精品解析：内蒙乌兰察布市集宁区北京八中乌兰察布分校2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2024-2025学年高一下学期期中考试 物理试卷 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在一个很大的导体板 MN 上铺一薄层中药材，针状电极 O 和平板电极 MN 接高压直流电源，其间产生较强的电场.水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电.水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，被鼓风机送出水平微风裹挟着飞离电场区域．图中虚线 ABCD 是某一水分子从 A 处由静止开始的运动轨迹.下列说法正确的是 A. 水分子运动中受到的电场力越来越小 B. 沿着曲线ABCD方向电势越来越低 C. 水分子运动中电势能越来越少 D. 水分子的轨迹ABCD是一条抛物线 2. 在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，如图为某摩天轮的实物图，设乘客到摩天轮中心的距离为r，重力加速度为g，下列说法错误的是（　　） A. 在最高点时乘客线速度可以小于 B. 在最高点时乘客对座椅可以没有作用力 C. 在最低点时乘客处于超重状态 D. 摩天轮做匀速圆周运动时，乘客做匀变速曲线运动 3. 如图，直线AB为某电场的一条电场线，a、b、c是电场线上等间距的三个点。一个带电粒子仅在电场力作用下沿电场线由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且a、b段动能增量大于b、c段动能增量， a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，场强大小分别为Ea、Eb、Ec， 粒子在a、b、c三点的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向由A指向B B. φaφbφc C. EpaEpbEpc D. EaEbEc 4. 如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B高度处水平面内做匀速圆周运动，不计一切摩擦，则（ ） A. 周期 B. 角速度 C. 线速度 D. 向心加速度 5. 如图所示为某消防车喷水救火的场面。已知消防车的喷水口离水箱的竖直高度，喷水口的横截面积，喷水速度，水的密度，当地重力加速度，不计水的阻力，则（　　） A. 单位时间内出水口喷出水的质量为 B. 单位时间内出水口喷出水的动能为 C. 消防车的水泵在时间内做的功为 D. 消防车的水泵输出功率为 6. 如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（ ） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 在XX′极板间受到电场力的冲量大小为 D. 打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 7. 如图所示为皮带传动装置，轴上两轮的半径分别为4r和r，轴上轮的半径为3r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点周期之比 B. A、B、C三点线速度之比 C. A、B、C三点角速度之比 D. A、B、C三点加速度之比 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 如图所示，半径为的光滑金属圆环悬挂在竖直面内，可绕过圆心的竖直轴转动。质量为的带孔小球穿于环上，同时有一长为的轻绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点。绳能承受的最大拉力为，重力加速度的大小为。当圆环转动的角速度逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 圆环角速度等于时，小球受到2个力的作用 B. 圆环角速度等于时，小球受到2个力的作用 C. 圆环角速度等于时，圆环对小球的弹力大小为 D. 圆环角速度足够大，小球能达到与圆环圆心等高处 9. 如图所示，长为8d、间距为d的平行金属板水平放置，两金属板左边中点O有一粒子源，在时间内持续均匀水平向右发射初速度为、电荷量为+q、质量为m的粒子。在两板间存在如图所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力。以下判断正确的是（　　） A. 粒子在电场中运动的最短时间为 B. 时刻进入的粒子能从点射出 C. 射出粒子的最大动能为 D. 能从两板间射出的粒子数占总粒子数的 10. 如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为、，。现将两细线同时剪断，则下列正确的（　　） A. 两球都做匀变速运动 B. 落地时两球水平位移相同 C. 两球下落时间 D. a球落地时的速度小于b球落地时的速度 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某同学利用平行板电容器进行系列实验探究，过程如下： （1）该同学利用图（a）所示实验装置，探究电荷量不变的情况下，电压与电容的关系。其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器充电后与电源断开。在实验中观察到的现象是____________（填正确答案标号）。 A.手水平向左移动时，静电计指针的张角变大 B.手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小 C.手不动，并向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 （2）此同学利用图（b）所示实验装置探究电压不变的情况下，某点电势的变化情况。若将电容器上板A接电源正极，下板B接电源负极，且上极板接地，闭合开关S，一带电液滴恰好静止在电容器内部P点，现将电容器下极板B缓慢向下移动一小段距离，液滴____________（填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”），P点电势____________（填“升高”、“不变”或“降低”）。 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中： （1）用图甲装置进行验证，则下列说法合理的是（　　） A. 实验前必须先用天平测出重物和夹子的质量 B. 选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零 C. 本实验数据处理中必须每隔4个计时点取1个计数点 D. 重物下落的高度用刻度尺测量，某位置的速度用来计算 （2）用图甲所示的实验装置得到如图乙所示的一条纸带，O点是打下的第一个点，A、B、C为另外3个连续打下的点。已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g=9.8m/s2，则从O点到B点，重物的重力势能变化量的绝对值、B点的动能EkB=___________J（计算结果均保留3位有效数字。从计算结果中发现EkB___________（选填“大于”、“小于”、“等于”），分析出现这一结果的原因可能是___________。 A.交流电源的工作电压偏高 B.交流电源的实际频率大于50Hz C.接通电源前释放了纸带 D.存在空气阻力和摩擦力 （3）用图丙装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则（　　） A. 调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能 B. 调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力 C. 不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒 （4）用图丁装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，滑块移至图示位置，遮光条到光电门的距离为l。滑块由静止释放，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________（用题中字母表示）。 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v； (2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F； (3)重物下落的高度H。 14. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物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，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时，A的速度有多大？ 15. 如图所示，某游乐场游乐装置由竖直面内轨道组成，左侧为半径的光滑圆弧轨道，轨道上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角a，下端点与粗糙水平轨道相切，为倾角的粗糙倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块P（视为质点）从空中的A点以的初速度水平向左抛出，经过后恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道滑动，经过D点后沿倾斜轨道向上运动至F点（图中未标出），弹簧恰好压缩至最短，已知，滑块与轨道、间的动摩擦因数为，各轨道均平滑连接，不计其余阻力，。求： （1）连线与水平方向的夹角的大小； （2）小滑块P到达与O点等高的点时对轨道的压力； （3）弹簧的弹性势能的最大值； （4）试判断滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出时对B点的压力大小；若不能，判断滑块最后位于何处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高一下学期期中考试 物理试卷 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在一个很大的导体板 MN 上铺一薄层中药材，针状电极 O 和平板电极 MN 接高压直流电源，其间产生较强的电场.水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电.水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，被鼓风机送出水平微风裹挟着飞离电场区域．图中虚线 ABCD 是某一水分子从 A 处由静止开始的运动轨迹.下列说法正确的是 A. 水分子运动中受到的电场力越来越小 B. 沿着曲线ABCD方向电势越来越低 C. 水分子运动中电势能越来越少 D. 水分子的轨迹ABCD是一条抛物线 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据电场线疏密可以判断电场强弱，所以D点电场线最密，电场强度最强，所以D点受电场力最大，电场力越来越大，A错误 B.沿电场线方向电势越来越低，所以A点电势最低，沿着曲线ABCD方向电势越来越高，B错误 C.水分子从静止开始运动，电场力做正功，电势能减小，C正确 D.因为电场线不是匀强电场，所以水分子受力方向一直在变，所以不是类平抛运动，轨迹不是抛物线，D错误 2. 在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，如图为某摩天轮的实物图，设乘客到摩天轮中心的距离为r，重力加速度为g，下列说法错误的是（　　） A. 在最高点时乘客线速度可以小于 B. 在最高点时乘客对座椅可以没有作用力 C. 在最低点时乘客处于超重状态 D. 摩天轮做匀速圆周运动时，乘客做匀变速曲线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．在最高点时，由重力和支持力的合力提供向心力，合力向下，则有 可以看出当支持力为零时，摩天轮的线速度最大，为 所以在最高点时乘客线速度可以小于，故A正确； B．根据选项A的分析可知，在最高点时，当线速度为，座椅对乘客没有支持力，根据牛顿第三定律可知，乘客对座椅也没有作用力，故B正确； C．在最低点时，由重力和支持力的合力提供向心力，合力向上，则有 即乘客受到的支持力大于重力，乘客处于超重状态，故C正确； D．摩天轮做匀速圆周运动时，乘客也做匀速圆周运动，加速度的大小保持不变，但方向是改变的，故不是匀变速运动，故D错误。 本题选错误的，故选D。 3. 如图，直线AB为某电场的一条电场线，a、b、c是电场线上等间距的三个点。一个带电粒子仅在电场力作用下沿电场线由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且a、b段动能增量大于b、c段动能增量， a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，场强大小分别为Ea、Eb、Ec， 粒子在a、b、c三点的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向由A指向B B. φaφbφc C. EpaEpbEpc D. EaEbEc 【答案】C 【解析】 【详解】AB. 粒子的电性不确定，则不能确定电场的方向，也不能判断各点的电势关系，选项AB错误； CD．粒子在电场中只受电场力作用，则动能增加量等于电势能减小量；由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，则电势能减小，则EpaEpbEpc；因a、b段动能增量大于b、c段动能增量，可知ab段的电势差大于bc段的电势差，根据U=Ed可知，ab段的电场线比bc段的密集，但是不能比较三点场强大小关系，选项C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B高度处水平面内做匀速圆周运动，不计一切摩擦，则（ ） A. 周期 B. 角速度 C. 线速度 D. 向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】设绳子与竖直方向夹角为θ，绳子长度为l，小球所在平面距离顶点的竖直高度为h，对小球分析有 可得，，， A．小球由A高度处到B高度处运动，高度h变小，由 可得，故A错误； B．小球由A高度处到B高度处运动，高度h变小，由 可得，故B正确； C．根据，由于绳子长度l变小，角θ变大，所以线速度大小变化无法判断，故C错误； D．根据，角度θ变大，所以向心加速度变大，则有，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为某消防车喷水救火的场面。已知消防车的喷水口离水箱的竖直高度，喷水口的横截面积，喷水速度，水的密度，当地重力加速度，不计水的阻力，则（　　） A. 单位时间内出水口喷出水的质量为 B. 单位时间内出水口喷出水的动能为 C. 消防车的水泵在时间内做的功为 D. 消防车的水泵输出功率为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．单位时间内出水口喷出水的质量为 单位时间内出水口喷出水的动能为 故AB错误； CD．根据能量守恒可知，消防车的水泵在时间内做的功为 消防车的水泵输出功率为 故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（ ） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 在XX′极板间受到电场力的冲量大小为 D. 打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 【答案】D 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律可得，在XX′极板间的加速度大小 A错误； B．电子电极XX′间运动时，有 vx = axt 电子离开电极XX′时的动能为 电子离开电极XX′后做匀速直线运动，所以打在荧光屏时，动能大小为，B错误； C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小 C错误； D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 D正确。 故选D。 7. 如图所示为皮带传动装置，轴上两轮的半径分别为4r和r，轴上轮的半径为3r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点周期之比 B. A、B、C三点线速度之比 C. A、B、C三点角速度之比 D. A、B、C三点加速度之比 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．轴上两轮同轴转动，其边缘处A、B两点的角速度大小相同，皮带不打滑，主动轮上B点和从动轮上C点的线速度大小相等。 根据线速度与角速度关系，可得 代入数据可得 代入数据可得 由周期与角速度关系式，可得A、B、C三点周期之比 故ABC错误； D．由加速度与角速度关系式，可得A、B、C三点加速度之比为 故D正确。 故选D。 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 如图所示，半径为的光滑金属圆环悬挂在竖直面内，可绕过圆心的竖直轴转动。质量为的带孔小球穿于环上，同时有一长为的轻绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点。绳能承受的最大拉力为，重力加速度的大小为。当圆环转动的角速度逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 圆环角速度等于时，小球受到2个力的作用 B. 圆环角速度等于时，小球受到2个力的作用 C. 圆环角速度等于时，圆环对小球的弹力大小为 D. 圆环角速度足够大，小球能达到与圆环圆心等高处 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设角速度在0～范围时绳处于松弛状态，球受到重力与环的弹力两个力的作用，弹力与竖直方向夹角为，则有 即 当绳恰好伸直时有，则 可知圆环角速度等于时，小球受到2个力的作用。故A正确； BC．设在时绳中有张力且小于mg，此时有 当取最大值mg时代入可得 即当时绳将断裂，小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用，由此可知圆环角速度等于时，小球受到3个力的作用。圆环角速度等于时，绳已断裂，小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用，则有 解得 即圆环对小球的弹力大小为。故B错误；C正确； D．依题意，小球能达到与圆环圆心等高处时，圆环的弹力沿水平方向指向圆环的圆心，此外小球还受重力作用，二者的合力不可能指向圆心了，即圆环角速度不论增大到多少，小球均不能达到与圆环圆心等高处。故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，长为8d、间距为d的平行金属板水平放置，两金属板左边中点O有一粒子源，在时间内持续均匀水平向右发射初速度为、电荷量为+q、质量为m的粒子。在两板间存在如图所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力。以下判断正确的是（　　） A. 粒子在电场中运动的最短时间为 B. 时刻进入的粒子能从点射出 C. 射出粒子的最大动能为 D. 能从两板间射出的粒子数占总粒子数的 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．粒子在电场中运动的加速度大小为 假设粒子进入电场后，在竖直方向上始终沿一个方向做匀加速直线运动，且最终打在极板上，则有 解得 所以假设成立，则粒子在电场中运动的最短时间为，故A正确； B．时刻进入的粒子，在时间内向下做匀加速运动，且竖直分位移大小为 根据对称性可知，粒子在时间内将向下做匀减速运动，且竖直分位移大小仍等于，则有 粒子在时刻竖直分速度减为零后又开始向上做匀加速运动，根据对称性可知在时刻回到上；而粒子从进入电场到离开电场所用时间为 根据周期性可知，时刻进入的粒子，刚好在时刻从点射出，故B正确； C．设交变电场周期为，射出粒子在电场中运动的时间均为 根据交变电场的周期性可知，无论在何时刻射入的粒子，粒子在电场中经过时间后电场力对粒子的合冲量均为零，则粒子在竖直方向速度的变化量为零，所以射出粒子的最大动能为 故C错误； D．在时间内射入电场的粒子，设时刻进入的粒子，刚好打在下极板上，根据对称性可得 解得 设时刻进入的粒子，刚好打在上极板上，则有 解得 综上分析可知，在时间内射入电场的粒子，从时间内射入电场的粒子可以从两板间射出，则能从两板间射出的粒子数占总粒子数的 故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为、，。现将两细线同时剪断，则下列正确的（　　） A. 两球都做匀变速运动 B. 落地时两球水平位移相同 C. 两球下落时间 D. a球落地时的速度小于b球落地时的速度 【答案】CD 【解析】 【详解】C．设两球之间的库仑力大小为，当两小球静止时，则有 ， 又 则 有将两细线同时剪断后，两球在竖直方向只受重力，在竖直方向做自由落体运动，根据 两球下落高度相同，则两球下落时间相同，即 故C正确； A．在下落过程中，两球处于同一水平面，在水平方向上，由于库仑斥力的作用下，导致间距的增大，从而使得库仑力减小，则水平方向的加速度减小，故两球不可能做匀变速运动，故A错误； BD．根据 可知加速度 则相同时间内，a球水平速度较小，a球水平位移较小，故落地时两球水平位移不相同，根据 可知a球落地时的速度小于b球落地时的速度，故B错误，D正确。 故选CD。 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某同学利用平行板电容器进行系列实验探究，过程如下： （1）该同学利用图（a）所示实验装置，探究电荷量不变的情况下，电压与电容的关系。其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器充电后与电源断开。在实验中观察到的现象是____________（填正确答案标号）。 A.手水平向左移动时，静电计指针的张角变大 B.手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小 C.手不动，并向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 （2）此同学利用图（b）所示实验装置探究电压不变的情况下，某点电势的变化情况。若将电容器上板A接电源正极，下板B接电源负极，且上极板接地，闭合开关S，一带电液滴恰好静止在电容器内部P点，现将电容器下极板B缓慢向下移动一小段距离，液滴____________（填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”），P点电势____________（填“升高”、“不变”或“降低”）。 【答案】 ①. A ②. 向下运动 ③. 升高 【解析】 【详解】（1）[1]A．根据公式 得 可知图中的手水平向左移动时，d增大，U增大，静电计指针的张角变大，故A 正确； B．根据 S减小，U增大，手竖直向上移动时，静电计指针的张角变大，故B错误； C．根据 手不动，并向两板间插入陶瓷片时，变大，静电计指针的张角变小，故C错误。 故选A。 （2）[2]电容器的电压不变，而将电容器下极板B向下平移一小段距离，根据 则电场强度要减小，电场力将小于重力，故液滴要向下运动。 [3]以大地为零势点，P点与零电势的A板距离不变，而电场强度减小，则P点与零电势点之间的电势差减小，又因为P点的电势小于0，则P点的电势升高。 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中： （1）用图甲装置进行验证，则下列说法合理的是（　　） A. 实验前必须先用天平测出重物和夹子的质量 B. 选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零 C. 本实验数据处理中必须每隔4个计时点取1个计数点 D. 重物下落的高度用刻度尺测量，某位置的速度用来计算 （2）用图甲所示的实验装置得到如图乙所示的一条纸带，O点是打下的第一个点，A、B、C为另外3个连续打下的点。已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g=9.8m/s2，则从O点到B点，重物的重力势能变化量的绝对值、B点的动能EkB=___________J（计算结果均保留3位有效数字。从计算结果中发现EkB___________（选填“大于”、“小于”、“等于”），分析出现这一结果的原因可能是___________。 A.交流电源的工作电压偏高 B.交流电源的实际频率大于50Hz C.接通电源前释放了纸带 D.存在空气阻力和摩擦力 （3）用图丙装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则（　　） A. 调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能 B. 调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力 C. 不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒 （4）用图丁装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，滑块移至图示位置，遮光条到光电门的距离为l。滑块由静止释放，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________（用题中字母表示）。 【答案】（1）B （2） ①. 0.490 ②. 大于 ③. C （3）A （4） 【解析】 【小问1详解】 A．由实验过程中我们比较mgh与可知，m可以消掉，则不需要测出重物和夹子的质量，故A错误； B．在验证“机械能守恒定律”的实验中，不需要初速度等于零，则选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零，故B正确； C．纸带第一个打点的点迹不一定清晰，为了计数方便可任意间隔相等的计时点取一个计数点，所以选取的两个计数点不一定需间隔4个计时点，故C错误； D．根据打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出重锤的速度，不能根据某点O点的距离h，由公式求出重锤速度，或根据某点到O点的时间t再根据公式v=gt求出重锤的速度，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据匀变速直线运动一段时间的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度可得 B点的动能为 [2]由实验结果可知EkB大于； [3]A．打点计时器的工作电压偏高，并不会影响重物与纸带的受力与运动，对实验结果无影响，故A错误； B．交流电源的实际频率大于50Hz，测得的速度偏小，则结果减少的重力势能应大于增加的动能，与实验结果不符，故B错误； C．接通电源前释放了纸带，会使打下的第一个点时重物已经具有了速度，即重物的初速度大于零，则使末动能偏大，符合实验结果，故C正确； D．重物与纸带下落过程中受到空气阻力和摩擦力，会使机械能发生损失，结果减少的重力势能应大于增加的动能，与实验结果不符，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 A．将气垫导轨调成倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能，故A正确； B．在该实验中不需要平衡摩擦力，故B错误； C．由于气垫导轨的摩擦力很小，可以忽略不计，则可以用该装置验证机械能守恒，故C错误。 故选A。 【小问4详解】 遮光条通过光电门的速度为 砝码和砝码盘重力势能的减小量为 砝码和砝码盘以及滑块动能的增加量为 若系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则满足机械能守恒定律，即为验证机械能守恒，需要满足的关系式为 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v； (2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F； (3)重物下落的高度H。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω，则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为 (2)小球匀速转动，当在水平位置时设杆对球的作用力为F，合力提供向心力，则有 结合(1)可解得杆对球的作用力大小为 (3)设重物下落高度为H，重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统，根据系统机械能守恒可知 而重物的速度等于鼓形轮的线速度，有 联立各式解得 14. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物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，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时，A的速度有多大？ 【答案】 【解析】 【详解】设当A的位移为h时，速度为v，则B的速度大小为2v，B下降的高度为2h。以A、B两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得 解得 15. 如图所示，某游乐场游乐装置由竖直面内轨道组成，左侧为半径的光滑圆弧轨道，轨道上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角a，下端点与粗糙水平轨道相切，为倾角的粗糙倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块P（视为质点）从空中的A点以的初速度水平向左抛出，经过后恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道滑动，经过D点后沿倾斜轨道向上运动至F点（图中未标出），弹簧恰好压缩至最短，已知，滑块与轨道、间的动摩擦因数为，各轨道均平滑连接，不计其余阻力，。求： （1）连线与水平方向的夹角的大小； （2）小滑块P到达与O点等高的点时对轨道的压力； （3）弹簧的弹性势能的最大值； （4）试判断滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出时对B点的压力大小；若不能，判断滑块最后位于何处。 【答案】（1） ；（2） ，方向向左；（3） ；（4）能， 【解析】 【详解】（1）滑块恰好从B点进入轨道有平抛运动可知 解得 （2）由由动能定理可知 解得 经过点时受轨道的支持力大小，有 解得 由牛顿第三定律可得滑块在点时对轨道的压力大小，方向向左 （3）设从B到F有 代入数据可解得 （4）设滑块返回时能上升的高度为h 运动到B点： 解得 有牛顿第三定律可知对B点的压力为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $