精品解析：辽宁辽南协作体2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

2025—2026学年度下学期期末考试高一试题 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 第I卷（选择题，共44分） 一、选择题（本题共12小题，共44分。其中1-8题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题3分；9-12题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题5分，少选得2分，多选错选不得分） 1. 下列关于四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B. 图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C. 在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D. 图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 2. 如图所示，两名同学在水平地面上练习排球垫球。垫出点与接住点高度相同。左侧同学先后两次以不同初速度、将排球斜向上垫出，排球沿两条轨迹运动，右侧同学在同一位置接住排球。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 排球两次到达最高点时的速度轨迹1更小 B. 排球在空中运动的时间轨迹2更长 C. 两次垫球的初速度一定大于 D. 两次垫球的初速度一定小于 3. “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。若不计空气阻力，不考虑人姿态的变化，将蹦极过程简化为质点沿竖直方向的运动。则从人开始下落到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ ） A. 人的动量一直增大 B. 绳刚好伸直时，人的动量最大 C. 绳对人拉力的冲量小于重力的冲量 D. 人的动量最大时，绳对人的拉力大小与人所受的重力大小相等 4. 如图为中药材烘干机的高压电场工作原理图，电极O与极板MN接高压电源后，空间形成图示方向的强电场。往极板MN上撒上一层湿中药材，药材中的水分子发生氧化还原反应，生成物中有离子。某粒子从A点出发，运动轨迹依次经过A、B、C、D点。下列说法正确的是（ ） A. 受到的电场力总是与运动轨迹垂直 B. 受到的合力指向轨迹的外侧 C. A点电势比C点电势低 D. 在运动过程中，其电势能逐渐增大 5. 如图所示，在直角三角形ABC的顶点A、B分别固定有两个正点电荷、，现将一负的试探电荷q固定于顶点C。已知AC∶BC=4∶3，Q1∶Q2=4∶3，图中虚线CM与AB边垂直，则q所受电场力方向（ ） A. 沿CA方向 B. 沿CM方向 C. 在范围内（不含角边界） D. 在范围内（不含角边界） 6. 2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船成功发射。若飞船升空后先进入近地圆轨道，之后在近地点P点火进入椭圆轨道，然后在远地点Q点火进入空间站圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在空间站圆轨道上运动速度大于第一宇宙速度 B. 飞船在椭圆轨道上运动的过程中，一定有某点速度大小等于近地圆轨道速度大小 C. 飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道，需要在Q点点火减速 D. 飞船在椭圆轨道上的运动周期大于在空间站圆轨道上的运动周期 7. 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的简化结构如图所示，一重物套在光滑杆上，与一端固定的弹簧栓接，B端下部拧在气嘴上。当车轮转动的角速度达到一定值时，重物拉伸弹簧后使触点M、N接触，从而接通电路使气嘴灯发光。下列说法正确的是（ ） A. 正确安装使用时，M端相对轴心的线速度比N端的大 B. 气嘴灯运动至最低点时处于失重状态 C. 若气嘴灯在最高点能发光，则同一转速在最低点时也能发光 D. 要在较低的转速时发光，可以更换相同长度劲度系数更大的弹簧 8. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）。开始小球静止在M点，现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕点O恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 小球在M点时细线与竖直方向的夹角为30° B. 小球恰好做完整的圆周运动过程中通过M点时绳子拉力为2mg C. 小球恰好做完整的圆周运动过程中动能的最小值为mgL D. 小球运动到A点时的速度大小为 9. 如图甲所示为一个均匀带正电的圆环，以圆环的圆心O为坐标原点，过O点垂直于圆环平面的线为x轴，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度如图乙所示，将一个带负电微粒从B处静止释放，仅受静电力作用，则粒子（ ） A. 沿着x轴负向运动到无穷远处 B. 在O点两侧做往复运动 C. 在A点的电势能比在C点的电势能小 D. 到达O点的电势能最小 10. 高铁动车启动过程沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m，最高行驶速度。则下列说法正确的是（ ） A. 动车启动过程先做匀加速运动 B. 行驶过程中动车受到的阻力大小为 C. 当动车的速度大小为时，动车的加速度大小为 D. 从启动到速度大小为的过程中，动车的牵引力所做的功为 11. 某种心脏起搏器利用电容式传感器监测心肌的微小位移。如图所示，传感器由两块平行金属板组成，其中一块固定，另一块随心脏跳动而移动。两极板间的电势差U恒定。当心脏收缩导致两极板间的距离d减小时（ ） A. 电容器的电容增大 B. 两极板间的电场强度保持不变 C. 电容器处于充电状态，电路中产生瞬时电流 D. 电容器处于放电状态，电路中产生瞬时电流 12. 如图所示的杂技表演中，天花板上吊着一根长为L的秋千（可视作轻绳），演员甲用腿勾住秋千，倒吊着由静止开始向下摆动。当甲摆到最低点时，迅速抓住站在平台上的演员乙，随后两个演员一起继续向左摆动。若两个演员均可视为质量为m的质点，不计一切阻力，重力加速度为g，演员甲初始释放点与最低点的高度差为h。下列说法正确的是（ ） A. 甲从静止释放到最低点的过程中，其重力做功大小为 B. 甲从静止释放到最低点的过程中，其重力的冲量大小为 C. 甲在最低点抓住演员乙的瞬间，系统损失的机械能为 D. 甲接住乙后，两人一起向左摆动能够达到的最大高度为 第II卷（非选择题，共56分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 13. 某实验小组的同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b.在倾斜长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸，并将白纸固定； c.先让实心小钢球A多次从斜轨上的某一位置由静止释放；然后把与A球等大的被碰塑料球B静置于轨道的末端，再将实心小钢球A从斜轨上同一位置由静止释放，在斜槽末端与塑料球B相撞； d.多次重复步骤c，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，平均落点自上而下依次记为M、P、N。已知球A单独由静止释放后在斜面上的平均落点为P。 （1）关于对本实验的理解，下列说法不正确的是____________； A. 需用秒表测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 B. 需要用天平测量A、B两球的质量和 C. 需用刻度尺测量M、P、N到斜槽末端O点的长度、、 （2）球A与球B相碰后球A的平均落点是上图中的____________点； （3）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式____________成立（用、、、、表示）。 14. 某学习小组利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）实验过程中电压随时间变化的图像如上图乙所示，上图乙是电容器____________（选填“充电”或“放电”）过程得到的； （2）下列关于电容器充电时，电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是____________； A. B. C. D. （3）已知蓄电池的输出电压为2 V，实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示，根据图像求得该电容器的电容大小约为____________F（保留两位有效数字）； （4）电容器充电后就储存了能量，某同学从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是____________。 A. 图线的斜率越大，电容越大 B. 搬运的电量，克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积 C. 对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U的平方成正比 D. 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为时储存的能量为 三、计算题（本题共3小题，共42分） 15. 雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图甲、乙所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点），转椅质量为10kg。转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。 （1）若圆盘在水平雪地上，如图甲所示，以角速度匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径的匀速圆周运动，求转椅所受的合力大小； （2）在（1）的情况下，求轻绳上拉力的大小T； （3）若将圆盘升高，如图乙所示，转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径的匀速圆周运动，此时轻绳与竖直方向的夹角，轻绳在水平雪地上的投影与的夹角，求此时圆盘的角速度。 16. 如图所示，光滑水平面上有一质量的小车，点右侧为水平轨道，其中段粗糙，CD段光滑。B点的左侧为一半径的光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在B点相切，车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时左端恰好位于小车的C点，B与C之间距离。一质量的小物块（可视为质点），置于小车的点，开始时小车与小物块均处于静止状态。一质量的子弹以速度向右击中小车并停留在车中，假设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与BC间的动摩擦因数，取。求： （1）小物块沿圆弧轨道上升的最大高度h； （2）小物块第一次返回到B点时速度的大小v； （3）弹簧弹性势能的最大值。 17. 示波器中的核心部件示波管（真空管）利用电场来控制带电粒子的运动，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。如图所示，电子枪发出的电子（初速度可忽略）被电压为的电场加速后进入偏转系统，矩形偏转电极和的极板沿方向的长度均为，两板间距离均为，极板中心与荧光屏的距离为，极板中心与荧光屏的距离为，不加偏转电压时，电子打在屏幕中央O点处。已知电子的质量为m，电荷量为，不计电子重力及电子间的相互作用力。所有电子均能从极板中射出，且电子穿过极板的时间极短，每个电子飞行过程中可认为电场恒定。求： （1）电子进入偏转电场时的速度大小； （2）若仅在偏转电极上加正弦交变电压时，求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度； （3）若在偏转电极上加上，在偏转电极上加上的交变电压时，在荧光屏上会出现一个以O点为圆心的圆形，求和的大小之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度下学期期末考试高一试题 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 第I卷（选择题，共44分） 一、选择题（本题共12小题，共44分。其中1-8题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题3分；9-12题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题5分，少选得2分，多选错选不得分） 1. 下列关于四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B. 图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C. 在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D. 图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 【答案】B 【解析】 【详解】A．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电是由于电子的转移，摩擦过程中并没有创造电荷，遵循电荷守恒定律，故A错误； B．燃气灶中安装的电子点火器的放电电极做成针尖状，应用了尖端放电原理，故B正确； C．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，由图丙可知点处的电场线比点处密，则点的电场强度大于点的电场强度，同一试探电荷在点受到的电场力一定小于在点受到的电场力，故C错误； D．把带正电的带电体靠近导体，根据静电感应原理可知，导体中的自由电子受静电力吸引向靠近带电体的一端移动，使得导体端带负电，导体端带正电，下部的两对金属箔都会张开，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，两名同学在水平地面上练习排球垫球。垫出点与接住点高度相同。左侧同学先后两次以不同初速度、将排球斜向上垫出，排球沿两条轨迹运动，右侧同学在同一位置接住排球。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 排球两次到达最高点时的速度轨迹1更小 B. 排球在空中运动的时间轨迹2更长 C. 两次垫球的初速度一定大于 D. 两次垫球的初速度一定小于 【答案】A 【解析】 【详解】B．将排球的运动看作是两段平抛运动，根据 可知排球在空中运动的时间为 因排球沿轨迹1运动时，上升的高度较大，可知排球在空中运动的时间轨迹1更长，故B错误； A．排球到达最高点时的速度等于水平分速度；水平方向有 由于水平位移相等，排球沿轨迹1运动时间更长，所以沿轨迹1运动时的水平速度更小，即排球两次到达最高点时的速度轨迹1更小，故A正确； CD．竖直方向根据，可知沿轨迹1运动时抛出的竖直分速度更大；垫球的初速度大小为 由于沿轨迹1运动时抛出的水平分速度更小，所以不能比较两次垫球的初速度与的大小关系，故CD错误。 故选A。 3. “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。若不计空气阻力，不考虑人姿态的变化，将蹦极过程简化为质点沿竖直方向的运动。则从人开始下落到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ ） A. 人的动量一直增大 B. 绳刚好伸直时，人的动量最大 C. 绳对人拉力的冲量小于重力的冲量 D. 人的动量最大时，绳对人的拉力大小与人所受的重力大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．人在下落过程中速度先增大后减小，根据动量公式有 可知人的动量先增大后减小，故A错误； B．绳刚好伸直时绳的拉力为0，此时人受到的重力大于拉力，人仍向下做加速运动，速度继续增大，动量还会变大，故B错误； C．取竖直向上为正方向，设绳对人拉力的冲量为，重力的冲量为，人的动量变化量为，根据动量定理有 由于人初状态和末状态速度均为0，即动量变化量，解得 可知绳对人拉力的冲量和重力的冲量大小相等，故C错误； D．人的动量最大时对应的速度最大，此时人向下的加速度为0，受到的合外力为0，即绳对人的拉力大小与人所受的重力大小相等，故D正确。 故选D。 4. 如图为中药材烘干机的高压电场工作原理图，电极O与极板MN接高压电源后，空间形成图示方向的强电场。往极板MN上撒上一层湿中药材，药材中的水分子发生氧化还原反应，生成物中有离子。某粒子从A点出发，运动轨迹依次经过A、B、C、D点。下列说法正确的是（ ） A. 受到的电场力总是与运动轨迹垂直 B. 受到的合力指向轨迹的外侧 C. A点电势比C点电势低 D. 在运动过程中，其电势能逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．受到的电场力沿电场线的切线方向，与运动轨迹不一定垂直，故A错误； B．物体做曲线运动时，所受的合力方向指向轨迹的凹向，不可能指向轨迹的外侧，故B错误； C．沿电场线方向电势逐渐降低，故点电势比点电势低，故C正确； D．从运动到的过程中，电势逐渐升高，则带负电的离子的电势能逐渐减小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在直角三角形ABC的顶点A、B分别固定有两个正点电荷、，现将一负的试探电荷q固定于顶点C。已知AC∶BC=4∶3，Q1∶Q2=4∶3，图中虚线CM与AB边垂直，则q所受电场力方向（ ） A. 沿CA方向 B. 沿CM方向 C. 在范围内（不含角边界） D. 在范围内（不含角边界） 【答案】B 【解析】 【详解】A．设，，，，两正点电荷对负试探电荷的作用力均为引力，根据库仑定律分别有， 联立解得 设试探电荷受到的合力与边BC的夹角为，因为与相互垂直，根据力的合成有 解得 在直角三角形ABC中，根据几何关系有 代入数据解得 可知，又因为CM与AB垂直，根据几何关系有 结合上述分析可知，即试探电荷所受合力方向沿CM方向，不沿CA方向，故A错误； B．由对A选项的分析可知，试探电荷所受电场力方向沿CM方向，故B正确； C．由对A选项的分析可知，试探电荷所受电场力方向不处于范围内，故C错误； D．由对A选项的分析可知，试探电荷所受电场力方向不处于范围内，故D错误。 故选B。 6. 2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船成功发射。若飞船升空后先进入近地圆轨道，之后在近地点P点火进入椭圆轨道，然后在远地点Q点火进入空间站圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在空间站圆轨道上运动速度大于第一宇宙速度 B. 飞船在椭圆轨道上运动的过程中，一定有某点速度大小等于近地圆轨道速度大小 C. 飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道，需要在Q点点火减速 D. 飞船在椭圆轨道上的运动周期大于在空间站圆轨道上的运动周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是近地圆轨道上卫星的环绕速度，也是卫星在圆轨道上绕地球运行的最大速度，飞船在空间站圆轨道上的轨道半径大于地球半径，根据万有引力提供向心力有 解得飞船的速度表达式为 可知轨道半径越大线速度越小，因此飞船在空间站圆轨道上运动速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．设飞船在近地圆轨道上的速度为，在空间站圆轨道上的速度为，由A选项的分析可知由于近地圆轨道的半径小于空间站圆轨道的半径，则有，飞船在近地圆轨道上的点必须点火加速做离心运动才能进入椭圆轨道，则飞船在椭圆轨道上经过点时的速度大于，飞船在椭圆轨道上的点必须点火加速做离心运动才能进入空间站圆轨道，则飞船在椭圆轨道上经过点时的速度小于，因而必然小于，飞船在椭圆轨道上从点向点运动的过程中速度连续且逐渐减小，从大于减小到小于，则在此过程中一定有某点速度大小等于近地圆轨道速度大小，故B正确； C．飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道，需要在远地点点点火加速做离心运动才能实现，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，由于椭圆轨道的半长轴小于空间站圆轨道的半径，则飞船在椭圆轨道上的运动周期小于在空间站圆轨道上的运动周期，故D错误。 故选B。 7. 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的简化结构如图所示，一重物套在光滑杆上，与一端固定的弹簧栓接，B端下部拧在气嘴上。当车轮转动的角速度达到一定值时，重物拉伸弹簧后使触点M、N接触，从而接通电路使气嘴灯发光。下列说法正确的是（ ） A. 正确安装使用时，M端相对轴心的线速度比N端的大 B. 气嘴灯运动至最低点时处于失重状态 C. 若气嘴灯在最高点能发光，则同一转速在最低点时也能发光 D. 要在较低的转速时发光，可以更换相同长度劲度系数更大的弹簧 【答案】C 【解析】 【详解】A．正确安装使用时，触点M的转动半径小于触点N，二者的角速度相等，根据知M端的线速度比N端的小，故A错误； B．气嘴灯运动至最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，故B错误； C．当装置运动到最上端时，重物受到的重力向下，若弹簧弹力向下，两者合力提供向心力有 若弹簧弹力向上，可知 当装置运动到最下端时，重物受到的重力向下，弹簧弹力向上，两者合力提供向心力有 对比可知，在角速度相同的情况下，最下端需要的弹簧形变量更大，弹簧处于伸长状态，触点M、N距离更近。所以若气嘴灯在最高点能发光，则同一转速在最低点时也能发光，故C正确； D．根据牛顿第二定律，当装置运动到最下端时有，可知当转速较低时，向心力较小，可以更换劲度系数更小的弹簧或增加重物的质量使弹簧形变量增大，从而使N点更容易与M点接触点亮LED灯，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）。开始小球静止在M点，现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕点O恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 小球在M点时细线与竖直方向的夹角为30° B. 小球恰好做完整的圆周运动过程中通过M点时绳子拉力为2mg C. 小球恰好做完整的圆周运动过程中动能的最小值为mgL D. 小球运动到A点时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球静止在点时，细线拉力与重力、电场力的合力平衡。电场力水平向左，大小为，设细线与竖直方向的夹角为，则有 解得 故A错误； B．重力与电场力的合力大小为 将重力与电场力的合力等效为重力，等效重力加速度为 将合力视为等效重力，小球的点相当于等效最低点，设其等效最高点为。小球恰好完成圆周运动时，在点细线拉力为零，根据牛顿第二定律有 解得 从点运动到点，根据能量关系有 解得 在点，根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．小球恰好完成圆周运动时，在等效最高点的速度最小，因此其动能的最小值为 代入解得 故C正确； D．OM与竖直向下方向的夹角为，从点到点相对于等效最低点升高的等效高度为 根据机械能守恒定律有 代入、解得 因此，故D错误。 故选C。 9. 如图甲所示为一个均匀带正电的圆环，以圆环的圆心O为坐标原点，过O点垂直于圆环平面的线为x轴，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度如图乙所示，将一个带负电微粒从B处静止释放，仅受静电力作用，则粒子（ ） A. 沿着x轴负向运动到无穷远处 B. 在O点两侧做往复运动 C. 在A点的电势能比在C点的电势能小 D. 到达O点的电势能最小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由乙图知，O点左侧场强方向从O点出发指向无穷远处，右侧场强方向也从O点指向无穷远处，故将一个带负电微粒（不计重力）从B处静止释放，粒子先受到向左的电场力，向左加速，过了O点，受到的电场力向右，做减速，直到速度为零，然后再反向加速，过O点后，再减速，到速度为零；之后重复以上运动，所以粒子在O点两侧做往复运动，故A错误，B正确； C．根据沿电场方向电势降低可知，轴上O点的电势最高；根据图像与x轴围成的面积表示电势差，可知，则A点的电势低于C点的电势；根据，由于粒子带负电，所以粒子在A点的电势能比在C点的电势能大，故C错误； D．根据沿电场方向电势降低可知，轴上O点的电势最高；根据，由于粒子带负电，所以粒子到达O点的电势能最小，故D正确。 故选BD。 10. 高铁动车启动过程沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m，最高行驶速度。则下列说法正确的是（ ） A. 动车启动过程先做匀加速运动 B. 行驶过程中动车受到的阻力大小为 C. 当动车的速度大小为时，动车的加速度大小为 D. 从启动到速度大小为的过程中，动车的牵引力所做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由可知动车恒定功率加速过程中，动车的牵引力减小，由牛顿第二定律得 可知加速度逐渐减小，所以动车启动过程先做加速度减小的加速运动，故A错误； B．当牵引力与阻力大小相等时，动车的速度最大，行驶过程中动车受到的阻力大小为，故B正确； C．当动车的速度为时，动车的牵引力为 根据牛顿第二定律有 解得动车的加速度大小为，故C正确； D．从启动到速度大小为的过程中，设动车牵引力所做的功为，阻力做的功为，根据动能定理有 则动车牵引力所做的功为，故D错误。 故选BC。 11. 某种心脏起搏器利用电容式传感器监测心肌的微小位移。如图所示，传感器由两块平行金属板组成，其中一块固定，另一块随心脏跳动而移动。两极板间的电势差U恒定。当心脏收缩导致两极板间的距离d减小时（ ） A. 电容器的电容增大 B. 两极板间的电场强度保持不变 C. 电容器处于充电状态，电路中产生瞬时电流 D. 电容器处于放电状态，电路中产生瞬时电流 【答案】AC 【解析】 【详解】ACD．当心脏收缩导致两极板间的距离d减小时，根据可知，电容器的电容增大；根据，由于两极板间的电势差U恒定，则极板所带的电荷量增加，电容器处于充电状态，电路中产生瞬时电流，故AC正确，D错误； B．根据，由于两极板间的电势差U恒定，两极板间的距离d减小，所以两极板间的电场强度增大，故B错误。 故选AC。 12. 如图所示的杂技表演中，天花板上吊着一根长为L的秋千（可视作轻绳），演员甲用腿勾住秋千，倒吊着由静止开始向下摆动。当甲摆到最低点时，迅速抓住站在平台上的演员乙，随后两个演员一起继续向左摆动。若两个演员均可视为质量为m的质点，不计一切阻力，重力加速度为g，演员甲初始释放点与最低点的高度差为h。下列说法正确的是（ ） A. 甲从静止释放到最低点的过程中，其重力做功大小为 B. 甲从静止释放到最低点的过程中，其重力的冲量大小为 C. 甲在最低点抓住演员乙的瞬间，系统损失的机械能为 D. 甲接住乙后，两人一起向左摆动能够达到的最大高度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲从静止释放到最低点的过程中，其重力做功大小为，故A正确； B．甲从静止释放到最低点的过程中，根据动能定理可得 解得在最低点的速度大小为 甲从静止释放到最低点的过程中，设绳子拉力冲量为，根据动量定理可得 可知重力的冲量大小不是，故B错误； C．甲在最低点抓住演员乙的瞬间，根据动量守恒可得 解得 则甲在最低点抓住演员乙的瞬间，系统损失的机械能为，故C正确； D．甲接住乙后，根据机械能守恒可得 解得两人一起向左摆动能够达到的最大高度为，故D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题，共56分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 13. 某实验小组的同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b.在倾斜长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸，并将白纸固定； c.先让实心小钢球A多次从斜轨上的某一位置由静止释放；然后把与A球等大的被碰塑料球B静置于轨道的末端，再将实心小钢球A从斜轨上同一位置由静止释放，在斜槽末端与塑料球B相撞； d.多次重复步骤c，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，平均落点自上而下依次记为M、P、N。已知球A单独由静止释放后在斜面上的平均落点为P。 （1）关于对本实验的理解，下列说法不正确的是____________； A. 需用秒表测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 B. 需要用天平测量A、B两球的质量和 C. 需用刻度尺测量M、P、N到斜槽末端O点的长度、、 （2）球A与球B相碰后球A的平均落点是上图中的____________点； （3）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式____________成立（用、、、、表示）。 【答案】（1）A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设斜面的倾角为，小球抛出时的初速度为，飞行时间为，落点到斜槽末端点的距离为，根据平抛运动的规律和几何关系分别有， 联立解得 可知小球平抛运动的初速度与落点到斜槽末端距离的平方根成正比。 A．由上述推导可知，实验中不需要测量小球从抛出至落到斜面上的飞行时间，故A错误，符合题意； B．验证动量守恒定律需要验证两球碰撞前后的系统总动量是否相等，故需要用天平测量两球的质量和，故B正确，不符合题意； C．根据上述推导可知，要用距离的平方根计算初速度以代表动量，需要用刻度尺测量落点、、到斜槽末端点的长度、、，故C正确，不符合题意。 故选A。 【小问2详解】 球与球相碰后，球的速度减小，因此球平抛运动的水平位移减小，在斜面上的落点距离点变近，可知球与球相碰后球的平均落点是上图中的点。 【小问3详解】 设小球初速度与落点距离平方根的比例系数为，根据上述推导可知碰撞前球的初速度大小为 碰撞后球的速度大小为 碰撞后球的速度大小为 若两球碰撞的过程中动量守恒，取沿初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 联立解得 14. 某学习小组利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）实验过程中电压随时间变化的图像如上图乙所示，上图乙是电容器____________（选填“充电”或“放电”）过程得到的； （2）下列关于电容器充电时，电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是____________； A. B. C. D. （3）已知蓄电池的输出电压为2 V，实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示，根据图像求得该电容器的电容大小约为____________F（保留两位有效数字）； （4）电容器充电后就储存了能量，某同学从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是____________。 A. 图线的斜率越大，电容越大 B. 搬运的电量，克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积 C. 对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U的平方成正比 D. 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为时储存的能量为 【答案】（1）放电 （2）B （3） （4）BC 【解析】 【小问1详解】 图乙中电容器两极板间的电压随时间逐渐减小并趋近于零，根据电容器电荷量与电压的关系有 电容器的电荷量逐渐减小，说明电容器正在放电。 【小问2详解】 A．电容器开始充电时，电路中的电流最大，随后电流逐渐减小并趋近于零，A图中电流从零开始增大，故A错误； B．电容器开始充电时，两极板间的电压为零，电路中的电流最大；随着电容器所带电荷量增加，两极板间的电压增大，电流逐渐减小并趋近于零，故B正确； C．对于电容不变的电容器，根据电容的定义式有 电荷量与两极板间的电压成正比，图像应为过原点的直线，故C错误； D．D图中的图像为曲线，不符合，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 放电过程中通过电路的总电荷量等于图像与横轴所围成的面积。图中每个小方格表示的电荷量为 图像与横轴所围面积约为58个小方格，解得电容器放出的总电荷量为 根据电容的定义式有 代入解得 保留两位有效数字得 【小问4详解】 A．根据电容的定义式有 由此可得 图线的斜率为，图线斜率越大，电容越小，故A错误； B．搬运微小电荷量时，两极板间的电压可近似认为保持不变，克服电场力所做的功为 该功在数值上近似等于上方小矩形的面积，故B正确； C．将所有小矩形面积相加并取极限，电容器储存的能量等于图线与横轴所围成的三角形面积，即 根据可得 对于同一电容器，电容不变，储存的能量与两极板间电压的平方成正比，故C正确； D．根据可知，当电荷量由变为时，储存的能量为 故D错误。 故选BC。 三、计算题（本题共3小题，共42分） 15. 雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图甲、乙所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点），转椅质量为10kg。转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。 （1）若圆盘在水平雪地上，如图甲所示，以角速度匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径的匀速圆周运动，求转椅所受的合力大小； （2）在（1）的情况下，求轻绳上拉力的大小T； （3）若将圆盘升高，如图乙所示，转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径的匀速圆周运动，此时轻绳与竖直方向的夹角，轻绳在水平雪地上的投影与的夹角，求此时圆盘的角速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 转椅做匀速圆周运动，所受合力提供向心力。则有 【小问2详解】 滑动摩擦力大小为 转椅匀速圆周运动时切向合力为零，轻绳拉力的切向分力与摩擦力平衡，径向分力提供向心力；则轻绳上拉力的大小为 【小问3详解】 设轻绳拉力为，雪面对转椅的支持力为。水平方向沿切向根据平衡条件可得 竖直方向根据平衡条件可得 联立解得 沿径向方向根据牛顿第二定律可得 解得此时圆盘的角速度 16. 如图所示，光滑水平面上有一质量的小车，点右侧为水平轨道，其中段粗糙，CD段光滑。B点的左侧为一半径的光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在B点相切，车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时左端恰好位于小车的C点，B与C之间距离。一质量的小物块（可视为质点），置于小车的点，开始时小车与小物块均处于静止状态。一质量的子弹以速度向右击中小车并停留在车中，假设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与BC间的动摩擦因数，取。求： （1）小物块沿圆弧轨道上升的最大高度h； （2）小物块第一次返回到B点时速度的大小v； （3）弹簧弹性势能的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设子弹向右击中小车后瞬间，子弹与小车的共同速度为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 代入已知数据解得 小物块沿圆弧轨道上升到最大高度时，小物块与小车相对静止，具有相同的水平速度，设此时共同速度为，根据水平方向动量守恒定律有 代入数据解得 在此过程中，根据系统机械能守恒定律有 代入数据解得 【小问2详解】 小物块自点沿圆弧轨道运动并第一次返回到点的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，且该过程系统机械能守恒，设小物块返回点时的速度大小为，此时小车与子弹的共同速度为，分别有， 联立代入数据解得 结合实际物理过程舍去的解，同时解得此时小车与子弹的速度为 【小问3详解】 小物块滑上BC段后，当弹簧压缩量最大时，小物块与小车具有相同的速度，设此时共同速度为，根据系统水平方向动量守恒定律有 代入数据解得 从小物块滑上BC段到弹簧压缩至最短的过程中，根据能量守恒定律有 代入数据解得 17. 示波器中的核心部件示波管（真空管）利用电场来控制带电粒子的运动，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。如图所示，电子枪发出的电子（初速度可忽略）被电压为的电场加速后进入偏转系统，矩形偏转电极和的极板沿方向的长度均为，两板间距离均为，极板中心与荧光屏的距离为，极板中心与荧光屏的距离为，不加偏转电压时，电子打在屏幕中央O点处。已知电子的质量为m，电荷量为，不计电子重力及电子间的相互作用力。所有电子均能从极板中射出，且电子穿过极板的时间极短，每个电子飞行过程中可认为电场恒定。求： （1）电子进入偏转电场时的速度大小； （2）若仅在偏转电极上加正弦交变电压时，求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度； （3）若在偏转电极上加上，在偏转电极上加上的交变电压时，在荧光屏上会出现一个以O点为圆心的圆形，求和的大小之比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子经加速电场加速，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 电子通过YY'偏转电极时，设电场强度大小为，电子沿方向的加速度大小为，根据牛顿第二定律有 根据匀强电场中电场强度与电压的关系有 解得 YY'偏转电极的长度为2L，电子在电极间运动的时间为 YY'偏转电极中心到荧光屏的距离为8L，因此电极末端到荧光屏的距离为7L，电子离开电极后运动的时间为 电子在电极间做类平抛运动，离开电极后沿原方向做匀速直线运动，电子在荧光屏上的偏转距离大小为 代入数据并结合解得 当时，电子在荧光屏上的最大偏转距离为 正弦交变电压使电子在点两侧往复扫描，因此亮线的最大长度为 解得 【小问3详解】 YY'偏转电极中心到荧光屏的距离为8L，由小问2可得电子在荧光屏上的纵坐标为 XX'偏转电极中心到荧光屏的距离为5L，同理可得电子在荧光屏上的横坐标为 电子运动轨迹为以点为中心的圆时，横、纵两个方向的最大偏转距离应相等，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $