精品解析：重庆市巴蜀中学校2025-2026学年高一下学期5月期中物理试题

高一物理 一、选择题（本道题共15道题，其中第1-10题每道题只有一个正确选项，每道题3分，共计30分；第11-15题每道题有多个正确选项，每道题4分，选对但不全的得2分，选错的得0分。请将正确答案填涂到答题卡上，共计50分） 1. 关于电场和电势，下列说法正确的是（ ） A. 场强为零，电势一定为零 B. 电场看不见摸不着，但电场是客观存在的物质 C. 电场强度大的地方，电势一定高 D. 等势面上各点的电场强度大小一定相等 2. 我国计划于2026年发射嫦娥七号开展月球南极探测，其搭载的环月卫星将绕月球做匀速圆周运动。若忽略其他天体影响，卫星仅在月球万有引力作用下运行，则下列判断正确的是（ ） A. 月球对卫星的引力大于卫星对月球的引力 B. 卫星速度可以超过月球的第一宇宙速度 C. 轨道越高，卫星角速度越小 D. 卫星处于超重状态 3. 我国商业航天快速发展，多枚可回收火箭在完成任务后，从太空返回并按预定曲线轨迹精准降落在着陆场。火箭在调整姿态的某一段轨迹可近似为匀速率曲线运动，关于这段轨迹，下列说法正确的是（ ） A. 火箭速度保持不变 B. 火箭所受合外力为零 C. 火箭加速度方向始终与运动方向垂直 D. 火箭做匀变速曲线运动 4. 如图所示，从固定在水平地面上倾角为的斜面顶端以2m/s的初速度水平抛出一个质量为3kg的小球，重力加速度为10m/s2，则小球落到斜面上时重力的瞬时功率为（ ） A. 60W B. 120W C. W D. 90W 5. 某一电场的电场线如图实线所示，A、B为电场中的两点。一带电粒子在只受电场力的作用下沿虚线从A点运动到B点，下列说法正确的是（ ） A. A点场强大于B点场强 B. A点电势低于B点电势 C. 带电粒子的动能减小 D. 带电粒子带正电 6. 如图所示，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。下列说法正确的是（ ） A. 在相同时间内，月球与地球的连线扫过的面积与地球与太阳的连线扫过的面积相等 B. 以太阳为参考系，月球绕地球运动一周位移为零 C. 太阳、地球和月球再次共线所经过的最短时间为 D. 太阳、地球和月球再次共线所经过的最短时间为 7. 如图所示，在真空中固定一均匀带正电绝缘圆环，为圆心，圆环半径为，在圆环直径直线上有、、三点，其中，，在C点处固定一带电量为的负点电荷，该电荷不影响圆环的电荷分布，已知点处场强为零，静电力常量为，则点处场强大小为（ ） A. 0 B. C. D. 8. 如图所示，两个质量都为m的小球P和Q用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定轴O，现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低点位置时，下列说法不正确的是（ ） A. 小球P、Q的速度大小之比为 B. 杆对固定轴O的作用力方向竖直向下 C. 该过程杆对小球P做功为 D. 该过程P、Q两小球系统机械能守恒 9. 如图a所示，固定在水平地面上的粗糙斜面倾角为，斜面足够长，安装在其顶端的电动机通过不可伸长的轻绳绕过定滑轮与一质量为m的物块相连。电动机拉动物块从静止开始沿斜面向上先加速再匀速运动，加速时间为t。物块运动的加速度与速度的倒数的关系如图b所示，重力加速度的大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 物块做匀加速直线运动 B. 电动机的运行功率为 C. 斜面的动摩擦因数为 D. 物块加速的位移大小为 10. 在x轴上有两个点电荷q1和q2，其中q1带正电且固定于O点。x轴上每一点的电势随着x变化的情况如图所示，当时，电势为0；当时，电势有最小值（区域）。已知距离点电荷为r处的电势为。以下说法正确的是（ ） A. q2带正电 B. q2在q1左侧距离原点3x0处 C. 处电场强度为0 D. 从x轴上正无穷远处给一正电荷向左的初速度，运动过程中加速度的大小先减小再增大 11. 如图所示，物块从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上。物块在点时开始与弹簧接触，到点时运动到最低点。则从到的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块机械能守恒 B. 物块所受合外力对物块先做负功再做正功 C. 物块所受合外力先减小后增大 D. 无论从多高处释放，物块具有最大动能的位置不变 12. 重庆科技馆内有一个法拉第笼，它是一个由金属制成的圆柱形状笼子，右侧的大型装置是特斯拉线圈，它会产生数百万伏的高压静电，并在周围产生巨大的电场，图中笼内为我校刘老师，当他用手触摸笼体依然安然无恙。下列说法正确的是（ ） A. 该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B. 处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 C. 处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D. 处于静电平衡态的法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 13. 如图所示，质量为m的均匀链条长为，一半长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，链条从刚释放到刚好全部滑出斜面的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 重力做正功 B. 重力势能变化了 C. 链条加速度大小恒定 D. 链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为 14. 某实验小组为探究新材料的热膨胀特性（温度升高，体积增大），设计了如图所示的装置，平行板电容器的上极板固定，下极板通过该材料支撑，可随其尺寸变化上下移动。电容器与输出电压恒定的电源连接，并接入电流传感器，点为电容器中某一固定位置。若材料温度降低，则（　　） A. 电流通过电流传感器的方向向左 B. 两极板间电压不变 C. 点处场强变小 D. 点处电势升高 15. 如图所示为足够长的水平传送带的俯视图，其运行速度大小v=2m/s，方向如图所示。A、B是该传送带其中一侧的两个端点，货物（可视为质点，图中未标出）从A点以速度v=2m/s滑上传送带，速度方向与传送带左侧间夹角，货物恰好未从右侧边滑落。已知货物的质量为m=1kg，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为 g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上的划痕为曲线 B. 货物与传送带间因摩擦而产生的热量为2J C. 传送带的宽度为 D. 货物运动过程的最小速度为1m/s 二、实验题（本道题有2道小题，其中16题6分，17题8分，共计14分） 16. 小明同学利用如图a所示的电路研究电容器的充放电现象。先将开关拨到1，电容器充满电后，将开关S短时间接2再接3。电流随时间变化的I-t图像如图b所示。 （1）放电过程中经过电流传感器的方向___________（选填“向上”或“向下”） （2）比较电阻R1和R2的大小：R1___________ R2（选填“大于”“小于”或“等于”） （3）若交换和的位置，则图线与坐标轴围成的面积___________（选填“变大”、“变小”或“不变”） 17. 某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。他通过查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为，为弹簧的劲度系数，为弹簧形变量。弹簧右端与滑块不连接，具体操作步骤如下： （1）用天平测得滑块与挡光片的总质量为。将气垫导轨调成水平状态，接通电源再轻推滑块，滑块做匀速运动即可： （2）测出滑块上挡光片的宽度： （3）接通电源，向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度（弹簧处于弹性限度内），弹簧的劲度系数为，并测出弹簧压缩量： （4）将滑块由静止释放，经过光电门时滑块已脱离弹簧，读出滑块经过光电门时挡光片的挡光时间；若滑块机械能守恒，则满足___________。（用前面步骤给出的物理量的字母表示） （5）重复步骤（3）（4）测出多组x及对应的t； （6）画出图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是___________。（只填写一条） （7）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图线斜率将___________。（选填“不变”“变大”或“变小”） 三、计算题（本道题共3道小题，其中第18题8分，第19题12分，第20题16分，共计36分） 18. 有A、B、C三个完全相同的金属小球，最开始只有A球带电，现将三个小球按图a放在绝缘水平面上靠在一起，然后将它们分开放在一个四周绝缘且光滑的容器中，结果三个小球恰好能静止在一个边长为d的、处在竖直平面的一个等边三角形的三个顶点（如图b所示），已知每个小球质量为m，静电力常量为k，重力加速度为g，每个小球都可以看成点电荷。问： （1）A球最开始带电量大小； （2）容器底对B球弹力大小。 19. 如图所示，秋千由踏板和两根细硬质杆构成，人在秋千上的摆动过程可看作人的重心绕悬点做圆周运动，已知人的质量为，人蹲在踏板上时重心到悬点的距离为，站立时重心到悬点的距离为。空气阻力等阻力、硬质细杆及踏板的质量均可忽略不计，重力加速度大小为。 （1）如果人始终蹲在踏板上，通过最低点时的速度大小为，求此时秋千每根细杆上的拉力的大小。 （2）若人在最低点和最高点站起蹲下前后，秋千摆动速度大小均不变，如图2简略图所示，当人蹲在踏板上从左侧摆角（细杆与竖直方向夹角）处开始摆动，每次到最低点时就突然站起，到最高处突然蹲下的方式，求：人第一次回到左侧的最大摆角。（结果用三角函数表示） （3）实际上人在最高点蹲下后速度大小不变，但在最低点快速站起后人摆动速度会增大，若已知、、，当人从摆角为的位置由直静止开始摆动后，发现第10次经过最低点后可保持站立状态在竖直平面内做完整的圆周运动且在最高点时两根细杆上恰好无张力，若人每次站立增加的动能均相同，求每次经过最低点时人增加的动能（，，） 20. 一种重物打桩的过程可简化为图a所示，质量为M的重锤在卷扬机的作用下从木桩正上方某处由静止开始提升到某高度，之后自由释放，撞击木桩使之获得速度后打入地面。图b是重锤向上运动的v-t图像（图中的t0和v0均是已知的）。若每次重锤撞击木桩后立即离开木桩，木桩每次则以相同的速度v向下运动最终全部进入地面，完成打桩过程。若木桩所受的地面的平均阻力均为前一次撞击后进入地面过程中所受平均阻力的k倍（k>1），若木桩质量为m，长度为l，且木桩的重力远小于其每次进入地面过程中所受的平均阻力。已知重力加速度为g，求： （1）将重锤由静止提升到释放点过程中，卷扬机对重物做功的最大功率； （2）若撞击四次后木桩恰好全部进入地面，求木桩第一次进入地面过程中木桩所受的平均阻力； （3）若第一次撞击使木桩进入的深度为l1（其中l1<l），那么至少要撞击多少次才能将木桩全部撞入地面？并根据你的解答讨论要将木桩全部撞入地面，l1必须满足的条件？（已知数学上有公式： ） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理 一、选择题（本道题共15道题，其中第1-10题每道题只有一个正确选项，每道题3分，共计30分；第11-15题每道题有多个正确选项，每道题4分，选对但不全的得2分，选错的得0分。请将正确答案填涂到答题卡上，共计50分） 1. 关于电场和电势，下列说法正确的是（ ） A. 场强为零，电势一定为零 B. 电场看不见摸不着，但电场是客观存在的物质 C. 电场强度大的地方，电势一定高 D. 等势面上各点的电场强度大小一定相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．场强与电势无直接决定关系，且电势零点可人为选取。例如等量同种正电荷连线中点处场强为零，若取无穷远处为电势零点，该点电势大于零，故A错误； B．电场是客观存在的特殊物质，虽无法直接观察，但可通过对放入其中的电荷有力的作用证明其存在，故B正确； C．电场强度大小与电势高低无必然联系，例如负点电荷的电场中，越靠近负电荷，由可知场强越大，但沿电场线方向电势降低，越靠近负电荷电势越低，故C错误； D．等势面仅反映电势的分布规律，与场强大小无关。例如等量异种电荷的中垂面是等势面，面上中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，各点场强大小并不相等，故D错误。 故选B。 2. 我国计划于2026年发射嫦娥七号开展月球南极探测，其搭载的环月卫星将绕月球做匀速圆周运动。若忽略其他天体影响，卫星仅在月球万有引力作用下运行，则下列判断正确的是（ ） A. 月球对卫星的引力大于卫星对月球的引力 B. 卫星速度可以超过月球的第一宇宙速度 C. 轨道越高，卫星角速度越小 D. 卫星处于超重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．月球对卫星的引力与卫星对月球的引力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等，故A错误； B．万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，由得 第一宇宙速度是卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的速度，对应轨道半径等于月球半径，是所有环月卫星的最大环绕速度，卫星速度不可能超过月球第一宇宙速度，故B错误； C．由万有引力提供向心力，推导得 轨道越高越大，角速度越小，故C正确； D．卫星运行时万有引力全部提供向心力，加速度指向月球球心，处于完全失重状态，故D错误。 故选C。 3. 我国商业航天快速发展，多枚可回收火箭在完成任务后，从太空返回并按预定曲线轨迹精准降落在着陆场。火箭在调整姿态的某一段轨迹可近似为匀速率曲线运动，关于这段轨迹，下列说法正确的是（ ） A. 火箭速度保持不变 B. 火箭所受合外力为零 C. 火箭加速度方向始终与运动方向垂直 D. 火箭做匀变速曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度是矢量，曲线运动中速度方向沿轨迹切线方向不断变化，因此速度是变化的，故A错误； B．物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不共线，合外力一定不为零，故B错误； C．匀速率曲线运动的速率不变，因此合外力方向与速度方向始终垂直；加速度方向与合外力方向一致，也始终与运动方向垂直，故C正确； D．匀变速运动要求加速度的大小、方向均恒定，匀速率曲线运动的加速度方向始终指向轨迹凹侧，方向不断变化，属于变加速曲线运动，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，从固定在水平地面上倾角为的斜面顶端以2m/s的初速度水平抛出一个质量为3kg的小球，重力加速度为10m/s2，则小球落到斜面上时重力的瞬时功率为（ ） A. 60W B. 120W C. W D. 90W 【答案】B 【解析】 【详解】 小球平抛落到斜面上时，位移偏角等于斜面倾角 ，满足  平抛运动水平位移 竖直位移 代入得  代入已知数据解得  则竖直分速度 ，代入功率公式得，故B正确。 故选B。 5. 某一电场的电场线如图实线所示，A、B为电场中的两点。一带电粒子在只受电场力的作用下沿虚线从A点运动到B点，下列说法正确的是（ ） A. A点场强大于B点场强 B. A点电势低于B点电势 C. 带电粒子的动能减小 D. 带电粒子带正电 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度可以表示电场强度的大小，根据图像可知，故A错误； B．沿着电场线的方向电势降低，所以，故B错误； CD．带电粒子做曲线运动，受力方向指向轨迹的凹面侧，所以粒子的受力方向与电场线方向相反，粒子带负电；根据轨迹可知粒子从A到B运动的过程中静电力做负功，动能减小。故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。下列说法正确的是（ ） A. 在相同时间内，月球与地球的连线扫过的面积与地球与太阳的连线扫过的面积相等 B. 以太阳为参考系，月球绕地球运动一周位移为零 C. 太阳、地球和月球再次共线所经过的最短时间为 D. 太阳、地球和月球再次共线所经过的最短时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，同一环绕天体与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等，本题中月球绕地球、地球绕太阳是两个不同的环绕系统，在相同时间内，扫过的面积不相等，故A错误。 B．位移是初、末位置的有向线段。以太阳为参考系，月球绕地球运动一周的过程中，地球已经绕太阳发生了位置移动，月球的初、末位置不重合，因此位移不为零，故B错误； CD．月球绕地球公转的角速度 地球绕太阳公转的角速度 二者转动方向相同，太阳、地球和月球再次共线，最短时间对应月球相对地球多转过弧度，所需时间为，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，在真空中固定一均匀带正电绝缘圆环，为圆心，圆环半径为，在圆环直径直线上有、、三点，其中，，在C点处固定一带电量为的负点电荷，该电荷不影响圆环的电荷分布，已知点处场强为零，静电力常量为，则点处场强大小为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】点处电场强度的大小由均匀带正电绝缘圆环和C点带电量为的负点电荷叠加而成，由题意知C点与点相距 该负电荷在处产生的场强方向向右，大小为 因点处场强为零，故均匀带正电绝缘圆环在处产生的场强方向向左，大小为 均匀带正电圆环在其轴线上关于圆心对称，、也关于对称，故圆环在点产生的场强方向向右，大小为 同时，负点电荷在处产生的场强方向向右，大小为 故点处场强大小为 故选D。 8. 如图所示，两个质量都为m的小球P和Q用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定轴O，现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低点位置时，下列说法不正确的是（ ） A. 小球P、Q的速度大小之比为 B. 杆对固定轴O的作用力方向竖直向下 C. 该过程杆对小球P做功为 D. 该过程P、Q两小球系统机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球P、Q同轴转动，角速度相等，根据几何关系可知转动半径大小之比为，根据可知P与Q在摆动过程中，线速度大小之比为，故A正确，不符合题意； D．P、Q和轻杆所组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D正确，不符合题意； C．在Q球顺时针摆动到最低点位置时，设小球P的速度大小为v，则Q的速度为2v，由机械能守恒定律 解得 在此过程中，轻杆对小球P做功转化为小球P增加的机械能为 联立解得，故C错误，不符合题意； B．对小球P分析可知 解得 即杆对球P为向上的弹力，则上部分杆对O点有向下的弹力，大小为 对小球Q分析可知 解得 即杆对球Q为向上的弹力，则下部分杆对O点有向下的弹力，大小为 固定轴O受到杆的作用力大小，方向向下，故B正确。 故选C。 9. 如图a所示，固定在水平地面上的粗糙斜面倾角为，斜面足够长，安装在其顶端的电动机通过不可伸长的轻绳绕过定滑轮与一质量为m的物块相连。电动机拉动物块从静止开始沿斜面向上先加速再匀速运动，加速时间为t。物块运动的加速度与速度的倒数的关系如图b所示，重力加速度的大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 物块做匀加速直线运动 B. 电动机的运行功率为 C. 斜面的动摩擦因数为 D. 物块加速的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】BC．图b方程为 电动机拉动物块从静止开始沿斜面向上先加速再匀速运动，故电动机以恒定功率运行，则 根据牛顿第二定律可得， 解得 整理可得 则， 解得，，故BC错误； A．根据可知速度增大，减小，则a减小，故物块做加速度减小的加速运动，故A错误； D．当加速度为0时，速度最大，开始做匀速直线运动，则 根据动能定理可得 解得，故D正确。 故选D。 10. 在x轴上有两个点电荷q1和q2，其中q1带正电且固定于O点。x轴上每一点的电势随着x变化的情况如图所示，当时，电势为0；当时，电势有最小值（区域）。已知距离点电荷为r处的电势为。以下说法正确的是（ ） A. q2带正电 B. q2在q1左侧距离原点3x0处 C. 处电场强度为0 D. 从x轴上正无穷远处给一正电荷向左的初速度，运动过程中加速度的大小先减小再增大 【答案】B 【解析】 【详解】C．根据 可知图像的切线斜率表示电场强度，可知在处电场强度为0，故C错误； A． 根据图像可知，处的电势为负值，故另一个点电荷一定为负值，故A错误； B．由于处电场强度为0，可知负电荷位于原点左侧，其中是原点到的距离，则 当时，电势为0；则 解得 故q2在q1左侧距离原点3x0处，故B正确； D．图像斜率的绝对值为电场强度，即 从无穷远到，斜率先增大后减小，在处，故加速度先增大后减小到0，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，物块从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上。物块在点时开始与弹簧接触，到点时运动到最低点。则从到的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块机械能守恒 B. 物块所受合外力对物块先做负功再做正功 C. 物块所受合外力先减小后增大 D. 无论从多高处释放，物块具有最大动能的位置不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．从到的过程中，弹簧弹力对物块做负功，物块的机械能不断转化为弹簧的弹性势能，因此物块的机械能不守恒，故A错误； B．物块从到的过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小。根据动能定理 可知合外力对物块先做正功，后做负功，故B错误； CD．弹簧弹力随压缩量增大而增大，物块接触弹簧初期，重力大于弹簧弹力，合外力向下，大小为 随着增大，合外力大小逐渐减小，物块做加速度逐渐减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力时，物块所受合外力为0，加速度为0，物块速度最大，因此动能最大位置与释放高度无关；之后弹簧继续被压缩，弹力大于重力，合外力大小 随着继续增大，合外力大小逐渐增大。因此物块所受合外力先减小后增大，故C、D正确。 故选CD。 12. 重庆科技馆内有一个法拉第笼，它是一个由金属制成的圆柱形状笼子，右侧的大型装置是特斯拉线圈，它会产生数百万伏的高压静电，并在周围产生巨大的电场，图中笼内为我校刘老师，当他用手触摸笼体依然安然无恙。下列说法正确的是（ ） A. 该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B. 处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 C. 处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D. 处于静电平衡态的法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．法拉第笼在静电场中可以使得笼内场强为0，主要利用了静电屏蔽的原理，故A正确； BC．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷是不均匀分布的，感应电荷在笼内产生的电场强度刚好与外电场等大反向，使得内部电场强度为0，故BC错误； D．法拉第笼内部的电场强度为0，整个金属笼是一个等势体，笼内任意两点间的电势差为0，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，质量为m的均匀链条长为，一半长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，链条从刚释放到刚好全部滑出斜面的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 重力做正功 B. 重力势能变化了 C. 链条加速度大小恒定 D. 链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．链条滑动过程中，整体重心不断下降，重力对链条做正功，故A正确； B．设斜面顶端为零势能面，初始状态：斜面上半段链条质量，重心在顶端下竖直处；下垂半段质量，重心在顶端下竖直处，总重力势能 ​ 末状态：链条全部下垂，重心在顶端下竖直​处，总重力势能​ 则重力势能变化量 即重力势能变化了，故B正确； C．设下滑过程中斜面上剩余长度为，合力为 随着下滑不断减小，不断增大，加速度 故加速度不断增大，故C错误； D．斜面光滑，机械能守恒，由机械能守恒定律有 解得，故D错误。 故选AB。 14. 某实验小组为探究新材料的热膨胀特性（温度升高，体积增大），设计了如图所示的装置，平行板电容器的上极板固定，下极板通过该材料支撑，可随其尺寸变化上下移动。电容器与输出电压恒定的电源连接，并接入电流传感器，点为电容器中某一固定位置。若材料温度降低，则（　　） A. 电流通过电流传感器的方向向左 B. 两极板间电压不变 C. 点处场强变小 D. 点处电势升高 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．温度降低，材料体积减小，电容器板间距离增大，电容减小，电荷量减小，电容器放电。极板与电源正极相连，放电时正电荷从上极板经传感器流回电源正极，电流方向向右，故A错误； B．电源输出电压恒定，与电容器直接并联，电压保持不变，故B正确； C．由，电压保持不变，板间距离增大，场强减小，故C正确； D．设下极板电势为零，上极板电势为。点到上极板的距离固定为，点电势 故板间距离增大，点电势升高，故D正确； 故选BCD。 15. 如图所示为足够长的水平传送带的俯视图，其运行速度大小v=2m/s，方向如图所示。A、B是该传送带其中一侧的两个端点，货物（可视为质点，图中未标出）从A点以速度v=2m/s滑上传送带，速度方向与传送带左侧间夹角，货物恰好未从右侧边滑落。已知货物的质量为m=1kg，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为 g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上的划痕为曲线 B. 货物与传送带间因摩擦而产生的热量为2J C. 传送带的宽度为 D. 货物运动过程的最小速度为1m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．货物刚滑上传送带时，速度大小与传送带速度大小相等，但是方向不一致，所以两者之间有相对运动，以传送带为参考系，货物受到的摩擦力方向与相对传送带运动的速度方向相反，货物相对传送带做匀减速直线运动，则货物在传送带上的划痕为直线，故A错误； B．对货物做受力分析，在竖直方向上 在水平方向上，根据牛顿第二定律得 又根据滑动摩擦力计算公式得 联立得 对货物刚滑上传送带时货物速度、传送带速度进行分析，得到相对速度，如图所示 相对速度方向向下，且与传送带左边夹角为，大小 则相对位移 解得 货物与传送带间因摩擦而产生的热量 解得，故B正确； CD．对相对速度和摩擦力沿传送带方向和垂直传送带方向进行正交分解，如图所示 垂直传送带方向，摩擦力 加速度 初速度 设传送带的宽度为，货物恰好未从右侧边滑落，到最右边时速度为零，根据 联立可得 解得 在运动过程中速度 沿传送带方向，摩擦力 加速度 初速度 在运动过程中速度 求货物运动过程中的速度 根据数学二次函数知识可知，当时，取得最小值 此时货物运动过程中的最小速度，故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验题（本道题有2道小题，其中16题6分，17题8分，共计14分） 16. 小明同学利用如图a所示的电路研究电容器的充放电现象。先将开关拨到1，电容器充满电后，将开关S短时间接2再接3。电流随时间变化的I-t图像如图b所示。 （1）放电过程中经过电流传感器的方向___________（选填“向上”或“向下”） （2）比较电阻R1和R2的大小：R1___________ R2（选填“大于”“小于”或“等于”） （3）若交换和的位置，则图线与坐标轴围成的面积___________（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】（1）向下 （2）大于 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 开关接1充电时，电容器上极板带正电、下极板带负电；放电时电流从电容器上极板流出，经开关、电阻后流入电流传感器上端，从电流传感器下端流出，因此经过电流传感器的方向为向下。 【小问2详解】 由图像可知，将开关从接到接时电流突然增大，而电容器两端电压不能突变，所以换接瞬间电压近似相同，根据 ，得 【小问3详解】 图像与坐标轴围成的面积表示放电的总电荷量，电容器充满电后的总带电量 因此交换电阻位置后，总放电量不变，图线与坐标轴围成的面积不变。 17. 某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。他通过查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为，为弹簧的劲度系数，为弹簧形变量。弹簧右端与滑块不连接，具体操作步骤如下： （1）用天平测得滑块与挡光片的总质量为。将气垫导轨调成水平状态，接通电源再轻推滑块，滑块做匀速运动即可： （2）测出滑块上挡光片的宽度： （3）接通电源，向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度（弹簧处于弹性限度内），弹簧的劲度系数为，并测出弹簧压缩量： （4）将滑块由静止释放，经过光电门时滑块已脱离弹簧，读出滑块经过光电门时挡光片的挡光时间；若滑块机械能守恒，则满足___________。（用前面步骤给出的物理量的字母表示） （5）重复步骤（3）（4）测出多组x及对应的t； （6）画出图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是___________。（只填写一条） （7）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图线斜率将___________。（选填“不变”“变大”或“变小”） 【答案】 ①. ②. 滑块运动过程中受阻力；导轨右侧高于左侧 ③. 变小 【解析】 【详解】[1]若机械能守恒，则弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能。滑块经过光电门的速度 机械能守恒情况下满足 化简得 [2]由图可知，当时，表示滑块到光电门速度为0，但图像与纵轴已有截距，说明弹簧已有压缩量，弹簧的弹性势能全部用来克服滑块运动过程阻力做功；因此图像不过原点的原因是滑块运动过程中存在阻力；或气垫导轨未调平，右端偏高，滑块克服重力做功，合理即可。 [3]由上述分析可知 整理得 其中即为图像的斜率，因此若换用劲度系数更大的弹簧做实验，则图线斜率将变小。 三、计算题（本道题共3道小题，其中第18题8分，第19题12分，第20题16分，共计36分） 18. 有A、B、C三个完全相同的金属小球，最开始只有A球带电，现将三个小球按图a放在绝缘水平面上靠在一起，然后将它们分开放在一个四周绝缘且光滑的容器中，结果三个小球恰好能静止在一个边长为d的、处在竖直平面的一个等边三角形的三个顶点（如图b所示），已知每个小球质量为m，静电力常量为k，重力加速度为g，每个小球都可以看成点电荷。问： （1）A球最开始带电量大小； （2）容器底对B球弹力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设A球最开始带电量大小为Q，三个小球接触后，每个小球带电量为 对A球，竖直方向由平衡条件可得 解得 【小问2详解】 对 B 球，由平衡条件可得 解得 19. 如图所示，秋千由踏板和两根细硬质杆构成，人在秋千上的摆动过程可看作人的重心绕悬点做圆周运动，已知人的质量为，人蹲在踏板上时重心到悬点的距离为，站立时重心到悬点的距离为。空气阻力等阻力、硬质细杆及踏板的质量均可忽略不计，重力加速度大小为。 （1）如果人始终蹲在踏板上，通过最低点时的速度大小为，求此时秋千每根细杆上的拉力的大小。 （2）若人在最低点和最高点站起蹲下前后，秋千摆动速度大小均不变，如图2简略图所示，当人蹲在踏板上从左侧摆角（细杆与竖直方向夹角）处开始摆动，每次到最低点时就突然站起，到最高处突然蹲下的方式，求：人第一次回到左侧的最大摆角。（结果用三角函数表示） （3）实际上人在最高点蹲下后速度大小不变，但在最低点快速站起后人摆动速度会增大，若已知、、，当人从摆角为的位置由直静止开始摆动后，发现第10次经过最低点后可保持站立状态在竖直平面内做完整的圆周运动且在最高点时两根细杆上恰好无张力，若人每次站立增加的动能均相同，求每次经过最低点时人增加的动能（，，） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿运动定律 解得 【小问2详解】 人在最低点站起前后摆动速度大小不变，从最左端到最低点时根据机械能守恒定律得 在最低点突然站起过程动能不变，但摆长变为，继续往右上升到最右端过程根据机械能守恒定律有 在最右端突然蹲下时速度为0且保持不变，但摆长变为，从最右端下降到最低点过程中根据机械能守恒定律有 在最低点突然站起过程动能不变，但摆长又变为，继续往左上升到最左端过程根据机械能守恒定律有 联立以上各式解得 【小问3详解】 设由最大摆角摆至最低点时动能为，根据功能关系得 在竖直平面内做完整的圆周运动，通过最高点最小速度为vm，根据牛顿运动定律得 人在竖直平面内做完整的圆周运动，根据功能关系得 代入数据联立解得得。 20. 一种重物打桩的过程可简化为图a所示，质量为M的重锤在卷扬机的作用下从木桩正上方某处由静止开始提升到某高度，之后自由释放，撞击木桩使之获得速度后打入地面。图b是重锤向上运动的v-t图像（图中的t0和v0均是已知的）。若每次重锤撞击木桩后立即离开木桩，木桩每次则以相同的速度v向下运动最终全部进入地面，完成打桩过程。若木桩所受的地面的平均阻力均为前一次撞击后进入地面过程中所受平均阻力的k倍（k>1），若木桩质量为m，长度为l，且木桩的重力远小于其每次进入地面过程中所受的平均阻力。已知重力加速度为g，求： （1）将重锤由静止提升到释放点过程中，卷扬机对重物做功的最大功率； （2）若撞击四次后木桩恰好全部进入地面，求木桩第一次进入地面过程中木桩所受的平均阻力； （3）若第一次撞击使木桩进入的深度为l1（其中l1<l），那么至少要撞击多少次才能将木桩全部撞入地面？并根据你的解答讨论要将木桩全部撞入地面，l1必须满足的条件？（已知数学上有公式： ） 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由图可知，重锤向上做匀加速的加速度 由牛顿第二定律有 重锤向上运动的最大速度为，则卷扬机对重物做功的最大功率 联立解得 【小问2详解】 设木桩第一次进入地面过程中木桩所受的平均阻力为， 由题意可知，由动能定理可得，第一次撞击有 第二次撞击有 第三次撞击有 第四次撞击有 又 联立解得 【小问3详解】 由于每次克服阻力做功相同，故有 又 联立可得 当n为整数时有 当n为非整数时，即 其中为 中的整数值 由函数的意义可知 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $