精品解析：浙江省杭州学军中学2025-2026学年高一第二学期阶段检测（一）物理试题

2025学年第二学期高一月考（一） 物理试题 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30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，选对的得3分，选错的得0分） 1. 以下物理量为矢量，且单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（　　） A. 功、J B. 功率、 C. 力、 D. 电场强度、 2. 如图所示，某同学将一纸飞机以某一水平初速度抛出，经过一段时间的平稳滑翔，落在地面上。已知纸飞机由手抛出时的高度约为，那么纸飞机的落地时间可能为（　　） A. B. C. D. 3. 关于生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车减速通过凹形桥最低点，此时汽车所受合外力指向圆心点 B. 图乙中汽车转弯时发生侧滑，是汽车所受离心力小于向心力的结果 C. 图丙中餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动，使物品随着水平玻璃转盘一起转动，则放置位置距离圆心越远，越容易发生相对滑动 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、点所在平面先后做匀速圆周运动，在、两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球的周期大小也相等 4. 如图所示，在带正电的带电体C附近，把原来不带电的绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动，接着再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下列说法正确的是（　　） A. 小电动机一直转动下去，不会消耗A、B、C和小电动机系统以外的能量 B. A、B相接触放在C附近时，A的电势高于B的电势 C. A、B相接触放在C附近时，感应电荷在A内部中心点的场强大于B内部中心点的场强 D. 若先将C移开，再将A、B接触两接线柱，小电动机也能转动 5. 范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 电刷E和电刷F与传送带间都发生了感应起电 B. 由于感应起电，最终电刷F上将集聚大量负电荷 C. 最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面 D. 该静电加速器可以无限制的提高球壳和大地间的电压 6. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，其间为真空，极板带电量始终为。不计边缘效应，极板内的电场分布与无穷大导体板相同。下列说法正确的是（　　） A. 两极板之间的相互作用力大小为 B. 仅拉大极板间距，两极板之间的相互作用力大小不变 C. 仅减小两极板的正对面积，两极板之间的相互作用力大小减小 D. 仅减小两极板的正对面积，两极板之间的相互作用力大小不变 7. 神舟二十一号任务预计将于2025年下半年发射，执行中国空间站乘组轮换任务，中国空间站已进入常态化运营阶段，每年执行1-2次载人飞行任务。如图，1、2、3、4、5为地球上发射的卫星轨道，轨道1为近地轨道，地球的半径为，轨道3是一端近地的椭圆轨道，轨道4卫星的发射速度是，轨道5卫星的发射速度是，下列说法错误的是（　　） A. 轨道1卫星运行周期约，向心加速度大小约为 B. 轨道3卫星在近地点的速度必大于 C. 轨道4卫星的发射速度，可以使卫星克服地球引力，永远离开地球 D. 轨道5卫星可以脱离太阳系 8. 如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从点移动到点，再沿连线从点移动到点，则（　　） A. 从到再到的过程中，电场力先变大再变小 B. 点的电势高于点的电势 C. 从到的过程中，试探电荷的电势能不变 D. 从到的过程中，电场力对试探电荷做负功 9. 一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板（半径分别为R和R+d）和探测器组成，其横截面如图甲所示，点O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为r1、r2（R<r1<r2<R+d）；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射，轨迹如图乙中虚线所示。则（　　） A. 粒子3入射时的动能比它出射时的大 B. 粒子4入射时的动能比它出射时的小 C. 粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能 D. 粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能 10. 多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子比荷的新型实验仪器，其基本原理如图所示。从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管（无场区域）构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。当离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。不计离子重力，已知比荷为k0的离子总飞行时间为t0，待测离子的总飞行时间为t1，两种离子在质量分析器中反射相同次数，则待测离子比荷为（　　） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分．有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，牛顿运用了实验和逻辑推理相结合的方法研究了物体下落规律 B. 如图乙所示，库仑用扭秤实验验证了库仑定律，运用了放大法 C. 如图丙所示，飞机机翼上有多条“尖针”装置，其目的是通过尖端放电的方式导走飞机表面的净电荷 D. 如图丁所示，维修高压线路的电工穿绝缘衣比金属衣更安全 12. 酒店送餐机器人，在酒店内自主导航将物品配送到指定房间。已知机器人的质量为80kg，机器人在瓷砖路面上由静止以恒定加速度运行1s，之后保持输出功率恒定做直线运动，某一时刻走到了酒店的地毯上继续前行。机器人内置速度测量仪，可记录机器人运动的v-t图像如图所示，，则（　　） A. 送餐机器人的输出功率为40W B. 送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为40N C. 送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为省电 D. 送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为4.375m 13. 如图甲所示，一倾角的粗糙斜面顶端安装一轻质定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，一端沿斜面方向连接质量为的物块1，另一端悬挂质量为的物块2。现使物块1在斜面上静止释放，以释放点为坐标原点，以物块的运动方向为正方向建立轴。物块1的机械能与的关系如图乙所示。已知物块落地后不反弹，粗糙斜面的动摩擦因数，取。下列说法正确的是（　　） A. 至阶段，合外力对做的功等于其机械能的变化量 B. 物块1的质量为 C. 物块2的质量为 D. 至阶段，物块1的加速度为 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率）、铁架台、天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来：________ ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小________m/s：若用天平测得重物质量为，则可计算0点到7点重物减小的重力势能________J；（计算结果都保留3位有效数字） （3）实验中，大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，但某同学提交的结论显示，重锤的动能增加量大于重锤的重力势能减少量，出现这一问题的原因可能是________ A. 电源电压偏低 B. 重锤的质量测量偏小 C. 交流电源的实际频率不等于 D. 重锤下落受到的阻力较小 15. 某两位同学为了探究平抛运动的规律，分别选用两种不同的实验装置： （1）冰冰同学利用图甲装置进行实验，用小锤击打弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过________（填“眼睛看”或“耳朵听”）方式比较它们落地时刻的先后更加合适。 （2）小裴同学利用图乙中装置进行实验，从斜槽上合适位置释放钢球，钢球落到挡板上后，会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。为了减小实验误差，下列说法正确的是（　　） A. 实验中应使斜槽轨道尽量光滑 B. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置以不同速度释放 C. 为了使小球离开斜槽后能做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平 D. 用平滑曲线把所有的点连接起来 16. 小明同学用如图甲所示电路图观察电容器充、放电现象，将电键扳至1位置，电流表指针由中央0刻度迅速打到一侧，然后逐渐减小，电压表示数逐渐增大。在电压表示数稳定在时，电流表的示数恒定并没有减小为零。 （1）请分析电流表示数不为零的原因（　　） A. 电源继续在给电容器充电 B. 电压表并非理想电表，电阻不是无穷大 C. 电流表并非理想电表，电阻不是零 （2）在不增减实验仪器的前提下，改变电压表的位置，使电流表示数能减小为零。请在图乙方框中的实验电路图中补画上电压表_______。 （3）采用新的电路图方案，充电电流随时间变化图线如图丙所示，从图中信息可以得到，电容器充满电时，电容存储的电荷量大小约为________C（保留2位有效数字）。 17. 密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压U时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数k已知，取重力加速度为g。求： （1）判断该带电油滴带什么电； （2）油滴的质量； （3）求该油滴所带电荷量q。 18. 如图实验装置由斜面轨道，竖直圆轨道（圆心为点），水平直轨道连接而成，斜面轨道与竖直圆轨道相切于点，竖直圆轨道在最低点略微错开并与水平直轨道相接，各段轨道均平滑连接。小钢球从斜面轨道上静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动。小钢球可视为质点，重力加速度取，不计一切摩擦与空气阻力。求： （1）若小钢球恰能通过轨道的最高点，在点的速度； （2）若小钢球不会脱离轨道，则的取值范围； （3）若小钢球从斜面轨道处静止释放，则将在距离地面多高处脱离轨道。 19. 在粒子物理学的研究中，经常用电场来控制或者改变粒子的运动。如图为一控制粒子运动的实验仪器，整个装置处于真空环境中，一离子源能够源源不断地发射质量为、电荷量为的正离子。离子从离子源出射时的初动能忽略不计，该离子经过电压为的加速电场加速后，随后进入辐向电场，辐向电场只在以为圆心的四分之一圆弧的管道内存在，且到距离相等的点，辐向电场大小相等，方向指向圆心。离子进入辐向电场后，恰好能够绕点做半径为的匀速圆周运动。离子离开辐向电场后，随后经点进入偏转电场。其中点位于极板、的中线上，板电势高于板电势。极板、长度均为，间距也为，离子刚进入偏转电场时的速度与电场方向垂直。随后离子离开偏转电场，做匀速直线运动，打在荧光屏上。荧光屏与极板、平行，长度为。荧光屏到极板、中线的距离为。极板、间的电压可调，可使离子打在荧光屏的不同位置。整个运动过程中，离子重力不计，不考虑离子间的相互作用，不计其它阻力，题中三种电场不会互相影响。 （1）求离子刚离开加速电场时的速度大小； （2）求离子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小； （3）某次实验时，调节极板、间的电压，离子恰好能够飞出偏转电场，并打在荧光屏最左端点处，求荧光屏最左端到极板最右端的水平距离； （4）在第（3）问的基础上，调节极板、间的电压为，离子飞出偏转电场后，打在荧光屏最右端点处，求的大小。 20. 如图所示，光滑水平轨道上有一弹簧，弹簧左端固定，右端连接一质量的物块（可视为质点），开始时将弹簧右端压缩至点并锁定，物块与弹簧不粘连，此时弹簧储存的弹性势能。随后解除锁定，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，物块从点飞出做平抛运动，恰好在点沿方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角，动摩擦因数，传送带的转动方向为顺时针方向，速度大小。物块在传送带上运动了后进入粗糙水平轨道。传送带与平滑连接，物块在处损失的动能可忽略不计。水平轨道的动摩擦因数，长度。之后，物块滑到原本静止在水平轨道FG的木板上，带动木板向右运动。木板上表面与相平，初始时木板的左端与对齐。已知木板的质量为，物块与木板上表面动摩擦因数，下表面与地面动摩擦因数为（未知），且木板足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计其它摩擦和空气阻力，重力加速度取。已知，求： （1）物块刚到达传送带点时的速度大小； （2）物块在传送带上运动的位移大小； （3）传送带因为运送物块，电动机多消耗的电能； （4）物块与木板上表面产生的热量范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第二学期高一月考（一） 物理试题 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30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，选对的得3分，选错的得0分） 1. 以下物理量为矢量，且单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（　　） A. 功、J B. 功率、 C. 力、 D. 电场强度、 【答案】D 【解析】 【详解】A．功是标量，其单位焦耳（J）的国际单位制中的基本单位表示为，但功为标量，故A不符合题意； B．功率是标量，其单位用基本单位表示为，但功率为标量，故B不符合题意； C．力是矢量，但其单位牛顿（N）的基本单位应为，而选项C的单位为，单位错误，故C错误； D．电场强度是矢量，根据，力的单位为，电荷单位库仑为，因此电场强度的单位为，与选项D一致，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，某同学将一纸飞机以某一水平初速度抛出，经过一段时间的平稳滑翔，落在地面上。已知纸飞机由手抛出时的高度约为，那么纸飞机的落地时间可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】若不计空气阻力，则竖直方向有 可得 由于纸飞机空中飞行时，空气阻力不能忽略，则纸飞机的实际落地时间应大于，可能为。 故选D。 3. 关于生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车减速通过凹形桥最低点，此时汽车所受合外力指向圆心点 B. 图乙中汽车转弯时发生侧滑，是汽车所受离心力小于向心力的结果 C. 图丙中餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动，使物品随着水平玻璃转盘一起转动，则放置位置距离圆心越远，越容易发生相对滑动 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、点所在平面先后做匀速圆周运动，在、两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球的周期大小也相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中汽车减速通过凹形桥最低点，则汽车除受竖直方向的重力和支持力外，还受与运动方向相反（最低点切线方向）的阻力，合外力不指向圆心点，故A错误； B．图乙中汽车转弯时发生侧滑，是汽车所受侧向最大静摩擦力不足以提供汽车做圆周运动的向心力的结果，故B错误； C．图丙中物品随着水平玻璃转盘一起转动，静摩擦力提供向心力，放置位置距离圆心越远，所需要的向心力越大，则更容易到达最大静摩擦力，发生相对滑动，故C正确； D．丁图中同一小球在A、B两点，支持力的竖直分量要与重力平衡，因在同一斜面上，故支持力大小相等，且其水平分量大小也相等。支持力的水平分量提供小球做圆周运动的向心力，因在A点圆周运动半径更大，由知周期越大，故D错误。 故选C 。 4. 如图所示，在带正电的带电体C附近，把原来不带电的绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动，接着再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下列说法正确的是（　　） A. 小电动机一直转动下去，不会消耗A、B、C和小电动机系统以外的能量 B. A、B相接触放在C附近时，A的电势高于B的电势 C. A、B相接触放在C附近时，感应电荷在A内部中心点的场强大于B内部中心点的场强 D. 若先将C移开，再将A、B接触两接线柱，小电动机也能转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功，把机械能转化为电能，再把电能通过电动机转化为机械能，则小电动机一直转动下去，会消耗A、B、C和小电动机系统以外的能量，故A错误； B．A、B相接触放在C附近时，A和B组成的整体是一个等势体，则A的电势等于B的电势，故B错误； C．根据静电平衡原理，可知A、B相接触放在C附近时，AB内部场强均为零，即感应电荷产生的电场强度与C产生的电场强度大小相等，方向相反；根据点电荷产生的电场强度决定式 因A离C的距离较小，故C在A内部中心点产生的电场强度大于在B内部中心点产生的电场强度， 故感应电荷在A内部中心点的电场强度大于B内部中心点的电场强度，故C正确； D．若先将C移开，则A、B都不带电，再将A、B接触两接线柱，小电动机不能转动，故D错误。 故选C。 5. 范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 电刷E和电刷F与传送带间都发生了感应起电 B. 由于感应起电，最终电刷F上将集聚大量负电荷 C. 最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面 D. 该静电加速器可以无限制的提高球壳和大地间的电压 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由于电刷E是金属针状的，故正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电，故A错误； BC．当正电荷到达电刷F附近时，F上被感应出异号电荷，又由于尖端放电，F上的负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送带失去正电荷，而F上剩下了正电荷，由于导体带电电荷只能存在于外表面，所以F上正电荷立即传到金属壳外表面。故B错误，C正确； D．由于电晕放电、局部尖端放电和漏电等实际现象，球壳和大地间的电压不能无限制的提高。故D错误 故选C。 6. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，其间为真空，极板带电量始终为。不计边缘效应，极板内的电场分布与无穷大导体板相同。下列说法正确的是（　　） A. 两极板之间的相互作用力大小为 B. 仅拉大极板间距，两极板之间的相互作用力大小不变 C. 仅减小两极板的正对面积，两极板之间的相互作用力大小减小 D. 仅减小两极板的正对面积，两极板之间的相互作用力大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题知，单个极板在真空中激发电场的场强大小为 两极板之间的相互作用力大小为 联立解得，故A错误； B．根据 可知仅拉大极板间距，两极板之间的相互作用力大小不变，故B正确； CD．两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量为 可知减小两极板的正对面积，则增大，根据 可知两极板之间的相互作用力大小变大，故CD错误。 故选B。 7. 神舟二十一号任务预计将于2025年下半年发射，执行中国空间站乘组轮换任务，中国空间站已进入常态化运营阶段，每年执行1-2次载人飞行任务。如图，1、2、3、4、5为地球上发射的卫星轨道，轨道1为近地轨道，地球的半径为，轨道3是一端近地的椭圆轨道，轨道4卫星的发射速度是，轨道5卫星的发射速度是，下列说法错误的是（　　） A. 轨道1卫星运行周期约，向心加速度大小约为 B. 轨道3卫星在近地点的速度必大于 C. 轨道4卫星的发射速度，可以使卫星克服地球引力，永远离开地球 D. 轨道5卫星可以脱离太阳系 【答案】A 【解析】 【详解】A．轨道1为近地轨道，近地卫星运行周期约85分钟，不过向心加速度大小约为9.8m/s2（近似等于地球表面重力加速度），故A错误，符合题意； B．7.9km/s是第一宇宙速度，是近地圆轨道的环绕速度，轨道3是一端近地的椭圆轨道，卫星在近地点要做离心运动，所以速度必大于7.9km/s，故B正确，不符合题意； C．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度，轨道4卫星发射速度是11.2km/s，能使卫星脱离地球引力，永远离开地球，故C正确，不符合题意； D．16.7km/s是第三宇宙速度，是卫星脱离太阳系的最小发射速度，轨道5卫星发射速度是16.7km/s，可以脱离太阳系，故D正确，不符合题意。 故选A。 8. 如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从点移动到点，再沿连线从点移动到点，则（　　） A. 从到再到的过程中，电场力先变大再变小 B. 点的电势高于点的电势 C. 从到的过程中，试探电荷的电势能不变 D. 从到的过程中，电场力对试探电荷做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示 和大小相等，中垂线上某点场强为 越靠近点，角度越大，越小，故场强越大。 根据 可知从到过程中，电场力先变大。 连线上某点场强为 整理得 越靠近电荷，越大，场强越大，故再到的过程中，电场力继续变大。 故从到再到的过程中，电场力一直增大，故A错误； BC．电势叠加遵循代数法则，根据 可知中垂线上的点的电势均为0，故点的电势和点的电势相等，从到的过程中，根据 可知试探电荷的电势能不变。 故B错误，C正确； D．从到的过程中，负试探电荷受电场力的方向与位移同向，故电场力对试探电荷做正功，故D错误。 故选C。 9. 一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板（半径分别为R和R+d）和探测器组成，其横截面如图甲所示，点O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为r1、r2（R<r1<r2<R+d）；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射，轨迹如图乙中虚线所示。则（　　） A. 粒子3入射时的动能比它出射时的大 B. 粒子4入射时的动能比它出射时的小 C. 粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能 D. 粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子3运动过程中所受电场力与速度方向成锐角，故电场力做正功，动能增大，故粒子3入射时的动能比它出射时的小，故A错误； B．粒子4运动过程中所受电场力与速度方向成钝角，故电场力做负功，动能减小，故粒子4入射时的动能比它出射时的大，故B错误； C．设（其中k为比例系数） 根据电场力提供向心力有 又 联立得 因q相同，故粒子1入射时的动能等于粒子2入射时的动能，故C错误； D．若粒子1与粒子3均做匀速圆周运动，则动能相等，而实际情况是，粒子1做匀速圆周运动，电场力恰好提供向心力，粒子3做近心运动，电场力大于所需向心力，故粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能，故D正确。 故选D。 10. 多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子比荷的新型实验仪器，其基本原理如图所示。从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管（无场区域）构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。当离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。不计离子重力，已知比荷为k0的离子总飞行时间为t0，待测离子的总飞行时间为t1，两种离子在质量分析器中反射相同次数，则待测离子比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设离子经加速电场后的速度大小为v，有 离子在漂移管中做匀速直线运动，设反射区的电场强度为E，离子能进入反射区的最大距离为x，根据动能定理，有 qU-qEx=0 解得 离子在加速电场中运动和反射区电场中每次单向运动均为匀变速直线运动，平均速度大小均相等，设其为，有 易知，离子在反射区的电场中运动路程是与离子本身无关的，所以不同离子在电场区运动的总路程相等，设为L1，在无场区的总路程设为L2，根据题目条件可知，离子在无场区速 度大小恒为v，设离子的总飞行时间为t，有 联立，解得 依题意，有 联立，解得 故选A。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分．有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，牛顿运用了实验和逻辑推理相结合的方法研究了物体下落规律 B. 如图乙所示，库仑用扭秤实验验证了库仑定律，运用了放大法 C. 如图丙所示，飞机机翼上有多条“尖针”装置，其目的是通过尖端放电的方式导走飞机表面的净电荷 D. 如图丁所示，维修高压线路的电工穿绝缘衣比金属衣更安全 【答案】BC 【解析】 【详解】A．研究物体下落规律，运用实验和逻辑推理相结合方法的是伽利略，不是牛顿，故A错误； B．库仑用扭秤实验验证库仑定律时，利用扭秤的微小转动，将微弱的库仑力作用效果放大，运用了放大法，故B正确； C．飞机机翼上的“尖针”装置，是利用尖端放电原理，导走飞机表面因摩擦等产生的净电荷，避免电荷积累产生危害，故C正确； D．维修高压线路的电工穿金属衣起到静电屏蔽作用，能屏蔽高压线周围的电场，所以比绝缘衣更安全，故D错误。 故选BC。 12. 酒店送餐机器人，在酒店内自主导航将物品配送到指定房间。已知机器人的质量为80kg，机器人在瓷砖路面上由静止以恒定加速度运行1s，之后保持输出功率恒定做直线运动，某一时刻走到了酒店的地毯上继续前行。机器人内置速度测量仪，可记录机器人运动的v-t图像如图所示，，则（　　） A. 送餐机器人的输出功率为40W B. 送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为40N C. 送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为省电 D. 送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为4.375m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．机器人1s末的速度为 机器人做匀加速直线运动的加速度为 设机器人在瓷砖路面上运动时的阻力为f1，机器人做匀加速直线运动的牵引力为F。 根据牛顿第二定律得 根据图像得，机器人在瓷砖路面上的最大速度为 设机器人的输出功率为P，则， 解得，，，A正确； B．送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为，B错误； C．机器人在瓷砖路面上运动1m所消耗的电能为 机器人在地毯上运动1m所消耗的电能为 送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为费电，C错误； D．设送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为L。 根据动能定理得 解得，D正确。 故选AD。 13. 如图甲所示，一倾角的粗糙斜面顶端安装一轻质定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，一端沿斜面方向连接质量为的物块1，另一端悬挂质量为的物块2。现使物块1在斜面上静止释放，以释放点为坐标原点，以物块的运动方向为正方向建立轴。物块1的机械能与的关系如图乙所示。已知物块落地后不反弹，粗糙斜面的动摩擦因数，取。下列说法正确的是（　　） A. 至阶段，合外力对做的功等于其机械能的变化量 B. 物块1的质量为 C. 物块2的质量为 D. 至阶段，物块1的加速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据动能定理，至阶段，合外力对做的功等于其动能的变化量，故A错误； B．由图乙可知，至阶段，轻绳对物块1的拉力为0，摩擦力对物块1做负功使其机械能减小，则 解得，故B正确； CD．至阶段，设轻绳拉力为T，对物块1有 解得 对物块1受力分析有 对物块2受力分析有 解得，，故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率）、铁架台、天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来：________ ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小________m/s：若用天平测得重物质量为，则可计算0点到7点重物减小的重力势能________J；（计算结果都保留3位有效数字） （3）实验中，大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，但某同学提交的结论显示，重锤的动能增加量大于重锤的重力势能减少量，出现这一问题的原因可能是________ A. 电源电压偏低 B. 重锤的质量测量偏小 C. 交流电源的实际频率不等于 D. 重锤下落受到的阻力较小 【答案】（1）①④⑤⑥ （2） ①. 1.67##1.68##1.69##1.70##1.71##1.72##1.73 ②. 0.428##0.429##0.430##0.431 （3）C 【解析】 【小问1详解】 ①实验时应先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放纸带，这样才能保证纸带开头有足够多的点，便于后续数据处理，该步骤正确。 ②若先释放纸带再接通电源，纸带开头部分的点会缺失，导致无法准确测量初始位置的运动情况，该步骤错误。 ③验证机械能守恒定律的表达式为 可知两边的m可以约掉，所以不需要用天平称量重锤的质量，该步骤错误。 ④将纸带固定在重锤上并穿过打点计时器限位孔，用手捏住纸带上端，这是正确的安装操作，该步骤正确。 ⑤在纸带上选取一段，测量各点到起点的距离，进而计算重力势能的减少量和动能的增加量，该步骤正确。 ⑥实验结束后关闭电源，取下纸带，这是正确的操作步骤，该步骤正确。 综合可知实验必需且正确的是①④⑤⑥。 【小问2详解】 [1]打7点时，重物的速度大小 [2]0点到7点重物减小的重力势能 【小问3详解】 A．电源电压偏低，只会影响打点计时器的打点清晰度，不会影响重力势能和动能的计算，所以不会导致动能增加量大于重力势能减少量，故A错误； B．由机械能守恒定律 可知两边m约掉，重锤质量测量偏小，不会引起该误差，故B错误； C．交流电源的实际频率不等于50Hz，若实际频率小于50Hz，则计算时所用的周期偏小，则会导致速度v偏大，从而动能增加量大于重力势能减少量，故C正确； D．重锤下落受到的阻力较小，会使重力势能减少量略大于动能增加量，而不是动能增加量大于重力势能减少量，故D错误。 故选C。 15. 某两位同学为了探究平抛运动的规律，分别选用两种不同的实验装置： （1）冰冰同学利用图甲装置进行实验，用小锤击打弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过________（填“眼睛看”或“耳朵听”）方式比较它们落地时刻的先后更加合适。 （2）小裴同学利用图乙中装置进行实验，从斜槽上合适位置释放钢球，钢球落到挡板上后，会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。为了减小实验误差，下列说法正确的是（　　） A. 实验中应使斜槽轨道尽量光滑 B. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置以不同速度释放 C. 为了使小球离开斜槽后能做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平 D. 用平滑曲线把所有的点连接起来 【答案】（1）耳朵听 （2）C 【解析】 【小问1详解】 在图甲实验中，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。因为两个球落地时发出的声音是同时的，所以通过“耳朵听”方式比较它们落地时刻的先后更加合适，这样能更准确地判断两球是否同时落地。 【小问2详解】 A．斜槽轨道是否光滑对实验影响不大，只要每次小球从同一位置由静止释放，就能保证小球到达斜槽末端时的速度相同，故A错误； B．为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放，这样才能保证初速度相同，而不是以不同速度释放，故B错误； C．为了使小球离开斜槽后能做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平，这样小球的初速度才是水平方向，故C正确； D．在记录小球位置后，应用平滑曲线把尽可能多的点连接起来，而不是所有的点（因为可能存在误差较大的点），故D错误。 故选C。 16. 小明同学用如图甲所示电路图观察电容器充、放电现象，将电键扳至1位置，电流表指针由中央0刻度迅速打到一侧，然后逐渐减小，电压表示数逐渐增大。在电压表示数稳定在时，电流表的示数恒定并没有减小为零。 （1）请分析电流表示数不为零的原因（　　） A. 电源继续在给电容器充电 B. 电压表并非理想电表，电阻不是无穷大 C. 电流表并非理想电表，电阻不是零 （2）在不增减实验仪器的前提下，改变电压表的位置，使电流表示数能减小为零。请在图乙方框中的实验电路图中补画上电压表_______。 （3）采用新的电路图方案，充电电流随时间变化图线如图丙所示，从图中信息可以得到，电容器充满电时，电容存储的电荷量大小约为________C（保留2位有效数字）。 【答案】（1）B （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电容器稳定后为断路，所以电流表示数不为零是因为电压表并非理想电表，电阻不是无穷大，与电源电流表形成回路。 故选B。 【小问2详解】 将电流表和电容器直接串联，不通过电压表即可 【小问3详解】 I-t图像与坐标轴围成的面积的物理意义为这段时间内通过电路某截面的电荷量，由图像知所围面积为 17. 密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压U时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数k已知，取重力加速度为g。求： （1）判断该带电油滴带什么电； （2）油滴的质量； （3）求该油滴所带电荷量q。 【答案】（1）带负电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）两板间加电压时带电油滴向上运动，说明电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电。 （2）不加电压时，根据平衡条件有 解得 （3）在极板间加上电压，极板间的电场强度为 油滴向上匀速运动，根据平衡条件有 解得 18. 如图实验装置由斜面轨道，竖直圆轨道（圆心为点），水平直轨道连接而成，斜面轨道与竖直圆轨道相切于点，竖直圆轨道在最低点略微错开并与水平直轨道相接，各段轨道均平滑连接。小钢球从斜面轨道上静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动。小钢球可视为质点，重力加速度取，不计一切摩擦与空气阻力。求： （1）若小钢球恰能通过轨道的最高点，在点的速度； （2）若小钢球不会脱离轨道，则的取值范围； （3）若小钢球从斜面轨道处静止释放，则将在距离地面多高处脱离轨道。 【答案】（1） （2）或 （3） 【解析】 【小问1详解】 若小钢球恰能通过轨道的最高点e，则小钢球在e点时，重力恰好提供向心力 代入数据，解得 【小问2详解】 恰好到达最高点 解得 代入数据得 恰好到达圆心等高处 得 代入数据得 所以，h的取值范围为或。 【小问3详解】 设小球脱离轨道点与圆心连线和水平夹角为，小钢球脱离轨道时，根据牛顿第二定律 根据动能定理 小钢球到地面的距离为 代入数据得 19. 在粒子物理学的研究中，经常用电场来控制或者改变粒子的运动。如图为一控制粒子运动的实验仪器，整个装置处于真空环境中，一离子源能够源源不断地发射质量为、电荷量为的正离子。离子从离子源出射时的初动能忽略不计，该离子经过电压为的加速电场加速后，随后进入辐向电场，辐向电场只在以为圆心的四分之一圆弧的管道内存在，且到距离相等的点，辐向电场大小相等，方向指向圆心。离子进入辐向电场后，恰好能够绕点做半径为的匀速圆周运动。离子离开辐向电场后，随后经点进入偏转电场。其中点位于极板、的中线上，板电势高于板电势。极板、长度均为，间距也为，离子刚进入偏转电场时的速度与电场方向垂直。随后离子离开偏转电场，做匀速直线运动，打在荧光屏上。荧光屏与极板、平行，长度为。荧光屏到极板、中线的距离为。极板、间的电压可调，可使离子打在荧光屏的不同位置。整个运动过程中，离子重力不计，不考虑离子间的相互作用，不计其它阻力，题中三种电场不会互相影响。 （1）求离子刚离开加速电场时的速度大小； （2）求离子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小； （3）某次实验时，调节极板、间的电压，离子恰好能够飞出偏转电场，并打在荧光屏最左端点处，求荧光屏最左端到极板最右端的水平距离； （4）在第（3）问的基础上，调节极板、间的电压为，离子飞出偏转电场后，打在荧光屏最右端点处，求的大小。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据 解得 【小问2详解】 根据 解得 【小问3详解】 离子飞出偏转电场时，速度方向反向延长过水平位移的中点，由题中所给条件以及相似三角形可知 解得 【小问4详解】 离子飞出偏转电场时，速度方向反向延长过水平位移的中点，设偏转距离为，由题中所给条件以及相似三角形可知 解得 由竖直方向，， 水平方向 解得 所以 20. 如图所示，光滑水平轨道上有一弹簧，弹簧左端固定，右端连接一质量的物块（可视为质点），开始时将弹簧右端压缩至点并锁定，物块与弹簧不粘连，此时弹簧储存的弹性势能。随后解除锁定，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，物块从点飞出做平抛运动，恰好在点沿方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角，动摩擦因数，传送带的转动方向为顺时针方向，速度大小。物块在传送带上运动了后进入粗糙水平轨道。传送带与平滑连接，物块在处损失的动能可忽略不计。水平轨道的动摩擦因数，长度。之后，物块滑到原本静止在水平轨道FG的木板上，带动木板向右运动。木板上表面与相平，初始时木板的左端与对齐。已知木板的质量为，物块与木板上表面动摩擦因数，下表面与地面动摩擦因数为（未知），且木板足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计其它摩擦和空气阻力，重力加速度取。已知，求： （1）物块刚到达传送带点时的速度大小； （2）物块在传送带上运动的位移大小； （3）传送带因为运送物块，电动机多消耗的电能； （4）物块与木板上表面产生的热量范围。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据能量守恒 解得 物块从B点到C点做平抛运动，则 解得 【小问2详解】 物块进入传送带以后，受到沿斜面向下的摩擦力，物块加速运动，根据牛顿第二定律 解得 假设物块加速至与传送带速度相同时，所需时间为，则 解得 所以物块还未加速至与传送带共速，就离开传送带，设离开传送带时速度大小，则 解得 物块在传送带上位移大小 【小问3详解】 传送带的位移大小 传送带受到沿斜面向上的滑动摩擦力 电动机多消耗的电能用于克服摩擦力做功， 【小问4详解】 滑块能带动木板向右运动 解得 物块与木板到达共速时 物块与木板上表面产生的热量 代入数据得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $