精品解析：山东泰安市新泰市第一中学北校2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题

新泰一中北校高一下学期期中考试 物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。 1. 关于电势，下列说法正确的是（　　） A. 电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B. 电场中某点的电势与零电势点的选取无关 C. 由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D. 某电荷在电场中A、B两点电势能关系EpA>EpB，则可知φA>φB 2. 如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 力做功大小为 B. 力做功大小为 C. 力的功率先增大后减小 D. 克服重力做功的功率先增大后减小 3. 如图所示，A、B、C、D为匀强电场中一个长方形的四个顶点，E、F分别为AB、CD的中点，AD边长度为10cm，AB边长度为15cm。已知A、B、D三点的电势分别为9.0V、3.0V、12.0V，长方形所在平面与电场线平行，则（　　） A. C点的电势为零 B. 电场沿AF方向 C. 电场强度大小为50V/m D. 电场强度大小为40V/m 4. 如图所示，A、B是两个带电荷量相等的异种点电荷，A带正电，B带负电，O′O为两点电荷连线的垂直平分线，P点是垂足，若从P点以大小为v0的初速度发射一个质子，则 A. 若质子初速度方向由P指向A，则质子在接近A点的过程中速度越来越大 B. 若质子初速度方向由P指向B，则质子在接近B点的过程中加速度越来越大 C. 若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的大小不变 D. 若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的方向不变 5. 空间中a、b、c、d四点位于正四面体的四个顶点，m、n两点分别ab是和cd的中点。在a、b两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确的是（　　） A. m、n两点的电势相等 B. c、d两点的电场强度相同 C. 带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能减小 D. 带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加 6. 汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，时刻进入另一足够长的倾斜路面，如图，若保持功率P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。假设汽车运动过程中阻力（不包含重力沿斜面的分力）大小保持不变，下列图像中能正确表示该汽车运动过程速率v随时间t变化的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图甲所示为一种反向蹦极，其原理简化为图乙所示的过程。弹性轻绳上端固定在O点，下端固定在体验者的身上，工作人员通过机械装置将人竖直下拉，之后再将体验者由静止释放，体验者从a点被竖直向上弹起，在b点速度最大，经b点上升到最高点c。忽略空气阻力、则（　　） A. 体验者向上运动过程中先失重后超重 B. 体验者从a到c运动过程中机械能守恒 C. 从a到c运动过程中，绳的弹性势能和体验者的重力势能之和先减小后增大 D. 从a到c运动过程中，绳的弹性势能和体验者的动能之和一直增大 8. 如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角，一带正电小球经过等势面A上的点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的点时速度恰好为零，已知小球质量为，带电量，ad间的距离为，重力加速度，，，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场强度大小为7.5N/C B. 小球在a点的速度大小为1.5m/s C. A和B两等势面的电势差 D. 若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线 二、多项选择题：每小题4分，共16分。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，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 10. 从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关。下列有关电学知识的相关说法错误的是（　　） A. 甲图中工作人员在超高压带电作业时，身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽现象 B. 乙图中的避雷针是应用尖端放电避免雷击的一种设施 C. 丙图为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是应用了感应起电现象 D. 丁图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被吸的金属件与油漆雾滴带异种电荷 11. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（　　） A. 带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度大 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. 带电质点在P点的动能大于在Q点的动能 D. 三个等势面中，c的电势最高 12. 如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且。在小球从M点运动到N点的过程中（ ） A. 弹力对小球先做正功后做负功 B. 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C. 弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 为探究影响电荷间相互作用力的因素，某同学做了如下实验，是一个电荷量为的带正电物体，把系在绝缘丝线上的带正电的小球先后挂在、、等位置，小球所带电荷最为。 （1）为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，下列方法最好的是________。 A. 比较小球抬起的高度 B. 比较小球往右偏移的距离 C. 比较丝线偏离竖直方向的角度 D. 比较丝线的长度 （2）使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上述操作所采用的物理方法是________。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 类比法 （3）通过上述操作可以得出结论________。 A. 当、不变时，距离越大，静电力越小；当、距离不变时，越大，静电力越大 B. 当、不变时，距离越大，静电力越大；当、距离不变时，越大，静电力越大 C. 当、不变时，距离越大，静电力越小；当、距离不变时，越大，静电力越小 D. 当、不变时，距离越大，静电力越大；当、距离不变时，越大，静电力越小 14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连。遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。 （1）滑块通过点的瞬时速度可表示为_____； （2）某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为_____，系统的重力势能减少量可表示为_____，在误差允许的范围内，两者相等，则可认为系统的机械能守恒。 （3）在上述实验方法中，某同学改变、间的距离，得到滑块到点时对应的速度，作出的图像如图2所示，并测得，则重力加速度_____。 15. 如图所示，在匀强电场中直角三角形ABC的边长，，将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。求： （1）A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差； （2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）计算电场强度的大小。 16. 如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m=50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小vA=10m/s，圆弧轨道的半径R=4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度， ，。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求： （1）运动员从P点到A点运动过程所用时间t； （2）运动员在B点时的动能； （3）在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。 17. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径，电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为，与水平轨道间的动摩擦因数，滑块从水平轨道上某处由静止释放，小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取，求： （1）滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离 （2）滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小 （3）小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。 18. 如图所示，半径为的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点和圆心的连线与水平方向夹角。另一个端点为轨道的最低点。点右侧的水平地面上紧挨着静止放置一足够长的木板，木板质量，上表面与点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道，从运动到的过程中物块克服摩擦力做功。已知物块和木板间的动摩擦因数，木板与水平地面之间的动摩擦因数，求： （1）物块在点时重力的瞬时功率； （2）物块在经过点时，圆弧轨道对物块的支持力大小； （3）经过足够长时间，系统产生的摩擦热为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰一中北校高一下学期期中考试 物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。 1. 关于电势，下列说法正确的是（　　） A. 电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B. 电场中某点的电势与零电势点的选取无关 C. 由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D. 某电荷在电场中A、B两点电势能关系EpA>EpB，则可知φA>φB 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功，故A正确； B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关，故B错误； C．取无限远处的电势为“零电势”，对于电场中不同处的两点，相对“零电势”越大，则该点的电势越高；反之，相对“零电势”越小，则该点的电势越低，故C错误； D．若是一个负电荷在电场中A、B两点电势能关系，则他们的电势关系为，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 力做功大小为 B. 力做功大小为 C. 力的功率先增大后减小 D. 克服重力做功的功率先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于力F方向始终沿圆弧切线，且大小恒为mg ，根据变力做功的计算方法，这里可以用微元法。把圆弧分成很多小段，每一小段上力F做的功（是每一小段的弧长） 则力F做功的大小 故A错误，B正确； C．从A到B过程，F始终大于重力沿切线方向的分力，所以物体一直在做加速运动，速度一直在增大，根据（F与v始终夹角为） 可知F的功率一直在增大，故C错误； D．设重力方向与速度方向夹角，题图可知，对于该运动过程，从增大到，则克服重力做功的功率 可知一直在增大，v也在增大，故克服重力做功的功率一直增大，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，A、B、C、D为匀强电场中一个长方形的四个顶点，E、F分别为AB、CD的中点，AD边长度为10cm，AB边长度为15cm。已知A、B、D三点的电势分别为9.0V、3.0V、12.0V，长方形所在平面与电场线平行，则（　　） A. C点的电势为零 B. 电场沿AF方向 C. 电场强度大小为50V/m D. 电场强度大小为40V/m 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀强电场的等势线是等间距的平行直线，根据几何关系知C点的电势不为零，选项A错误； B．根据电场线与等势线垂直，知电场线沿垂直于AF方向，选项B错误； CD．根据几何关系可知AF长为12.5cm，AG长度为6cm，则电场强度 选项C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，A、B是两个带电荷量相等的异种点电荷，A带正电，B带负电，O′O为两点电荷连线的垂直平分线，P点是垂足，若从P点以大小为v0的初速度发射一个质子，则 A. 若质子初速度方向由P指向A，则质子在接近A点的过程中速度越来越大 B. 若质子初速度方向由P指向B，则质子在接近B点的过程中加速度越来越大 C. 若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的大小不变 D. 若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的方向不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．若质子初速度方向由P指向A，当质子在接近A点的过程中，根据正负电荷的电场强度合成可知，电场强度越来越大，则电场力也越来越大，所以加速度也越来越大，因加速度与速度反向，则速度越来越小；故A错误； B．若质子初速度方向由P指向B，根据正负电荷的电场强度合成可知，当质子在接近B点的过程中，电场强度越来越大，则电场力也越来越大，所以加速度也越来越大，但速度与加速度同向，则速度越来越大，故B正确； CD．若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中，因初速度方向与电场力不共线，则做曲线运动，导致电场力大小与方向均发生变化，所以加速度大小与方向也发生变化，故CD错误。 故选B。 5. 空间中a、b、c、d四点位于正四面体的四个顶点，m、n两点分别ab是和cd的中点。在a、b两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确的是（　　） A. m、n两点的电势相等 B. c、d两点的电场强度相同 C. 带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能减小 D. 带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，等量同种电荷的等势面分布图，如图所示 由沿电场线方向，电势逐渐降低可知，离两个点电荷的距离越远电势越低，由于点离两个点电荷的距离大于点离两个点电荷的距离，则有 故A错误； BD．c、d两点离两个点电荷的距离相等，由对称性可知，c、d两点电势相等，电场强度的大小相等，但方向不同，由于点离两个点电荷的距离小于c、d两点离两个点电荷的距离，则有 由可知，带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加，故B错误，D正确； C．由于c点离两个点电荷的距离大于点离两个点电荷的距离，则有 则带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能增加，故C错误。 故选D。 6. 汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，时刻进入另一足够长的倾斜路面，如图，若保持功率P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。假设汽车运动过程中阻力（不包含重力沿斜面的分力）大小保持不变，下列图像中能正确表示该汽车运动过程速率v随时间t变化的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】匀速行驶时 P=F0v0 此时阻力等于牵引力 f=F0 若时刻进入另一足够长的倾斜路面，由于多了一与速度方向相反的重力下滑分力，汽车开始做减速运动，功率不变，根据P=Fv可知，牵引力会增加。 在斜面上，以沿斜面向下为正方向，根据牛顿第二定律有 则该过程是加速度减小的减速运动。当加速度再次为零时，有 根据P=Fv可知，此时速度小于。 故选A。 7. 如图甲所示为一种反向蹦极，其原理简化为图乙所示的过程。弹性轻绳上端固定在O点，下端固定在体验者的身上，工作人员通过机械装置将人竖直下拉，之后再将体验者由静止释放，体验者从a点被竖直向上弹起，在b点速度最大，经b点上升到最高点c。忽略空气阻力、则（　　） A. 体验者向上运动过程中先失重后超重 B. 体验者从a到c运动过程中机械能守恒 C. 从a到c运动过程中，绳的弹性势能和体验者的重力势能之和先减小后增大 D. 从a到c运动过程中，绳的弹性势能和体验者的动能之和一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．体验者向上运动过程中先超重后失重，故A错误； B．从a到c运动过程中体验者和弹性绳组成的系统机械能守恒，体验者机械能不守恒，故B错误； C．从a到c运动过程中，体验者的动能先增大后减小，绳的弹性势能和体验者的重力势能之和先减小后增大，故C正确； D．从a到c运动过程中，体验者的重力势能一直增大，绳的弹性势能和体验者的动能之和一直减小，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角，一带正电小球经过等势面A上的点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的点时速度恰好为零，已知小球质量为，带电量，ad间的距离为，重力加速度，，，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场强度大小为7.5N/C B. 小球在a点的速度大小为1.5m/s C. A和B两等势面的电势差 D. 若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据小球的受力图，有 解得 选项A错误； B．小球在运动过程的加速度满足 解得 根据 解得 选项B正确； C．粒子在运动过程中，重力不做功，故 解得 选项C错误； D．若小球从点水平射入，小球受到的电场力方向水平向左，小球做加速直线运动，选项D错误。 故选B。 二、多项选择题：每小题4分，共16分。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，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．摆球下落过程中，竖直方向速度先增大后减小，故重力做功的功率先增大后减小，故A正确，B错误； CD．空气阻力大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力做功为，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关。下列有关电学知识的相关说法错误的是（　　） A. 甲图中工作人员在超高压带电作业时，身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽现象 B. 乙图中的避雷针是应用尖端放电避免雷击的一种设施 C. 丙图为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是应用了感应起电现象 D. 丁图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被吸的金属件与油漆雾滴带异种电荷 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理，故A正确； B．图乙中的避雷针是应用尖端放电吸引雷击，从而避免附近的建筑物遭受雷击的一种设施，故B错误； C．图丙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是应用了接触起电现象，故C错误； D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷，从而产生引力，故D正确。 本题选错误的，故选BC。 11. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（　　） A. 带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度大 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. 带电质点在P点的动能大于在Q点的动能 D. 三个等势面中，c的电势最高 【答案】AD 【解析】 【详解】A．等差等势面P处密，P处电场强度大，电场力大，加速度大。故A正确； BCD．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电荷所受的电场力应向下，所以电场线向上。故c等势面的电势最高。利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大。负电荷的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，P点电势能大则动能小。故BC错误，D正确。 故选AD。 12. 如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且。在小球从M点运动到N点的过程中（ ） A. 弹力对小球先做正功后做负功 B. 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C. 弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且，可知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则在小球从M点运动到N点的过程中，弹簧的弹性势能先增大，后减小再增大；弹簧的弹力对小球先做负功，后做正功再做负功，故A错误； B．当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，小球受到的合力为重力，小球的加速度为重力加速度；当弹簧恢复到原长时，小球只受重力作用，小球的加速度为重力加速度；故有两个时刻小球的加速度等于重力加速度，故B正确； C．弹簧长度最短时，即弹簧处于水平方向，此时弹簧弹力与速度方向垂直，则弹力对小球做功的功率为零，故C正确； D．由于M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，可知M和N两点处弹簧的压缩量等于伸长量，M和N两点处弹簧的弹性势能相等，根据系统机械能守恒可知，小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 为探究影响电荷间相互作用力的因素，某同学做了如下实验，是一个电荷量为的带正电物体，把系在绝缘丝线上的带正电的小球先后挂在、、等位置，小球所带电荷最为。 （1）为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，下列方法最好的是________。 A. 比较小球抬起的高度 B. 比较小球往右偏移的距离 C. 比较丝线偏离竖直方向的角度 D. 比较丝线的长度 （2）使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上述操作所采用的物理方法是________。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 类比法 （3）通过上述操作可以得出结论________。 A. 当、不变时，距离越大，静电力越小；当、距离不变时，越大，静电力越大 B. 当、不变时，距离越大，静电力越大；当、距离不变时，越大，静电力越大 C. 当、不变时，距离越大，静电力越小；当、距离不变时，越大，静电力越小 D. 当、不变时，距离越大，静电力越大；当、距离不变时，越大，静电力越小 【答案】（1）C （2）B （3）A 【解析】 【小问1详解】 当小球平衡时满足 F=mgtanθ 即为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，方法最好的是比较丝线偏离竖直方向的角度；故选C。 【小问2详解】 先使小球系于不同位置，改变两球之间的距离，比较小球所受作用力的大小。然后使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上述操作所采用的物理方法是控制变量法；故选B。 【小问3详解】 通过上述操作可以得出结论：当Q1、Q2不变时，距离r越大，静电力F越小；当Q1、Q2距离r不变时，Q2越大，静电力F越大；故选A。 14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连。遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。 （1）滑块通过点的瞬时速度可表示为_____； （2）某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为_____，系统的重力势能减少量可表示为_____，在误差允许的范围内，两者相等，则可认为系统的机械能守恒。 （3）在上述实验方法中，某同学改变、间的距离，得到滑块到点时对应的速度，作出的图像如图2所示，并测得，则重力加速度_____。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）9.6 【解析】 【小问1详解】 将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，滑块通过点的瞬时速度 【小问2详解】 [1]系统动能的增加量 [2]系统重力势能的减小量 【小问3详解】 根据系统机械能守恒 则 图线的斜率 解得 15. 如图所示，在匀强电场中直角三角形ABC的边长，，将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。求： （1）A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差； （2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）计算电场强度的大小。 【答案】（1）； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 负电荷从A点移到B点，克服静电力做功，由 同理，从B点移到C点，静电力做正功，则 【小问2详解】 由电势差与电势的关系 将，代入可得 同理 【小问3详解】 将（2）问中的条件代入，因,，，故AB连线的中点D的电势为2V，即CD为2V的等势线，由于电场线垂直于等势面由高电势指向低电势，即电场强度的方向为过B点与CD的垂线，即由M指向B，由几何关系可知 则电场强度 16. 如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m=50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小vA=10m/s，圆弧轨道的半径R=4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度， ，。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求： （1）运动员从P点到A点运动过程所用时间t； （2）运动员在B点时的动能； （3）在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。 【答案】（1）0.6s （2）2800J （3）-100J 【解析】 【小问1详解】 由于运动员从P到A的运动过程为平抛运动，且vA=10m/s，故运动员在A点竖直方向速度 解得 【小问2详解】 在B点由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律可知 运动员在B点的动能 解得 【小问3详解】 运动员从A到B过程，由动能定理得 解得 所以在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功为-100J。 17. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径，电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为，与水平轨道间的动摩擦因数，滑块从水平轨道上某处由静止释放，小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取，求： （1）滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离 （2）滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小 （3）小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。 【答案】（1） （2），方向水平向左 （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块在C点时，重力提供向心力，有 代入题中数据，解得 整个过程，由动能定理得 解得 【小问2详解】 滑块从初位置到达P点，由动能定理得 滑块到达P点时轨道对滑块的弹力和电场力的合力提供向心力，有 联立解得 由牛顿第三定律，P点时滑块对轨道压力大小为 方向水平向左。 【小问3详解】 滑块经C点后，竖直方向做自由落体运动 滑块水平方向做匀减速运动，则有， 联立解得 18. 如图所示，半径为的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点和圆心的连线与水平方向夹角。另一个端点为轨道的最低点。点右侧的水平地面上紧挨着静止放置一足够长的木板，木板质量，上表面与点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道，从运动到的过程中物块克服摩擦力做功。已知物块和木板间的动摩擦因数，木板与水平地面之间的动摩擦因数，求： （1）物块在点时重力的瞬时功率； （2）物块在经过点时，圆弧轨道对物块的支持力大小； （3）经过足够长时间，系统产生的摩擦热为多少？ 【答案】（1）12W；（2）23N；（3）9J 【解析】 【详解】解：（1）由题意得，物块在点的速度与竖直方向夹角为，则 物块从点到点的运动时间为 物块在点时重力的功率为 解得 （2）物块在点的速度为 根据动能定理得 解得 点根据牛顿第二定律 得 （3）根据牛顿第二定律， 对物块 对木板 解得 物块与木板共速时 解得 物块与木板的位移分别为 则物块与木板之间摩擦产生的热能为 板块共速后一起匀减速运动的加速度为 匀减速的位移为 木板与水平地面之间摩擦过程中产生的热能为 系统产生的摩擦热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $