精品解析：河南省商丘市2024-2025学年高一下学期期末物理试卷

高一物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：人教版必修第二册，第三册第九章、第十章第1~4节。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于电荷守恒定律、库仑定律、电势差、静电的利用与防止，下列说法正确的是（　　） A. 依据电荷守恒定律，利用静电感应可使任何物体带电 B. 库仑定律是一条实验定律，只描述了库仑力的大小没有涉及力的方向 C. 匀强电场中沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等 D. 静电的利用与防止的基本原理就是不让物体产生电荷 2. 如图所示为卫星逃离地球过程，卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行到远地点P变轨，进入圆形轨道Ⅱ，在圆形轨道Ⅱ上运行到P点时再次加速变轨，从而最终摆脱地球束缚。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在P点通过向前喷气减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ B. 卫星沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期 C. 卫星沿轨道Ⅰ运行时，在O点的加速度小于在P点的加速度 D. 卫星在轨道Ⅰ上由O点运行到P点的过程，速度逐渐增大 3. 抛体运动是一种常见的运动形式，例如，运动员将篮球投向篮筐、飞行员从飞机上投放物资等。下列四幅图是用来描述物体做平抛运动所遵循的某一规律的图像。图中坐标系的纵轴是，横轴是。这里和分别指物体平抛运动过程中，速度和位移与水平方向的夹角。下列四幅图中正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 2025年4月3日，“我要上全运”第十五届全国运动会龙舟项目安徽省选拔赛在省水上运动中心举办。如图所示某船在静水中划行的速率为，要渡过30m宽的河，河水的流速为，下列说法中正确的是（　　） A. 该船渡河的最小速率是 B. 该船渡河所用时间最短为10s C. 该船渡河所用时间最短为6s D. 该船可能沿垂直河岸的航线抵达正对岸 5. 2025年郑州中考体育考试项目中，篮球运球投篮是运动健康技能类选考项目之一。某次拍球练习中，质量的标准男子比赛用球从学生的手掌处由静止自由下落，经0.5s到达地面，不计空气阻力，重力加速度g取。则0.5s内重力的平均功率和0.5s末重力的瞬时功率分别为（　　） A. 15W 30W B. 15W 60W C. 7.5W 30W D. 7.5W 60W 6. 2025年5月31日至6月4日，杭州国际新能源智能汽车博览会在杭州国际博览中心盛大举办。假设博览会上一质量m的轿车最大输出功率为，在平直公路上最大行驶速度为，轿车行驶时所受的阻力与速度大小成正比，某次直线行驶过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若轿车匀加速启动，则在匀加速阶段发动机提供的牵引力大小恒定 B. 若轿车以恒定功率由静止启动，经时间t后速度达到，则有 C. 若轿车以匀速行驶，则所受的阻力大小为 D. 若轿车以匀速行驶，则发动机的输出功率为 7. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，如果电场是由固定原点O和在x轴负半轴上点电荷（电荷量和电性均未知）共同产生的，图线最高点对应横坐标为x2，下列说法正确的是（　　） A. 和一定带有同种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 从x1到x2的过程中带电粒子的加速度一直增大 D. 从x1到x2的过程中带电粒子的速度一直减小 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 科学家依靠天文照相方法，利用行星探测器等发现了许多行星卫星。现在，除水星和金星外，其他大行星都发现了卫星。海王星的卫星就有14颗。已知海卫一、海卫二、海卫三绕海王星做匀速圆周运动的周期之比为，海王星的质量为M，海王星的自转周期为T，海卫三绕海王星运动的轨道半径为，引力常量为G，不计星球自转，根据上述信息可以求出（　　） A. 海王星表面的重力加速度大小 B. 海王星同步卫星的线速度大小 C. 海卫一绕海王星运动的周期 D. 海卫二离海王星表面的高度 9. 如图所示，三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A、B带负电，C带正电。O点为AB边的中点，M、N两点关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电势相等 B. M、N两点电场强度大小相等 C. 试探电荷在M点电势能比在O点小 D. 试探电荷沿直线由O点向C点运动电场力做正功 10. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面连接并相切于C点，绷紧的水平传送带AB（足够长）与光滑水平平台BC连接。电动机带动水平传送带以恒定的速率顺时针匀速转动，在水平平台上有一质量的物体（可视为质点）以的速度向左滑上传送带，经过2s物体的速度减为零，物体返回到平台后沿着半圆轨道刚好能运动到E点（物体从E点飞出后即被取走），重力加速度g取，不计空气阻力，在连接处没有能量损失。则（　　） A. 物体滑上传送带后做匀减速直线运动加速度大小为 B. 物体与传送带之间的动摩擦因数为0.2 C. 半圆轨道的半径为0.5m D. 物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量等于150J 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明通过实验观察电容器充、放电并估测一个电容器的电容，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流I随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 （1）下列说法正确的是______。 A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电 B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D. 电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 （2）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电容器在全部放电过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示，曲线与时间轴所围区域包含的小格数的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为______C（结果保留两位有效数字）。 （3）如图乙所示的图像是用8V的稳压电源对电容器充满电后放电形成的。请估算该电容器的电容为______F。 12. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 （1）利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是______。 A. 实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B. 要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C. 为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D. 可以从纸带上了解重物的运动情况 （2）利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是______，操作错误的是______。 A.按照图示，安装好实验装置 B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C.用天平测出重物的质量 D.先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 （3）利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是______。 A. 选用的重物质量过大 B. 选用的重物质量过小 C. 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D. 实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 13. 如图所示，光滑绝缘直杆与水平面的夹角，直杆的底端固定一电荷量为Q的正点电荷，现将套在绝缘杆上有孔的带电物块（可视为点电荷）从直杆上的A点由静止释放，带电物块上滑到B点时速度达到最大，带电物块上滑到C点时速度恰好变为零（C点为物块运动过程中到达的最高点）。已知带电物块的质量为m、电荷量为q，A、C两点间的距离为x，静电力常量为k，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）B点到直杆底端的距离r； （2）A、C两点间的电势差。 14. 如图所示，在竖直平面内，质量为、带电量的带正电小球用长的不可伸长的绝缘轻质细线悬于O点，小球可视为点电荷，处在水平向左的匀强电场中。当带电小球在A点达到平衡后，细线与竖直方向间的夹角，假设系统处于真空环境中，重力加速度大小，不考虑各种阻力以及电荷量的损失。现将小球拉至与O同高的B点（细线处于拉直状态）由静止释放，求： （1）匀强电场电场强度的大小； （2）小球运动到最低点时，悬线开始绷紧前瞬间，速度的大小； （3）小球在最低点时，悬线绷紧后瞬间（速度沿绳方向分量迅速降为0），其所受拉力的大小。 15. 如图所示，电动机带动水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左端点A与光滑水平面PA平滑连接，右端点B与长为的粗糙水平面BC平滑连接，A、B间距。一轻质弹簧原长小于光滑平台PA的长度，其左端固定，右端与质量可看作质点的物块相接触（不拴接），物块压缩轻质弹簧而处于静止状态。已知物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为，在C点右侧有一光滑竖直半圆弧轨道与BC相切且平滑连接。当弹簧储存的弹性势能全部释放时，物块恰能滑到与圆心等高的E点。不计空气阻力，重力加速度大小，求： （1）物块被弹簧弹出时的速度大小和光滑竖直半圆弧的轨道直径； （2）若传送带的速度大小可调，欲使物块能恰好到达最高点F点，求传送带速度的大小。（计算结果保留根式） （3）若物块恰好到达最高点F点抛出后，求落在水平面上的位置到C点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：人教版必修第二册，第三册第九章、第十章第1~4节。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于电荷守恒定律、库仑定律、电势差、静电的利用与防止，下列说法正确的是（　　） A. 依据电荷守恒定律，利用静电感应可使任何物体带电 B. 库仑定律是一条实验定律，只描述了库仑力的大小没有涉及力的方向 C. 匀强电场中沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等 D. 静电的利用与防止的基本原理就是不让物体产生电荷 【答案】C 【解析】 【详解】A. 静电感应只能使导体带电，而绝缘体因内部电荷无法自由移动，所以无法通过静电感应使绝缘体带电，故A错误； B. 库仑定律大小的公式为 作用力方向为沿两点电荷连线，同性相斥、异性相吸，故B错误； C. 匀强电场中电势差公式 场强恒定，沿电场线方向相同距离对应的电势降落必定相等，故C正确； D. 静电的利用与防止是通过控制电荷分布（如接地导走电荷或利用电荷吸附），而非阻止电荷产生（电荷守恒定律表明电荷无法被创造或消灭），故D错误。 故选C。 2. 如图所示为卫星逃离地球过程，卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行到远地点P变轨，进入圆形轨道Ⅱ，在圆形轨道Ⅱ上运行到P点时再次加速变轨，从而最终摆脱地球束缚。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在P点通过向前喷气减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ B. 卫星沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期 C. 卫星沿轨道Ⅰ运行时，在O点的加速度小于在P点的加速度 D. 卫星在轨道Ⅰ上由O点运行到P点的过程，速度逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星沿轨道Ⅰ运动至P点时，需向后喷气加速，做离心运动，才能进入轨道Ⅱ，故A错误； B．因轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律 可知，沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期，故B正确； C．根据万有引力提供向心力，有 解得 可知，沿轨道Ⅰ运行时，在O点的加速度大于在P点的加速度，故C错误； D．卫星在轨道Ⅰ上由O点运行到P点的过程中，万有引力对其做负功，根据动能定理知，动能减小，速度逐渐减小，重力势能增加，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误。 故选B。 3. 抛体运动是一种常见的运动形式，例如，运动员将篮球投向篮筐、飞行员从飞机上投放物资等。下列四幅图是用来描述物体做平抛运动所遵循的某一规律的图像。图中坐标系的纵轴是，横轴是。这里和分别指物体平抛运动过程中，速度和位移与水平方向的夹角。下列四幅图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】物体做平抛运动 水平方向有， 竖直方向有， 速度方向与水平方向夹角的正切值为 位移方向与水平方向夹角的正切值为 解得，A正确。 故选A。 4. 2025年4月3日，“我要上全运”第十五届全国运动会龙舟项目安徽省选拔赛在省水上运动中心举办。如图所示某船在静水中划行的速率为，要渡过30m宽的河，河水的流速为，下列说法中正确的是（　　） A. 该船渡河的最小速率是 B. 该船渡河所用时间最短为10s C. 该船渡河所用时间最短为6s D. 该船可能沿垂直河岸的航线抵达正对岸 【答案】B 【解析】 【详解】A．小船的合速度范围在之间，船渡河的最小速率是，选项A错误； BC．当船自身速度垂直河岸过河，时间最短，且，选项B正确，C错误； D．因船在静水中划行的速率为小于河水的流速为，该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸，选项D错误。 故选B。 5. 2025年郑州中考体育考试项目中，篮球运球投篮是运动健康技能类选考项目之一。某次拍球练习中，质量的标准男子比赛用球从学生的手掌处由静止自由下落，经0.5s到达地面，不计空气阻力，重力加速度g取。则0.5s内重力的平均功率和0.5s末重力的瞬时功率分别为（　　） A. 15W 30W B. 15W 60W C. 7.5W 30W D. 7.5W 60W 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，篮球做自由落体运动，则篮球下落的高度 内重力所做的功 则0.5s内重力的平均功率 篮球在0.5s末的速度 末重力的瞬时功率 故选A。 6. 2025年5月31日至6月4日，杭州国际新能源智能汽车博览会在杭州国际博览中心盛大举办。假设博览会上一质量m的轿车最大输出功率为，在平直公路上最大行驶速度为，轿车行驶时所受的阻力与速度大小成正比，某次直线行驶过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若轿车匀加速启动，则在匀加速阶段发动机提供的牵引力大小恒定 B. 若轿车以恒定功率由静止启动，经时间t后速度达到，则有 C. 若轿车以匀速行驶，则所受的阻力大小为 D. 若轿车以匀速行驶，则发动机的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在匀加速阶段，由牛顿第二定律,有 可得 随着速度的增大，牵引力逐渐增大，故A错误； B．由动能定理，有 由于阻力做负功，所以有 故B错误； C．以最大速度匀速行驶时，根据力的平衡，有 功率为 解得 故 C正确； D．当轿车以匀速行驶时，则有 阻力为 联立解得 故D错误。 故选C。 7. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，如果电场是由固定原点O和在x轴负半轴上点电荷（电荷量和电性均未知）共同产生的，图线最高点对应横坐标为x2，下列说法正确的是（　　） A. 和一定带有同种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 从x1到x2的过程中带电粒子的加速度一直增大 D. 从x1到x2的过程中带电粒子的速度一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电势能的定义式 结合图像可知x1处的电势等于零，所以和带有异种电荷，故A错误； B．根据电势能与电势的关系 场强与电势的关系 可得 由数学知识可知图像切线的斜率等于 图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，则x1处的电场力不为0，由 可知，x1处的电场强度不为0，故B错误； C．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，可知从x1到x2粒子受到的电场力逐渐减小，其加速度也逐渐减小，故C错误； D．只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变，可知从x1到x2粒子的动能一直减小，其速度一直减小，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 科学家依靠天文照相方法，利用行星探测器等发现了许多行星卫星。现在，除水星和金星外，其他大行星都发现了卫星。海王星的卫星就有14颗。已知海卫一、海卫二、海卫三绕海王星做匀速圆周运动的周期之比为，海王星的质量为M，海王星的自转周期为T，海卫三绕海王星运动的轨道半径为，引力常量为G，不计星球自转，根据上述信息可以求出（　　） A. 海王星表面的重力加速度大小 B. 海王星同步卫星的线速度大小 C. 海卫一绕海王星运动的周期 D. 海卫二离海王星表面的高度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．不计星球自转，海王星表面重力加速度由万有引力提供，根据 海王星半径未知，无法求出海王星表面的重力加速度大小，A错误； B．海王星的自转周期为，海王星同步卫星的周期为，根据 可求出同步卫星的轨道半径，再根据 可求出海王星同步卫星的线速度大小，B正确； C．海卫三绕海王星运动的周期为，则 已知，可求出，由题意可知，故可以求出海卫一绕海王星运动的周期，C正确； D．设海卫二绕海王星运动的轨道半径为，由题意可知，则可以求出海卫二的周期，根据 已知，可以求出海卫二绕海王星运动的轨道半径，海王星半径未知，无法求出海卫二离海王星表面的高度，D错误； 故选BC。 9. 如图所示，三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A、B带负电，C带正电。O点为AB边的中点，M、N两点关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电势相等 B. M、N两点电场强度大小相等 C. 试探电荷在M点电势能比在O点小 D. 试探电荷沿直线由O点向C点运动电场力做正功 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．在只有点电荷所形成的电场中，两点电势相同；在只有点电荷所形成的电场中，两点电势相同；由电场的叠加原理可知两点电势相等，故A正确； B．由平行四边形定则可知，两点场强大小相等，方向不同，故B正确； C．若只有两点电荷，则根据等量同种负电荷中垂线的电势分布可知，点电势高于点电势；若只有点电荷，则点电势高于点电势，所以点电势高于点电势，根据，试探电荷在点电势能比在点大，故C错误； D．试探电荷沿直线由向运动，电势增大，电势能减小，所受电场力做正功，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面连接并相切于C点，绷紧的水平传送带AB（足够长）与光滑水平平台BC连接。电动机带动水平传送带以恒定的速率顺时针匀速转动，在水平平台上有一质量的物体（可视为质点）以的速度向左滑上传送带，经过2s物体的速度减为零，物体返回到平台后沿着半圆轨道刚好能运动到E点（物体从E点飞出后即被取走），重力加速度g取，不计空气阻力，在连接处没有能量损失。则（　　） A. 物体滑上传送带后做匀减速直线运动加速度大小为 B. 物体与传送带之间的动摩擦因数为0.2 C. 半圆轨道的半径为0.5m D. 物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量等于150J 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．物体滑上传送带后在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，设其运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有 根据加速度定义式有 联立解得运动的加速度大小为 物体与传送带之间的动摩擦因数为，故A正确，B错误； C．根据题意可知，又由题意可知，物体返回到光滑的水平面且沿着半圆轨道恰能运动到点，设经过最高点时的速度为，在处，根据牛顿第二定律和向心力公式有 在由运动至的过程中，根据动能定理有 联立解得，故C正确； D．物体向左滑行时，相对传送带的位移为 物体向右滑行时，相对传送带的位移为 物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量为 联立并代人数据解得，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明通过实验观察电容器充、放电并估测一个电容器的电容，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流I随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 （1）下列说法正确的是______。 A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电 B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D. 电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 （2）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电容器在全部放电过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示，曲线与时间轴所围区域包含的小格数的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为______C（结果保留两位有效数字）。 （3）如图乙所示的图像是用8V的稳压电源对电容器充满电后放电形成的。请估算该电容器的电容为______F。 【答案】（1）D （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．当单刀双掷开关S掷向1端，电源向电容器充电，故A错误； B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容不变，故B错误； C．电容器带电时，两个极板带等量异种电荷，故C错误； D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据图像围成的面积可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量，根据图乙知纵坐标每个小格为0.2mA，横坐标每小格为0.2s，则每小格所代表的电荷量为 曲线与时间所围区域包含的小格数的个数大约为40个，所以电容器全部释放的电荷量为 【小问3详解】 该电容器的电容为 12. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点。 （1）利用此装置探究自由落体运动的规律时，下列说法中正确的是______。 A. 实验中应选用密度大的金属重物，以减小空气阻力的影响 B. 要先释放纸带再接通打点计时器的电源 C. 为了使重物能平稳下落，在释放纸带时，应缓慢（手提纸带，在向下运动过程中）地把手松开 D. 可以从纸带上了解重物的运动情况 （2）利用此装置验证机械能守恒定律，下列几个操作步骤中：没有必要的是______，操作错误的是______。 A.按照图示，安装好实验装置 B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C.用天平测出重物的质量 D.先释放重物，后接通电源，纸带随着重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 （3）利用此装置做“探究外力做功与重物动能变化的关系”的实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是______。 A. 选用的重物质量过大 B. 选用的重物质量过小 C. 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力较大 D. 实验时操作不够仔细，实验数据测量不准确 【答案】（1）AD （2） ①. C ②. D （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．重物最好选用密度较大的材料，以减小空气阻力的影响，故A正确； B．在测量物体速度时，先接通电源，后释放纸带，故B错误； C．打纸带过程中，手不能握住纸带上端，否则就不是自由落体运动了，故C错误； D．重物的运动情况与纸带的运动情况，根据纸带分析可知物体的运动情况，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]验证机械能守恒时，等式两边重物的质量可以约去，不需要用天平测出重物的质量，故没有必要的是C； [2]为打点稳定和充分利用纸带，应先接通电源，后释放重物，故操作错误的是D。 【小问3详解】 重物与纸带在下落过程中不可避免地会受到阻力的作用，即空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力，导致机械能损失，所以重物减少的势能总是大于重物增加的动能，故选C。 13. 如图所示，光滑绝缘直杆与水平面的夹角，直杆的底端固定一电荷量为Q的正点电荷，现将套在绝缘杆上有孔的带电物块（可视为点电荷）从直杆上的A点由静止释放，带电物块上滑到B点时速度达到最大，带电物块上滑到C点时速度恰好变为零（C点为物块运动过程中到达的最高点）。已知带电物块的质量为m、电荷量为q，A、C两点间的距离为x，静电力常量为k，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）B点到直杆底端的距离r； （2）A、C两点间的电势差。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）带电物块上滑到点时，受到的库仑力大小 带电物块上滑到点时速度最大，此时带电物块所受的合外力等于零，根据受力平衡有 解得 （2）带电物块从A点到C点，根据动能定理有 A、C两点间的电势差 解得 14. 如图所示，在竖直平面内，质量为、带电量的带正电小球用长的不可伸长的绝缘轻质细线悬于O点，小球可视为点电荷，处在水平向左的匀强电场中。当带电小球在A点达到平衡后，细线与竖直方向间的夹角，假设系统处于真空环境中，重力加速度大小，不考虑各种阻力以及电荷量的损失。现将小球拉至与O同高的B点（细线处于拉直状态）由静止释放，求： （1）匀强电场电场强度的大小； （2）小球运动到最低点时，悬线开始绷紧前瞬间，速度的大小； （3）小球在最低点时，悬线绷紧后瞬间（速度沿绳方向分量迅速降为0），其所受拉力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球开始静止时悬线与竖直方向的夹角为，对小球受力分析并建立平衡方程得 得电场强度的大小 【小问2详解】 小球放到与悬点等高的位置由静止释放，小球开始运动时受到的合力大小为 小球在细线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为 运动的位移大小 则小球运动到最低点时，悬线开始绷紧前，速度的大小满足 【小问3详解】 在悬线绷紧后，小球沿悬线方向的分速度变为零，只剩下沿垂直悬线方向的分速度 小球接着以初速度做圆周运动，根据牛顿第二定律有 得小球在最低点时，悬线绷紧后，其所受拉力大小 15. 如图所示，电动机带动水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左端点A与光滑水平面PA平滑连接，右端点B与长为的粗糙水平面BC平滑连接，A、B间距。一轻质弹簧原长小于光滑平台PA的长度，其左端固定，右端与质量可看作质点的物块相接触（不拴接），物块压缩轻质弹簧而处于静止状态。已知物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为，在C点右侧有一光滑竖直半圆弧轨道与BC相切且平滑连接。当弹簧储存的弹性势能全部释放时，物块恰能滑到与圆心等高的E点。不计空气阻力，重力加速度大小，求： （1）物块被弹簧弹出时的速度大小和光滑竖直半圆弧的轨道直径； （2）若传送带的速度大小可调，欲使物块能恰好到达最高点F点，求传送带速度的大小。（计算结果保留根式） （3）若物块恰好到达最高点F点抛出后，求落在水平面上的位置到C点的距离。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块被弹簧弹出，有 解得物块被弹簧弹出时的速度大小 若物块在传送带上一直加速，设经过传送带获得的速度为，有 解得 所以，物块在传送带上先加速后匀速，经过传送带获得的速度为 从到，由动能定理得 解得光滑竖直半圆弧的轨道直径 【小问2详解】 设物块在点的速度为时能恰到点，在点满足 从到点过程中由动能定理可知 又 解得传送带速度的大小 【小问3详解】 物块恰好到达最高点抛出后做平抛运动，设从最高点下落到水平面地面的时间为，则 水平位移大小： 解得落在水平面上的位置到点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $