精品解析：山东泰安市新泰市第一中学2025-2026学年高一下学期期末模拟训练一物理试题

新泰一中2025级高一下学期期末模拟训练一 一、选择题：本大题共8小题，每小题3分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上。 1. 如图所示，三条虚线是某电场中的三个等势面，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中实线从运动到，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 该电场一定是由负点电荷产生的 C. 粒子在处的电势能小于在处的电势能 D. 粒子从到电场力所做的功大于从到电场力所做的功 2. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向平行于x轴，其电势随x轴上位置变化规律如图所示。一电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，粒子向x轴正方向运动，不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　） A. 处的场强小于处的场强 B. 粒子在处的速度最大 C. 粒子经过的动能为 D. 粒子在O点和之间来回运动 3. 嘉兴海盐大风车地区有一风力发电机，它的叶片转动可形成500m2的圆面，某段时间内风速为12m/s，风向恰好跟圆面垂直，已知空气的密度为1.3kg/m3，假使这个风力发电机能将30%的风能转化为电能，则风力发电机的发电功率约为（　　） A. 1.4×105W B. 1.7×105W C. 3.4×105W D. 5.6×105W 4. 一半径为的不带电实心金属球的圆心为，过点的水平、竖直虚线位于同一竖直面内，、、、各点均位于水平虚线上，、点位于金属球上，且，、点位于竖直虚线上。现将点电荷、分别固定于、两点，静电力常量为，则下列说法中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. 点电场强度平行向右 C. 金属球的感应电荷在点产生的电场强度为 D. 金属球的感应电荷在点产生的电场强度大小为 5. 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A. 电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B. 电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D. 电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 6. 如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（ ） A. a落地前，轻杆对b一直做正功 B. a落地时速度大小为 C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg 7. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示，这是某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力大小倒数的关系图像（图像），vm表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，图中ab平行于v轴，bc反向延长线过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为1.5×103kg，下列说法正确的是（　　） A. 汽车由b到c过程做加速度增大的加速直线运动 B. 汽车的额定功率为5kW C. 汽车从a到b持续的时间为5s D. 汽车能够获得的最大速度为20m/s 8. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 将下极板下移，则P点的电势升高 B. 将上极板下移，则P点的电势不变 C. 减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但P点的电势会降低 D. 减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，有一条柔软的质量为m长为L的均匀链条，开始时使链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，并处于静止。若不计一切摩擦，桌子足够高。下列说法中正确的是（　　） A. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 B. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 C. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 D. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 10. 如图所示，匀强电场方向斜向左上方，与水平方向夹角，一比荷为的带电小球从点以一定的初速度（未知）射入电场，带电小球沿水平直线刚好运动到点，两点之间的距离为，已知重力加速度为，若规定点电势为0。则下列说法正确的是（ ） A. 小球可能带负电 B. 电场强度大小为 C. 小球由到的时间为 D. 点的电势为 11. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P的机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 任意时刻P、Q两物体的速度大小都满足 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 12. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看做质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 蜘蛛受到的电场力为 B. 蜘蛛的动能为 C. 金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为 D. 蜘蛛所带电量为 三、实验题：本大题共2小题，共计16分。 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）下列操作正确的是 。 A. B. C. （2）实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为___________m/s（保留三位有效数字）。 （3）某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果______（选填“能”或“不能”验证机械能守恒定律，理由是（ ） A．在误差允许范围内 B．没有用当地的重力加速度g 14. 测量一个圆柱形电阻的电阻率 （1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为______；用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则______； （2）此圆柱体电阻约为，欲测量这种材料的电阻率，现提供以下实验器材： A．电流表（量程，内阻） B．电流表（量程，内阻约为） C．电压表V（量程，内阻约为） D．滑动变阻器（，额定电流） E．定值电阻 F．直流电源E（电动势为，内阻很小） G．开关一只，导线若干 为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号______； （3）此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量，电阻率______（写出表达式）（若实验中用到电流表、电流表、电压表V，其读数可分别用字母、、U来表示）。 四、解答题：本题共4小题，共44分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 15. 如图，倾角的斜面与圆心为、半径的光滑圆弧轨道相切于点，且固定于竖直平面内。质量的滑块从斜面上的点由静止释放，经点后沿圆弧轨道运动，通过轨道最低点时对轨道的压力大小为17N。已知为轨道的末端，水平，垂直于，、之间的长度，取，，。求： （1）滑块与斜面之间的动摩擦因数； （2）滑块释放之后在斜面上运动的总路程。 16. 如图所示，BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为。求： （1）滑块由C到B过程中电场力做的功； （2）水平轨道上A、B两点之间的距离； （3）若，求小滑块在圆弧轨道运动时对轨道的最大压力为多少。 17. 某种装置如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，弹簧原长小于AB间距离且始终处于弹性限度内。质量的小滑块紧靠弹簧右端，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面的右端在B点与倾角的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，传送带两转轴间的距离，滑块与传送带的动摩擦因数，传送带在C点与光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道半径，E为圆弧最高点，D与圆心等高。当弹簧锁定后所储存的弹性势能是时，将滑块由静止释放，已知重力加速度，，。 （1）求滑块到达B点时（已与弹簧分离）的速度的大小； （2）求滑块通过传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q； （3）为了使物块能恰好经过圆弧轨道的最高点E，求弹簧最初的弹性势能的大小。 18. 如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏，现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点，已知：A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： （1）电子到MN的速度大小； （2）若E2＝E1，电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角多大； （3）调节E2的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足：，求此条件下的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰一中2025级高一下学期期末模拟训练一 一、选择题：本大题共8小题，每小题3分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上。 1. 如图所示，三条虚线是某电场中的三个等势面，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中实线从运动到，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 该电场一定是由负点电荷产生的 C. 粒子在处的电势能小于在处的电势能 D. 粒子从到电场力所做的功大于从到电场力所做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，粒子轨迹弯曲方向指向电场力方向，可知粒子受电场力与电场线方向相反，粒子带负电，A错误； B．等势面是曲线，不是负点电荷电场的球形等势面，该电场不是负点电荷产生的，B错误； C．负粒子在电势高的地方电势能小，处的电势高于处的电势，所以粒子在处的电势能小于在处的电势能，C正确； D．电场力做功公式为 由图知，、在电势为和的等势面，电势差 、在电势为和的等势面，电势差 粒子从到电场力所做的功等于从到电场力所做的功，D错误。 故选C。 2. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向平行于x轴，其电势随x轴上位置变化规律如图所示。一电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，粒子向x轴正方向运动，不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　） A. 处的场强小于处的场强 B. 粒子在处的速度最大 C. 粒子经过的动能为 D. 粒子在O点和之间来回运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图象的斜率的绝对值表示电场强度大小，由图可知处图象斜率的绝对值大于处图象斜率的绝对值，所以处的场强大于处的场强，故A错误； B．因为粒子从O点由静止释放向x轴正方向运动，粒子带负电，电场力做正功，动能增加，速度增大，从到电场力做负功，动能减小，速度减小，到达处速度减为0，所以粒子在处的速度最大，故B正确； CD．粒子在O点到之间电场力先做正功后做负功，在处速度为0，之后粒子向x轴负方向运动，从到O点电场力先做正功后做负功，到O点速度为0，粒子在O点和之间来回运动，不会运动到处，故CD错误。 故选B。 3. 嘉兴海盐大风车地区有一风力发电机，它的叶片转动可形成500m2的圆面，某段时间内风速为12m/s，风向恰好跟圆面垂直，已知空气的密度为1.3kg/m3，假使这个风力发电机能将30%的风能转化为电能，则风力发电机的发电功率约为（　　） A. 1.4×105W B. 1.7×105W C. 3.4×105W D. 5.6×105W 【答案】B 【解析】 【详解】1s中通过的空气体积为 空气质量 这些空气的动能为 30%的动能转化为电能 所以1s的能量，也就是发电功率 故选B。 4. 一半径为的不带电实心金属球的圆心为，过点的水平、竖直虚线位于同一竖直面内，、、、各点均位于水平虚线上，、点位于金属球上，且，、点位于竖直虚线上。现将点电荷、分别固定于、两点，静电力常量为，则下列说法中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. 点电场强度平行向右 C. 金属球的感应电荷在点产生的电场强度为 D. 金属球的感应电荷在点产生的电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】金属球位于两点电荷的电场中，处于静电平衡状态，金属球内电场为球外两点电荷的电场与金属球感应电荷电场叠加成的合电场，场强为零，则感应电荷的电场与球外点电荷的电场等大、反向。 A．处于静电平衡状态的金属球是等势体，表面是等势面，则、两点电势相等，A错误； B．点位于金属球内，场强为0，B错误； C．点位于金属球内，场强为0，两点电荷在点的合场强平行向右，则金属球感应电荷在点的电场平行向左，C错误； D．两点电荷在点的场强为，则感应电荷在点的场强大小也为，D正确。 故选D。 5. 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A. 电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B. 电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D. 电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于电流表是由小量程的电流表并联一个小电阻改装成的，并且并联的电阻越小，量程越大，由于A1量程大于A2的量程，因此A1的内阻小于A2的内阻，从而流过A1的电流大于A2的电流，而在改装的内部电路中，两个小量程电流表接入电路中也是并联的关系，流过小量程电流表表头的电流相同，因此两块电流表表针偏转角度相同，A错误、B正确； CD．电压表是由小量程的电流表串联一个大电阻改装成的，而且串联的电阻越大，电压表的量程越大，由于V1的内阻大于V2的内阻，当两块电压表串联时，V1分得的电压高，读数大，而在两块电压表内部，两个表头也是串联的关系，流过表头的电流相同，从而两块表头的偏转角度相同，CD错误。 故选B。 6. 如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（ ） A. a落地前，轻杆对b一直做正功 B. a落地时速度大小为 C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A错误； B．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒可得 解得 故B错误； C．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故C错误； D．ab整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力 与支持力的作用，所以b对地面的压力大小为，故D正确。 故选D。 7. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示，这是某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力大小倒数的关系图像（图像），vm表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，图中ab平行于v轴，bc反向延长线过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为1.5×103kg，下列说法正确的是（　　） A. 汽车由b到c过程做加速度增大的加速直线运动 B. 汽车的额定功率为5kW C. 汽车从a到b持续的时间为5s D. 汽车能够获得的最大速度为20m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据，变式得 由图像可知汽车由b到c过程功率不变，随着汽车速度的增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律得 汽车所受阻力不变，随着牵引力的减小，汽车的加速度减小，汽车由b到c过程做加速度减小的加速直线运动，故A错误； BCD．根据图像的斜率可求得汽车的额定功率为 根据图像的函数式 可求得汽车速度的最大值为 汽车所受的阻力为 汽车从a到b所受的牵引力为 解得 根据牛顿第二定律 解得 汽车从a到b持续的时间为，故C正确，BD错误。 故选C。 8. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 将下极板下移，则P点的电势升高 B. 将上极板下移，则P点的电势不变 C. 减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但P点的电势会降低 D. 减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关电路稳定后，若仅将下极板下移，d变大，根据 可知，C变小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，根据 ， 可知，两极板间电场强度 保持不变，上极板到P点距离不变，根据 可知，上极板与P点间电势差不变，由于上极板电势不变，则P点电势也不变，故A错误； B．闭合开关电路稳定后，若仅将上极板下移，d变小，由 可知，C变大，两极板间电势差不变，根据 可知两极板间电场强度变大，P点与下极板间距离不变，根据 可知P点与下极板间电势差变大，由下极板电势不变，根据 可知，P点电势升高，故B错误； CD．闭合开关电路稳定后，若仅减小极板间的正对面积，根据 可知，电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，根据 可知，两极板间电场强度变大，油滴所受电场力变大，则带电油滴向上运动，P点与上极板的距离不变，E变大，则P点与上极板的电势差变大，而上极板的电势不变，故P点的电势降低，故C错误，D正确。 故选D。 二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，有一条柔软的质量为m长为L的均匀链条，开始时使链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，并处于静止。若不计一切摩擦，桌子足够高。下列说法中正确的是（　　） A. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 B. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 C. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 D. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．若要把链条全部拉回桌面上，只要克服垂于桌面外的部分的重力做功即可，至少要克服重力做的功，A正确，B错误； CD．若自由释放链条，只有重力做功整个链条的机械能守恒，取桌面为参考平面，则有 解得，C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，匀强电场方向斜向左上方，与水平方向夹角，一比荷为的带电小球从点以一定的初速度（未知）射入电场，带电小球沿水平直线刚好运动到点，两点之间的距离为，已知重力加速度为，若规定点电势为0。则下列说法正确的是（ ） A. 小球可能带负电 B. 电场强度大小为 C. 小球由到的时间为 D. 点的电势为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由于小球沿直线运动，小球的合力与初速度在一条直线上，对小球受力分析如图所示 由图可知小球应带正电，A错误； B．由图可知 又 解得，B正确； C．小球的合力为 由牛顿第二定律得 小球的加速度为 小球刚好运动到点，则小球到点的速度减为0，由逆向思维得 解得，C正确； D．由匀强电场的电场强度与电势差的关系可知 又 解得 又， 解得，D正确。 故选BCD。 11. 轻绳一端通过光滑的轻质定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（ ） A. 物块P的机械能守恒 B. 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大 C. 任意时刻P、Q两物体的速度大小都满足 D. 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块P、Q组成的系统机械能守恒，而Q的机械能增大，所以P的机械能减小，故A错误； B．除重力外其他力做的功等于物体机械能的增加量，物块上升到滑轮等高前，拉力对Q做正功，Q机械能增加，物块上升到与滑轮登高后继续升高，拉力做负功，机械能减小，所以Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大，故B正确； C．设绳与杆夹角为，根据运动的分解得 因为 所以 故C正确； D．因为P向下加速运动，处于失重状态，则绳对P的拉力小于P的重力，而同一根绳上的拉力大小相等，所以Q受到的拉力大小小于P的重力大小，故D错误。 故选BC。 12. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，所带电荷量为+Q，蜘蛛可看做质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R（已知均匀带电球壳内部电场强度为0，且金属球电荷分布均匀），蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 蜘蛛受到的电场力为 B. 蜘蛛的动能为 C. 金属球内一点P，已知OP=0.5R，则P点的电场强度大小为 D. 蜘蛛所带电量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．蜘蛛受到的电场力与竖直方向的夹角为θ，有 解得 蜘蛛受到的电场力为F，有 解得，故A正确； B．蜘蛛的动能为 根据牛顿第二定律得 解得，故B错误； C．P点的电场强度可看成是以OP为半径的球和剩下部分的球壳在P点的场强的矢量和，又已知均匀带电球壳内部电场强度为0，则P点的电场强度大小等于以OP为半径的球产生的场强，该球的半径为金属球半径的一半，根据，可知该球的体积为金属球的，因为金属球电荷分布均匀，可知该球的电荷量为，则该球在P点的电场强度大小为，故C错误； D．根据库仑定律 解得 即蜘蛛所带电量为，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共计16分。 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）下列操作正确的是 。 A. B. C. （2）实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为___________m/s（保留三位有效数字）。 （3）某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果______（选填“能”或“不能”验证机械能守恒定律，理由是（ ） A．在误差允许范围内 B．没有用当地的重力加速度g 【答案】（1）B （2）3.34 （3） ①. 不能 ②. B 【解析】 【小问1详解】 应手提纸带上端使纸带竖直，同时使重物靠近打点计时器，由静止释放。 故选B。 【小问2详解】 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度可得打点“13”时，重锤下落的速度大小 【小问3详解】 [1][2]某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量），则该结果不能验证机械能守恒定律，理由是：该同学求出的9.77m/s2是重锤受到空气阻力时做匀加速运动的加速度a=9.77m/s2，不是当地的重力加速度，5.09m也不是重力势能的减少量。没有当地的重力加速度的数值，无法求出重力势能的减少量，所以无法验证机械能守恒定律。 故选B。 14. 测量一个圆柱形电阻的电阻率 （1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为______；用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则______； （2）此圆柱体电阻约为，欲测量这种材料的电阻率，现提供以下实验器材： A．电流表（量程，内阻） B．电流表（量程，内阻约为） C．电压表V（量程，内阻约为） D．滑动变阻器（，额定电流） E．定值电阻 F．直流电源E（电动势为，内阻很小） G．开关一只，导线若干 为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号______； （3）此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量，电阻率______（写出表达式）（若实验中用到电流表、电流表、电压表V，其读数可分别用字母、、U来表示）。 【答案】 ①. 10.335 ②. 3.371 ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1]其长度为 [2]其直径为 (2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程太大不合适，而电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为 量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为 电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2(100mA)接在干路上指针偏转比较合适；滑动变阻器R1(10Ω)远小于待测电阻阻值100Ω，为了调节方便和更多的获得测量数据，则采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示 (3)[4]根据所设计的电路原理可知，待测电阻的电压为 待测电阻的电流为 由欧姆定律和电阻定律可得待测电阻的阻值为 联立解得电阻率为 四、解答题：本题共4小题，共44分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 15. 如图，倾角的斜面与圆心为、半径的光滑圆弧轨道相切于点，且固定于竖直平面内。质量的滑块从斜面上的点由静止释放，经点后沿圆弧轨道运动，通过轨道最低点时对轨道的压力大小为17N。已知为轨道的末端，水平，垂直于，、之间的长度，取，，。求： （1）滑块与斜面之间的动摩擦因数； （2）滑块释放之后在斜面上运动的总路程。 【答案】（1）0.125 （2）18m 【解析】 【详解】（1）由牛顿第三定律可知在C点轨道对滑块的支持力 在C点，根据牛顿第二定律可知 滑块由A点运动到C点，由动能定理有 解得 （2）滑块最终在轨道内做往复运动，最高能到达B点，设B点为零势能点，根据能量守恒定律有 解得 16. 如图所示，BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为。求： （1）滑块由C到B过程中电场力做的功； （2）水平轨道上A、B两点之间的距离； （3）若，求小滑块在圆弧轨道运动时对轨道的最大压力为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块由C到B的过程中电场力做的功为 【小问2详解】 对小滑块从C运动到A全程列动能定理，有 解得 【小问3详解】 若，则有 那么电场力与重力的合力方向与竖直方向成45°，即运动到CB圆弧轨道的中点时速度最大，对轨道的压力也是最大的，此时有 重力与电场力的合力大小为 向心力公式为 由于牛顿第三定律，滑块对轨道的压力与轨道对滑块的支持力等大反向，代入数据后可解得 17. 某种装置如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，弹簧原长小于AB间距离且始终处于弹性限度内。质量的小滑块紧靠弹簧右端，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面的右端在B点与倾角的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，传送带两转轴间的距离，滑块与传送带的动摩擦因数，传送带在C点与光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道半径，E为圆弧最高点，D与圆心等高。当弹簧锁定后所储存的弹性势能是时，将滑块由静止释放，已知重力加速度，，。 （1）求滑块到达B点时（已与弹簧分离）的速度的大小； （2）求滑块通过传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q； （3）为了使物块能恰好经过圆弧轨道的最高点E，求弹簧最初的弹性势能的大小。 【答案】（1）6m/s （2）40J （3）66J 【解析】 【小问1详解】 弹簧弹性势能全部转化为滑块动能 解得 【小问2详解】 滑块速度小于传送带速度，滑块受到沿传送带向上的滑动摩擦力，由牛顿第二定律 得加速度大小（方向沿斜面向下） 设滑块到达C点速度为，由运动学公式 解得，故全程加速度不变； 滑块在传送带上运动时间 这段时间传送带位移 相对位移 摩擦生热 代入数据得 【小问3详解】 滑块恰好经过圆弧最高点E，重力提供向心力 E点相对C点的高度差 从C到E圆弧光滑，由机械能守恒 ，滑块在传送带上全程匀减速； 对B到C过程，由运动学公式 弹簧弹性势能 代入数据得 18. 如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏，现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点，已知：A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： （1）电子到MN的速度大小； （2）若E2＝E1，电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角多大； （3）调节E2的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足：，求此条件下的范围。 【答案】（1）；（2）45°；（3） 【解析】 【详解】（1）从A点到MN的过程中，由动能定理，得 得电子到MN的速度大小为 （2）设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律得电子在电场中的加速度为 运动时间为 沿电场方向的速度为 电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角的正切值为 所以电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角为45°； （3）由（1）可知电子到MN的速度大小为 电子在电场E2中做类平抛运动，沿电场方向的位移为 设电子打在屏上的位置为K，根据平抛运动的推论可知，速度的反向延长线交于水平位移的中点 电子打到屏幕上K点到O的距离为d，根据三角形相似，有 现要保证K点到O点的距离d满足：，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $