精品解析：山东省淄博市淄博实验中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

淄博实验中学、淄博齐盛高中高一年级第二学期第一次模块考试 物理 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 关于下列各图中包含物理知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中，a和b是一条电场线上的两点，a点的电场强度一定比b点的大 B. 图乙中，将带正电的C靠近原本不带电的导体棒使其A端带负电，B端带正电 C. 图丙所示的两个等量异种电荷的电场线分布符合事实 D 图丁中用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 2. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小随位移大小变化的情况如图乙所示，则力所做的功为（ ） A. 200J B. 400J C. 800J D. 无法确定 3. 在2025年春晚的《秧BOT》节目中，一群机器人拿着手绢扭秧歌，呈现出了全新的视觉效果。如图所示，机器人将手绢快速旋转，手绢上的A点绕静止的O点做匀速圆周运动，若A到O的距离，手绢的转速，下列选项正确的是（　　） A. A点的线速度为 B. A点的角速度为 C. A点的向心加速度为 D. 若r不变，转速n变为原来的2倍，则A点的向心加速度变为原来的2倍 4. 两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小变为（　　） A. B. C. D. 5. 2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示，如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上经过P点时机械能比经过Q点时机械能大 B. 卫星经过P点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大 C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大 D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大 6. 雨滴是水蒸气在高空中遇到冷空气凝聚成的小水滴，雨滴在无风时的下落过程中，初始时做自由落体运动，速度不断增大；在穿过云层过程中，雨滴吸收小水珠，其质量增大；在接近地面前，受阻力影响，做匀速运动。忽略重力加速度的变化，除穿过云层的过程其他阶段雨滴质量不变。下列说法正确的是（　　） A. 穿过云层过程中，重力势能一定增大 B. 穿过云层过程中，重力势能一定为正值 C. 从初始位置下落到地面过程中，重力的功率先增大后不变 D. 匀速阶段阻力不做功 7. 如图所示，一小球在轻杆的作用下绕点做竖直面内的匀速圆周运动，线速度大小为，其中两点与点等高。已知轻杆的长度为，小球的质量为且可视为质点，重力加速度为，则（　　） A. 在最高点轻杆对小球的作用力一定竖直向下 B. 轻杆在两点对小球的作用力相同 C. 小球所需向心力大小恒定为 D. 若，小球在最高点受到轻杆作用力竖直向上 8. 如图所示，纸面内等边三角形的三个顶点分别固定点电荷a、b、c，带电荷量分别为、和。O为三角形的中心，M、N分别为ab、bc的中点，下列判断正确的是（　　） A. M点场强小于N点场强 B. O点电场强度和N点电场强度方向相同 C. O点电场强度和N点电场强度方向不同 D. 电荷c受到的电场力方向平行于ON 二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 质量为m的平衡车进行空载测试时，以大小为的初速度在水平地面上沿直线做加速运动，平衡车受到的阻力恒为车重的k倍，电动机输出功率恒为额定功率P，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 平衡车达到的最大速度为 B. 平衡车达到的最大速度为 C. 平衡车初始时的加速度大小为 D. 平衡车初始时的加速度大小为 10. 北斗三号全球星座由地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）、中圆地球轨道（MEO）三种轨道卫星组成。GEO和IGSO的轨道半径均为，MEO的轨道半径约为，下列说法正确的是（　　） A. 在GEO运行的卫星线速度大于第一宇宙速度 B. GEO可能会经过淄博上空 C. 在GEO和IGSO运行的卫星的周期更大 D. 在GEO和IGSO运行的卫星的动能可能大于在MEO运行的卫星的动能 11. 如图所示，在轻弹簧下端悬挂一个质量为的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为。若将小球A换为质量为的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降时的速度大小及其能够下降的最大高度分别为（　　）（已知重力加速度为，且不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内） A. B. C. D. 12. 如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块。t=0时对物块施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下物块和木板发生相对滑动，t=2s时撤去F，物块恰好能到达木板右端，整个过程物块运动的v-t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.5kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 木板的长度为3m B. 物块的质量为0.8kg C. 拉力F对物块做的功为9.9J D. 木板与地面间因摩擦产生的热量为3.3J 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共14分。 13. 向心力实验装置和示意图如图甲、乙所示，可以用来探究影响向心力大小的因素，实验中可以用力传感器测出小物块在水平光滑的横杆上做圆周运动所需要的向心力大小，用光电门传感器辅助测量小物块转动的角速度。 （1）实验测得挡光条遮光时间t，挡光条的宽度d、挡光条做圆周运动的半径r，则小物块的角速度的表达式为__________（请用字母t、d、r表示）。 （2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当__________（填“小”或“大”）些。 （3）图丙中①②两条曲线为相同半径、不同质量的小物块向心力与角速度的关系图线，由图丙可知，曲线①对应的砝码质量__________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量。 14. 利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验； （1）实验操作步骤如下，请将第二步补充完整： 第一步：按实验要求安装好实验装置； 第二步：使重物靠近打点计时器，接着__________，打点计时器在纸带上打下一系列的点； A先接通电源后释放纸带 B.先释放纸带后接通电源 第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、… （2）为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为__________，动能的增加量为__________。（用题中所给的符号来表示） （3）若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？__________（选填“能”或“不能”）； 四、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，地球表面的重力加速度大小。忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度大小（结果保留两位有效数字）； （2）在地面上最多能举起质量为的物体的人，在月球表面最多能举起质量为多少的物体？ 16. 如图所示，固定在水平地面上的光滑绝缘斜面长度为L，倾角为，斜面底端和顶端分别固定带电量为和的两个点电荷。已知重力加速度大小为g，静电力常量为k，求： （1）斜面中点位置的电场强度大小； （2）若一带电量为的小物块（可视作质点）恰能静止在斜面的中点，求小物块的质量； （3）若将顶端点电荷的电荷量换成，为使第二问中的小物块仍静止在斜面的中点，应让其带何种电荷？电荷量为多少？（最终结果用q表示） 17. 如图所示，光滑的圆锥体固定在水平地面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为。质量为的物块静置在粗糙平台上，平台右端固定一光滑定滑轮，定滑轮恰好位于圆锥体顶点的正上方，通过跨过定滑轮的细线将物块与小球连接起来，定滑轮与物块间的细线水平，定滑轮与小球间的细线与圆锥体表面平行。已知小球的质量，定滑轮与小球间的细线长为，物块与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块与小球均可视为质点。小球绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度，，。 （1）求小球恰好飞离圆锥体时转动的角速度大小； （2）小球以角速度转动时，求小球受到圆锥体支持力大小以及细线拉力大小； （3）若物块保持静止，求小球做圆周运动的最大角速度。 18. 如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为，长度为，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，。 （1）求弹射器释放的弹性势能和滑块经过B点时对管道的压力F； （2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点时，管道对滑块的作用力大小； （3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 淄博实验中学、淄博齐盛高中高一年级第二学期第一次模块考试 物理 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 关于下列各图中包含的物理知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中，a和b是一条电场线上的两点，a点的电场强度一定比b点的大 B. 图乙中，将带正电C靠近原本不带电的导体棒使其A端带负电，B端带正电 C. 图丙所示的两个等量异种电荷的电场线分布符合事实 D. 图丁中用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，电场线的疏密程度表示场强的大小，一条电场线无法判断疏密程度，故无法比较a和b两点的电场强度大小，故A错误； B．图乙中，将带正电的C靠近原本不带电的导体棒，根据静电感应原理“近异远同”使其A端带负电，B端带正电，故B正确； C．电场线起始于正电荷或无限远处，终止与无限远处或负电荷，故图丙所示的两个等量异种电荷的电场线分布不符合事实，故C错误； D．根据静电屏蔽，图丁中用金属网把验电器罩起来，使其内部不受影响，故使带电金属球靠近验电器，箔片不会张开，故D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小随位移大小变化的情况如图乙所示，则力所做的功为（ ） A. 200J B. 400J C. 800J D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】图像与坐标轴围成的面积表示做功，力所做的功为 故选A。 3. 在2025年春晚的《秧BOT》节目中，一群机器人拿着手绢扭秧歌，呈现出了全新的视觉效果。如图所示，机器人将手绢快速旋转，手绢上的A点绕静止的O点做匀速圆周运动，若A到O的距离，手绢的转速，下列选项正确的是（　　） A. A点的线速度为 B. A点的角速度为 C. A点的向心加速度为 D. 若r不变，转速n变为原来的2倍，则A点的向心加速度变为原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．A点线速度的大小为 故A错误； B．A点角速度的大小为 故B正确； C．A点向心加速度的大小为 故C错误； D．若r不变，n变为原来的2倍，则角速度和线速度都变为原来的2倍，根据 可知A点的向心加速度变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 4. 两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小变为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据库仑定律有 两球接触后再放回原处，小球所带电荷量 根据库仑定律有 解得 故选D 5. 2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示，如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上经过P点时机械能比经过Q点时机械能大 B. 卫星经过P点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大 C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大 D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在轨道2上稳定运行时，只受万有引力，机械能守恒，经过P点时机械能等于经过Q点时机械能，故A错误； B．根据 可得 卫星经过P点时在轨道1上加速度等于在轨道2上加速度，故B错误； C．卫星在轨道1速度，根据变轨原理可知，在轨道2上经过Q点时的速度小于以Q点到地心距离为半径圆轨道的速度，根据 可知 所以卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大，故C正确； D．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道1的周期比轨道2的周期小，故D错误。 故选C。 6. 雨滴是水蒸气在高空中遇到冷空气凝聚成的小水滴，雨滴在无风时的下落过程中，初始时做自由落体运动，速度不断增大；在穿过云层过程中，雨滴吸收小水珠，其质量增大；在接近地面前，受阻力影响，做匀速运动。忽略重力加速度的变化，除穿过云层的过程其他阶段雨滴质量不变。下列说法正确的是（　　） A 穿过云层过程中，重力势能一定增大 B. 穿过云层过程中，重力势能一定为正值 C. 从初始位置下落到地面过程中，重力的功率先增大后不变 D. 匀速阶段阻力不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力势能，穿过云层时雨滴质量增大，高度减小，但和的变化量关系未知，无法确定一定增大，故A错误； B．重力势能的正负取决于零势能面的位置。若初始位置为零势能面，则下落过程中，为负值，故B错误； C．重力的功率自由落体阶段增大，增大；中间穿过云层时，增大，雨滴仍在加速（未达匀速），继续增大，仍增大，匀速阶段恒定，不变。故功率“先增大后不变”，C正确； D．匀速阶段阻力方向与位移方向相反，故阻力做负功，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，一小球在轻杆的作用下绕点做竖直面内的匀速圆周运动，线速度大小为，其中两点与点等高。已知轻杆的长度为，小球的质量为且可视为质点，重力加速度为，则（　　） A. 在最高点轻杆对小球的作用力一定竖直向下 B. 轻杆在两点对小球的作用力相同 C. 小球所需向心力大小恒定为 D. 若，小球在最高点受到轻杆的作用力竖直向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．若在最高点若轻杆对小球无作用力，则， 小球的速度，则轻杆对小球的作用力竖直向上，选项A错误； B．轻杆在两点对小球的作用力大小相同，但是方向不同，选项B错误； C．根据牛顿第二定律可知，小球所需向心力大小恒定为 选项C正确； D．若，则 可知F>0，即小球在最高点受到轻杆的作用力竖直向下，选项D错误。 故选C。 8. 如图所示，纸面内等边三角形的三个顶点分别固定点电荷a、b、c，带电荷量分别为、和。O为三角形的中心，M、N分别为ab、bc的中点，下列判断正确的是（　　） A. M点场强小于N点场强 B. O点电场强度和N点电场强度方向相同 C. O点电场强度和N点电场强度方向不同 D. 电荷c受到的电场力方向平行于ON 【答案】B 【解析】 【详解】A．bc在N点的合场强为0，N点场强即为a点电荷在N点的电场，设三角形边长为L，则N点电场为 M点场强为 故A错误； BC．O点电场强度是三个点电荷的矢量和，其中bc在O点的合场强由O指向N，再与a点产生的电场叠加可知，O点合场强由O指向N，N点电场强度方向即为a点电荷在N点的电场，方向由O指向N，则O点电场强度和N点电场强度方向相同，故B正确，C错误； D．a、b在c点的电场方向水平向右，则电荷c受到的电场力方向水平向左，故D错误； 故选B。 二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 质量为m的平衡车进行空载测试时，以大小为的初速度在水平地面上沿直线做加速运动，平衡车受到的阻力恒为车重的k倍，电动机输出功率恒为额定功率P，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 平衡车达到的最大速度为 B. 平衡车达到的最大速度为 C. 平衡车初始时的加速度大小为 D. 平衡车初始时的加速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．平衡车的速度达到最大时，牵引力与阻力大小相等，加速度为零，由 可知平衡车达到的最大速度为 故A正确，B错误； CD．初始时，由牛顿第二定律有 解得 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 北斗三号全球星座由地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）、中圆地球轨道（MEO）三种轨道卫星组成。GEO和IGSO的轨道半径均为，MEO的轨道半径约为，下列说法正确的是（　　） A. 在GEO运行的卫星线速度大于第一宇宙速度 B GEO可能会经过淄博上空 C. 在GEO和IGSO运行的卫星的周期更大 D. 在GEO和IGSO运行的卫星的动能可能大于在MEO运行的卫星的动能 【答案】CD 【解析】 【详解】A．近地卫星的环绕速度近似等于第一宇宙速度，根据 解得 可知，近地卫星的环绕速度大于地球静止轨道卫星的线速度，即在GEO运行的卫星线速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．GEO位于地球静止轨道上，其轨道平面一定与赤道共面，可知，GEO不可能经过淄博上空，故B错误； C．由于GEO和IGSO轨道半径相等，且均大于MEO的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，在GEO和IGSO运行的卫星的周期相等，且均大于MEO运行的卫星的周期，故C正确； D．结合上述，卫星的动能 由于卫星的质量关系不确定，可知，在GEO和IGSO运行的卫星的动能可能大于在MEO运行的卫星的动能，故D正确。 故选CD。 11. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为。若将小球A换为质量为的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降时的速度大小及其能够下降的最大高度分别为（　　）（已知重力加速度为，且不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设在小球A下落时弹簧弹力做功为，对A小球，由动能定理有 对B小球，由动能定理有 联立解得， 故A错误，B正确； CD．对A小球有动能定理 对B小球有动能定理 联立可得 故C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块。t=0时对物块施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下物块和木板发生相对滑动，t=2s时撤去F，物块恰好能到达木板右端，整个过程物块运动的v-t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.5kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 木板的长度为3m B. 物块的质量为0.8kg C. 拉力F对物块做的功为9.9J D. 木板与地面间因摩擦产生的热量为3.3J 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，木板在0~2.5s内向右做匀加速直线运动，作出图像，如图所示 由图像可知2.5s时两者共速，则木板在0~2.5s内的加速度大小为 物块在0~2.0s内的加速度大小为 物块在2.0s~2.5s内的加速度大小为 2.5s~3.0s内二者一起做匀减速直线运动，加速度大小为 可得木板与地面间的动摩擦因数为 物块与木板间的动摩擦因数为 木板的长度为 故A错误； B．前2s内，对木板，有 对物块，有 解得 ， 故B错误； C．前2s内，拉力F对物块做的功为 结合图像可知，0~2s内物块的位移为 所以 故C正确； D．木板与地面间因摩擦产生的热量 结合图像可知，木板的位移为 所以 故D正确。 故选CD。 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共14分。 13. 向心力实验装置和示意图如图甲、乙所示，可以用来探究影响向心力大小的因素，实验中可以用力传感器测出小物块在水平光滑的横杆上做圆周运动所需要的向心力大小，用光电门传感器辅助测量小物块转动的角速度。 （1）实验测得挡光条遮光时间t，挡光条的宽度d、挡光条做圆周运动的半径r，则小物块的角速度的表达式为__________（请用字母t、d、r表示）。 （2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当__________（填“小”或“大”）些。 （3）图丙中①②两条曲线为相同半径、不同质量的小物块向心力与角速度的关系图线，由图丙可知，曲线①对应的砝码质量__________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量。 【答案】（1） （2）小 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，挡光条处的线速度 由 可得小物块的角速度的表达式为 【小问2详解】 挡光条宽度越窄，经过光电门所用时间越少，平均速度越接近瞬时速度。 【小问3详解】 若保持角速度和半径都不变，由牛顿第二定律有 可知半径相同，一定时，质量大的砝码需要的向心力大，所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。 14. 利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验； （1）实验操作步骤如下，请将第二步补充完整： 第一步：按实验要求安装好实验装置； 第二步：使重物靠近打点计时器，接着__________，打点计时器在纸带上打下一系列的点； A.先接通电源后释放纸带 B.先释放纸带后接通电源 第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、… （2）为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为__________，动能的增加量为__________。（用题中所给的符号来表示） （3）若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？__________（选填“能”或“不能”）； 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3）能 【解析】 【小问1详解】 为打点稳定，充分利用纸带，打点计时器打点时应先接通电源后释放纸带。 故选A。 【小问2详解】 [1]重物重力势能的减少量为 [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 动能的增加量为 【小问3详解】 若不慎将上述纸带从OA之间扯断可以将A点后面的纸带上取出两个点，分别计算出通过两点的动能，测量出这两点的高度差，计算出两点的动能增量是否和重力势能的减小量相等从而验证机械能守恒定律，即能实现验证机械能守恒定律的目的。 四、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，地球表面的重力加速度大小。忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度大小（结果保留两位有效数字）； （2）在地面上最多能举起质量为的物体的人，在月球表面最多能举起质量为多少的物体？ 【答案】（1） （2）450kg 【解析】 【小问1详解】 地球上 月球上 所以 代入数据得 【小问2详解】 人在地面上举起物体，对物体的支持力为F，有 人在月球表面上举起物体，对物体的支持力也为F，有 则有 代入数据，得450kg 16. 如图所示，固定在水平地面上的光滑绝缘斜面长度为L，倾角为，斜面底端和顶端分别固定带电量为和的两个点电荷。已知重力加速度大小为g，静电力常量为k，求： （1）斜面中点位置的电场强度大小； （2）若一带电量为的小物块（可视作质点）恰能静止在斜面的中点，求小物块的质量； （3）若将顶端点电荷的电荷量换成，为使第二问中的小物块仍静止在斜面的中点，应让其带何种电荷？电荷量为多少？（最终结果用q表示） 【答案】（1） （2） （3）正电， 【解析】 【小问1详解】 由点电荷的场强公式，在斜面中点的场强方向沿斜面向下，大小为 在斜面中点的场强方向沿斜面向上，大小为 因此斜面中点的电场强度为 解得 【小问2详解】 由力的平衡条件得 解得 【小问3详解】 由 解得 由平衡知 解得 带正电。 17. 如图所示，光滑的圆锥体固定在水平地面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为。质量为的物块静置在粗糙平台上，平台右端固定一光滑定滑轮，定滑轮恰好位于圆锥体顶点的正上方，通过跨过定滑轮的细线将物块与小球连接起来，定滑轮与物块间的细线水平，定滑轮与小球间的细线与圆锥体表面平行。已知小球的质量，定滑轮与小球间的细线长为，物块与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块与小球均可视为质点。小球绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度，，。 （1）求小球恰好飞离圆锥体时转动的角速度大小； （2）小球以角速度转动时，求小球受到圆锥体支持力大小以及细线拉力大小； （3）若物块保持静止，求小球做圆周运动的最大角速度。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好飞离圆锥体时，由牛顿第二定律得 又 联立解得 【小问2详解】 小球以角速度转动时，由平衡条件得 牛顿第二定律得 解得， 【小问3详解】 物块受到的最大静摩擦力为 小球飞离圆锥体时细线的拉力为 由于，所以当物块A受到的静摩擦力最大时，小球B转动的角速度最大，此时小球B已飞离圆锥体 设细线与竖直方向的夹角为，则， 又 联立解得 18. 如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为，长度为，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，。 （1）求弹射器释放的弹性势能和滑块经过B点时对管道的压力F； （2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点时，管道对滑块的作用力大小； （3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值。 【答案】（1）N，方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，从释放到C点根据动能定理有 解得 B到C根据动能定理 在B点，由牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，对管道的压力 方向竖直向下。 （2）根据题意，由公式可知，当压缩量2d时 J 从释放到P点动能定理 解得 管道对滑块的水平力 管道对滑块的竖直力 管道对滑块的作用力 （3）只有过圆轨道的最高点才能到达A点，从GF圆弧轨道上夹角θ时释放到恰过圆轨道最高点，动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$