精品解析：浙江省浙南名校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024学年第二学期浙南名校联盟期中联考 高一年级物理学科试题 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟； 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字； 3.所有答案必须写在答题纸上的相应区域内，写在试卷上无效； 4.考试结束后，需上交答题纸。 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列选项中物理量是标量且其单位用国际单位制中基本单位表示，正确的是（　　） A. 力kg⋅m/s2 B. 功kg⋅m2/s2 C. 加速度m/s2 D. 功率kg⋅m/s3 2. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 第谷发现了行星运动规律 B. 根据天王星观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 C. 法拉第最先引入“场”的概念，并引入了“场线”来描述“场” D. 牛顿首次在实验室中比较准确地测出了引力常量G的数值 3. 关于下列四幅图对应的情景，说法正确的是（　　） A. 图甲，裁判员对蹦床运动员打分时，可以把运动员视为质点 B. 图乙，2025年3月16日金东区金漪湖半程马拉松比赛全程为21.09km，21.09km指的是位移 C. 图丙，吴龙货运飞船将货物运输到空间站，它们相对于地面是静止的 D. 图丁，跳楼机从最高点下落到最低点的过程中，游客将体验到先“失重”后“超重”的乐趣与刺激 4. 如图所示，感应起电实验中，带正电小球C靠近不带电的枕形体时，枕形体的A、B两端箔片张开。下列说法正确的是（　　） A. 枕形体A、B可以采用绝缘材料制作 B. 枕形体内部的正、负电荷同时分别向B端和A端移动 C. 若先将C拿走，再将A、B分开，则枕形体的A端和B端箔片均闭合 D. 感应起电后感应电荷在枕形体内部产生的场强处处为零 5. 如图所示的四个图像，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图为v-t图像，物体在时刻的加速度大小为过点切线的斜率大小 B. 乙图为图像，物体做匀变速直线运动，在0-5s内速度变化量为5m/s C. 丙图为图像，物体在0.2m内力所做的功为1J D. 丁图为图像，直线斜率不变说明物体合外力大小为4N 6. 如图所示，为真空中边长为的正三角形的三个顶点，中点，在三点各固定一个点电荷，的电荷量分别为，点的电荷量未知，在点放入试探电荷其受力方向如图所示沿方向。已知静电力常量为，下列选项正确的是（　　） A. 点带正电，电荷量为 B. 点带负电，电荷量为 C. 点的电场强度大小为 D. 点的电场强度大小为 7. 2025年2月20日实践25号卫星在距地面36000km的高空为即将退役的北斗星注入147公斤燃料，使其寿命延长8年。实践25号卫星在短时间内完成了多次变轨，右图是其简易变轨示意图。实践25号卫星先在轨道I运行，加速变轨到轨道II，再与轨道III上的北斗星进行对接，轨道II与轨道I和III分别相切于点，已知轨道III和轨道I的轨道半径之比为，已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度为10m/s²，则（　　） A. 从题目的数据可以判断出北斗星运动周期约为7h B. 实践25号卫星经过点时在轨道II上的加速度小于在轨道III上的加速度 C. 实践25号卫星在运行轨道I和轨道II上的运动周期之比为 D. 实践25号卫星在运行轨道I和轨道III上的运动周期之比为 8. 小强用水枪给放在地面上的水桶灌水，已知水枪出水口水平且距离地面高度为水桶高的3倍，调整水平距离后水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿。已知水桶高为，水桶的半径为，重力加速度为，则水离开出水口的速度大小为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，施光南音乐喷泉是金华市金东区的一道靓丽风景线，其中一个喷头出水口的横截面积约为，竖直向上喷水最大高度为，水的密度为，不考虑喷头距离水面的高度及空中水之间的相互影响和空气阻力的影响，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 喷头单位时间内喷出水的体积为 B. 空中水柱的最大质量为80kg C. 水在空中的时间为2s D. 喷头喷水的电动机输出功率至少为8kw 10. 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。t=0时刻对A施加竖直向上的拉力F，使A先以a=10m/s2的加速度向上做匀加速直线运动，从t=0.2s时起，使A改做匀速直线运动。已知：两物体的质量mA=2kg，mB=1kg，弹簧的劲度系数为k=50N/m，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. t=0.1s时刻F=35N B. B匀速直线运动的时间为0.2s C. A在0.2s-0.3s时间内F随时间t关系为F=100t-10 D. A、B分离时，弹簧的压缩量为0.1m 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题至少有一个选项是符合题目要求的，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. “奔月先行者”鹊桥二号中继卫星为嫦娥六号在月球背面工作提供了稳定的通信保障。鹊桥二号在复杂的引力条件下，始终在轨道上稳定运行。如图所示，地球与月球可以看作双星系统，它们均绕连线上的A点（图中未画出）转动。沿地月球心连线的延长线上有一个拉格朗日点P，位于这个点的鹊桥二号能在地球引力和月球引力的共同作用下绕A点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变。已知地球质量M是月球质量的81倍，鹊桥二号质量为m，地月球心距离为L，P点与月球球心距离为d。若忽略太阳对鹊桥二号的引力，忽略鹊桥二号对地球、月球的引力，则（　　） A. 地球球心和月球球心到A点的距离之比为1：81 B. 地球和月球对鹊桥二号的引力大小之比为81d：（L-d） C. 月球与鹊桥二号的线速度大小之比为 D. 月球与鹊桥二号的向心加速度大小之比为81L2：（81L-82d）2 12. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车牵引力F大小倒数与速度v的图像，vₘ表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点0。已知阻力恒定，汽车质量为1.5×103kg，下列说法正确的是（　　） A. 汽车由b到c过程做匀加速直线运动 B. 汽车从a到b持续的时间为2.5s C. 汽车额定功率为60kW D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s 13. 固定于竖直平面内的光滑大圆环，半径为R。Q点在圆心等高处，大圆环上套有一个质量为m的小环，小环从大圆环顶端A点由静止开始自由下滑到B点的过程中（　　） A. 小环对大圆环的作用力的方向始终指向圆心 B. 小环对大圆环的作用力一直变大 C. 小环在Q点对大圆环的作用力大小为2mg D. 小环的速率v与小环到A点的弦长L关系为v=L 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. （1）小东同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 ①本实验主要采用的物理学研究方法是______。 A理想实验法 B.放大法 C.控制变量法 D.等效替代法 ②用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在A、C位置。匀速转动时，若左边标尺露出4格，右边标尺露出9格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为__________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （2）某物理兴趣小组利用力传感器设计了图丙所示的实验装置。图丁为该装置的结构示意图，当质量为m的小物块随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，物块所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光条每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据，经测量物块离圆心的距离r=7.00cm。 ①下列做法能更有效地提高实验精度的是__________（多选）。 A.挡光条的宽度应适当大些 B.挡光条的宽度应适当小些 C.转动横杆与小物块的摩擦力尽量小 D.调节挡光条刻度使其与小物块的左端刻度对称 ②测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光条的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为2.0×10-3s，则角速度ω=________rad/s（结果保留2位有效数字）。 ③保持挡光条的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出直线如图戊所示，图中斜率为__________Ns2，由此可得小物块质量为__________kg（结果保留2位有效数字）。 15. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器： （1）下列关于该实验说法正确是（　　） A. 必须在接通电源的同时释放纸带 B. 利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C. 必须选择纸带上打出的第一个点作为起始点 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，选择连续打下的11个点分别记为0、1、2、…、8、9、10，其它点到0点的距离h值如图所示。已知交流电源频率f为50Hz，重锤质量m为200g，当地重力加速度为9.80m/s2。在打1点到9点的这段时间内，打1点的速度，打9点的速度______m/s，重锤动能的增加量________ J，重锤重力势能的减少量________J（结果保留两位小数）。 16. 用一根绝缘细线吊着质量、电荷量的小球（可视为点电荷），小球静止在如图所示足够大的水平匀强电场中，细线与竖直方向的夹角，取重力加速度大小，，忽略空气阻力。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）若将细线剪断，剪断后小球经过时间的位移大小； （3）若在小球A下端挂另一用绝缘细线吊着的小球，小球的质量，电荷量，系统静止时细线对球的拉力的大小和方向。 17. 四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。一架质量的无人机，从地面由静止竖直向上运动，在内升高后立即关闭发动机。若无人机在运动过程中受到空气阻力大小恒定为，且空气阻力方向与运动方向相反，发动机工作时能够提供恒定的动力，重力加速度。 （1）求的大小； （2）求关闭发动机后，无人机离地面的最大高度； （3）为避免无人机在下落过程中与地面相撞，求重新启动发动机时离地的最低高度。 18. 如图所示，质量为的物块（可视为质点）被无初速度地放在倾斜传送带的最上端处，传送带以速度匀速向下运动，物块到达传送带下端时滑上静止在光滑地面上的平板车（物块从传送带滑上平板车时无能量损失），随后在平板车上向左运动，物块始终未从平板车上滑落。已知传送带之间的距离，传送带与水平面的夹角，物块与传送带间的摩擦因数，物块与平板车的摩擦因数，平板车的质量为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度，求： （1）物块滑到端时的速度大小； （2）物块与传送带因摩擦而产生的总热量； （3）平板车的最小长度。 19. 一游戏装置的竖直截面如图所示。倾斜直轨道AB、半径为R的竖直螺旋轨道、水平轨道BC和C'E、倾角为37°的倾斜直轨道E'F平滑连接成一个抛体装置。该装置除BC、E'F段轨道粗糙外，其余各段均光滑，F点与水平高台GHI等高。游戏开始，一质量为m的滑块从轨道AB上的高度h处静止滑下。若滑块落在GH段，反弹后水平分速度保持不变，竖直分速度减半；若滑块落在H点右侧，立即停止运动。已知R=0.2m，m=0.1kg，E'F段长度L=m，BC间距LBC=2.4m，FG间距LFG=0.4m，GH间距LGH=0.22m，HI间距LHI=0.1m，BC和E'F段μ=0.25。滑块可视为质点，忽略空气阻力，，，重力加速度g=10m/s2。 （1）若h=0.8m，求滑块在C点的压力； （2）若滑块恰好能通过圆轨道CDC'，求高度h1； （3）若滑块最终落入I点的洞口中（忽略洞口I的宽度）则游戏成功。讨论游戏成功的高度h2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期浙南名校联盟期中联考 高一年级物理学科试题 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟； 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字； 3.所有答案必须写在答题纸上的相应区域内，写在试卷上无效； 4.考试结束后，需上交答题纸。 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列选项中物理量是标量且其单位用国际单位制中基本单位表示，正确的是（　　） A. 力kg⋅m/s2 B. 功kg⋅m2/s2 C. 加速度m/s2 D. 功率kg⋅m/s3 【答案】B 【解析】 【详解】A．力是矢量，单位kg⋅m/s2是用国际单位制中基本单位表示的，故A错误； B．功是标量，单位kg⋅m2/s2是用国际单位制中基本单位表示，故B正确； C．加速度是矢量，单位m/s2是用国际单位制中基本单位表示的，故C错误； D．功率是标量，单位kg⋅m2/s3是用国际单位制中基本单位表示的，故D错误。 故选B。 2. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 第谷发现了行星的运动规律 B. 根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 C. 法拉第最先引入“场”的概念，并引入了“场线”来描述“场” D. 牛顿首次在实验室中比较准确地测出了引力常量G的数值 【答案】C 【解析】 【详解】A．第谷主要是进行天文观测，积累大量数据，发现行星运动规律的是开普勒，故A错误； B．根据天王星观测资料，计算出海王星轨道的是亚当斯和勒维耶，不是哈雷，故B错误； C．法拉第最先引入 “场” 的概念，并用 “场线” 描述 “场” ，故C正确； D．首次在实验室较准确测出引力常量 G 数值的是卡文迪许，不是牛顿，故D错误。 故选C。 3. 关于下列四幅图对应的情景，说法正确的是（　　） A. 图甲，裁判员对蹦床运动员打分时，可以把运动员视为质点 B. 图乙，2025年3月16日金东区金漪湖半程马拉松比赛全程为21.09km，21.09km指的是位移 C. 图丙，吴龙货运飞船将货物运输到空间站，它们相对于地面是静止 D. 图丁，跳楼机从最高点下落到最低点的过程中，游客将体验到先“失重”后“超重”的乐趣与刺激 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲，裁判员对鞍马运动员比赛进行打分时，不可以把运动员视为质点，否则就没动作可言了，故A错误； B．图乙，全程马拉松比赛距离为21.09km，这里的“21.09km”指的是路程，故B错误； C．图丙，吴龙货运飞船将货物运输到空间站，它们相对于地面是运动的，故C错误； D．图丁，摩天轮从最高点运动到最低点的过程中，游客的加速度先有向下的分量，后有向上的分量，则将体验到先“失重”后“超重”的乐趣与刺激，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，感应起电实验中，带正电小球C靠近不带电的枕形体时，枕形体的A、B两端箔片张开。下列说法正确的是（　　） A. 枕形体A、B可以采用绝缘材料制作 B. 枕形体内部的正、负电荷同时分别向B端和A端移动 C. 若先将C拿走，再将A、B分开，则枕形体的A端和B端箔片均闭合 D. 感应起电后感应电荷在枕形体内部产生的场强处处为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．枕形体A、B不可以采用绝缘材料制作，否则实验现象会消失，故A错误； B．金属中能自由移动的是负电荷电子，正电荷不能移动，故B错误； C．先拿走C，再分开A、B，两端的异种电荷会中和，则A、B均不带电，则枕形体的A端和B端箔片均闭合，故C正确； D．感应起电后感应电荷在枕形体内部产生的场强不为零，根据静电屏蔽可知，内部合场强为0，故D错误。 故选C。 5. 如图所示的四个图像，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图为v-t图像，物体在时刻的加速度大小为过点切线的斜率大小 B. 乙图为图像，物体做匀变速直线运动，在0-5s内速度变化量为5m/s C. 丙图为图像，物体在0.2m内力所做的功为1J D. 丁图为图像，直线斜率不变说明物体合外力大小为4N 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图为v-t图像，根据可知，物体在时刻的加速度大小为过点切线的斜率大小，故A正确，不符合题意； B．乙图图像，加速度恒定不变，物体做匀变速直线运动，在0-5s内速度变化量为 m/s，故B正确，不符合题意； C．丙图为图像，根据图像面积可知，物体在0.2m内力所做的功为 J=1J，故C正确，不符合题意； D．丁图为图像，根据可知，直线斜率不变说明物体除重力外的合力大小为4N，故D错误，符合题意； 本题选择错误选项，故选D。 6. 如图所示，为真空中边长为的正三角形的三个顶点，中点，在三点各固定一个点电荷，的电荷量分别为，点的电荷量未知，在点放入试探电荷其受力方向如图所示沿方向。已知静电力常量为，下列选项正确的是（　　） A. 点带正电，电荷量为 B. 点带负电，电荷量为 C. 点的电场强度大小为 D. 点的电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图中试探电荷其受力方向可知，D点电场向下，则点带负电，电荷量为，故AB错误； CD．点的电场强度大小为 故C错误，D正确。 故选D。 7. 2025年2月20日实践25号卫星在距地面36000km的高空为即将退役的北斗星注入147公斤燃料，使其寿命延长8年。实践25号卫星在短时间内完成了多次变轨，右图是其简易变轨示意图。实践25号卫星先在轨道I运行，加速变轨到轨道II，再与轨道III上的北斗星进行对接，轨道II与轨道I和III分别相切于点，已知轨道III和轨道I的轨道半径之比为，已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度为10m/s²，则（　　） A. 从题目的数据可以判断出北斗星运动周期约为7h B. 实践25号卫星经过点时在轨道II上的加速度小于在轨道III上的加速度 C. 实践25号卫星在运行轨道I和轨道II上的运动周期之比为 D. 实践25号卫星在运行轨道I和轨道III上的运动周期之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．题意可知G7位于同步轨道，则北斗星运动周期约为24h，故A错误； B．无论从哪个轨道经过B点，实践25号卫星受到的万有引力都相同（即合力相同），故加速度相同，故B错误； C．根据开普勒第三定律有 题意可知 联立解得 故C正确； D．根据开普勒第三定律有 联立解得 故D错误。 故选C。 8. 小强用水枪给放在地面上的水桶灌水，已知水枪出水口水平且距离地面高度为水桶高的3倍，调整水平距离后水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿。已知水桶高为，水桶的半径为，重力加速度为，则水离开出水口的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设出水口到水桶中心的水平距离为，水离开出水口时速度的大小为。水由管口到桶口的过程，由平抛运动规律可得， 水由管口到P点的过程，由平抛运动规律可得， 联立解得 故选A 9. 如图所示，施光南音乐喷泉是金华市金东区的一道靓丽风景线，其中一个喷头出水口的横截面积约为，竖直向上喷水最大高度为，水的密度为，不考虑喷头距离水面的高度及空中水之间的相互影响和空气阻力的影响，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 喷头单位时间内喷出水的体积为 B. 空中水柱的最大质量为80kg C. 水在空中的时间为2s D. 喷头喷水的电动机输出功率至少为8kw 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式 可知，喷头出水口水的速度为 喷头单位时间内喷出水的体积为 故A错误； BC．水在空中的时间为 空中水柱的最大质量为 故BC错误； D．喷头喷水的电动机输出功率至少为 故D正确。 故选D。 10. 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。t=0时刻对A施加竖直向上的拉力F，使A先以a=10m/s2的加速度向上做匀加速直线运动，从t=0.2s时起，使A改做匀速直线运动。已知：两物体的质量mA=2kg，mB=1kg，弹簧的劲度系数为k=50N/m，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. t=0.1s时刻F=35N B. B匀速直线运动的时间为0.2s C. A在0.2s-0.3s时间内F随时间t关系为F=100t-10 D. A、B分离时，弹簧的压缩量为0.1m 【答案】C 【解析】 【详解】A．当系统静止时，对 A、B 整体进行受力分析，根据平衡条件可得弹簧的压缩量 0.1s内运动的位移为 根据牛顿第二定律有 解得N 故A错误； BD．0.2s内运动的位移为 0.2s末的速度为 当A、B分离时，弹簧的压缩量m 所以A、B一起匀速上升的位移大小为m 时间为s 故BD错误； C．A、B一起匀速运动过程，A、B整体受平衡力 解得 故C正确； 故选C。 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题至少有一个选项是符合题目要求的，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. “奔月先行者”鹊桥二号中继卫星为嫦娥六号在月球背面工作提供了稳定的通信保障。鹊桥二号在复杂的引力条件下，始终在轨道上稳定运行。如图所示，地球与月球可以看作双星系统，它们均绕连线上的A点（图中未画出）转动。沿地月球心连线的延长线上有一个拉格朗日点P，位于这个点的鹊桥二号能在地球引力和月球引力的共同作用下绕A点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变。已知地球质量M是月球质量的81倍，鹊桥二号质量为m，地月球心距离为L，P点与月球球心距离为d。若忽略太阳对鹊桥二号的引力，忽略鹊桥二号对地球、月球的引力，则（　　） A. 地球球心和月球球心到A点的距离之比为1：81 B. 地球和月球对鹊桥二号的引力大小之比为81d：（L-d） C. 月球与鹊桥二号的线速度大小之比为 D. 月球与鹊桥二号的向心加速度大小之比为81L2：（81L-82d）2 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设地球球心到A点的距离为，月球球心到A点的距离为，可得 且 可得地球球心和月球球心到A点的距离之比为 故A正确； B．根据万有引力公式可知，地球和月球对鹊桥二号的引力大小之比为 故B错误； C．鹊桥二号与地球月球相对位置不变，角速度相等，又， 月球与鹊桥二号的线速度大小之比为 故C正确； D．月球与鹊桥二号的向心加速度大小之比为 故D错误。 故选AC。 12. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的牵引力F大小倒数与速度v的图像，vₘ表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点0。已知阻力恒定，汽车质量为1.5×103kg，下列说法正确的是（　　） A. 汽车由b到c过程做匀加速直线运动 B. 汽车从a到b持续的时间为2.5s C. 汽车额定功率为60kW D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】根据图像可知汽车从a到b做匀加速直线运动，牵引力与末速度分别为N、，由于 则有 bc反向延长过原点O，可知该过程保持额定功率恒定，在b点有W 在c点有根据图像可知 此时N 解得 根据牛顿第二定律有 解得 根据速度—时间公式可知 解得s 根据上述，b到c过程功率一定，速度增大，则牵引力减小，可知汽车由b到c过程做加速度减小的变加速直线运动。 故选BD。 13. 固定于竖直平面内的光滑大圆环，半径为R。Q点在圆心等高处，大圆环上套有一个质量为m的小环，小环从大圆环顶端A点由静止开始自由下滑到B点的过程中（　　） A. 小环对大圆环的作用力的方向始终指向圆心 B. 小环对大圆环的作用力一直变大 C. 小环在Q点对大圆环的作用力大小为2mg D. 小环的速率v与小环到A点的弦长L关系为v=L 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小环下落过程中，大圆环对小环作用力先指向背离圆心且不断减小到零，随后大圆环对小环作用力指向圆心不断增大，根据牛顿第三定律可知，小环对大圆环的作用力的方向不是始终指向圆心，故A错误； B．最高点时 小环在圆心等高处上方时有 可见支持力先减小后增大，小环对大圆环的作用力不是一直变大，故B错误； C．小环滑到Q点时，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，小环在Q点对大圆环的作用力大小为2mg，故C正确； D．根据动能定理有 根据几何关系可知 解得v=L 故D正确； 故选CD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. （1）小东同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 ①本实验主要采用的物理学研究方法是______。 A.理想实验法 B.放大法 C.控制变量法 D.等效替代法 ②用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在A、C位置。匀速转动时，若左边标尺露出4格，右边标尺露出9格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为__________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （2）某物理兴趣小组利用力传感器设计了图丙所示的实验装置。图丁为该装置的结构示意图，当质量为m的小物块随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，物块所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光条每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据，经测量物块离圆心的距离r=7.00cm。 ①下列做法能更有效地提高实验精度的是__________（多选）。 A.挡光条的宽度应适当大些 B.挡光条的宽度应适当小些 C.转动横杆与小物块的摩擦力尽量小 D.调节挡光条刻度使其与小物块的左端刻度对称 ②测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光条的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为2.0×10-3s，则角速度ω=________rad/s（结果保留2位有效数字）。 ③保持挡光条的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出直线如图戊所示，图中斜率为__________Ns2，由此可得小物块质量为__________kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. C ②. 3∶2 （2） ①. BC ②. 6.0 ③. 5.0×106 ④. 0.50 【解析】 【小问1详解】 ①[1]本实验主要采用的物理学研究方法是控制变量法。 故选C。 ②[2]由题可知两球的质量与运动半径都相等，根据 左边标尺露出4格，右边标尺露出9格，则角速度之比为2:3 根据可知，皮带连接的左、右轮塔半径之比为3:2 【小问2详解】 ①[1]AB．挡光条的宽度应适当小些，经过光电门的速度才比较接近其瞬时速度，故A错误，B正确； C．转动横杆的滑槽应当尽可能光滑，才能够保证绳的拉力近似等于小物块的向心力，故C正确； D．应调节挡光条与小物块的质心到质点O的距离相等，这样挡光条与物块的线速度才相等，而不是调节挡光条与小物块的左端刻度相互对称，故D错误。 故选BC。 ②[2]挡光杆的速度为 角速度为 代入数据解得rad/s ③[3][4] 图中斜率为Ns2 根据向心力公式有 则有 解得 15. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器： （1）下列关于该实验说法正确的是（　　） A. 必须在接通电源的同时释放纸带 B. 利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C. 必须选择纸带上打出的第一个点作为起始点 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，选择连续打下的11个点分别记为0、1、2、…、8、9、10，其它点到0点的距离h值如图所示。已知交流电源频率f为50Hz，重锤质量m为200g，当地重力加速度为9.80m/s2。在打1点到9点的这段时间内，打1点的速度，打9点的速度______m/s，重锤动能的增加量________ J，重锤重力势能的减少量________J（结果保留两位小数）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. ③. 0.63 【解析】 【小问1详解】 A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误； B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确； C．验证机械能守恒的表达式为 为验证机械能守恒，不一定必须选择纸带上打出的第一个点作为起始点，故 C错误； 故选B。 【小问2详解】 [1]匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度等于初末速度的平均值 则有 代入数据解得 [2][3]在打1点到9点的这段时间内 重锤动能的增加量为 重锤重力势能的减少量为 16. 用一根绝缘细线吊着质量、电荷量的小球（可视为点电荷），小球静止在如图所示足够大的水平匀强电场中，细线与竖直方向的夹角，取重力加速度大小，，忽略空气阻力。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）若将细线剪断，剪断后小球经过时间的位移大小； （3）若在小球A下端挂另一用绝缘细线吊着的小球，小球的质量，电荷量，系统静止时细线对球的拉力的大小和方向。 【答案】（1）3.75×103 N/C （2）6.25m （3）2N，竖直向上 【解析】 【小问1详解】 对A，由平衡条件可得电场力 根据 代入数据，解得 【小问2详解】 剪断细线，小球合力为重力与电场力的合力，故小球A做匀加速直线运动 联立解得 根据 可得剪断后，小球经过时间的位移大小 【小问3详解】 根据整体法可得AB小球水平方向上合力为0，可知系统静止时，细线对A的拉力方向为竖直向上，细线对球的拉力 17. 四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。一架质量的无人机，从地面由静止竖直向上运动，在内升高后立即关闭发动机。若无人机在运动过程中受到空气阻力大小恒定为，且空气阻力方向与运动方向相反，发动机工作时能够提供恒定的动力，重力加速度。 （1）求的大小； （2）求关闭发动机后，无人机离地面的最大高度； （3）为避免无人机在下落过程中与地面相撞，求重新启动发动机时离地的最低高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 t=4s升高h=20m，根据位移—时间公式有 解得=2.5m/s2 受力分析得 得F=30N 【小问2详解】 根据速度—时间公式有 解得v1=10m/s 关闭发动机后受力分析得 解得 根据速度—位移公式有 解得 则 小问3详解】 要避免无人机下落过程与地面不相撞重新开启发动机的最低高度为无人机到地面的速度恰好为0，无人机下落过程分匀加速直线运动与匀减速直线运动，匀加速直线运动过程，受力分析得 解得 加速到v，则有 减速时有 解得 减速的位移为 由于 解得 18. 如图所示，质量为的物块（可视为质点）被无初速度地放在倾斜传送带的最上端处，传送带以速度匀速向下运动，物块到达传送带下端时滑上静止在光滑地面上的平板车（物块从传送带滑上平板车时无能量损失），随后在平板车上向左运动，物块始终未从平板车上滑落。已知传送带之间的距离，传送带与水平面的夹角，物块与传送带间的摩擦因数，物块与平板车的摩擦因数，平板车的质量为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度，求： （1）物块滑到端时的速度大小； （2）物块与传送带因摩擦而产生的总热量； （3）平板车的最小长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对物块受力分析得 解得 当物块与传送带达到共速时 解得 共速后分析物块受力情况可得 根据速度—位移公式有 解得 【小问2详解】 物块与传送带发生相对运动即产生热量。物块与传送带共速的时间为 则传送带位移为 相对位移为 根据摩擦力做功与内能关系有 解得 共速后物块加速运动，时间为 则 其中、 解得 同理 可知物块与传送带因摩擦而产生的总热量为 【小问3详解】 物块滑上平板车上对物块受力分析物块做匀减速直线运动，加速度为 对平板车进行受力分析得 解得 物块与平板车共速即 解得、 此时物体的位移为 平板车的位移为 平板车的最小长度为m 19. 一游戏装置的竖直截面如图所示。倾斜直轨道AB、半径为R的竖直螺旋轨道、水平轨道BC和C'E、倾角为37°的倾斜直轨道E'F平滑连接成一个抛体装置。该装置除BC、E'F段轨道粗糙外，其余各段均光滑，F点与水平高台GHI等高。游戏开始，一质量为m的滑块从轨道AB上的高度h处静止滑下。若滑块落在GH段，反弹后水平分速度保持不变，竖直分速度减半；若滑块落在H点右侧，立即停止运动。已知R=0.2m，m=0.1kg，E'F段长度L=m，BC间距LBC=2.4m，FG间距LFG=0.4m，GH间距LGH=0.22m，HI间距LHI=0.1m，BC和E'F段μ=0.25。滑块可视为质点，忽略空气阻力，，，重力加速度g=10m/s2。 （1）若h=0.8m，求滑块在C点的压力； （2）若滑块恰好能通过圆轨道CDC'，求高度h1； （3）若滑块最终落入I点的洞口中（忽略洞口I的宽度）则游戏成功。讨论游戏成功的高度h2。 【答案】（1），竖直向下 （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 滑块从 到 下滑过程，根据动能定理 得 滑块在 点受力分析得 联立解得滑块在C点受到的支持力 由牛顿第三定律得滑块在C点的压力大小为3N，方向竖直向下。 【小问2详解】 滑块恰好能过 点，即 解得 滑块从 到 过程，动能定理得 解得 【小问3详解】 滑块从 到 过程，动能定理得 解得 根据平抛运动得 ， ， ， 联立解得 ①滑块未反弹直接进入洞口，则 有 解得 根据 可得 ②在 上反弹，那么有， 得第一次反弹后水平位移 以此类推 ， 故 由（2）可得 即 ， 而，可知滑块只经过一次反弹就进入I点的洞口中，因此滑块恰好进入洞口时的高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$