精品解析：湖南长沙市湖南师范大学附属中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

高一下学期期末考试 物理 时量：75分钟满分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 如图所示，电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时，会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用，说法正确的是（　　） A. 利用金属材料不易拉破的特性保护电工 B. 根据静电屏蔽原理，屏蔽服内的合场强为零 C. 电工穿屏蔽服，主要是为了挡风御寒 D. 金属材料电阻大，能够隔绝电流，从而对人体起保护作用 【答案】B 【解析】 【详解】高压带电作业时，屏蔽服采用金属丝织成，利用静电屏蔽原理，当金属网（或金属织物）包裹人体时，外界电场会使金属表面感应电荷，使屏蔽服内部的合电场强度几乎为零，从而保护电工不受外部高压电场伤害。 故选B。 2. 某电场区域的电场线如图所示，、是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（ ） A. 负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力 B. 点的场强大小与放在该点的试探电荷的大小有关 C. 试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向 D. 正电荷在点的加速度小于在点的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．因a点电场线较b点密集，可知a点场强较b点大，可知负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力，A正确； B．点的场强大小由电场本身决定，与放在该点的试探电荷的大小无关，B错误； C．正的试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向，负电荷相反，C错误； D．因a点场强大于b点，根据可知，正电荷在点的加速度大于在点的加速度，D错误。 故选A。 3. 一质量为2kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 0~2s内外力F的冲量为 B. 第1s末质点的速度为 C. 第2s内外力F对质点所做的功是 D. 第1s末与第2s末外力F的瞬时功率之比为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据冲量的定义，内外力的冲量等于图像与时间轴所围成的面积，则有 代入数据解得 可知内外力的冲量为，故A正确； B．在内，根据动量定理有 代入数据解得 可知第末质点的速度为，故B错误； C．在内，根据动量定理有 代入数据解得 第内根据动能定理有 代入数据解得 可知第内外力对质点所做的功是，故C错误； D．第末外力的瞬时功率为 代入数据解得 第末外力的瞬时功率为 代入数据解得 可知第末与第末瞬时功率之比为，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，质量为的足够长的木板放在光滑水平地面上，质量为的物块放在木板上，物块与木板之间有摩擦，两者都以大小为的初速度向相反方向运动。当木板的速度为时，物块处于（ ） A. 匀速运动阶段 B. 减速运动阶段 C. 加速运动阶段 D. 速度为零的时刻 【答案】C 【解析】 【详解】已知木板质量，物块质量，两者初速度大小均为，规定木板初速度方向（向右）为正方向。由于水平地面光滑，物块与木板组成的系统动量守恒。 开始阶段，物块向左减速，木板向右减速，当物块的速度为零时，设此时木板的速度为，根据动量守恒定律有 代入数据解得 此后物块将向右加速，木板继续向右减速，当两者速度达到相同时，设共同速度为，根据动量守恒定律有 代入数据解得 两者相对静止后，一起向右做匀速直线运动。题目中当木板的速度为时，由于，说明该时刻处于物块速度减为零之后、两者达到共同速度之前的阶段。此时物块处于加速运动阶段，故C正确。 故选C。 5. 如图所示，将带正电的小球甲、乙（均视为点电荷）从水平地面上方相同高度处同时由静止释放。已知小球甲的电荷量和质量均大于小球乙的，不计空气阻力，则两小球从释放到落地的过程中，下列物理量中，小球甲一定大于小球乙的是（　　） A. 水平位移 B. 水平方向加速度 C. 库仑力做的功 D. 同一时刻重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．水平方向由动量守恒可得，因​，故，故A错误； B．甲、乙间库仑力是相互作用力，大小相等。由牛顿第二定律，水平加速度， 因，故，故B错误； C． 库仑力做功，大小相等，因为，则，故C错误； D． 重力瞬时功率 同一时刻相同，因​，故，故D正确。 故选 D。 6. 如图所示，为半径为的绝缘球壳的中心，球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电球壳在内部产生电场的场强处处为零。现在球壳上点处取下一面积足够小、带电荷量为的曲面，将其沿连线的延长线移到点，。若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，静电力常量为，则球心点处场强为（　　） A. ，方向由指向 B. ，方向由指向 C. ，方向由指向 D. ，方向由指向 【答案】B 【解析】 【详解】在球壳表面点处放入等电荷密度、等面积的带正电荷的曲面，和相同的带负电的曲面，则A处总电量为零，根据均匀带电球壳在内部产生电场的场强处处为零可知，球壳内的电场相当于两个等量异种电荷产生的电场，B处带正电，A处带负电，因为A处负电荷在O点产生场强更大，所以场强方向由指向，大小 故选B。 7. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当甲所坐木板刚要离开原位置时，对甲及其所坐木板整体有 解得弹性绳的伸长量 则此时弹性绳的弹性势能为 从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程，乙所坐木板的位移为 则由功能关系可知该过程F所做的功 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，三个完全相同的金属小球A、B、C紧贴在一起，开始时三个小球均不带电，现将一带负电的金属小球D放置在小球A的左侧（未接触），之后先将小球C移走，再移走小球D，最后将小球A、B分开。若分开后小球A的电荷量大小为，则关于A、B、C三个小球最终的带电情况，下列说法正确的是（ ） A. 小球B的电荷量大小为 B. 小球B、C电荷量的代数和为 C. 小球C的电荷量大小为 D. 只有小球A带电，电性为正 【答案】AB 【解析】 【详解】A．将带负电的金属小球放置在小球左侧后，由于静电感应，近端小球带正电，远端小球带等量负电。依次移走小球、小球后，小球与小球仍保持接触，由于两小球完全相同，此时小球与小球平分剩余的电荷而带上等量同种电荷，已知分开后小球的电荷量大小为，可知小球的电荷量大小也为，故A正确； B．根据电荷守恒定律可知，、、三个金属小球的总电荷量始终为零，则有 推导可得小球、电荷量的代数和表达式为 已知，代入可知小球、电荷量的代数和为，故B正确； C．由上述电荷守恒定律的表达式可知，小球的电荷量大小等于小球与小球电荷量大小之和，即大小为，故C错误； D．由题意及上述分析可知，小球、、最终均带有电荷，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，绕行方向相同，已知A、B的转动周期分别为、。不计其他天体对卫星的影响，不计A、B之间的引力，下列说法正确的是（ ） A. A的线速度小于B的线速度 B. A的角速度大于B的角速度 C. A的轨道半径与B的轨道半径的比为 D. A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题图可知，根据 可知 根据 可知，故A错误，B正确； C．根据开普勒第三定律 有，故C错误； D．卫星A、B相邻两次间距最小即相遇，满足 其中， 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，半径为，圆环最低点固定一电荷量为的小球，另一质量为的小球恰好静止在与圆心等高的点，某时刻起，小球缓慢漏电，开始在竖直圆环上缓慢运动，已知静电力常量为，重力加速度为。下列说法中正确的是（ ） A. 小球漏电前的电荷量 B. 漏电过程中，圆环对小球的支持力大小变小 C. 漏电过程中，小球的电荷量与两球间的距离的三次方成正比 D. 漏电过程中，两球间的库仑力逐渐减小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．漏电前根据几何关系可知小球与间的距离为，对小球进行受力分析，在圆弧切线方向根据平衡条件有 解得 故A错误； B．设某时刻小球与圆心连线与竖直向下的夹角为，根据几何关系可知两球间的距离为，小球受重力、圆弧的支持力和库仑力作用，在切线方向和法线方向根据平衡条件分别有， 联立解得和 由此可知在漏电过程中圆环对小球的支持力大小保持不变，故B错误； C．根据库仑定律可知两球间的库仑力为 结合B选项推导出的表达式，代入联立解得 可知小球的电荷量与两球间的距离的三次方成正比，故C正确； D．在小球缓慢漏电向最低点运动的过程中，夹角从减小到，根据B选项中推导的库仑力表达式 可知两球间的库仑力逐渐减小，故D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共2小题，共16分，其中第11题6分，第12小题10分） 11. 某同学想测量冰壶与冰面之间的动摩擦因数，设计了如图（a）所示的实验方案。将一个装满黑色墨水的烧杯固定在冰壶上，烧杯靠底部的侧面连通一弯折玻璃细管，细管末端竖直朝下，可以通过控制细管口的阀门来调节墨水滴下落的快慢。回答下列问题。 （1）调节阀门K，使墨水从细管中缓慢滴下，从开始计时恰好滴下的水滴记为第1个水滴，到第31个水滴滴下时，测得总时间为12s，则细管滴水的周期为______s。 （2）打开阀门K，以一定的速度推动冰壶，在冰面留下一系列水滴印记，每隔4个印记取一个计数点，测量得到相邻计数点之间的距离如图（b）所示，则冰壶做减速运动的加速度大小为______。（结果保留三位有效数字） （3）若重力加速度g取，则冰壶与冰面之间的动摩擦因数______。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1）0.4 （2）0.114 （3）0.0116 【解析】 【小问1详解】 细管滴水的周期为 【小问2详解】 因为每隔4个印记取一个计数点，所以相邻计数点之间的时间间隔为 根据逐差法可得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律有 计算可得 12. 用如图所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，已知。（、、在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是____________。 A. 测量球1静止释放的高度 B. 测量抛出点距地面的高度 C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定点的位置 （2）完成上述实验，图中平均落地点的位置可能正确的是____________。 A. B. C. （3）通过测量可得，平均落地点、、距点的距离分别为、、。若想要通过本实验验证动量守恒定律，则需验证公式____________；若想要通过本实验探究两球碰撞是否为弹性碰撞，则可验证公式____________。（均用题目所给物理量的字母表示） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。（更换过程中始终保持）。则下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是____________。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）C （3） ①. ②. （4）BC 【解析】 【分析】 【小问1详解】 A．实验中重复多次时，只要保证球1离开斜槽末端后做平抛运动的轨迹相同即可，即保证球1从斜槽上同一位置S由静止释放即可，不需要测量的具体数值，A错误； B．两个小球离开斜槽后做平抛运动，下落高度相同，根据平抛规律，有运动时间相同 根据速度，在动量守恒式中可约去，用x代替v，因此不需要测量抛出点距地面的高度，B错误； C．实验中要求小球半径相同即可，不需要测量小球半径，C错误； D．本题中O点为抛出点在记录纸上的垂直投影，实验直接测量O点到落地点的距离，故必须用重锤线确定O点位置，D正确。 故选D； 【小问2详解】 碰前球的速度为，平均落地点为，根据能量守恒定律，知碰撞后球速度小于，射程小于，根据碰撞后的速度关系，知碰撞后球速度大于碰撞后球速度，射程大于，因此落地点顺序可能为 故选C； 【小问3详解】 [1]设小球下落的时间为，根据前面分析，知碰撞前球的速度，碰撞后球的速度，球的速度，根据动量守恒定律，有 得 [2]若要验证弹性碰撞，则需验证 得 【小问4详解】 弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒，有， 得 已知，，则 AB．若仅换用不同质量的球，增大时，减小，且逐渐趋近于，A错误，B正确； CD．若仅换用不同质量的球，随增大而均匀增大，纵截距为，C正确，D错误。 故选BC。 【点睛】 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14小题15分，第15小题16分） 13. 如图所示，真空中固定的点电荷Q的上方轻放一质量为m、带电量为q的小球，小球恰好处于静止状态。已知重力加速度为g，静电力常量为k。求： （1）小球所处位置的电场强度大小E； （2）小球距点电荷的距离h。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球处于平衡，则 解得 【小问2详解】 由 解得 14. 许多工厂的流水线上安装传送带用于传送工件，以提高工作效率。如图所示，驱动电机带动小轮顺时针转动，与小轮角速度相同的大轮带动倾角为的传送带匀速转动。已知小轮转动的线速度为2m/s，小轮与大轮的半径之比为1:3。现将质量为的小物块以初速度放在传送带的底端A点，物块随传送带运动至B点后沿AB方向离开传送带，一段时间后落到了与B点高度差为的平板上。其中A、B间的长度为，物块与传送带间的动摩擦因数为，不考虑空气阻力，重力加速度为，0.6。求： （1）物块运动至B点的速度大小； （2）在平板上的落点与B点的水平距离； （3）若不考虑其他损耗，电机为了运输物块多做的功。 【答案】（1）5m/s （2）3.2m （3）168J 【解析】 【小问1详解】 大轮与小轮角速度相同，则线速度大小之比等于半径之比，根据题意传动带的速度 物块放在传送带上，开始相对于传送带向下运动，所受摩擦力方向沿传送带向上，根据牛顿第二定律有 其中 解得物块的加速度 若物块在传送带上加速到与传送带速度相等，则有 解得 可知，物块在传送带上一直匀加速运动到B点，则有 解得 【小问2详解】 离开点后，物块做斜抛运动，物块的水平分速度 竖直分速度 物块落至平板上的过程中，以竖直方向向下为正方向，则有 解出 落点距点的水平距离 【小问3详解】 物块在传送带上所受摩擦力 结合上述，物块在传送带上做匀加速直线运动，根据速度公式有 解得 该时间内传送带的位移 则电机为了运输物块多做的功 解得 15. 某同学设计的弹球游戏装置示意图如图所示，装置由一段倾斜直管道和个相同的不对称“倒V”形管道平滑连接而成，管道透明且光滑，固定在竖直平面内。入口端与第一个“倒V”形管道左端高度差为，每个“倒V”形管道最高点与其左、右两端的高度差分别为和（和均未知，但有），每个“倒V”形管道的左端均静置1个质量为的弹球，自上而下依次编号为，，，，。开始游戏时，在入口端由静止释放一质量为的弹球。所有弹球的直径均略小于管道内径，不计管道内径、弹球大小及滚动、弹球与管道相互作用的能量损失和空气阻力，所有弹球之间的碰撞均视为对心弹性碰撞，重力加速度为。 （1）求弹球与1号弹球第一次碰撞后瞬间，弹球和1号弹球各自的速度大小； （2）已知：每个弹球在被上方弹球碰撞后，与下方弹球碰撞前不会被上方弹球再次碰撞，且所有弹球（包括）都能到达出口。 （提示：若有，为常数，可化为，即构建一个首项为，公比为的等比数列，则有） （ⅰ）求1号弹球与2号弹球第一次碰撞后瞬间，1、2号弹球各自的速度大小； （ⅱ）求弹球与1号弹球第（）次碰撞后瞬间的速度大小； （ⅲ）若足够大，求应满足的条件。 【答案】（1）， （2）（ⅰ），；（ⅱ）；（ⅲ） 【解析】 【小问1详解】 P球到达第1个平台时，由机械能守恒定律有 解得 P球与1球碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律有， 联立解得， 【小问2详解】 （ⅰ）1球到达第2个平台时，由动能定理有 解得 1球与2球碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 解得， 可知两球速度交换。 （ⅱ）设P球到达第个平台时的速度为，与第个平台处的1球碰撞后的速度为，则P球从第个平台发生第次碰撞后到第个平台碰撞前，由动能定理 P球在第个平台与1球碰撞，由动量守恒、机械能守恒，由之前计算结果的规律，可知 联立可得 由数学知识，可知是等比数列，公比为 所以有 解得 （ⅲ）经分析，只需考虑P球，每次都要越过最高点，则对于任意，由能量关系有 联立可得 发现是的减函数，故时，趋近于零，则有 化简为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期期末考试 物理 时量：75分钟满分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 如图所示，电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时，会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用，说法正确的是（　　） A. 利用金属材料不易拉破的特性保护电工 B. 根据静电屏蔽原理，屏蔽服内的合场强为零 C. 电工穿屏蔽服，主要是为了挡风御寒 D. 金属材料电阻大，能够隔绝电流，从而对人体起保护作用 2. 某电场区域的电场线如图所示，、是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（ ） A. 负电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力 B. 点的场强大小与放在该点的试探电荷的大小有关 C. 试探电荷在点受到的静电力一定沿着该点的场强方向 D. 正电荷在点的加速度小于在点的加速度 3. 一质量为2kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 0~2s内外力F的冲量为 B. 第1s末质点的速度为 C. 第2s内外力F对质点所做的功是 D. 第1s末与第2s末外力F的瞬时功率之比为 4. 如图所示，质量为的足够长的木板放在光滑水平地面上，质量为的物块放在木板上，物块与木板之间有摩擦，两者都以大小为的初速度向相反方向运动。当木板的速度为时，物块处于（ ） A. 匀速运动阶段 B. 减速运动阶段 C. 加速运动阶段 D. 速度为零的时刻 5. 如图所示，将带正电的小球甲、乙（均视为点电荷）从水平地面上方相同高度处同时由静止释放。已知小球甲的电荷量和质量均大于小球乙的，不计空气阻力，则两小球从释放到落地的过程中，下列物理量中，小球甲一定大于小球乙的是（　　） A. 水平位移 B. 水平方向加速度 C. 库仑力做的功 D. 同一时刻重力的瞬时功率 6. 如图所示，为半径为的绝缘球壳的中心，球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电球壳在内部产生电场的场强处处为零。现在球壳上点处取下一面积足够小、带电荷量为的曲面，将其沿连线的延长线移到点，。若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，静电力常量为，则球心点处场强为（　　） A. ，方向由指向 B. ，方向由指向 C. ，方向由指向 D. ，方向由指向 7. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，三个完全相同的金属小球A、B、C紧贴在一起，开始时三个小球均不带电，现将一带负电的金属小球D放置在小球A的左侧（未接触），之后先将小球C移走，再移走小球D，最后将小球A、B分开。若分开后小球A的电荷量大小为，则关于A、B、C三个小球最终的带电情况，下列说法正确的是（ ） A. 小球B的电荷量大小为 B. 小球B、C电荷量的代数和为 C. 小球C的电荷量大小为 D. 只有小球A带电，电性为正 9. 如图所示，A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，绕行方向相同，已知A、B的转动周期分别为、。不计其他天体对卫星的影响，不计A、B之间的引力，下列说法正确的是（ ） A. A的线速度小于B的线速度 B. A的角速度大于B的角速度 C. A的轨道半径与B的轨道半径的比为 D. A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为 10. 如图所示，一光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，半径为，圆环最低点固定一电荷量为的小球，另一质量为的小球恰好静止在与圆心等高的点，某时刻起，小球缓慢漏电，开始在竖直圆环上缓慢运动，已知静电力常量为，重力加速度为。下列说法中正确的是（ ） A. 小球漏电前的电荷量 B. 漏电过程中，圆环对小球的支持力大小变小 C. 漏电过程中，小球的电荷量与两球间的距离的三次方成正比 D. 漏电过程中，两球间的库仑力逐渐减小 三、实验题（本题共2小题，共16分，其中第11题6分，第12小题10分） 11. 某同学想测量冰壶与冰面之间的动摩擦因数，设计了如图（a）所示的实验方案。将一个装满黑色墨水的烧杯固定在冰壶上，烧杯靠底部的侧面连通一弯折玻璃细管，细管末端竖直朝下，可以通过控制细管口的阀门来调节墨水滴下落的快慢。回答下列问题。 （1）调节阀门K，使墨水从细管中缓慢滴下，从开始计时恰好滴下的水滴记为第1个水滴，到第31个水滴滴下时，测得总时间为12s，则细管滴水的周期为______s。 （2）打开阀门K，以一定的速度推动冰壶，在冰面留下一系列水滴印记，每隔4个印记取一个计数点，测量得到相邻计数点之间的距离如图（b）所示，则冰壶做减速运动的加速度大小为______。（结果保留三位有效数字） （3）若重力加速度g取，则冰壶与冰面之间的动摩擦因数______。（结果保留三位有效数字） 12. 用如图所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，已知。（、、在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是____________。 A. 测量球1静止释放的高度 B. 测量抛出点距地面的高度 C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定点的位置 （2）完成上述实验，图中平均落地点的位置可能正确的是____________。 A. B. C. （3）通过测量可得，平均落地点、、距点的距离分别为、、。若想要通过本实验验证动量守恒定律，则需验证公式____________；若想要通过本实验探究两球碰撞是否为弹性碰撞，则可验证公式____________。（均用题目所给物理量的字母表示） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。（更换过程中始终保持）。则下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是____________。 A. B. C. D. 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14小题15分，第15小题16分） 13. 如图所示，真空中固定的点电荷Q的上方轻放一质量为m、带电量为q的小球，小球恰好处于静止状态。已知重力加速度为g，静电力常量为k。求： （1）小球所处位置的电场强度大小E； （2）小球距点电荷的距离h。 14. 许多工厂的流水线上安装传送带用于传送工件，以提高工作效率。如图所示，驱动电机带动小轮顺时针转动，与小轮角速度相同的大轮带动倾角为的传送带匀速转动。已知小轮转动的线速度为2m/s，小轮与大轮的半径之比为1:3。现将质量为的小物块以初速度放在传送带的底端A点，物块随传送带运动至B点后沿AB方向离开传送带，一段时间后落到了与B点高度差为的平板上。其中A、B间的长度为，物块与传送带间的动摩擦因数为，不考虑空气阻力，重力加速度为，0.6。求： （1）物块运动至B点的速度大小； （2）在平板上的落点与B点的水平距离； （3）若不考虑其他损耗，电机为了运输物块多做的功。 15. 某同学设计的弹球游戏装置示意图如图所示，装置由一段倾斜直管道和个相同的不对称“倒V”形管道平滑连接而成，管道透明且光滑，固定在竖直平面内。入口端与第一个“倒V”形管道左端高度差为，每个“倒V”形管道最高点与其左、右两端的高度差分别为和（和均未知，但有），每个“倒V”形管道的左端均静置1个质量为的弹球，自上而下依次编号为，，，，。开始游戏时，在入口端由静止释放一质量为的弹球。所有弹球的直径均略小于管道内径，不计管道内径、弹球大小及滚动、弹球与管道相互作用的能量损失和空气阻力，所有弹球之间的碰撞均视为对心弹性碰撞，重力加速度为。 （1）求弹球与1号弹球第一次碰撞后瞬间，弹球和1号弹球各自的速度大小； （2）已知：每个弹球在被上方弹球碰撞后，与下方弹球碰撞前不会被上方弹球再次碰撞，且所有弹球（包括）都能到达出口。 （提示：若有，为常数，可化为，即构建一个首项为，公比为的等比数列，则有） （ⅰ）求1号弹球与2号弹球第一次碰撞后瞬间，1、2号弹球各自的速度大小； （ⅱ）求弹球与1号弹球第（）次碰撞后瞬间的速度大小； （ⅲ）若足够大，求应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $