精品解析：山东省济宁市嘉祥县第一中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

2024—2025学年度第二学期5月月考 高一物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（1-8为单选，每题3分，9-12为多选，每题四分。合计40分） 1. 如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球和，下列说法不正确的是（　　） A. 若、不带电，不接地，则带电时，上无感应电荷 B. 若、不带电，接地，则带电时，上无感应电荷 C. 若、不带电，不接地，则Q带电时，上无感应电荷 D. 若、不带电，接地，则Q带电时，上无感应电荷 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若、不带电，不接地，则带电时，由于静电屏蔽，上无感应电荷；若接地，与大地组成一个大导体，靠近的一端和大地将出现感应电荷，上无感应电荷，故A、B正确； C．若、不带电，不接地，则带电时，静电感应后外表面会产生感应电荷,在外部空间形成电场，外部的上会有感应电荷，故C错误； D．若、不带电，接地，则带电时，静电感应后外表面的感应电荷被导走，外部无电场，外部的上不会有感应电荷，故D正确。 此题选择不正确的，故选C。 2. 如图所示，水平直线上的A、B两点固定有两个点电荷，且两点电荷所带电荷量大小相等，O点为AB的中点，过O点虚线竖直，一重力忽略不计的正粒子仅在电场力作用下沿图中的曲线轨迹运动，图中的a、b两点关于O点中心对称。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的点电荷均带负电 B. 过O点虚线为等势线 C. a、b两点的电场强度相同 D. 若正粒子的初速度合适，则经过O点瞬间的速度可能为0 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线ab为正粒子只在电场力作用下的运动轨迹，根据正粒子所受电场力一定指向轨迹的凹侧，可知A、B两点的点电荷一定都带负电，故A正确； B．由于两点电荷为等量同种负点电荷，根据等量同种负点电荷周围电势分布可知，图中虚线（中垂线）不是一条等势线，故B错误； C．根据对称性和等量同种负点电荷周围电势分布可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向不同，故C错误； D．根据等量同种负点电荷周围电势分布可知，O点场强为0，粒子在O点所受电场力为0，若粒子经过O点瞬间的速度可能为0，则粒子将静止与O点，不可能从O点运动到b点，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，空间中有一均匀带正电的绝缘球壳，P、Q为竖直直径延长线上的两点，且，为水平直径。在P点放置一质量为、电荷量为（且q极小）的小球甲，小球甲恰能静止；移走小球甲，并截除半球壳（不影响半球壳的电荷分布），在Q点放置质量为、电荷量为的小球乙，小球乙也恰能静止。重力加速度为g，则半球壳对小球甲的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】截除ABC前，设半球壳ABC对甲球的作用力大小为，ADC对甲球的作用力大小为，则 移走ABC后，根据位置关系可知，ADC对乙球的作用力大小与ABC对甲球的作用力大小相等，即 则 故选A。 4. 如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A. 此时A带负电，B带正电 B. 此时A带的电荷量大于B带的电荷量 C. 移去C，贴在A、B下部的金属箔都张开 D. 把A、B分开，再移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 【答案】A 【解析】 【详解】A．带正电荷的物体C置于A附近时，由于静电感应，A带上负电，B带上正电，A正确； B．由于原来导体A和B不带电，根据电荷守恒定律可知，A带的电荷量等于B带的电荷量，B错误； C．移去C后，由于电荷间的相互作用，重新中和，导体A和B不带电，故贴在A、B下部的金属箔都闭合，C错误； D．先把A和B分开，A带负电，B带正电，移去C后两导体电荷不会中和，故贴在、下部的金属箔都不会闭合，D错误。 故选A。 5. 在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为，物块落回地面时的速度为v，重力加速度为g。则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能定理 解得物块克服空气阻力所做的功 故选A。 6. 如图所示，A是地球赤道上的一个物体，B是绕地球近地飞行做圆周运动的极地卫星（轨道半径可以认为等于地球半径），A随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为绕地球做圆周运动的向心加速度大小为，考虑地球自转，则地球赤道上的重力加速度大小等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A在赤道上，有 近地飞行的B卫星，根据万有引力提供向心力，有 联立两式解得 故选C。 7. 在某电场中建立x坐标轴，一个带正电粒子沿x轴正方向运动，经过间距相等的A、B、C三点，该粒子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示，该粒子只受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A. A点电势高于B点电势 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 粒子经过A点的速率小于经过B点的速率 D. C、B两点电势差大于B、A两点电势差 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，A点的电势能小于B点的电势能，即 根据电势与电势能之间的关系可知 所以 故A错误； B．在x轴上取一小段包含A点的线段，设其长度为，线段两端的电势变化为，则该小段内的平均电场强度为 即曲线的切线斜率的绝对值大小，与该点处的电场强度的大小成正比，由图可知，A点的切线斜率小于B点的切线斜率，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，故B错误； C．该粒子只受电场力作用，则粒子的动能和电势能之和将保持不变。粒子从A点运动到B点的过程中，电势能增大，则动能减小。所以粒子经过A点的速率大于经过B点的速率，故C错误； D．由图可知，AB段的平均电场强度小于BC段的平均电场强度，根据 可知，C、B两点间的电势差大于B、A两点间的电势差，故D正确。 故选D。 8. 额定功率为40kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量，如果汽车从静止开始先做加速度为的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则关于启动过程，下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为4000N B. 汽车匀加速运动时受到的牵引力为8000N C. 汽车做匀加速直线运动的最大速度为10m/s D. 从静止到速度达到最大，合外力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车达到最大速度后做匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，功率为额定功率，则有 解得 故A错误； B．汽车匀加速直线运动过程，根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．令匀加速直线运动的最大速度为，则有 解得 故C错误； D．从静止到速度达到最大，根据动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，真空中有一个三棱锥区域，三棱锥底面为等腰直角三角形，，，在A点放置一电荷量为的正点电荷，点放置一电荷量为的正点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度大小为 B. 点的电场强度大小为 C. 若在点放置一电荷量为的正点电荷，则其所受电场力的大小为 D. 若在点放置一电荷量为的正点电荷，则其所受电场力的大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由几何知识可知，三角形为等腰直角三角形，，点的点电荷在点产生的电场强度大小 点的点电荷在点产生的电场强度大小 则点的合电场强度大小 故A错误，B正确； CD．同理可知，点的合电场强度大小 则电荷量为的正点电荷在点受到的电场力大小为 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位置坐标x变化的关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，其中 x3- x2= x2-x1，则下列说法正确的是（ ） A. 0~x1段的电场强度逐渐减小 B. 粒子在x1~x2段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动 C. x1、x2、x3处电势、、的关系为 D. x1与x2两点间的电势差U12等于x2与x3两点间的电势差U23 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电势能与电势的关系 场强与电势差的关系 得 由数学知识可知图像切线的斜率等于 段的斜率逐渐减小，电场强度逐渐减小，故A正确； B．由图看出在段图像切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，段图像切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B错误； C．根据电势能与电势的关系 粒子带负电，即，可知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有 故C正确； D．与两点间距与与两点间距相等，但是图线的斜率不一样，故而电场强度不一样，由 可知与两点间的电势差与与两点间的电势差不相等，故D错误。 故选AC。 11. 如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷至B点和A点的距离均为r，，则（　　） A. B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B. A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F点电场强度相同 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．如图是等量异种点电荷形成电场的电场线 由对称性可知，B、C两点电场强度大小和方向都相同，故A错误； B．由对称性可知，A、D两点电场强度大小相等，方向相同，故B正确； CD．根据电场线的疏密程度表示场强的大小，由图甲可知E、O、F三点比较，O的电场强度最大，E、F点电场强度相同；B、O、C三点比较，O的电场强度最小，大小为 方向从O指向C，故CD正确。 故选BCD。 12. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放入货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上先匀加速再匀减速 B. 货物与传送带间的动摩擦因数 C. 货物从下端点运动到上端点的时间为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像易得，货物在传送带上先加速，再匀速运动，A错误； B．根据功能关系有 可得货物与传送带间的动摩擦因数为 B正确； C．货物沿传送带向上运动时，与传送带保持相对静止，此时有 解得传送带速度为 设货物加速过程所用时间为，根据运动学公式可得 解得 设A点到B点的距离为L，货物在B点时则有 解得 则货物匀速阶段所用时间为 货物从下端A点运动到上端B点的时间为 C正确； D．货物在与传送带共速前，发生的相对位移为 因摩擦产生的热量为 根据能量守恒可知传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题（每空2分，共12分） 13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电量不变的小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图乙，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为m，重力加速度为g，则库仑力F与夹角之间的关系式________． 【答案】（1）D （2）增大 （3） 【解析】 【小问1详解】 题中采用的是控制变量法，保证电荷量不变改变距离，或者保证距离不变改变电荷量。 【小问2详解】 离得越远角度越小，说明库仑力越小，故库仑力会随着距离的减小而增大。 【小问3详解】 对小球列平衡方程，则有 可解得 14. 某学习小组通过如图所示装置探究动能定理。光电门1、2分别固定在长木板上相距S的两点，挡光片宽度为d（），重力加速度为g。实验步骤如下： （1）在长木板右端适当位置垫一高度为H的木块，使滑块（包含挡光片）恰好能匀速下滑，并测得此时木块与木板左端距离为L。 （2）让滑块以一定初速度沿斜面上滑，先后通过光电门1、光电门2，挡光时间分别为、。 ①滑块与木板间的动摩擦因数________； ②滑块通过光电门2的速度为________； ③该学习小组要探究动能定理，上述物理量需满足：________。（均用题干中字母表示） 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】（2）①[1]在长木板右端适当位置垫一高度为H的木块，使滑块（包含挡光片）恰好能匀速下滑，并测得此时木块与木板左端距离为L。对木块根据平衡条件可得 得 ②[2]滑块通过光电门2的速度为 ③[3]设斜面与水平面的夹角为，若让滑块以一定初速度沿斜面上滑，先后通过光电门1、光电门2，挡光时间分别为、。若该学习小组要探究动能定理，即探究 其中，， 联立求得上述物理量需满足 三、解答题（15题10分，16题10分，17题10分，18题18分，合计48分） 15. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场（图中未画出），MN是电场中的一条直线，线上有A、B、C三点。一带电荷量为−4 × 10−3 C，质量为2 g的小物块（可视为质点）从A点由静止释放，只受静电力作用，沿MN做直线运动，其运动的v − t图像如图乙所示，经过B点时，v − t图线的斜率（图中斜虚线）最大，C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块的带电荷量保持不变。求： （1）A、B两点的电势差UAB； （2）A、C间电场强度的最大值。 【答案】（1）UAB = −4 V （2）E = 1 N/C 【解析】 【小问1详解】 物块在由A到B过程，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 v − t图线的斜率表示加速度，可得物块在B点的最大加速度为 所受的电场力最大为 则电场强度的最大值为 16. 如图所示，长L＝0.5m的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强E＝2.0×103N/C，取重力加速度g为10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）小球的质量m； （3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球所受电场力 【小问2详解】 由平衡条件 解得 【小问3详解】 由机械能守恒定律得 得 17. 火星与地球的环境非常相近，很有可能成为人类的第二个家园。已知火星的质量为m，火星的半径为R，太阳质量为M，且M≫m，万有引力常量为G．太阳、火星均可视为质量分布均匀的球体，不考虑火星自转。 （1）设想在火星表面以初速度v0竖直上抛一个小球，求小球从抛出至落回抛出点所经历的时间t。 （2）为简化问题，研究太阳与火星系统时可忽略其他星体的作用，只考虑两者之间的引力作用。 a．通常我们认为太阳静止不动，火星绕太阳做匀速圆周运动。已知火星绕太阳运动的轨道半径为r，请据此模型求火星的运行周期T1。 b．事实上太阳因火星的吸引不可能静止，但二者并没有因为引力相互靠近，而是保持间距r不变。请由此构建一个太阳与火星组成的双星系统的运动模型，据此模型求火星的运行周期T2。 【答案】（1） （2）a．；b． 【解析】 【小问1详解】 设火星表面的重力加速度为g，则 t=2 不考虑火星自转，火星表面质量为m1的物体所受重力与万有引力相等，有 联立解得 【小问2详解】 a．对火星根据万有引力提供向心力，有 解得 T1=2π b．太阳与火星构成“双星”模型，即二者都围绕它们连线上的某一定点O做周期相同的匀速圆周运动。设火星的运行半径为r1，太阳的运行半径为r2。 对火星有 对太阳有 又有 r1＋r2=r 联立解得 18. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长L = 1.25 m的水平传送带平滑相接，传送带以v0 = 1 m/s的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量m = 0.1 kg的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径R = 0.4 m的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为M = 0.9 kg的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数μ1 = 0.8，物块与木板间动摩擦因数μ2 = 0.25，g取10 m/s2。求： （1）小物块到达B点时速度vB的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能Ek； （3）若木板和地面之间动摩擦因数μ3 < 0.025，要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数μ3应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 【答案】（1）2 m/s （2）1.2 J （3） 【解析】 【小问1详解】 物体在光滑半圆轨道最高点恰好做圆周运动，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 设物块到达A点时的速度为vA，有 由 可知，物体在传送带上一直做匀减速运动； 则物块在传送带上滑行过程由动能定理可得 联立以上各式解得 【小问3详解】 根据题意，从B到C过程中，由动能定理可得 解得 因为μ3 < 0.025，对物块有 解得 对长木板有 共速时有 木板的长度为 整理可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第二学期5月月考 高一物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（1-8为单选，每题3分，9-12为多选，每题四分。合计40分） 1. 如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球和，下列说法不正确的是（　　） A. 若、不带电，不接地，则带电时，上无感应电荷 B. 若、不带电，接地，则带电时，上无感应电荷 C. 若、不带电，不接地，则Q带电时，上无感应电荷 D. 若、不带电，接地，则Q带电时，上无感应电荷 2. 如图所示，水平直线上的A、B两点固定有两个点电荷，且两点电荷所带电荷量大小相等，O点为AB的中点，过O点虚线竖直，一重力忽略不计的正粒子仅在电场力作用下沿图中的曲线轨迹运动，图中的a、b两点关于O点中心对称。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的点电荷均带负电 B. 过O点虚线为等势线 C. a、b两点的电场强度相同 D. 若正粒子的初速度合适，则经过O点瞬间的速度可能为0 3. 如图所示，空间中有一均匀带正电的绝缘球壳，P、Q为竖直直径延长线上的两点，且，为水平直径。在P点放置一质量为、电荷量为（且q极小）的小球甲，小球甲恰能静止；移走小球甲，并截除半球壳（不影响半球壳的电荷分布），在Q点放置质量为、电荷量为的小球乙，小球乙也恰能静止。重力加速度为g，则半球壳对小球甲的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A. 此时A带负电，B带正电 B. 此时A带的电荷量大于B带的电荷量 C. 移去C，贴在A、B下部的金属箔都张开 D. 把A、B分开，再移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 5. 在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为，物块落回地面时的速度为v，重力加速度为g。则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，A是地球赤道上的一个物体，B是绕地球近地飞行做圆周运动的极地卫星（轨道半径可以认为等于地球半径），A随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为绕地球做圆周运动的向心加速度大小为，考虑地球自转，则地球赤道上的重力加速度大小等于（　　） A. B. C. D. 7. 在某电场中建立x坐标轴，一个带正电粒子沿x轴正方向运动，经过间距相等的A、B、C三点，该粒子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示，该粒子只受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A. A点电势高于B点电势 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 粒子经过A点的速率小于经过B点的速率 D. C、B两点电势差大于B、A两点电势差 8. 额定功率为40kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量，如果汽车从静止开始先做加速度为的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则关于启动过程，下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为4000N B. 汽车匀加速运动时受到的牵引力为8000N C. 汽车做匀加速直线运动的最大速度为10m/s D. 从静止到速度达到最大，合外力做功为 9. 如图所示，真空中有一个三棱锥区域，三棱锥底面为等腰直角三角形，，，在A点放置一电荷量为的正点电荷，点放置一电荷量为的正点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度大小为 B. 点的电场强度大小为 C. 若在点放置一电荷量为的正点电荷，则其所受电场力的大小为 D. 若在点放置一电荷量为的正点电荷，则其所受电场力的大小为 10. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位置坐标x变化的关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，其中 x3- x2= x2-x1，则下列说法正确的是（ ） A. 0~x1段的电场强度逐渐减小 B. 粒子在x1~x2段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动 C. x1、x2、x3处电势、、的关系为 D. x1与x2两点间的电势差U12等于x2与x3两点间的电势差U23 11. 如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷至B点和A点的距离均为r，，则（　　） A. B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B. A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F点电场强度相同 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 12. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放入货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上先匀加速再匀减速 B. 货物与传送带间的动摩擦因数 C. 货物从下端点运动到上端点的时间为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题（每空2分，共12分） 13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电量不变的小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图乙，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为m，重力加速度为g，则库仑力F与夹角之间的关系式________． 14. 某学习小组通过如图所示装置探究动能定理。光电门1、2分别固定在长木板上相距S的两点，挡光片宽度为d（），重力加速度为g。实验步骤如下： （1）在长木板右端适当位置垫一高度为H的木块，使滑块（包含挡光片）恰好能匀速下滑，并测得此时木块与木板左端距离为L。 （2）让滑块以一定初速度沿斜面上滑，先后通过光电门1、光电门2，挡光时间分别为、。 ①滑块与木板间的动摩擦因数________； ②滑块通过光电门2的速度为________； ③该学习小组要探究动能定理，上述物理量需满足：________。（均用题干中字母表示） 三、解答题（15题10分，16题10分，17题10分，18题18分，合计48分） 15. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场（图中未画出），MN是电场中的一条直线，线上有A、B、C三点。一带电荷量为−4 × 10−3 C，质量为2 g的小物块（可视为质点）从A点由静止释放，只受静电力作用，沿MN做直线运动，其运动的v − t图像如图乙所示，经过B点时，v − t图线的斜率（图中斜虚线）最大，C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块的带电荷量保持不变。求： （1）A、B两点的电势差UAB； （2）A、C间电场强度的最大值。 16. 如图所示，长L＝0.5m的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强E＝2.0×103N/C，取重力加速度g为10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）小球的质量m； （3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。 17. 火星与地球的环境非常相近，很有可能成为人类的第二个家园。已知火星的质量为m，火星的半径为R，太阳质量为M，且M≫m，万有引力常量为G．太阳、火星均可视为质量分布均匀的球体，不考虑火星自转。 （1）设想在火星表面以初速度v0竖直上抛一个小球，求小球从抛出至落回抛出点所经历的时间t。 （2）为简化问题，研究太阳与火星系统时可忽略其他星体的作用，只考虑两者之间的引力作用。 a．通常我们认为太阳静止不动，火星绕太阳做匀速圆周运动。已知火星绕太阳运动的轨道半径为r，请据此模型求火星的运行周期T1。 b．事实上太阳因火星的吸引不可能静止，但二者并没有因为引力相互靠近，而是保持间距r不变。请由此构建一个太阳与火星组成的双星系统的运动模型，据此模型求火星的运行周期T2。 18. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长L = 1.25 m的水平传送带平滑相接，传送带以v0 = 1 m/s的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量m = 0.1 kg的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径R = 0.4 m的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为M = 0.9 kg的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数μ1 = 0.8，物块与木板间动摩擦因数μ2 = 0.25，g取10 m/s2。求： （1）小物块到达B点时速度vB的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能Ek； （3）若木板和地面之间动摩擦因数μ3 < 0.025，要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数μ3应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $