精品解析：山东省日照市校际联合2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

2024级高一下学期期末校际联合考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24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. 关于电场强度、电势差和电容，下列说法正确的是（　　） A. 由公式可知，电场中某点的电场强度E与F成正比 B. 由公式可知，电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大 C. 由公式可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比 D. 由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积 2. 关于圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，所受合力提供向心力 B. 做匀速圆周运动的物体，其向心力保持不变 C. 做变速圆周运动的物体，所受合力的方向可能指向圆心 D. 向心力不仅可以改变物体速度的大小，还可以改变速度的方向 3. 工匠在研磨琥珀、玉石时观察到静电吸附灰尘的现象，通过湿润环境或缓慢操作减少静电影响。下列属于防范静电危害的是（　　） A. 静电喷漆 B. 静电屏蔽 C. 静电除尘 D. 静电复印 4. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流Ig=100mA，内阻Rg=5Ω，电阻箱接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（　　） A. 若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图甲，R0=45Ω B. 若改装为量程0~5V的电压表，选择图甲，R0=1Ω C. 若改装为量程0~5V的电压表，选择图乙，R0=45Ω D. 若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图乙，R0=1Ω 5. 如图所示，一半径为R的半圆形粗糙轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的可视为质点的小球自轨道左侧P点正上方H=1.5R处由静止释放，滑到最低点Q时，对轨道的压力为3mg，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球到达Q点时的速度为 B. 小球恰好能到达右侧圆心等高处 C. 小球自P到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为1.5mgR D. 小球自P到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为0.5mgR 6. 如图所示，由于细胞存在，两带电的平行金属板间形成了如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA分子在电场中运动的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称。下列说法正确的是（　　） A. N、P两点的电场强度相同 B. M点的电势比N点的电势高 C. DNA分子在M点的加速度比在N点的大 D. DNA分子在M点的电势能比在N点的大 7. 如图所示，A、B两个完全相同的小球从距地面相同高度处由静止释放，小球A做自由落体运动，小球B沿固定斜面下滑。不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，动能不同 C. 两小球落地时，B球重力的瞬时功率较大 D. 两小球落地过程中，重力对两小球做功的平均功率不同 8. 如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。一质量为m、电荷量为+q的小球从A点以初速度v0斜向上抛出，初速度方向与水平方向间的夹角为60°。规定抛出点的重力势能和电势能均为零。已知重力加速度为g，不计空气阻力。小球从抛出到落回到与抛出点等高位置B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的动能的最小值为 B. 小球的重力势能的最大值为 C. 小球的电势能的减少量为 D. 小球的机械能的最大值为 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16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。 9. 关于能量下列说法正确的是（　　） A. 重力势能与重力势能变化量均与零势能面的选取无关 B. 质量一定的物体速度增大时，其动能一定增加，但机械能不一定增加 C. 电势能的大小与零势能面的选取有关，电势能可能为负值 D. 物体克服摩擦力做功时，一定会产生内能 10. 如图所示，带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮、与不带电的物块C相连，与C连接端的细线竖直，在定滑轮的正下方固定一带电小球B，整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷，则在该过程中（　　） A. 带电小球A、B间的库仑力减小 B. 带电小球A、B间的库仑力增大 C. 地面对C的支持力变小 D. 地面对C的支持力不变 11. 王老师在地球表面用弹簧测力计测得质量为m的砝码静止时的拉力为F。已知地球的半径为R，万有引力常量为G。忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球表面的重力加速度为 B. 地球的质量为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星周期为 12. 如图所示，在边长为d的正六边形的三个顶点M、P，N分别固定电荷量为+3Q、−2Q、−Q（Q>0）的点电荷，O点为正六边形的中心，A、B、C是正六边形的另外三个顶点。规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. O点的电势为零 B. 将P点电荷移走后，C点和A点的电场强度相同 C. 将P点电荷移走后，B点的电场强度大小为 D. 带负电的试探电荷在C点的电势能大于在B点的电势能 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律，物块A、B的质量分别为mA=0.2kg、mB=0.1kg，D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮，F为光电门，C为固定在物块A上、宽度d=3mm的轻质遮光条，重力加速度g取9.8m/s2。实验步骤如下： （1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离h=0.5m，让物块A从位置O由静止开始下降。 （2）测得遮光条通过光电门的时间为，则经过光电门时物块A的速度大小v=________m/s（保留三位有效数字）。 （3）遮光条从O点下落到光电门F的过程中，物块A、B减少的重力势能为________J，物块A、B增加的动能为________J。（保留两位有效数字） （4）在误差允许的范围内，系统机械能是守恒的。 14. 某实验小组用如图甲所示的电路图测量长度为L、粗细均匀的电阻丝Rx的电阻率。实验器材有：电池、电阻箱、滑动变阻器R0、灵敏电流计、待测电阻丝Rx、粗细均匀的电阻丝AB、刻度尺、螺旋测微器、开关S、滑片P、导线若干。 实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量电阻丝Rx直径d，读数如图乙所示，则d=___________mm。 （2）为保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器R0的滑片调至__________（填“最左端”或“最右端”）。 （3）闭合开关S后，调节滑动变阻器R0的滑片处于合适位置，调节电阻箱，使其示数为R，然后调节电阻丝AB上的滑片P，使灵敏电流计的示数为0。记录AP、PB的长度分别为L1、L2，则电阻丝的阻值Rx=__________，电阻率ρ=__________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）重复（3）的实验操作，记录多组数据取平均值，即可测得电阻丝Rx的电阻率。 15. 如图所示，某测试路段弯道可看做半径R=150m的圆弧，重力加速度g取10m/s2。 （1）若路面是水平的，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.6，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车转弯时不发生侧滑所允许的最大速率v。 （2）若汽车转弯时仍保持（1）中的速率v，通过合理设计弯道路面内外高度差，可实现汽车转弯时恰好不会受到侧向摩擦力的作用。求转弯处路面与水平面倾斜角的正切值tanθ。 16. 如图所示，电源电压U=6V，小灯泡L的额定电压为2V，电阻为4Ω，滑动变阻器R的最大阻值Rm=20Ω，定值电阻R1=1Ω，电容器的电容C=600μF。闭合开关S，将滑动变阻器调到合适位置，电路稳定后小灯泡L正常发光，电源内阻忽略不计。求： （1）小灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值； （2）继续将滑动变阻器调到最大阻值的过程中，流过定值电阻R1的电荷量。 17. 如图所示，两正对平行金属板水平放置，板长为L，板间距为d，上极板与电源负极相连，下极板与电源正极相连，电源电压为U，虚线为平行金属板的中心轴线。闭合开关后，从两平行板间上半区域的左侧沿中心轴线的方向以相同的速度射入宽度为的电子束，恰好无电子从板间射出。已知电子的电荷量为，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应，求： （1）电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度； （2）若将下极板向下平移的距离，靠近上极板边缘的电子从进入到离开电场过程中，电场力所做的功； （3）若断开开关后，将下极板向下平移的距离，电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度。 18. 如图所示，光滑水平面左侧有一长L=7m以v=5m/s的速率逆时针转动的传送带，传送带左端有一长s=2m的粗糙水平面BC，C点左侧有一光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角θ=120°，在圆弧的最高点E处有一固定挡板。一物块以v0=7m/s的初速度从右端冲上传送带后，恰能滑到与圆心等高的D点。物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2，与BC间的动摩擦因数μ2=0.3。不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，物块可视为质点，重力加速度g取10m/s2。 （1）求圆弧轨道半径； （2）求物块最终停下时与B点的距离； （3）若传送带速率可调，物块撞上挡板后会原速率反弹。求： ①物块恰好回到传送带右端A点，此时传送带速率； ②欲使物块与挡板只碰一次，且不脱离圆轨道，传送带速率的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一下学期期末校际联合考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24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. 关于电场强度、电势差和电容，下列说法正确的是（　　） A. 由公式可知，电场中某点的电场强度E与F成正比 B. 由公式可知，电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大 C. 由公式可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比 D. 由公式可知，匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积 【答案】C 【解析】 【详解】A．公式采用比值定义法，E反映电场本身的强弱和方向，与试探电荷在电场中该点所受的电场力F和电荷量q无关，故A错误； B．公式采用比值定义法，C反映电容器容纳电荷本领，与Q、U无关，故B错误； C．由公式可知，Q是场源电荷，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比，故C正确； D．公式中d是两点沿电场方向间的距离，所以在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与两点间沿电场方向距离的乘积，故D错误。 故选C。 2. 关于圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，所受合力提供向心力 B. 做匀速圆周运动的物体，其向心力保持不变 C. 做变速圆周运动的物体，所受合力的方向可能指向圆心 D. 向心力不仅可以改变物体速度的大小，还可以改变速度的方向 【答案】A 【解析】 【详解】AB．匀速圆周运动的合力全部用于提供向心力，向心力方向始终指向圆心，方向不断变化，故A正确，故B错误； C．变速圆周运动存在切向加速度，合力必有切向分量，方向不指向圆心，故C错误； D．向心力与速度垂直，仅改变速度方向，不改变速度大小，故D错误。 故选A。 3. 工匠在研磨琥珀、玉石时观察到静电吸附灰尘的现象，通过湿润环境或缓慢操作减少静电影响。下列属于防范静电危害的是（　　） A. 静电喷漆 B. 静电屏蔽 C. 静电除尘 D. 静电复印 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．静电喷漆利用静电吸附原理，属于静电的应用。静电除尘通过静电力吸附颗粒，属于静电的应用。静电复印利用静电荷控制墨粉分布，属于静电的应用，故ACD不符合题意； B．静电屏蔽可防止外部电场干扰，属于防范静电危害的措施，故B符合题意； 故选B。 4. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流Ig=100mA，内阻Rg=5Ω，电阻箱接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（　　） A. 若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图甲，R0=45Ω B. 若改装为量程0~5V的电压表，选择图甲，R0=1Ω C. 若改装为量程0~5V的电压表，选择图乙，R0=45Ω D. 若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图乙，R0=1Ω 【答案】C 【解析】 【详解】AD．若改装为量程0~0.6A的电流表，需并联分流电阻，故选择图甲，电阻箱接入电路的阻值为，AD错误； BC．若改装为量程0~5V的电压表，需串联分压电阻，故选择图乙，电阻箱接入电路的阻值为，B错误，C正确。 故选C。 5. 如图所示，一半径为R的半圆形粗糙轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的可视为质点的小球自轨道左侧P点正上方H=1.5R处由静止释放，滑到最低点Q时，对轨道的压力为3mg，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球到达Q点时的速度为 B. 小球恰好能到达右侧圆心等高处 C. 小球自P到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为1.5mgR D. 小球自P到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为0.5mgR 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球到达Q点时的速度为 解得，A错误； CD．根据动能定理得 解得，C正确，D错误； B．若轨道右侧光滑，根据机械能守恒定律得 解得 若轨道右侧光滑，小球恰好能到达右侧圆心等高处。因为轨道右侧不光滑，小球一定不能到达右侧圆心等高处，B错误。 故选C。 6. 如图所示，由于细胞的存在，两带电的平行金属板间形成了如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA分子在电场中运动的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称。下列说法正确的是（　　） A. N、P两点的电场强度相同 B. M点的电势比N点的电势高 C. DNA分子在M点的加速度比在N点的大 D. DNA分子在M点的电势能比在N点的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场强度是矢量，N、P两点关于y轴对称，从图中可以看出电场强度大小相等，但方向不同，所以N、P两点的电场强度不相同，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，从图中可以看到电场线方向，由此可判断M点所在等势面的电势低于N点所在等势面的电势，即M点的电势比N点的电势低，故B错误； C．电场线的疏密表示电场强度的大小，从图中可以看出M点处电场线比N点处电场线稀疏，所以M点的电场强度小于N点的电场强度。设DNA分子所带电量为q，对DNA分子列牛顿第二定律方程有 解得DNA分子的加速度为 所以DNA分子在M点的加速度比在N点的小，故C错误； D．DNA分子所受电场力方向指向运动轨迹的凹侧，由DNA分子的运动轨迹可知， DNA分子从M运动到N的过程中，电场力做正功。根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做正功，电势能减小，所以DNA分子在M点的电势能比在N点的大，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，A、B两个完全相同的小球从距地面相同高度处由静止释放，小球A做自由落体运动，小球B沿固定斜面下滑。不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，动能不同 C. 两小球落地时，B球重力的瞬时功率较大 D. 两小球落地过程中，重力对两小球做功的平均功率不同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据动能定理两球下落时都只有重力做功，且重力做功相同，则落地时两球的动能相等，速度大小也相等，但二者速度方向不同，故AB错误； C．两球落地时的速率相同，A球速度在重力方向，B球速度沿斜面方向，重力的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积，可知A球重力的瞬时功率较大，故C错误； D．B球沿斜面向下的加速度，且沿斜面方向的位移大于竖直方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，而重力做功相同，故重力做功平均功率不同，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。一质量为m、电荷量为+q的小球从A点以初速度v0斜向上抛出，初速度方向与水平方向间的夹角为60°。规定抛出点的重力势能和电势能均为零。已知重力加速度为g，不计空气阻力。小球从抛出到落回到与抛出点等高位置B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的动能的最小值为 B. 小球的重力势能的最大值为 C. 小球的电势能的减少量为 D. 小球的机械能的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设重力与电场力的合力方向与水平方向的夹角为θ，则有 所以θ=60° 把初速度v0沿合力方向和垂直合力方向进行正交分解，由分析可知小球在合力方向做匀变速直线运动，在垂直合力方向做匀速直线运动，所以当沿合力方向的速度减为0时，小球的速度最小，此时速度等于垂直合力方向的分速度。根据几何关系有 所以小球的动能的最小值为，故A错误； B．将小球的运动沿水平方向和竖直方向进行正交分解，由分析可知，小球在电场力的作用下水平向右做匀加速直线运动，在重力作用下竖直方向小球做竖直上抛运动。设小球上升的最大高度为h，则有 所以小球的重力势能的最大值为，故B错误； C．设从A到B的过程中，小球运动的时间为t，由竖直方向竖直上抛运动可得 设小球水平方向匀加速直线运动的加速度为ax，则根据牛顿第二定律有 代入数据解得 所以小球在水平方向匀加速运动的位移为 从A到B的过程电场力做功为 根据电场力做功与电势能变化间的关系，可得小球的电势能的减少量为，故C错误； D．因为电场力做正功，小球的机械能增加，所以当小球运动到最右端时机械能最大。小球初始位置的机械能为 根据功能关系可知从A到B的过程中，小球机械能的增加量为 所以小球的机械能的最大值为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16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。 9. 关于能量下列说法正确的是（　　） A. 重力势能与重力势能的变化量均与零势能面的选取无关 B. 质量一定的物体速度增大时，其动能一定增加，但机械能不一定增加 C. 电势能的大小与零势能面的选取有关，电势能可能为负值 D. 物体克服摩擦力做功时，一定会产生内能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．重力势能的大小与零势能面的选取有关，而重力势能的变化量仅由高度差决定，与零势能面无关。故A错误。 B．动能公式为，速度增大时动能一定增加。机械能否增加取决于是否有非保守力（如摩擦力或外力）做功，故B正确。 C． 电势能的大小与零势能面的选取有关（如点电荷电场中电势能的正负由零势能面决定），且电势能可以为负值（如负电荷在正电势区域）。故C正确。 D． 物体克服滑动摩擦力做功会产生内能，但静摩擦力做功时因无相对滑动（相对位移为零），不会产生内能。例如传送带上的物体静摩擦力做功转化为动能而非内能。故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮、与不带电的物块C相连，与C连接端的细线竖直，在定滑轮的正下方固定一带电小球B，整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷，则在该过程中（　　） A. 带电小球A、B间的库仑力减小 B. 带电小球A、B间的库仑力增大 C. 地面对C的支持力变小 D. 地面对C的支持力不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．如图所示 将小球A所受到的重力mg、拉力T、库仑力F平移成矢量三角形，它与三角形相似，有 由于不变，故比值不变，由于不变，T不变，减小，F减小，故A正确，B错误； CD．对物块C，由于绳子拉力不变，地面对C的支持力不变，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 王老师在地球表面用弹簧测力计测得质量为m的砝码静止时的拉力为F。已知地球的半径为R，万有引力常量为G。忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球表面的重力加速度为 B. 地球的质量为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星周期为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．地球表面的重力加速度为，选项A正确； B．根据 可得地球的质量为，选项B正确； C．根据 可得地球的第一宇宙速度为，选项C错误； D．在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星周期为，选项D正确。 故选ABD。 12. 如图所示，在边长为d正六边形的三个顶点M、P，N分别固定电荷量为+3Q、−2Q、−Q（Q>0）的点电荷，O点为正六边形的中心，A、B、C是正六边形的另外三个顶点。规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. O点的电势为零 B. 将P点电荷移走后，C点和A点的电场强度相同 C. 将P点电荷移走后，B点的电场强度大小为 D. 带负电的试探电荷在C点的电势能大于在B点的电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设正六边形顶点到O点的距离为r（r=d），根据点电荷的电势公式 可得O点的电势，故A正确； B．将P点电荷移走后，根据电场的叠加原理可知，C点电场强度斜向右上方，A点电场强度斜向右下方，C点和A点的电场强度不相同，故B错误； C．M点到B点的距离为 +3Q在B点电场强度大小为 −Q在B点电场强度大小为 B点的电场强度大小为 解得，故C正确； D．根据电势的叠加原理可知，C点电势为 B点的电势为 所以φC>φB，根据Ep=qφ可知，带负电的试探电荷在C点的电势能小于在B点的电势能，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律，物块A、B的质量分别为mA=0.2kg、mB=0.1kg，D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮，F为光电门，C为固定在物块A上、宽度d=3mm的轻质遮光条，重力加速度g取9.8m/s2。实验步骤如下： （1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离h=0.5m，让物块A从位置O由静止开始下降。 （2）测得遮光条通过光电门的时间为，则经过光电门时物块A的速度大小v=________m/s（保留三位有效数字）。 （3）遮光条从O点下落到光电门F的过程中，物块A、B减少的重力势能为________J，物块A、B增加的动能为________J。（保留两位有效数字） （4）在误差允许的范围内，系统机械能是守恒的。 【答案】 ①. 1.76 ②. 0.49 ③. 0.46 【解析】 【详解】（2）[1]由题意，可得经过光电门时物块A的速度大小 （3）[2]遮光条从O点下落到光电门F的过程中，物块A、B减少的重力势能为 [3]物块A、B增加的动能为 14. 某实验小组用如图甲所示的电路图测量长度为L、粗细均匀的电阻丝Rx的电阻率。实验器材有：电池、电阻箱、滑动变阻器R0、灵敏电流计、待测电阻丝Rx、粗细均匀的电阻丝AB、刻度尺、螺旋测微器、开关S、滑片P、导线若干。 实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d，读数如图乙所示，则d=___________mm。 （2）为保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器R0的滑片调至__________（填“最左端”或“最右端”）。 （3）闭合开关S后，调节滑动变阻器R0的滑片处于合适位置，调节电阻箱，使其示数为R，然后调节电阻丝AB上的滑片P，使灵敏电流计的示数为0。记录AP、PB的长度分别为L1、L2，则电阻丝的阻值Rx=__________，电阻率ρ=__________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）重复（3）的实验操作，记录多组数据取平均值，即可测得电阻丝Rx的电阻率。 【答案】 ①. 0.934mm##0.935mm##0.936mm ②. 最左端 ③. ④. 【解析】 【详解】[1] [2]为保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器R0的滑片调至最左端。 [3]由桥式电路规律有 解得电阻丝的阻值 [4]由电阻定律 解得电阻率 【点睛】 15. 如图所示，某测试路段弯道可看做半径R=150m的圆弧，重力加速度g取10m/s2。 （1）若路面是水平的，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.6，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车转弯时不发生侧滑所允许的最大速率v。 （2）若汽车转弯时仍保持（1）中的速率v，通过合理设计弯道路面内外高度差，可实现汽车转弯时恰好不会受到侧向摩擦力的作用。求转弯处路面与水平面倾斜角的正切值tanθ。 【答案】（1） （2）0.6 【解析】 【小问1详解】 路面水平，支持力与重力平衡，由摩擦力提供向心力，则有 解得 【小问2详解】 汽车转弯时恰好不会受到侧向摩擦力的作用，由重力与支持力的合力提供向心力，则有 结合上述解得 16. 如图所示，电源电压U=6V，小灯泡L的额定电压为2V，电阻为4Ω，滑动变阻器R的最大阻值Rm=20Ω，定值电阻R1=1Ω，电容器的电容C=600μF。闭合开关S，将滑动变阻器调到合适位置，电路稳定后小灯泡L正常发光，电源内阻忽略不计。求： （1）小灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值； （2）继续将滑动变阻器调到最大阻值的过程中，流过定值电阻R1的电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小灯泡正常发光时的电流为 根据闭合电路欧姆定律，有 解得小灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值 【小问2详解】 电容器与滑动变阻器并联，所以 小灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为 此时电容器所带的电荷量为 将滑动变阻器调到最大阻值时，根据闭合电路欧姆定律，有 则 此时电容器所带的电荷量为 继续将滑动变阻器调到最大阻值的过程中，流过定值电阻R1的电荷量 17. 如图所示，两正对平行金属板水平放置，板长为L，板间距为d，上极板与电源负极相连，下极板与电源正极相连，电源电压为U，虚线为平行金属板的中心轴线。闭合开关后，从两平行板间上半区域的左侧沿中心轴线的方向以相同的速度射入宽度为的电子束，恰好无电子从板间射出。已知电子的电荷量为，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应，求： （1）电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度； （2）若将下极板向下平移的距离，靠近上极板边缘的电子从进入到离开电场过程中，电场力所做的功； （3）若断开开关后，将下极板向下平移的距离，电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 由于恰好无电子从板间射出，则从上极板边缘入射的电子恰好打在下极板右端，电子做类平抛运动，则有， 沿中轴线入射的粒子， 解得 则电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度 【小问2详解】 若将下极板向下平移的距离，靠近上极板边缘的电子离开电场过程有， 根据牛顿第二定律有， 解得 则电场力做功 解得 【小问3详解】 若断开开关，极板所带电荷量不变，根据， 解得电场强度 可知，将下极板向下平移的距离，极板之间电场强度不变，电子运动的加速度仍然为（1）中的，沿中轴线入射的粒子， 结合上述解得 则电子束击中下极板沿中心轴线方向的长度 18. 如图所示，光滑水平面左侧有一长L=7m以v=5m/s的速率逆时针转动的传送带，传送带左端有一长s=2m的粗糙水平面BC，C点左侧有一光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角θ=120°，在圆弧的最高点E处有一固定挡板。一物块以v0=7m/s的初速度从右端冲上传送带后，恰能滑到与圆心等高的D点。物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2，与BC间的动摩擦因数μ2=0.3。不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，物块可视为质点，重力加速度g取10m/s2。 （1）求圆弧的轨道半径； （2）求物块最终停下时与B点的距离； （3）若传送带的速率可调，物块撞上挡板后会原速率反弹。求： ①物块恰好回到传送带右端A点，此时传送带速率； ②欲使物块与挡板只碰一次，且不脱离圆轨道，传送带速率的范围。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 物块，则物块滑上传送带后先减速，故 可得 则物块到达B点的速度为 物块从B到D过程，根据动能定理 代入数据得 【小问2详解】 物块从D返回C，由动能定理 得 从C到B的过程中，由动能定理 得 物块在BC段往返，最终停下时，由动能定理 代入数据得 即最终停在距B点处 。 【小问3详解】 ①根据题意，从C到A的过程，由动能定理得 物块第一次过B点有 解得 由前两问可知，物块从传送带向左运动过程中，物块在传送带上一定先减速再匀速运动，所以传送带速率为 ②不脱离圆弧轨道 物块恰好通过圆弧轨道E点时，最小向心力由重力分力提供 解得 从传送带末端 B 到 E，动能定理 代入数据得 碰撞挡板后,物块再次返回B点有 解得 此后物块滑上传送带后一直匀减速运动向右滑离传送带。 综合上述分析可知，传送带速度满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $