精品解析：辽宁省实验中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

辽宁省实验中学2025—2026学年度下学期期末考试高一年级物理科试卷 考试时间：75分钟试题满分：100分 一、选择题：本题共10小题，共46分在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 某电场的等势面分布如图所示， 已知A、B两点的电场强度为EA、 EB，电势为φA、φB，下列判断正确的是（　　） A. EA > EB B. EA< EB C. φA > φB D. φA < φB 2. 如图所示，平行板电容器与电压为E的恒定电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离(　　) A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将增大 D. 电容器的电容减小，极板带电量增大 3. 为了纪念英国物理学家焦耳，人们把“焦耳”作为功和能量的单位。在国际单位制中，下列单位运算的结果一定不等于焦耳的是（ ） A. N（牛顿）m（米） B. W（瓦特）s（秒） C. V（伏特）C（库仑） D. 4. 在一段粗细均匀的金属导体两端加一恒定电压，此时导体内自由电荷定向移动的平均速率为v，现将这段金属导体均匀拉伸至长度变为原来的2倍后，两端加同样的恒定电压，则导体内自由电荷定向移动的平均速率为（ ） A. 0.25v B. 0.5v C. v D. 2v 5. 静止轨道卫星是指轨道与地球赤道共面，且绕地球转动的角速度与地球自转角速度相同的人造卫星。已知静止轨道卫星的轨道半径是地球半径的k倍。如果人类试图发射一颗新的人造卫星，使它绕地球转动的线速度与赤道处地球自转的线速度大小相同。则该卫星的轨道半径应为地球半径的（ ） A. k倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 6. 如图所示，在水平地面上有一个轻弹簧，一端固定在竖直墙上，另一端静置一个小球，小球与弹簧不相连。水平轨道右端与一个竖直放置的圆形轨道最低点平滑连接。AB为圆形轨道与地面水平的直径。最初弹簧处于原长状态，小球位于水平轨道上。现在向左推小球压缩弹簧后由静止释放。若小球能沿圆形轨道运动至A点，则小球离开弹簧时的最小速度大小为；若小球能沿圆形轨道运动至B点，则小球离开弹簧时的最小速度大小为，不计一切摩擦。则为（ ） A. 1：1 B. C. D. 7. 如图所示，水平长杆置于水平地面上方，杆上套有一个质量为M的小木块，小木块可以左右滑动。一根长度为L的轻绳一端与小木块连接，另一端与一个质量为m的小球P连接。轻绳处于水平伸直状态。现同时由静止释放小木块和小球P，当小球P摆动至最低处时与地面上静止的质量为3m的小球Q发生对心正碰，且碰撞为弹性碰撞。若此时小木块沿长杆滑动的距离为，忽略一切阻力，重力加速度为g。则碰后小球Q的速度大小为（ ） A. B. C. D. 8. 在粗糙水平面上有两个带电物块A、B，由静止释放，释放后两物块同时开始运动且逐渐靠近。已知A物块的质量大于B物块的质量，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，则在两物块靠近的过程中（ ） A. A、B两物块动量大小始终相等 B. A、B两物块组成的系统电势能逐渐减小 C. A、B两物块间的库仑力对A的冲量大小小于对B的冲量大小 D. A、B两物块间的库仑力对A做的功小于对B做的功 9. 直线上有M、N、A、B、C五点，A是MN的中点。在M、N处分别固定电荷量为和的两个点电荷。电势为零的圆形等势线（虚线所示）与直线相交于C点。若B点处的电场强度为零，则下列说法正确的是（ ） A. A点处的电场强度方向由M指向N B. 将一个负电荷从C沿直线移动至B，该负电荷的电势能减小 C. 虚线的圆心在N点 D. BN的距离比AN的距离大 10. 如图所示，两根光滑的轻质硬杆1、2分别水平和竖直固定放置，在O处相交。A、B是分别套在杆2和杆1上的两个小物块，均可沿杆滑动。A、B用轻杆3铰接。同时A物块通过一根套在竖直杆上的轻质弹簧与O点相连。最初状态下A、B静止，轻杆与水平杆的夹角为53°。现用电机使整个装置以竖直硬杆2为轴转动，当角速度缓慢增加至ω时装置稳定转动。此时轻杆与水平杆的夹角变为37°。已知A、B两物块质量均为2kg，轻杆3长度与轻弹簧的原长均为2.0m。轻弹簧的弹性势能可表示为，其中x是弹簧的形变量，k为弹簧的劲度系数。整个过程中弹簧均在弹性限度内。取重力加速度大小为，计算结果均保留一位小数。则下列说法正确的是（ ） A. A物块的重力势能减小了8.0J B. 连接A、B的轻杆3对B物块做功为4.8J C. 电机对整个装置做功为25.3J D. 轻弹簧的弹性势能增加了12.0J 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g； ②接通气源，调整气垫导轨水平； ③拨动两滑块，使A、B均向右运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。 回答以下问题： （1）从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞； （2）滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s （保留2位有效数字）； （3）通过分析，得出质量为200.0g的滑块是________（填“A”或“B”）。 12. 如图所示是某科技实验小组设计的研究影响库仑力大小因素的装置。在抽成真空的玻璃容器内，有两个金属圆球A、B（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子检测台面上，仅有与金属圆球A相连部分对电子秤有压力。上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作： 1.为了方便直观知道静电力大小，首先将电子秤的示数归零； 2.用起电机让A、B两个金属球带上相同的电量，保持电量不变，把A、B两个金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到B对A的静电力大小，把所得数据记录分析； 3.保持A、B两个金属圆球的距离为d，逐次用另一个与A相同且不带电的金属圆球C（图中未画出）与A接触，使A的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到B每次对A的静电力大小，把所得数据记录分析； 4.保持A、B两个金属圆球的距离为d，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一个与B相同且不带电的金属圆球D（图中未画出）与B接触，使B的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到B每次对A的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题： （1）对于本实验采用的主要实验方法是____（单选，填正确选项前的字母） A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 微小量放大法 （2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 （3）若某次实验时，将A、B两个金属圆球正对距离调为d不变，然后用起电机让两个金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为m（单位为kg），已知当地重力加速度为g。便可得到B对A的静电力大小________。 （4）对于本实验主要误差来自______________________________（写出一条即可） 13. 如图所示，离地面高、长度的平台，其上方存在匀强电场，电场方向水平向右；在水平地面上方存在方向竖直向下的匀强电场，其左边界为BC。现从A点由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块，小物块沿平台AB向右运动，与平台间的动摩擦因数为0.5，物块在左侧电场中受到的电场力大小等于它的重力大小，小物块从左侧电场的右边界射出，且落地点为CD的中点，，忽略空气阻力作用，、未知，已知重力加速度大小为g。求： （1）小物块在左右两个匀强电场中运动的时间之比； （2）左右两个匀强电场电场强度大小之比。 14. 发射人造卫星时，通常要先将卫星发射至近地轨道，通过变轨最终送至预定轨道，如图所示为简化的卫星发射轨道示意图。Ⅰ轨道为近地圆形轨道，可认为轨道半径等于地球半径R。将人造卫星发射至轨道Ⅰ后，当卫星经过P点时点火加速，变轨至Ⅱ轨道。Ⅱ轨道是椭圆形，P、Q分别为近地点和远地点。卫星的引力势能可以表示为（其中M为地球质量，m为人造卫星质量，r为卫星到地球球心的距离）。已知：地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，P、Q间距为L。 （1）求：卫星在轨道Ⅰ上运行时的线速度大小。 （2）当卫星运行到P处时点火加速，在极短时间内使卫星加速进入Ⅱ轨道，则： i．求：卫星从P处第一次运动至Q处的时间。 ii．若卫星在P处加速后速度大小变为 但方向不变，则如何求出卫星到达Q处的速度大小。（本问不必计算最后结果，仅需列出方程并加以说明即可。） 15. 如图所示，三个质量均为m的小球A、B、C用两根长度均为L的轻绳相连，放在足够大的光滑水平桌面上。最初三个小球共线、静止，轻绳均伸直。 （1）现给中间小球B一个水平向右，大小为的初速度。 i．当A、C两个小球即将发生第一次碰撞时，求：此时A球的速度大小和B球的速度大小； ii．当两根轻绳之间的夹角第一次达到120°时，求：此过程轻绳对A球所做的功W（计算结果用、L、m表示）。 （2）现给中间小球B施加一个水平向右大小为F的恒力，经过t时间A、C发生第一次碰撞。求上述过程中B球的位移大小。（结果用、t、F、L、m表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省实验中学2025—2026学年度下学期期末考试高一年级物理科试卷 考试时间：75分钟试题满分：100分 一、选择题：本题共10小题，共46分在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 某电场的等势面分布如图所示， 已知A、B两点的电场强度为EA、 EB，电势为φA、φB，下列判断正确的是（　　） A. EA > EB B. EA< EB C. φA > φB D. φA < φB 【答案】A 【解析】 【详解】CD．由题图可知，A、B两点在同一等势面上，则有，故CD错误； AB．根据可知，相邻等差等势面越密集的地方场强越大，则有，故A正确，B错误。 故选A。 2. 如图所示，平行板电容器与电压为E的恒定电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离(　　) A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将增大 D. 电容器的电容减小，极板带电量增大 【答案】A 【解析】 【详解】A.将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，即极板间距变小，则电容器的电容增大，由于电容器两板间电压不变，根据可知场强增大，因此带电粒子受到的电场力增大，粒子将向上运动，故A正确． B. 场强增大，P到负极板的距离不变，电势差增大，所以P点的电势增大，故B错误． C. 带电油滴带负电，P点的电势增大，负电荷的电势能将减小，故C错误． D. 极板间距变小，则电容器的电容增大，根据 可知，带电量变大，故D错误． 3. 为了纪念英国物理学家焦耳，人们把“焦耳”作为功和能量的单位。在国际单位制中，下列单位运算的结果一定不等于焦耳的是（ ） A. N（牛顿）m（米） B. W（瓦特）s（秒） C. V（伏特）C（库仑） D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据功的定义式，力的单位是，位移的单位是，因此，故A不符合题意； B．根据功与功率的关系，功率的单位是，时间的单位是，因此，故B不符合题意； C．根据电场力做功公式，电压的单位是，电荷量的单位是，因此，故C不符合题意； D．根据欧姆定律，可得，因此，而电功对应的焦耳单位为，二者不相等，故D符合题意。 故选D。 4. 在一段粗细均匀的金属导体两端加一恒定电压，此时导体内自由电荷定向移动的平均速率为v，现将这段金属导体均匀拉伸至长度变为原来的2倍后，两端加同样的恒定电压，则导体内自由电荷定向移动的平均速率为（ ） A. 0.25v B. 0.5v C. v D. 2v 【答案】B 【解析】 【详解】导体均匀拉伸时体积不变，长度变为原来2倍，因此横截面积变为原来的，即 由电阻定律 拉伸后电阻 电阻变为原来的4倍, 两端恒定电压不变，由欧姆定律 可得拉伸后电流 电流变为原来的，由电流微观表达式（为单位体积自由电荷数，为单个自由电荷电荷量） 解得 代入、，可得： 故选B。 5. 静止轨道卫星是指轨道与地球赤道共面，且绕地球转动的角速度与地球自转角速度相同的人造卫星。已知静止轨道卫星的轨道半径是地球半径的k倍。如果人类试图发射一颗新的人造卫星，使它绕地球转动的线速度与赤道处地球自转的线速度大小相同。则该卫星的轨道半径应为地球半径的（ ） A. k倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 【答案】C 【解析】 【详解】设地球半径为，质量为，自转角速度为。静止轨道卫星的轨道半径为，由万有引力提供向心力，有= 整理得 赤道处随地球自转的线速度为，故新卫星的线速度也是。设新卫星的轨道半径为，由万有引力提供向心力，有= 整理得 联立以上两式并代入 整理得 解得 故选C。 6. 如图所示，在水平地面上有一个轻弹簧，一端固定在竖直墙上，另一端静置一个小球，小球与弹簧不相连。水平轨道右端与一个竖直放置的圆形轨道最低点平滑连接。AB为圆形轨道与地面水平的直径。最初弹簧处于原长状态，小球位于水平轨道上。现在向左推小球压缩弹簧后由静止释放。若小球能沿圆形轨道运动至A点，则小球离开弹簧时的最小速度大小为；若小球能沿圆形轨道运动至B点，则小球离开弹簧时的最小速度大小为，不计一切摩擦。则为（ ） A. 1：1 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球能沿圆形轨道运动至A点，最小情况是到达A点时的速度为0，小球从离开弹簧到A点，由机械能守恒定律有 解得 小球能运动到B点，最小情况是顺利通过圆轨道的最高点C，由重力提供向心力，有 解得 从离开弹簧到C点，有 解得 故有；故选C。 7. 如图所示，水平长杆置于水平地面上方，杆上套有一个质量为M的小木块，小木块可以左右滑动。一根长度为L的轻绳一端与小木块连接，另一端与一个质量为m的小球P连接。轻绳处于水平伸直状态。现同时由静止释放小木块和小球P，当小球P摆动至最低处时与地面上静止的质量为3m的小球Q发生对心正碰，且碰撞为弹性碰撞。若此时小木块沿长杆滑动的距离为，忽略一切阻力，重力加速度为g。则碰后小球Q的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球P到达最低点的速度为，此时小木块的速度为，小球P和小木块组成的系统在水平方向动量守恒，则有 根据能量守恒定律可得 结合题意可知，小球P到达最低点时，小木块沿长杆移动的距离为，则小球P沿水平方向移动的距离为，结合 可得， 联立解得，小球P在最低点的速度为 小球P和小球Q发生弹性对心碰撞，设碰撞后小球P的速度为，小球Q的速度为，由动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 解得 故选C。 8. 在粗糙水平面上有两个带电物块A、B，由静止释放，释放后两物块同时开始运动且逐渐靠近。已知A物块的质量大于B物块的质量，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，则在两物块靠近的过程中（ ） A. A、B两物块动量大小始终相等 B. A、B两物块组成的系统电势能逐渐减小 C. A、B两物块间的库仑力对A的冲量大小小于对B的冲量大小 D. A、B两物块间的库仑力对A做的功小于对B做的功 【答案】BD 【解析】 【详解】C．库仑力是一对相互作用力，大小相等、作用时间相同，所以A、B两物块间的库仑力对A的冲量大小等于对B的冲量大小，故C错误； A．根据动量定理，对A有 对B有 由库仑力对A、B的冲量大小相等，且A物块的质量大于B物块的质量，则A、B两物块动量大小不相等，故A错误； B．两物块靠近过程中，库仑引力方向与两物块位移方向一致，库仑力对系统做正功，系统电势能逐渐减小，故B正确； D．对A根据牛顿第二定律可得， 由于A物块的质量大于B物块的质量，则有 可知相同时间内A通过的位移小于B通过的位移；由于作用于A、B的库仑力大小相等，所以A、B两物块间的库仑力对A做的功小于对B做的功，故D正确。 故选BD。 9. 直线上有M、N、A、B、C五点，A是MN的中点。在M、N处分别固定电荷量为和的两个点电荷。电势为零的圆形等势线（虚线所示）与直线相交于C点。若B点处的电场强度为零，则下列说法正确的是（ ） A. A点处的电场强度方向由M指向N B. 将一个负电荷从C沿直线移动至B，该负电荷的电势能减小 C. 虚线的圆心在N点 D. BN的距离比AN的距离大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．A是MN的中点。M处固定的电荷量为的点电荷在A点产生的电场强度方向由M指向N；N处固定的电荷量为（）的点电荷在A点产生的电场强度方向由M指向N。则A点处的电场强度方向由M指向N，故A正确； B．B点处的电场强度为零，NB之间场强方向由B指向N，根据沿电场线电势降低，可知B点电势比C点高，将一个负电荷从C沿直线移动至B，该负电荷的电势能减小，故B正确； C．电势为零的圆形等势线（虚线所示）与直线分别相交于C点和P点，设M、N两点距离为，N、C两点距离为，M处固定的电荷量为的点电荷在C点产生的电势大小 N处固定的电荷量为（）的点电荷在C点产生的电势大小 根据，解得 设N、P两点距离为，同理M处固定的电荷量为的点电荷在P点产生的电势大小 N处固定的电荷量为（）的点电荷在P点产生的电势大小 根据，解得，虚线的圆心不在N点，故C错误； D．B点处的电场强度为零，设N、B两点距离为，M处固定的电荷量为的点电荷在B点产生的电场强度大小 N处固定的电荷量为（）的点电荷在B点产生的电场强度大小 根据，解得 ，BN的距离比AN的距离大，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，两根光滑的轻质硬杆1、2分别水平和竖直固定放置，在O处相交。A、B是分别套在杆2和杆1上的两个小物块，均可沿杆滑动。A、B用轻杆3铰接。同时A物块通过一根套在竖直杆上的轻质弹簧与O点相连。最初状态下A、B静止，轻杆与水平杆的夹角为53°。现用电机使整个装置以竖直硬杆2为轴转动，当角速度缓慢增加至ω时装置稳定转动。此时轻杆与水平杆的夹角变为37°。已知A、B两物块质量均为2kg，轻杆3长度与轻弹簧的原长均为2.0m。轻弹簧的弹性势能可表示为，其中x是弹簧的形变量，k为弹簧的劲度系数。整个过程中弹簧均在弹性限度内。取重力加速度大小为，计算结果均保留一位小数。则下列说法正确的是（ ） A. A物块的重力势能减小了8.0J B. 连接A、B的轻杆3对B物块做功为4.8J C. 电机对整个装置做功为25.3J D. 轻弹簧的弹性势能增加了12.0J 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．最初状态下A、B静止，轻杆与水平杆的夹角为53°。物块A与O点的高度差 装置以角速度稳定转动时，轻杆与水平杆的夹角变为37°。物块A与O点的高度差 轻杆3长度与轻弹簧的原长均为，可得A物块的重力势能减小，故A正确； BD．最初状态下A、B静止，轻杆与水平杆的夹角为53°。轻杆拉力为0，根据物块A二力平衡得 此时弹簧的压缩量 解得弹簧的劲度系数 装置以角速度稳定转动时，轻杆与水平杆的夹角变为37°。此时弹簧的压缩量 轻弹簧的弹性势能增加量 对物块A根据动能定理得 其中弹簧对物块A做的功 解得轻杆3对物块A做功 轻杆3质量不计，,轻杆3对物块A、B做的总功为0，则轻杆3对物块B做的功，故B错误，D正确； C．装置以角速度稳定转动时，轻杆与水平杆的夹角变为37°。设轻杆拉力为，根据物块A受力平衡得 根据物块B做匀速圆周运动得 物块B线速度大小 可得物块B动能增加量 电机对整个装置做功，故C正确； 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g； ②接通气源，调整气垫导轨水平； ③拨动两滑块，使A、B均向右运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。 回答以下问题： （1）从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞； （2）滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s （保留2位有效数字）； （3）通过分析，得出质量为200.0g的滑块是________（填“A”或“B”）。 【答案】（1）1.0 （2）0.20 （3）B 【解析】 【小问1详解】 由图像的斜率表示速度可知两滑块的速度在时发生突变，即这个时候发生了碰撞； 【小问2详解】 根据图像斜率的绝对值表示速度大小可知碰撞前瞬间B的速度大小为 【小问3详解】 由题图乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小约为，由题图丙可知，碰撞后B的速度大小为，A和B碰撞过程动量守恒，则有 代入数据解得 所以质量为200.0g的滑块是B。 12. 如图所示是某科技实验小组设计的研究影响库仑力大小因素的装置。在抽成真空的玻璃容器内，有两个金属圆球A、B（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子检测台面上，仅有与金属圆球A相连部分对电子秤有压力。上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作： 1.为了方便直观知道静电力大小，首先将电子秤的示数归零； 2.用起电机让A、B两个金属球带上相同的电量，保持电量不变，把A、B两个金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到B对A的静电力大小，把所得数据记录分析； 3.保持A、B两个金属圆球的距离为d，逐次用另一个与A相同且不带电的金属圆球C（图中未画出）与A接触，使A的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到B每次对A的静电力大小，把所得数据记录分析； 4.保持A、B两个金属圆球的距离为d，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一个与B相同且不带电的金属圆球D（图中未画出）与B接触，使B的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到B每次对A的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题： （1）对于本实验采用的主要实验方法是____（单选，填正确选项前的字母） A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 微小量放大法 （2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 （3）若某次实验时，将A、B两个金属圆球正对距离调为d不变，然后用起电机让两个金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为m（单位为kg），已知当地重力加速度为g。便可得到B对A的静电力大小________。 （4）对于本实验主要误差来自______________________________（写出一条即可） 【答案】（1）B （2） ①. 正比 ②. 反比 （3）mg （4）金属球尺寸影响，无法完全看作点电荷（或标尺读数误差、绝缘支架漏电，写出一条即可） 【解析】 【小问1详解】 此实验中比较小球在不同距离时所受电场力的大小，再使小球间距离不变，分别改变两小球所带电荷量，比较小球所受静电力的大小，是采用了控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]通过实验数据研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。 【小问3详解】 电子秤的读数是m时，A对电子秤的压力为 根据牛顿第三定律，电子秤对A的支持力为 A处于平衡状态，根据平衡条件，可得B对A的静电力大小为 【小问4详解】 金属球尺寸影响，无法完全看作点电荷；标尺读数误差、绝缘支架漏电等都会引起实验误差。 13. 如图所示，离地面高、长度的平台，其上方存在匀强电场，电场方向水平向右；在水平地面上方存在方向竖直向下的匀强电场，其左边界为BC。现从A点由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块，小物块沿平台AB向右运动，与平台间的动摩擦因数为0.5，物块在左侧电场中受到的电场力大小等于它的重力大小，小物块从左侧电场的右边界射出，且落地点为CD的中点，，忽略空气阻力作用，、未知，已知重力加速度大小为g。求： （1）小物块在左右两个匀强电场中运动的时间之比； （2）左右两个匀强电场电场强度大小之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 令，设小物块运动到B点的速度大小为v，则在匀强电场中运动的过程，有 在匀强电场中运动的过程，水平方向做匀速运动，有 联立求得 【小问2详解】 小物块在匀强电场中运动的过程，有，， 在匀强电场中运动的过程，竖直方向做匀加速直线运动，有， 联立求得。 14. 发射人造卫星时，通常要先将卫星发射至近地轨道，通过变轨最终送至预定轨道，如图所示为简化的卫星发射轨道示意图。Ⅰ轨道为近地圆形轨道，可认为轨道半径等于地球半径R。将人造卫星发射至轨道Ⅰ后，当卫星经过P点时点火加速，变轨至Ⅱ轨道。Ⅱ轨道是椭圆形，P、Q分别为近地点和远地点。卫星的引力势能可以表示为（其中M为地球质量，m为人造卫星质量，r为卫星到地球球心的距离）。已知：地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，P、Q间距为L。 （1）求：卫星在轨道Ⅰ上运行时的线速度大小。 （2）当卫星运行到P处时点火加速，在极短时间内使卫星加速进入Ⅱ轨道，则： i．求：卫星从P处第一次运动至Q处的时间。 ii．若卫星在P处加速后速度大小变为 但方向不变，则如何求出卫星到达Q处的速度大小。（本问不必计算最后结果，仅需列出方程并加以说明即可。） 【答案】（1） （2）；= 【解析】 【小问1详解】 在地球表面，有 卫星在轨道I上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有= 联立解得 【小问2详解】 i．、分别为椭圆轨道的近地点和远地点，两点间距即为椭圆长轴，故半长轴 由开普勒第三定律，椭圆轨道周期为 由 整理得 卫星从点第一次运动到点所用时间为椭圆轨道周期的一半，故= ii．卫星在点点火后至到达点的过程中只有引力做功，机械能守恒。点到地心的距离为，由、间距为，可知点到地心的距离为 由机械能守恒定律可得= 式中且，因此由上式可求出 15. 如图所示，三个质量均为m的小球A、B、C用两根长度均为L的轻绳相连，放在足够大的光滑水平桌面上。最初三个小球共线、静止，轻绳均伸直。 （1）现给中间小球B一个水平向右，大小为的初速度。 i．当A、C两个小球即将发生第一次碰撞时，求：此时A球的速度大小和B球的速度大小； ii．当两根轻绳之间的夹角第一次达到120°时，求：此过程轻绳对A球所做的功W（计算结果用、L、m表示）。 （2）现给中间小球B施加一个水平向右大小为F的恒力，经过t时间A、C发生第一次碰撞。求上述过程中B球的位移大小。（结果用、t、F、L、m表示） 【答案】（1）①；② （2） 【解析】 【小问1详解】 i．由题可知，当A、C两个小球即将发生第一次碰撞时，此时A、B、C三个小球组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律可得 根据能量守恒定律可得 由对称性可知 联立解得， 大小为 ii．当两根轻绳之间的夹角第一次达到120°时，由于整个系统不受外力，A、C两球始终对称，水平方向分速度始终相等，根据动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 联立解得 由动能定理可得，轻绳对A球所做的功 【小问2详解】 根据牛顿第二定律可得，系统的整体加速度为 整个系统质心移动的位移 B相对于质心向右移动的位移大小为绳长，因此B相对于地面的位移 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $