精品解析：山东省菏泽市牡丹区2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

2024—2025学年高一下学期教学质量检测 物理试题 注意事项： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 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。 一、单项选择题：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. 一辆公交车向左沿直线匀速行驶，乘客坐在车厢内，竖直向上抛出一小球。若不计空气阻力，在地面上的人看来，能反映小球在空中运动轨迹的几何图形是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，为四分之一圆弧轨道，为抛物线轨道。两个质量相等的光滑小环分别套在两个轨道上从同一高度由静止释放。下列说法正确的是（　　） A. 到达底端时的速度相同 B. 到达底端时的动能相同 C. 到达底端时重力做功的瞬时功率相同 D. 以上说法都不对 3. 一汽车在平直公路上从静止开始匀加速启动，阻力保持不变。某时刻发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始发动机始终在额定功率下工作，关于汽车此后的加速度和速度，下列说法正确的是（　　） A. 逐渐减小到零，逐渐减小到某一定值 B. 逐渐减小到某一非零值，逐渐减小到某一定值 C. 逐渐减小到零，逐渐增加到某一定值 D. 逐渐减小到某一非零值，逐渐增加到某一定值 4. 一石块从某山坡以初速度斜向上方抛出，其速度与水平方向的夹角为。以地面为零势能面，不计空气阻力。石块落地时的机械能与下列哪个量无关（　　） A. 石块的质量 B. 石块的初速度 C. 石块初速度的仰角 D. 石块抛出时的高度 5. 2024年6月25日14时7分，嫦娥六号探测器携带人类首份月球背面土壤安全着陆，结束了其月球探索任务。该探测器在月球背面着陆前的轨道近似圆形，且贴近月球表面运行。已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。则此探月卫星绕月运行的速率约为（　　） A. 0.39 km/s B. 1.76 km/s C. 3.5 km/s D. 5.27 km/s 6. 某游乐场有一种多锤敲钉子的娱乐活动，一位游客6锤刚好把一颗钉子垂直锤进木板，假设每次锤击做功相同，且钉子所受木板阻力与深度成正比。求钉子第1次与第5次进入木板的深度之比（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，轻质定滑轮下方悬挂重物A，轻质动滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，不计一切阻力，重力加速度为，当A的位移为时，A的速度大小为（　　） A. B. C. D. 8. 圆心在O点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上，带电量分别为+3q和+2q的小球甲、乙恰好静止在容器内壁A、B两点，AO、BO与竖直线的夹角分别是30°、60°。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两小球的质量之比为 B. 甲、乙两小球所受弹力之比为 C. 仅互换两小球的电荷量，平衡时两小球的位置将发生变化 D. 固定乙小球，缓慢减小甲小球的电荷量，甲小球受到的弹力将逐渐增大 二、多项选择题：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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，真空中有两个点电荷，、，分别固定在轴的坐标为0和的位置上。下列说法正确的是（　　） A. 处的电场强度为0 B. 处的电场强度为0 C. 处的电场强度方向沿轴正向 D. 处的电场强度方向沿轴正向 10. 如图所示，直流电源与一平行板电容器相连，电容器板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 闭合S，板下移，油滴在点具有的电势能降低 B. 断开S，板上移，油滴将继续保持静止状态 C. 断开S，减小极板间的正对面积，点处的电势不变 D. 若在板上表面重叠放置一相同金属板，则电容器的电容增大 11. 在xOy坐标系中，y轴上固定有两个与原点O距离相等的等量同种点电荷Q，其电场强度E在x轴上分布如图所示，表示方向沿x轴正向，图线关于O点对称，P、M、N是x轴上的三点，，将一电子从P点沿x轴正向移动到N点。下列说法错误的是（　　） A. 点电荷Q电性为正 B. M点的场强和N点的场强相同 C. M点的电势等于N点的电势 D. 电子在M点的电势能大于P点的电势能 12. 生产车间常用传送带传输工件。如图所示，与水平面夹角为37°的倾斜传送带顺时针匀速转动，其速度大小可以由驱动系统根据需要设定。在传送带下端点轻放一个质量的工件，运动到传送带上端点后被取走。已知工件与传送带间的动摩擦因数，间的距离，重力加速度取，，。下列说法正确的是（　　） A. 工件刚放上传送带时加速度的大小 B. 调整传送带的大小，工件到达点的最大速度 C. 若，从到过程中工件与传送带间因摩擦产生的热量 D. 若，从到过程中传送带所受摩擦力对传送带做功的平均功率 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为单刀双掷开关，为定值电阻，为电容器。 （1）实验时，将开关接通1后，电容器的__________（选填“上”或“下”）极板带正电。 （2）待电压传感器的示数稳定后，读出电压传感器示数为，将开关接2，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示，则电容器的电容为__________（结果保留两位有效数字）。 （3）若（2）的操作中，仅增大电阻的阻值，则此过程的曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”“不变”或“增大”）。 14. 某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。把一个直径为质量为的小球用不可伸长的细线悬挂，光电门置于小球摆动最低点处，其光线恰好通过小球球心，计时器与光电门相连。将小球拉离摆动最低点并记录其高度，然后由静止释放（运动平面与光电门光线垂直），记录小球经过光电门的挡光时间。改变，测量多组数据。已知重力加速度为，忽略阻力。 （1）小球重力势能减少量__________动能增加量__________。以为横坐标、为纵坐标作直线图，若所得图像过原点，且斜率为__________（用和表示），即可证明小球在运动过程中机械能守恒。 （2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议 A、小球选择质量大体积小的 B、精确测量出小球的质量 C、适当增大释放的高度 以上建议中对提高实验准确程度有作用的是__________。 15. 站在某星球表面上的航天员，在离星球表面高处以沿水平方向抛出一个小球，小球落在星球表面上的点，测得抛出点和落地点之间的水平距离为。已知星球半径为。不计星球自转的影响。 （1）求该星球表面附近的重力加速度； （2）若该星球的一颗小卫星在半径为的轨道上绕该星球运行，求运行周期。 16. 牡丹作为菏泽的名片之一，享誉全国。如图所示，将一片牡丹花的叶片简化为光滑斜面，其与水平面的夹角，长度。一质量的水滴从叶片顶端由静止滑下，叶片底端距地面的高度，忽略空气阻力。，，重力加速度取。求： （1）水滴离开叶片时重力的瞬时功率； （2）水滴落地时速度的大小。 17. 如图所示，水平面段粗糙其余光滑与竖直面内的光滑半圆形导轨在点相接，段长度，动摩擦因数，导轨半径。一个质量的物块与弹簧接触不连接，物块刚开始静止于点此时弹簧处于原长，现向左缓慢推物块将弹簧压缩至点（图上未标出），此时弹簧具有弹性势能，由静止释放物块，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，重力加速度取。 （1）求物块运动到与圆心等高位置时对轨道的压力； （2）改变物块释放的位置，物块进入半圆轨道且在半圆轨道运动时不脱离轨道，求弹簧弹性势能的范围。 18. 在平面直角坐标系中，轴左侧有加速和偏转电场，轴与偏转电场中轴线重合。一个质量为、电荷量为的带电粒子由静止从加速电场左极板边缘处经加速电场后以沿偏转电场中轴线射入偏转电场，最终从偏转电场射出。偏转电场两极板间电压，极板长度与板间距均为。不计带电粒子的重力，静电力常量为。 （1）求加速电压； （2）求粒子从偏转电场射出时的速度及经过轴的位置； （3）若在轴右侧有一负点电荷，轴左右两侧电场互不影响。 ①粒子从偏转电场射出后，做圆周运动再次回到偏转电场时，偏转电场两极板电压大小不变电性反转，粒子恰又回到初始静止位置，求此点电荷的位置及电荷量； ②改变电压大小，并调整点电荷的位置及电荷量大小，使粒子在点电荷形成的电场中恰好做匀速圆周运动，且库仑力大小等于（已知，为粒子做匀速圆周运动的速度大小），证明粒子两次经过轴时的距离为一定值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年高一下学期教学质量检测 物理试题 注意事项： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 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。 一、单项选择题：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. 一辆公交车向左沿直线匀速行驶，乘客坐在车厢内，竖直向上抛出一小球。若不计空气阻力，在地面上的人看来，能反映小球在空中运动轨迹的几何图形是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】一辆公交车向左沿直线匀速行驶，乘客坐在车厢内，竖直向上抛出一小球，在地面上的人看来，小球抛出时的速度斜向上偏左，小球在空中只受重力作用，小球做斜抛运动，轨迹为抛物线。 故选D。 2. 如图所示，为四分之一圆弧轨道，为抛物线轨道。两个质量相等的光滑小环分别套在两个轨道上从同一高度由静止释放。下列说法正确的是（　　） A. 到达底端时的速度相同 B. 到达底端时的动能相同 C. 到达底端时重力做功的瞬时功率相同 D. 以上说法都不对 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据动能定理 可知两环到达底端时动能相同，速度大小相同，根据题意可知速度方向不同，即速度不同，故B正确，A错误； CD．根据上述分析可知到达底端时竖直方向速度不相等，根据可知到达底端时重力做功的瞬时功率不相同，故CD错误； 故选B。 3. 一汽车在平直公路上从静止开始匀加速启动，阻力保持不变。某时刻发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始发动机始终在额定功率下工作，关于汽车此后的加速度和速度，下列说法正确的是（　　） A. 逐渐减小到零，逐渐减小到某一定值 B. 逐渐减小到某一非零值，逐渐减小到某一定值 C. 逐渐减小到零，逐渐增加到某一定值 D. 逐渐减小到某一非零值，逐渐增加到某一定值 【答案】C 【解析】 【详解】当汽车以额定功率工作时，牵引力为 随着速度增大，减小，由牛顿第二定律可得 可知加速度逐渐减小；当时，，速度达到最大值并保持匀速。可知汽车此后的加速度逐渐减小到零，速度逐渐增加到某一定值。 故选C。 4. 一石块从某山坡以初速度斜向上方抛出，其速度与水平方向的夹角为。以地面为零势能面，不计空气阻力。石块落地时的机械能与下列哪个量无关（　　） A. 石块的质量 B. 石块的初速度 C. 石块初速度的仰角 D. 石块抛出时的高度 【答案】C 【解析】 【详解】石块在空中只受重力作用，满足机械能守恒，以地面为零势能面，则石块落地时的机械能为 可知石块落地时的机械能与石块的质量、石块的初速度和石块抛出时的高度均有关，与石块初速度的仰角无关。 故选C。 5. 2024年6月25日14时7分，嫦娥六号探测器携带人类首份月球背面土壤安全着陆，结束了其月球探索任务。该探测器在月球背面着陆前的轨道近似圆形，且贴近月球表面运行。已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。则此探月卫星绕月运行的速率约为（　　） A. 0.39 km/s B. 1.76 km/s C. 3.5 km/s D. 5.27 km/s 【答案】B 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 解得 地球的第一宇宙速度 月球质量 月球半径 月球的第一宇宙速度为 故选B。 6. 某游乐场有一种多锤敲钉子的娱乐活动，一位游客6锤刚好把一颗钉子垂直锤进木板，假设每次锤击做功相同，且钉子所受木板阻力与深度成正比。求钉子第1次与第5次进入木板的深度之比（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，阻力与深度d成正比，f-x图像如图所示 F-x图像与坐标轴所形成图形的面积等于力所做的功，每次钉钉子时做功相同，如图所示可得：每次所围面积相同，根据几何关系可知 则 其中， 故 则钉子前5次进入木板的深度之比为 故钉子第1次与第5次进入木板的深度之比 故选D。 7. 如图所示，轻质定滑轮下方悬挂重物A，轻质动滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，不计一切阻力，重力加速度为，当A的位移为时，A的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据动滑轮特点知A下降的位移是B上升位移的两倍，则A的速度是B的两倍；当A的位移为时，B的位移大小为，根据系统机械能守恒可得 又 联立解得A的速度大小为 故选B。 8. 圆心在O点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上，带电量分别为+3q和+2q的小球甲、乙恰好静止在容器内壁A、B两点，AO、BO与竖直线的夹角分别是30°、60°。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两小球的质量之比为 B. 甲、乙两小球所受弹力之比为 C. 仅互换两小球的电荷量，平衡时两小球的位置将发生变化 D. 固定乙小球，缓慢减小甲小球的电荷量，甲小球受到的弹力将逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设两个小球的距离为r，两个小球连线与水平方向的夹角为θ，两个小球间的库仑力为F，则， 对甲小球根据平衡条件， 对乙小球根据平衡条件， 联立可得，，故A正确，B错误； C．仅互换两小球的电荷量，两球间库仑力大小不变，根据上述平衡方程可知，平衡时两小球的位置不会发生变化，故C错误； D．设AO与竖直线的夹角为α，AO与AB的夹角为β，固定乙小球，缓慢减小甲小球的电荷量，两球间库仑力减小，则甲球将沿容器向下移动，此时α角变小（α<30°），β角变大（β>45°），以甲球为研究对象，其受力分析图如图所示 根据三角形定则结合受力分析图可知，甲小球受到的弹力将逐渐减小，故D错误。 故选A。 二、多项选择题：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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，真空中有两个点电荷，、，分别固定在轴的坐标为0和的位置上。下列说法正确的是（　　） A. 处的电场强度为0 B. 处的电场强度为0 C. 处的电场强度方向沿轴正向 D. 处的电场强度方向沿轴正向 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设电场强度为0的点到的距离为。因为的电荷量比的多，所以电场强度为0的位置只能在右边，则有 解得 所以坐标轴上处的电场强度为0，只有一处，A正确，B错误； C．在处的电场强度方向沿轴正向，在处的电场强度方向沿轴正向，根据场强的叠加可知处的电场强度方向沿轴正向，故C正确； D．根据点电荷的电场强度公式和电场强度的叠加原理可知的区域电场强度沿轴正方向。在之间，正电荷和负电荷在该处产生的电场强度方向均沿轴正方向，所以实际电场也是沿轴正方向，所以轴上电场强度方向沿轴正方向的区域是， 轴上电场强度方向沿轴负方向的区域是，，，即处的电场强度方向沿轴负向，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，直流电源与一平行板电容器相连，电容器板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 闭合S，板下移，油滴在点具有的电势能降低 B. 断开S，板上移，油滴将继续保持静止状态 C. 断开S，减小极板间的正对面积，点处的电势不变 D. 若在板上表面重叠放置一相同金属板，则电容器的电容增大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．闭合S，极板间电压不变，根据可知极板间电场强度变大，根据可知点与下极板的电势差变大，则点与上极板的电势差变小，又上极板接地，所以点的电势变大，根据平衡条件可知油滴所受的电场力竖直向上，极板间电场强度竖直向下，则油滴带负电，根据可知油滴在点具有的电势能降低，故A正确； B．断开S，极板间的电荷量不变，根据 可知板上移，极板间的电场强度不变，油滴受力不变，油滴将继续保持静止状态，故B正确； C．断开S，极板间的电荷量不变，根据可知减小极板间的正对面积，电容器的电容变小，根据可知极板间的电势差变大，根据可知极板间电场强度变大，根据可知点与上极板的电势差变大，又上极板接地，所以点的电势变小，故C错误； D．若在板上表面重叠放置一相同金属板，相当于极板间的距离变小，根据可知电容器的电容增大，故D正确。 故选ABD。 11. 在xOy坐标系中，y轴上固定有两个与原点O距离相等的等量同种点电荷Q，其电场强度E在x轴上分布如图所示，表示方向沿x轴正向，图线关于O点对称，P、M、N是x轴上的三点，，将一电子从P点沿x轴正向移动到N点。下列说法错误的是（　　） A. 点电荷Q电性为正 B. M点的场强和N点的场强相同 C. M点的电势等于N点的电势 D. 电子在M点的电势能大于P点的电势能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当时，电场强度方向沿x轴正方向 当时，电场强度方向沿x轴负方向 所以点电荷Q电性为正，A正确，不符合题意； B．M点的场强沿x轴负方向，N点的场强沿x轴正方向，M点的场强和N点的场强不相同，B错误，符合题意； C．根据对称性， M点的电势等于N点的电势，C正确，不符合题意； D．当时，电场强度方向沿x轴负方向，电子所受电场力沿x轴正方向； 将电子从M点移动到P点，电场力做负功，电势能增加，电子在M点的电势能小于P点的电势能，D错误，符合题意。 故选BD。 12. 生产车间常用传送带传输工件。如图所示，与水平面夹角为37°的倾斜传送带顺时针匀速转动，其速度大小可以由驱动系统根据需要设定。在传送带下端点轻放一个质量的工件，运动到传送带上端点后被取走。已知工件与传送带间的动摩擦因数，间的距离，重力加速度取，，。下列说法正确的是（　　） A. 工件刚放上传送带时加速度的大小 B. 调整传送带的大小，工件到达点的最大速度 C. 若，从到过程中工件与传送带间因摩擦产生的热量 D. 若，从到过程中传送带所受摩擦力对传送带做功的平均功率 【答案】AC 【解析】 【详解】A．工件刚放上传送带时，相对传送带向下运动，受到沿着传送带向上的摩擦力，根据牛顿第二定律 解得工件刚放上传送带时加速度的大小，故A正确； B．当工件一直在传送带上加速运动时，到达点速度最大，根据运动学公式 可得调整传送带的大小，工件到达点的最大速度，故B错误； C．若，工件与传送带速度相等所需的时间 向上加速运动的距离 此过程传送带向上运动的距离 工件与传送带速度相等后，由于 所以工件相对传送带静止向上运动，从到过程中工件与传送带间因摩擦产生的热量 联立可得，故C正确； D．若，从到过程中传送带所受摩擦力对传送带做功 工件匀速运动的时间 从到过程中传送带所受摩擦力对传送带做功的平均功率 联立可得，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为单刀双掷开关，为定值电阻，为电容器。 （1）实验时，将开关接通1后，电容器的__________（选填“上”或“下”）极板带正电。 （2）待电压传感器的示数稳定后，读出电压传感器示数为，将开关接2，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示，则电容器的电容为__________（结果保留两位有效数字）。 （3）若（2）的操作中，仅增大电阻的阻值，则此过程的曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”“不变”或“增大”）。 【答案】（1）上 （2） （3）不变 【解析】 【小问1详解】 开关S接到1后，电容器的上极板与电源正极相连，下极板与电源负极相连，所以上极板电势高于下极板，上极板带正电。 【小问2详解】 图像与坐标轴所围成的面积表示电荷量，根据超过半格算一个，不满半格即忽略不计 根据 【小问3详解】 不改变电路其他参数，电容器带电量不变，则只增大电阻R的阻值，则曲线与横轴围成的面积不变。 14. 某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。把一个直径为质量为的小球用不可伸长的细线悬挂，光电门置于小球摆动最低点处，其光线恰好通过小球球心，计时器与光电门相连。将小球拉离摆动最低点并记录其高度，然后由静止释放（运动平面与光电门光线垂直），记录小球经过光电门的挡光时间。改变，测量多组数据。已知重力加速度为，忽略阻力。 （1）小球重力势能减少量__________动能增加量__________。以为横坐标、为纵坐标作直线图，若所得图像过原点，且斜率为__________（用和表示），即可证明小球在运动过程中机械能守恒。 （2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议 A、小球选择质量大体积小的 B、精确测量出小球的质量 C、适当增大释放的高度 以上建议中对提高实验准确程度有作用的是__________。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）AC 【解析】 【小问1详解】 [1]重力势能减小量等于重力做功，即 [2]小球经过最低点时的速度 所以动能变化量 [3]若小球运动过程中机械能守恒，则 解得 所以图像的斜率 【小问2详解】 A．为减小阻力的影响，小球选择质量大体积小的，A正确； B．由上述分析可知，小球的质量对实验结果无影响，所以不需要精确测量出小球的质量，B错误； C．适当增加高度h，则小球下落到最低点时的速度更大，测量的速度更接近瞬时速度，可以减小实验误差，C正确。 故选AC。 15. 站在某星球表面上的航天员，在离星球表面高处以沿水平方向抛出一个小球，小球落在星球表面上的点，测得抛出点和落地点之间的水平距离为。已知星球半径为。不计星球自转的影响。 （1）求该星球表面附近的重力加速度； （2）若该星球的一颗小卫星在半径为的轨道上绕该星球运行，求运行周期。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球抛出后做平抛运动，在空中运动时间为 竖直方向上 解得 【小问2详解】 根据 解得 解得 联立解得 16. 牡丹作为菏泽的名片之一，享誉全国。如图所示，将一片牡丹花的叶片简化为光滑斜面，其与水平面的夹角，长度。一质量的水滴从叶片顶端由静止滑下，叶片底端距地面的高度，忽略空气阻力。，，重力加速度取。求： （1）水滴离开叶片时重力的瞬时功率； （2）水滴落地时速度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 水滴从叶片顶端由静止滑下到叶片底端过程，根据动能定理可得 解得水滴离开叶片时的速度大小为 则水滴离开叶片时重力的瞬时功率为 代入数据解得 【小问2详解】 从水滴离开叶片到落地过程，根据动能定理可得 代入数据解得水滴落地时速度的大小为 17. 如图所示，水平面段粗糙其余光滑与竖直面内的光滑半圆形导轨在点相接，段长度，动摩擦因数，导轨半径。一个质量的物块与弹簧接触不连接，物块刚开始静止于点此时弹簧处于原长，现向左缓慢推物块将弹簧压缩至点（图上未标出），此时弹簧具有弹性势能，由静止释放物块，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，重力加速度取。 （1）求物块运动到与圆心等高位置时对轨道的压力； （2）改变物块释放的位置，物块进入半圆轨道且在半圆轨道运动时不脱离轨道，求弹簧弹性势能的范围。 【答案】（1）20N，方向背离圆心向右 （2）或 【解析】 【小问1详解】 物体从A点到与圆心等高位置，根据动能定理有 在与圆心等高位置，有 解得 根据牛顿第三定律可知，物块运动到与圆心等高位置时对轨道的压力为20N，方向背离圆心向右。 【小问2详解】 物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点C，有 物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点C，根据动能定理有 解得 根据功能关系弹簧压缩至A点时具有的弹性势能为 若刚好到达B点，则在B点的速度为零，由能量守恒，有 若刚好到达与圆心等高位置，由能量守恒，有 解得弹性势能为 所以物块进入半圆轨道且在半圆轨道运动时不脱离轨道，弹簧弹性势能的范围或。 18. 在平面直角坐标系中，轴左侧有加速和偏转电场，轴与偏转电场中轴线重合。一个质量为、电荷量为的带电粒子由静止从加速电场左极板边缘处经加速电场后以沿偏转电场中轴线射入偏转电场，最终从偏转电场射出。偏转电场两极板间电压，极板长度与板间距均为。不计带电粒子的重力，静电力常量为。 （1）求加速电压； （2）求粒子从偏转电场射出时的速度及经过轴的位置； （3）若在轴右侧有一负点电荷，轴左右两侧电场互不影响。 ①粒子从偏转电场射出后，做圆周运动再次回到偏转电场时，偏转电场两极板电压大小不变电性反转，粒子恰又回到初始静止位置，求此点电荷的位置及电荷量； ②改变电压大小，并调整点电荷的位置及电荷量大小，使粒子在点电荷形成的电场中恰好做匀速圆周运动，且库仑力大小等于（已知，为粒子做匀速圆周运动的速度大小），证明粒子两次经过轴时的距离为一定值。 【答案】（1） （2），与x轴正向的夹角为斜向下， （3），， 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理 解得 【小问2详解】 粒子进入偏转电场后做类平抛运动，根据粒子水平方向的运动，可知粒子在偏转电场中运动的时间 竖直方向上的运动加速度 解得 粒子从偏转电场射出时，竖直方向的速度 粒子从偏转电场射出时，粒子的速度大小 此时粒子的速度方向与x轴正向的夹角为斜向下。粒子在竖直方向上的位移大小 所以粒子从偏转电场射出时经过y轴的位置 【小问3详解】 经分析，如下图所示 粒子在偏转电场的下极板与水平方向成射出偏转电场，在偏转电场的上极板与水平方向成再次射入偏转电场，根据几何关系，粒子在y轴右侧的转动半径 负的点电荷的位置在x轴上，且 根据库仑力提供向心力 解得负电荷所带电荷量 当改变电压时，保证粒子在y轴的右侧库仑力提供向心力做匀速圆周运动则有 解得 设粒子出偏转电场时，粒子的速度方向与水平方向的夹角为，则有 解得 可知粒子两次经过轴时的距离为一定值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $