确； BD．为了充分利用纸带，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带的上端，且让重物尽量靠近打点计时器；实验时应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故B错误，D正确； C．为减小空气阻力的影响，选择的重物要求体积小、密度大，故C错误； 故选AD。 【小问2详解】 [1]选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，在该过程中，重物减少的重力势能为 [2]相邻两计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，点的速度为 则重物增加的动能为 【小问3详解】 [1][2]该同学的判断不正确；在重物下落的过程中，若阻力恒定，根据动能定理可得 整理可得 描绘图像，可知图像就是过原点一条直线，要想通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近。 【小问4详解】 若实验中经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能。 A．重锤和纸带下落过程中除重力外还受到阻力作用，使得加速度小于重力加速度，所以通过计算出瞬时速度v大于物体的实际速度，则造成动能增加量偏大，故A正确； BD．由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力、重锤下落过程中受到空气阻力，则减少的重力势能有一部分转化为内能，使得增加的动能小于减少的重力势能，故BD错误； C．先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度，而计算时视为初动能为零，使得动能增加量计算值偏大，故C正确。 故选AC。 【小问5详解】 设细线长度为，小球从释放到最低点过程，根据机械能守恒可得 小球在最低点，根据牛顿第二定律可得 联立可得当满足关系式 即可验证小球的机械能守恒。 15. 如图，等边位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求 （1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负； （2）C点处点电荷的电荷量。 【答案】（1），A、B、C均为正电荷；（2） 【解析】 【详解】（1）因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为，电性与A相同，又点电场强度竖直向上，可得处电荷在点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示 可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷。 （2）如图所示 由几何关系 即 其中 解得 16. 如图，一带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置，一质量为m的带电小球在+Q下方水平面内做匀速圆周运动，圆心О恰好在+Q的正下方，半径为R，向心加速度为，已知静电力常量为k、重力加速度为g，小球可看成点电荷。求： （1）小球的电性及电荷量大小； （2）圆心О点的电场强度E的大小。 【答案】（1）负电，；（2） 【解析】 【详解】（1）依据题意，小球在小球和+Q的库仑引力与小球的重力的合力作用下，做匀速圆周运动，如图 因此球带负电荷。 向心加速度为g，则 解得 所以库仑力大小为 由几何关系可知 解得小球的电荷量大小 （2）由 解得 所以带电量为+Q的点电荷在圆心О点的电场强度E的大小 17. 如图甲所示，一小物块放置在光滑水平台面上，其质量，在水平推力F的作用下，物块从坐标原点O由静止开始沿x轴运动，F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在处从平台边缘A点飞出，同时撤去F，物块到达斜面顶端B点时恰能沿斜面BC下滑，斜面高度，倾角，小物块沿斜面运动到底端C点后立即无速度损失地滑上水平地面，随后小物块从D点冲上一半径的光滑半圆形轨道内侧。已知小物块与斜面间的动摩擦因数，，，重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）小物块从A点抛出的速度； （2）若水平地面光滑，则半圆轨道上最低点D点对小物块的支持力为多少； （3）若水平地面粗糙，且动摩擦因数与斜面相同，小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点E，则CD段的距离s为多少； 【答案】（1）3m/s；（2）140N （3）075m 【解析】 【详解】（1）由F-x的关系图像面积分析可知当物块运动到x=2m处F所做的功 小物块运动到x=2m处时，由动能定理得 解得 vA=3m/s （2）小物块从A到B做平抛运动，B点速度分解，由几何关系知 设小物块在D点的速度为vD，从B点到D点由动能定理得 解得 vD=6m/s 小物块在D点支持为N，由牛顿第二定律知 解得 N=140N （3）小物块恰好能E点，在E点速度为vE，受力分析有 所以 从B点到E点由动能定理得 解得 s=0.75m 18. 如图甲所示，下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上，物块a、b用轻弹簧连接，一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接，另一端连接轻质挂钩，滑轮左侧轻绳与斜面平行。开始时物块a、b静止，在挂钩上挂一物块c（图中未画出）并由静止释放，当物块b的速度减为零时，物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为，物块a的质量为，取重力加速度。求： （1）物块b的质量； （2）从物块b“刚要滑动”到“速度减为零”的过程中，弹簧弹力对物块b做的功以及物块c的质量； （3）物块b在运动过程中速度的最大值。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）对物块b，根据共点力的平衡条件可得 由图乙可知初始位置弹簧弹力大小为 解得 （2）由图乙可知，未挂物块c时，弹簧的弹力大小为 弹簧的压缩量为 根据胡克定律可得 解得弹簧劲度系数为 当物块a刚要开始滑动时，设弹簧的伸长量为，根据共点力的平衡条件可得 解得 物块b刚要滑动到速度减为零的过程中，弹簧弹力对物块b做的功为 该过程，根据能量守恒定律可得 又 联立解得物块c的质量为 （3）当物块b的加速度为零时，物块b的速度最大，设此时弹簧的伸长量为，则有 解得 由于 说明初始时弹簧的弹性势能与物块b速度最大时弹簧的弹性势能相等，对物块b、c组成的系统，从物块b开始运动到速度达到最大的过程中，根据能量守恒可得 解得物块b在运动过程中速度的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$