精品解析：江西宜春市樟树中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

江西宜春市樟树中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题 一、选择题（本题包括10小题，1-7题单选，每题4分，8-10题多选，每题6分，共46分。） 1. 2023年中美元首会晤，中方专车行驶过程中，车辆沿图中虚线做匀速率曲线运动，车辆经过点时，其所受合力与瞬时速度的方向关系示意图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱、堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着，将与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 小球每次与接触后，小球的电荷量都会均分一半给 B. 在整个运动过程中，电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体 C. 小球在细管内往复运动过程中，小球和、组成的系统电荷总量守恒 D. 小球最初被吸引，是因为通过静电感应使小球靠近的一侧带上与同种电荷 3. 齿轮是玩具内部常见的传动装置，某玩具内的齿轮如图所示排列，图中四个齿轮自左向右的编号依次为1、2、3、4，它们的半径之比为2：4：2：3，其中齿轮1是主动轮，沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 齿轮4沿顺时针方向转动 B. 齿轮1边缘与齿轮2边缘的角速度大小之比为1：2 C. 齿轮2边缘的向心加速度与齿轮3边缘的向心加速度大小之比为1：2 D. 齿轮3的转动周期与齿轮4的转动周期之比为3：2 4. 如图是羽毛球在空中飞行时的频闪照片，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球在空中飞行时空气阻力可以忽略 B. 图中两球间距越小，说明速度越大 C. 羽毛球的加速度方向始终竖直向下 D. 拍摄过程中羽毛球发生了顺时针转动 5. 中国计划在2030年前实现载人登月科学探索。为了确保任务的成功，需要先发射两颗探月卫星进行科学探测。这两颗卫星在同一平面内绕月球做匀速圆周运动，且绕行方向相同。如图甲所示，测得两卫星之间的距离Δr随时间t变化的关系如图乙所示，忽略两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（ ） A. a、b两卫星线速度大小之比 B. a、b两卫星加速度大小之比aa：ab=3：1 C. a卫星的运转周期为 D. b卫星的运转周期为 6. 如图所示，两对等量异号点电荷+q、-q（q>0）固定于正方形四条边的中点上，正方形的边长为L，A、B、C、D是该正方形的四个顶点，O为正方形的中心点。则下列说法正确的是（ ） A. O点场强大小为 B. A、D两点的电场强度不同 C. B、C两点电场强度不同 D. 在该电场中某处静止释放一带负电的粒子（只受电场力），粒子一定做曲线运动 7. 质量为的汽车在倾角为的倾斜直公路上以速度匀速向上行驶。发动机输出功率为，汽车所受路面的阻力大小为重力的倍，阻力与运动方向相反，时刻司机减小油门使汽车功率立即减为，并保持该功率行驶到时刻，汽车再次匀速，行驶的整个过程汽车沿斜坡运动，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 减小油门后汽车做加速度增大的减速运动 B. 汽车匀速上坡时，牵引力大小为 C. 时刻汽车的速度为 D. 汽车在时间内的位移大小为 8. 下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A. 图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C. 图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D. 图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 9. 如图所示，电荷量为的点电荷放在原本不带电、长度为的导体棒的左侧，点电荷在导体棒的中心轴线上距离棒左端处的位置，导体棒内达到静电平衡。已知点为导体棒的中心，静电力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒左端带正电，右端带负电 B. 导体棒上的感应电荷在O点处产生的电场强度大小为 C. 与导体棒左端间的电场为匀强电场 D. 将导体棒左端接地后再断开，最后移走点电荷，导体棒最终带负电 10. 如图，传送带的水平部分ab长度为2m，倾斜部分bc长度为3m，bc与水平方向的夹角为37°。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2m/s。现将质量为m=1kg的小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，且此过程中煤块不会脱离传送带，已知重力加速度大小为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ） A. 小煤块从a到b的时间为1.2s B. 小煤块从a到b，电动机多消耗的电能为2J C. 从b到c，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为4J D. 从a到c，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为1.4m 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 11. 某物理兴趣小组用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图如图甲所示，图乙为其俯视图，图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮均不打滑。 （1）本实验采用的科学方法是_______（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （2）若a轮半径大于b轮半径，则a轮的角速度_______（填“大于”“等于”或“小于”）轮的角速度。 （3）若a、b两轮的半径相同，钢球1、2分别放在A、B槽的横臂挡板处，它们的质量之比为2：1，到各自转轴的距离之比为5：3，则钢球1、2的线速度大小之比为_______，当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为_______时，向心力公式得到验证。 12. 某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源频率为50Hz），在B的下端再挂质量为m0的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g，回答下列问题： （1）实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示。O为第一个点，D、E、F为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出），已知打点计时器每隔0.02s打一个点。打点计时器打下计数点E时，重物的速度vE=______m/s。（结果保留3位有效数字） （2）此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统总动能的增加量略______总重力势能的减少量（填“小于”或“大于”）；适当______重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差。（填“增大”或“减少”） （3）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出v2-h（h为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒成立，且m0=，则倾斜直线的斜率k=______。 三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。） 13. 静电喷涂是使雾化了的带电油漆微粒在静电场的作用下，定向喷向金属工件，并吸附在工件表面的一种技术，其可简化成如图所示的模型。在一半径为的金属圆板P下方平行于P放置一待涂工件，两者间距为。在P和工件间施加恒定电压后两者间形成的匀强电场如图所示。P中央有一小孔，小孔处放置一静电油漆喷枪，喷枪嘴可向各个方向均匀地喷出速度大小均为的带电油漆微粒。若油漆微粒的质量均为、带电量均为，忽略油漆微粒所受重力、空气阻力和带电微粒之间的相互作用力，不计小孔和边缘效应对电场的影响。求： （1）油漆微粒在电场中的加速度大小； （2）油漆微粒到达待涂工件时的速度大小； （3）油漆微粒到达待涂工件的最短时间。 14. 图a是我国传统农具——风鼓车，图b是其工作原理示意图．转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口；质量小于的草屑被吹出出风口。已知、B、三点在同一水平线上，的宽度为；在H正下方，的高度为；质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入，设谷物从H漏出时速度为零；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为。 （1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间； （2）求谷粒所受水平风力的大小； （3）若瘪粒恰好能全部落入，求的宽度。 15. 某兴趣小组设计了一个“螺线形”竖直轨道模型，如图所示，将一质量为的小球（视为质点）在光滑圆弧轨道NAB上与圆心等高的点以一定的初速度竖直向上抛出，小球运动过程中始终不脱离轨道。BC，CG是材料相同的水平面，段长，足够长，是与、点相切的竖直圆形光滑管道（管径很小，、相互靠近且错开），已知圆弧NAB的半径，管道的半径，小球与、间的动摩擦因数均为，其余轨道均光滑。（取），求： （1）若小球能够通过点，求它在点的最小速度的大小； （2）若某次释放后小球恰好能通过圆轨道最高点，求小球在点的初速度的大小； （3）以点为坐标原点，为轴，从到方向为正方向，若小球能经过点，求小球最终停止位置坐标与小球在点的初速度的大小的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西宜春市樟树中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题 一、选择题（本题包括10小题，1-7题单选，每题4分，8-10题多选，每题6分，共46分。） 1. 2023年中美元首会晤，中方专车行驶过程中，车辆沿图中虚线做匀速率曲线运动，车辆经过点时，其所受合力与瞬时速度的方向关系示意图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】曲线运动中，合力一定指向轨迹的凹侧。已知车辆沿虚线做匀速率曲线运动，凹侧在点的左侧，因此合力需指向点左侧；车辆做匀速率运动，速率不变，说明合力只改改变速度的方向，不改变速度的大小，因此合力方向一定与瞬时速度方向垂直。 故选C。 2. 用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱、堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着，将与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 小球每次与接触后，小球的电荷量都会均分一半给 B. 在整个运动过程中，电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体 C. 小球在细管内往复运动过程中，小球和、组成的系统电荷总量守恒 D. 小球最初被吸引，是因为通过静电感应使小球靠近的一侧带上与同种电荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．只有两个完全相同的导体接触后，电荷才会平均分配，锡纸小球和锡纸柱B大小不同，电荷量不会均分一半，，故A错误； B．该过程中电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体，并且总电荷（对包含人体、衣物的整个系统而言）是守恒的，故B正确； C．对于小球和、组成的系统，内部的总电荷会持续向外流失，因此系统电荷总量逐渐减少，故C错误； D．静电感应中，带电体A会让导体小球靠近A的一侧感应出与A异种的电荷，因此小球才会被A吸引，故D错误。 故选 B。 3. 齿轮是玩具内部常见的传动装置，某玩具内的齿轮如图所示排列，图中四个齿轮自左向右的编号依次为1、2、3、4，它们的半径之比为2：4：2：3，其中齿轮1是主动轮，沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 齿轮4沿顺时针方向转动 B. 齿轮1边缘与齿轮2边缘的角速度大小之比为1：2 C. 齿轮2边缘的向心加速度与齿轮3边缘的向心加速度大小之比为1：2 D. 齿轮3的转动周期与齿轮4的转动周期之比为3：2 【答案】C 【解析】 【详解】A．当齿轮1沿顺时针方向匀速转动时，齿轮2沿逆时针方向转动，齿轮3沿顺时针方向转动，所以齿轮4沿逆时针转动，故A错误； B．齿轮1边缘与齿轮2边缘的线速度大小相等，则有 解得，故B错误； C．齿轮2边缘与齿轮3边缘的线速度大小相等，根据向心加速度 可得，故C正确； D．齿轮3边缘与齿轮4边缘的线速度大小相等，根据 可得，故D错误。 故选C。 4. 如图是羽毛球在空中飞行时的频闪照片，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球在空中飞行时空气阻力可以忽略 B. 图中两球间距越小，说明速度越大 C. 羽毛球的加速度方向始终竖直向下 D. 拍摄过程中羽毛球发生了顺时针转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．羽毛球在空中飞行时空气阻力不可以忽略，故A错误； B．频闪照片中，由于相邻的两球之间运动时间间隔相同，图中两球间距越小，说明速度越小，故B错误； C．由于羽毛球运动过程中，羽毛球受重力和空气阻力的共同作用，羽毛球的加速度方向不是始终竖直向下，故C错误； D．由图可知，拍摄过程中羽毛球发生了顺时针转动，故D正确。 故选D。 5. 中国计划在2030年前实现载人登月科学探索。为了确保任务的成功，需要先发射两颗探月卫星进行科学探测。这两颗卫星在同一平面内绕月球做匀速圆周运动，且绕行方向相同。如图甲所示，测得两卫星之间的距离Δr随时间t变化的关系如图乙所示，忽略两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（ ） A. a、b两卫星线速度大小之比 B. a、b两卫星加速度大小之比aa：ab=3：1 C. a卫星的运转周期为 D. b卫星的运转周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．分析题图可知，a、b两卫星的轨道半径满足， 解得， 卫星绕月球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 卫星运动的线速度为 代入数据得a、b两卫星的线速度大小之比，故A错误； B．根据牛顿第二定律 解得卫星运动的加速度为 代入数据得a、b两卫星的加速度大小之比aa：ab=4：1，故B错误； CD．根据牛顿第二定律 卫星运动的周期为 代入数据得a、b两卫星的周期之比 分析题意可知 化简可得，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，两对等量异号点电荷+q、-q（q>0）固定于正方形四条边的中点上，正方形的边长为L，A、B、C、D是该正方形的四个顶点，O为正方形的中心点。则下列说法正确的是（ ） A. O点场强大小为 B. A、D两点的电场强度不同 C. B、C两点电场强度不同 D. 在该电场中某处静止释放一带负电的粒子（只受电场力），粒子一定做曲线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．每个电荷到点的距离均为，单个电荷在点产生的场强大小为 AB中点的场强平行于AC指向CD的中点，CD的中点场强与前面场强方向相同，故 AC中点的场强平行于AB指向BD的中点，BD的中点场强与前面场强方向相同，故 合场强大小，故A正确； B．两个正电荷在A点产生的电场强度叠加效果与两个负电荷在D点产生电场强度叠加效果相同，方向相同，都是沿着DA方向，两个负电荷在A点产生的电场强度叠加效果与两个正电荷在D点产生电场强度叠加效果相同，方向相同，都是沿着AD方向，最终四个电荷在A、D两点产生电场强度叠加效果完全相同，所以A、D两点的电场强度相同，故B错误； C． AC边中点正电荷与CD边中点负电荷在C点产生电场强度叠加效果与AB边中正电荷与BD边中点负电荷在B点产生电场强度叠加效果相同，方向相同，都是沿着AD方向，AC边中正电荷与CD边中点负电荷在B点产生电场强度叠加效果与AB边中正电荷与BD边中点负电荷在C点产生电场强度叠加效果相同，方向相同，都是沿着AD方向，最终四个电荷在B、C两点产生电场强度叠加效果完全相同，故B、C两点的电场强度相同，故C错误； D．在AD对角线上静止释放负粒子，粒子沿直线运动；其余位置释放大多做曲线运动，故静止释放不一定做曲线运动，故D错误。 故选A。 7. 质量为的汽车在倾角为的倾斜直公路上以速度匀速向上行驶。发动机输出功率为，汽车所受路面的阻力大小为重力的倍，阻力与运动方向相反，时刻司机减小油门使汽车功率立即减为，并保持该功率行驶到时刻，汽车再次匀速，行驶的整个过程汽车沿斜坡运动，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 减小油门后汽车做加速度增大的减速运动 B. 汽车匀速上坡时，牵引力大小为 C. 时刻汽车的速度为 D. 汽车在时间内的位移大小为 【答案】C 【解析】 【详解】汽车匀速上坡时，沿斜面方向受力平衡，牵引力大小为 且发动机功率满足 A．减小油门后功率变为，瞬时速度仍为，此时牵引力 合力沿斜面向下，汽车减速。减速过程中减小，由可知牵引力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动，故A错误； B．匀速上坡时，沿斜面方向合力为0，牵引力等于重力分力与阻力之和，即，故B错误； C．时刻汽车再次匀速，牵引力仍等于，此时功率为，则 结合初始 解得，故C正确； D．对过程用动能定理 解得，故D错误。 故选C。 8. 下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A. 图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C. 图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D. 图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 【答案】CD 【解析】 【详解】A．给车加油前触摸一下静电释放器的目的是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地，故A错误； B．家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的，故B错误； C．三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，可把高压线屏蔽起来，利用了静电屏蔽，使输电线免遭雷击，故C正确； D．给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵”，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，电荷量为的点电荷放在原本不带电、长度为的导体棒的左侧，点电荷在导体棒的中心轴线上距离棒左端处的位置，导体棒内达到静电平衡。已知点为导体棒的中心，静电力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒左端带正电，右端带负电 B. 导体棒上的感应电荷在O点处产生的电场强度大小为 C. 与导体棒左端间的电场为匀强电场 D. 将导体棒左端接地后再断开，最后移走点电荷，导体棒最终带负电 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于静电感应，带正电的点电荷会吸引导体棒中的自由电子向左端移动，导致导体棒左端带负电，右端带正电，故A错误； B．导体棒处于静电平衡状态，内部合场强为零。即感应电荷在点产生的场强与点电荷在点产生的场强大小相等。点电荷到点的距离为 则 所以，故B正确； C．点电荷产生的电场是非匀强电场，导体棒左端与点电荷间的电场也是非匀强电场，故C错误； D．将导体棒接地，大地中的电子会在点电荷的吸引下流向导体棒，中和掉导体棒右端的正电荷，使得导体棒带负电。断开接地线后，导体棒带负电。移走点电荷，导体棒仍带负电，故D正确。 故选BD。 10. 如图，传送带的水平部分ab长度为2m，倾斜部分bc长度为3m，bc与水平方向的夹角为37°。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2m/s。现将质量为m=1kg的小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，且此过程中煤块不会脱离传送带，已知重力加速度大小为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ） A. 小煤块从a到b的时间为1.2s B. 小煤块从a到b，电动机多消耗的电能为2J C. 从b到c，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为4J D. 从a到c，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为1.4m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．煤块A轻放在a点后，先做匀加速直线运动，假设达到b点之前可以和传送带共速。根据牛顿第二定律得 已知传送带的速率为v=2m/s，传送带的水平部分ab长度为Lab=2m。由运动学公式得煤块加速过程的位移大小为 解得x1=0.4m＜Lab，故假设成立。 煤块加速过程的时间为 解得t1=0.4s 共速后煤块匀速运动到b点，此过程的时间为 解得t2=0.8s 可得煤块从a到b的时间为t=t1+t2=0.4s+0.8s=1.2s，故A正确； B．煤块从a到b，在煤块加速过程中传送带的位移大小为x2=vt1=2×0.4m=0.8m 由功能关系可知，此过程电动机多消耗的电能ΔE等于传送带克服滑动摩擦力做的功，则有ΔE=μmgx2=0.5×1×10×0.8J=4J，故B错误； C．煤块由b到c的过程，根据牛顿第二定律得其加速度大小为 解得 由b到c煤块一直沿传送带匀加速下滑，传送带倾斜部分bc长度为Lbc=3m，根据位移—时间公式有 解得t3=1s（另一解为负值，舍去） 该过程煤块与传送带的相对位移大小为Δx2=Lbc﹣vt3=3m﹣2×1m=1m 由功能关系可得此过程因摩擦产生的热量为Q=μmgcos37°•Δx2 解得Q=4J，故C正确； D．煤块从a到b的过程，煤块与传送带的相对位移大小为Δx1=x2﹣x1=0.8m﹣0.4m=0.4m 因煤块从a到b与从b到c两过程中，煤块相对传送带的运动方向相反，且Δx1＜Δx2，故从a到c的过程中，煤块在传送带上留下的痕迹长度等于Δx2=1m，故D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 11. 某物理兴趣小组用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图如图甲所示，图乙为其俯视图，图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮均不打滑。 （1）本实验采用的科学方法是_______（填“控制变量法”或“等效替代法”）； （2）若a轮半径大于b轮半径，则a轮的角速度_______（填“大于”“等于”或“小于”）轮的角速度。 （3）若a、b两轮的半径相同，钢球1、2分别放在A、B槽的横臂挡板处，它们的质量之比为2：1，到各自转轴的距离之比为5：3，则钢球1、2的线速度大小之比为_______，当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为_______时，向心力公式得到验证。 【答案】（1）控制变量法 （2）小于 （3） ①. 5：3 ②. 10：3 【解析】 【小问1详解】 由于影响向心力大小的因素有质量、半径和角速度，因此本实验采用的科学方法是控制变量法。 【小问2详解】 、b轮通过皮带传动，边缘线速度大小相等，根据线速度与角速度的关系 若a轮半径大于b轮半径，则a轮的角速度小于b轮的角速度； 【小问3详解】 [1]若a、b两轮的半径相同，根据线速度与角速度的关系可知，两小球做圆周运动的角速度相等。根据可得钢球1、2的线速度大小之比为 [2]标尺露出的格数之比等于向心力之比，根据向心力公式 向心力之比 当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为10：3时，向心力公式得到验证。 12. 某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源频率为50Hz），在B的下端再挂质量为m0的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g，回答下列问题： （1）实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示。O为第一个点，D、E、F为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出），已知打点计时器每隔0.02s打一个点。打点计时器打下计数点E时，重物的速度vE=______m/s。（结果保留3位有效数字） （2）此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统总动能的增加量略______总重力势能的减少量（填“小于”或“大于”）；适当______重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差。（填“增大”或“减少”） （3）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出v2-h（h为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒成立，且m0=，则倾斜直线的斜率k=______。 【答案】（1）1.93 （2） ①. 小于 ②. 增大 （3） 【解析】 【小问1详解】 打点计时器打下计数点E时，重物的速度 【小问2详解】 [1][2]此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统总动能的增加量略小于总重力势能的减少量；适当增大重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差。 【小问3详解】 若机械能守恒则 即， 则斜率 三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。） 13. 静电喷涂是使雾化了的带电油漆微粒在静电场的作用下，定向喷向金属工件，并吸附在工件表面的一种技术，其可简化成如图所示的模型。在一半径为的金属圆板P下方平行于P放置一待涂工件，两者间距为。在P和工件间施加恒定电压后两者间形成的匀强电场如图所示。P中央有一小孔，小孔处放置一静电油漆喷枪，喷枪嘴可向各个方向均匀地喷出速度大小均为的带电油漆微粒。若油漆微粒的质量均为、带电量均为，忽略油漆微粒所受重力、空气阻力和带电微粒之间的相互作用力，不计小孔和边缘效应对电场的影响。求： （1）油漆微粒在电场中的加速度大小； （2）油漆微粒到达待涂工件时的速度大小； （3）油漆微粒到达待涂工件的最短时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律 其中 解得 【小问2详解】 根据动能定理 得 【小问3详解】 当带电微粒初速度沿垂直于金属圆板方向时，到达待涂工件时间最短，则 解得 14. 图a是我国传统农具——风鼓车，图b是其工作原理示意图．转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口；质量小于的草屑被吹出出风口。已知、B、三点在同一水平线上，的宽度为；在H正下方，的高度为；质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入，设谷物从H漏出时速度为零；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为。 （1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间； （2）求谷粒所受水平风力的大小； （3）若瘪粒恰好能全部落入，求的宽度。 【答案】（1）0.3s；（2）；（3）0.18m 【解析】 【详解】（1）谷粒从H落到出料口的过程，竖直方向和水平方向都是初速为零的匀加速直线运动，竖直方向上有 将h=0.45m带入可得 t=0.3s （2）对质量为的谷粒，从H漏出恰好经B点，水平方向有 设风力大小为F，由牛顿第二定律 将x1=0.27m、t=0.3s、m=带入，联立可解得 F= （3）对质量等于的瘪粒，恰好落到A2点，设宽度为x2，则有 将=、x1=0.27m、t=0.3s、F=带入可得 x2=0.18m 15. 某兴趣小组设计了一个“螺线形”竖直轨道模型，如图所示，将一质量为的小球（视为质点）在光滑圆弧轨道NAB上与圆心等高的点以一定的初速度竖直向上抛出，小球运动过程中始终不脱离轨道。BC，CG是材料相同的水平面，段长，足够长，是与、点相切的竖直圆形光滑管道（管径很小，、相互靠近且错开），已知圆弧NAB的半径，管道的半径，小球与、间的动摩擦因数均为，其余轨道均光滑。（取），求： （1）若小球能够通过点，求它在点的最小速度的大小； （2）若某次释放后小球恰好能通过圆轨道最高点，求小球在点的初速度的大小； （3）以点为坐标原点，为轴，从到方向为正方向，若小球能经过点，求小球最终停止位置坐标与小球在点的初速度的大小的关系。 【答案】（1） （2） （3）①（） ②（） ③（） 【解析】 【小问1详解】 若小球恰能通过点，其临界情况为轨道对小球的弹力，此时重力恰好提供向心力，由牛顿第二定律及向心力公式得 解得 故小球在A点的最小速度为 【小问2详解】 轨道为圆管模型，小球恰好通过最高点的临界条件为 小球从点运动到点的过程中，由动能定理得 解得 由分析可知，过A点的的最小速度是，即能过E点一定能过A点，故小球在N 点的初速度的大小为 【小问3详解】 若小球能经过点，需满足在点动能 小球从N点到C点的过程由动能定理得 故当 时，需满足 分情况讨论： ① 若小球能通过E点，即 时，小球通过圆管后经点向右运动直到最终停止，对全过程由动能定理得 解得 ②若小球不能通过E点即 小球在管内上升后返回，最终在段滑动直到停下，假设小球刚好停在B点，由动能定理得 解得= ⅰ.当时： 小球停在点左侧，x坐标为负值，由动能定理得 解得 ⅱ.当时： 小球经点滑上圆弧轨道后再返回至BC段向右运动直至停止（小球刚好到达左侧圆弧与圆心等高位置时对应的初速度为，因此小球不会脱离圆轨道），由动能定理得 解得 综上所述，①（） ②（） ③（） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $