精品解析:陕西省渭南市大荔县2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试卷
2026-07-24
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 陕西省 |
| 地区(市) | 渭南市 |
| 地区(区县) | 大荔县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.51 MB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-24 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58955010.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
大荔县2024—2025学年(下)高一年级期末质量检测试题
物理
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.选择题用2B铅笔将正确答案涂写在答题卡上;非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔答在答题卡的指定答题区域内,超出答题区域答案无效。
3.答题前,请将姓名、考号、试卷类型按要求涂写在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题 46分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合要求。
1. 如图所示,△ABC是边长为l的等边三角形。在顶点A放置一个电荷量为Q的正点电荷,在顶点B放置一个电荷量为Q的负点电荷。已知静电力常量为k,则C点的电场强度( )
A. 大小为 B. 大小为
C. 方向与AB平行向左 D. 方向垂直AB向下
2. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流高压电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,促进植物快速生长。如图为空间某截面的电场线模拟图,C点在悬挂电极正下方,A、B两点与C点在同一水平线上,且关于C点对称。下列说法正确的是( )
A. A、B两点所在虚线为等势线
B. A、B两点的电场强度相同
C. C点的电场强度沿电场线向上
D. C点的电势比A点的电势高
3. 如图所示,轻杆的一端固定在水平转轴O上,另一端固定一小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动。A点是圆周轨迹最高点,B点是圆周轨迹最低点,C点与转轴O等高。关于杆对球的作用力F,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点时F的方向一定向上
B. 小球运动到B点时F的方向一定向下
C. 小球运动到C点时F的方向一定向右
D. 小球运动到C点时F的方向一定不沿杆
4. 如图甲是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的小口无初速度进入风道,在风力作用下,精谷和瘪谷(空壳)都从洞口水平飞出,结果精谷和瘪谷落地点不同,自然分开。简化装置如图乙所示,谷粒在风道内所受的风力大小相等,最终落在同一水平面上,风道口的直径远小于下落高度,不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力。下列分析正确的是( )
A. 从洞口飞出到落在水平面,瘪谷的运动时间较长
B. 在风道内运动的过程中,风力对瘪谷做功较大
C. 从洞口水平飞出时,瘪谷的速度较大
D. 落到N处的是瘪谷
5. 在万有引力定律发现过程中,牛顿曾经做过著名的“月–地”检验,他设想:如果地球对月球的引力、地球对地表附近物体的引力都与太阳对地球的引力的性质相同,已知月地间距离为地球半径的60倍,地球表面的重力加速度为g,那么月球绕地球公转的加速度应该为( )
A. 60g B. C. D.
6. 19世纪匈牙利物理学家厄缶指出“沿水平地面向东运动的物体,其重量(即:物体的视重或物体对水平面的压力)一定要减轻”。后来,人们把这类物理现象称为“厄缶效应”。如图所示,设想在地球赤道附近的地平线上,有一列质量是M的高铁随地球做线速度为的圆周运动时(如果仅考虑地球自转的影响),列车对轨道的压力为N;当列车以速率v沿水平轨道匀速向东行驶时,对轨道的压力为N' 。已知地球的半径R,地球的自转周期T,那么单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的数量(N-N ')为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,M是绕地球飞行的探测器,N为地球静止轨道同步卫星,P是纬度为的地球表面上一点。假设M、N均绕地球做匀速圆周运动,某时刻P、M、N、地心O四点恰好在同一平面内,且O、P、M三点在一条直线上,,则( )
A. M、N的轨道半径之比为
B. M、N的周期之比为1:4
C. M、N的线速度之比为
D. M、N的向心加速度大小之比为1:4
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。如图所示,关闭发动机的航天飞机仅在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点B处与空间站对接。已知空间站C绕月轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,月球的半径为R。则以下选项正确的是( )
A. 从A向B运动的过程中,万有引力对航天飞机做正功
B. 在B处,航天飞机由椭圆轨道进入空间站圆轨道需要加速
C. 月球的质量为
D. 月球表面的重力加速度为
9. 一辆质量为m的机车在水平面上由静止开始启动,启动过程中牵引力F随时间t的变化如图所示。已知机车所受阻力恒为Ff,t1时刻机车的速度为v1,此时机车达到额定功率并保持不变,则下列说法正确的是( )
A. 机车的额定功率为3Ffv1
B. 机车启动过程中的最大速度为4v1
C. t2时刻机车的加速度大小为
D. 0~t1时段机车发动机的功率随时间均匀增大
10. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点,电场方向跟a、b、c所在平面平行,,,。已知a、b、c点电势分别为1V、-1V和3V。则( )
A. 电场强度大小为
B. 电场强度的方向与ac的连线垂直
C. 电子从a点移到b点,电势能减少2eV
D. 电子从a点移到c点,静电力做功为2eV
第Ⅱ卷(非选择题 54分)
三、实验题:本题共2小题,共计15分。
11. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验,实验装置示意图如图甲所示。A板是平铺在水平地面的木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图甲中的、、,…),相邻两插槽的间距均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的、、、…插槽中,每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一插槽中。
(1)实验时斜轨______(填“需要”或“不需要”)确保光滑,斜轨末端______(填“需要”或“不需要”)确保水平,每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放是为了______。
(2)实验中小球在方格纸上依次打下的位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知方格纸的每小方格的边长为L,当地重力加速度大小为g,则小球在空中运动水平距离d时所用的时间______(用g、L表示)。
12. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)下列认识或操作正确的是( )
A. 必须要测量重锤的质量
B. 必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C. 打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上
D. 必须在接通电源的同时释放纸带
(2)小明同学选出一条清晰的纸带如图,其中O是重锤刚释放时所打的点,测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知打点计时器打点时间间隔0.02s,重锤质量为0.5kg,当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量________J,重锤重力势能的减少量________J(结果均保留三位有效数字)。在误差允许的范围内,,则验证了重锤下落过程机械能守恒。
(3)小华同学利用小明的测量数据进一步求出纸带上其它点的速度大小v,然后作出相应的图像。若图像满足条件__________________________________,就能验证重锤下落过程机械能守恒。
(4)小明、小华两位同学采用的验证方法谁的更合理?__________,理由____________________。
四、解答题:本题共3小题,共计39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某同学把一个小球从距离水平地面高度处以抛出,不计空气阻力,重力加速度。
(1)若沿水平方向,求落地点到抛出点的水平距离;
(2)若斜向上且与水平方向成37°,求小球落地时速度的大小和方向。(速度方向可用某个角的三角函数值表示)
14. 如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧的原长,劲度系数。质量为的铁球从距离弹簧正上方处自由下落,不考虑空气阻力的影响。已知弹簧弹性势能的表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。当地的重力加速度g取。
(1)求弹簧的最大压缩量;
(2)当铁球下落到距地面多高时,速度达到最大值?求最大速度。
15. 如图所示,电荷量为q、质量为m的带正电小球,用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,细线长为L。假设电场区域足够大,静止时细线与竖直方向夹角,小球在运动过程中电荷量始终保持不变,,,重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若保持电场强度大小不变,某时刻将电场方向改为竖直向上,求:
①小球运动到最低点的过程中静电力所做的功;
②小球运动到最低点时细线拉力的大小。
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大荔县2024—2025学年(下)高一年级期末质量检测试题
物理
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.选择题用2B铅笔将正确答案涂写在答题卡上;非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔答在答题卡的指定答题区域内,超出答题区域答案无效。
3.答题前,请将姓名、考号、试卷类型按要求涂写在答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题 46分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合要求。
1. 如图所示,△ABC是边长为l的等边三角形。在顶点A放置一个电荷量为Q的正点电荷,在顶点B放置一个电荷量为Q的负点电荷。已知静电力常量为k,则C点的电场强度( )
A. 大小为 B. 大小为
C. 方向与AB平行向左 D. 方向垂直AB向下
【答案】A
【解析】
【详解】AB.正点电荷在C点的电场强度大小为
负点电荷在C点的电场强度大小为
C点的电场强度大小为,A正确,B错误;
CD.根据矢量的合成可知电场强度方向与AB平行向右,CD错误。
故选A。
2. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流高压电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,促进植物快速生长。如图为空间某截面的电场线模拟图,C点在悬挂电极正下方,A、B两点与C点在同一水平线上,且关于C点对称。下列说法正确的是( )
A. A、B两点所在虚线为等势线
B. A、B两点的电场强度相同
C. C点的电场强度沿电场线向上
D. C点的电势比A点的电势高
【答案】D
【解析】
【详解】A.等势线一定和电场线垂直,A、B两点所在虚线不是等势线,通过A、B两点的等势线如图所示,A错误;
B.A、B两点的电场强度大小相等,方向不相同,B错误;
C.带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,C点的电场强度沿电场线向下,C错误;
D.带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,电场线的方向向下,沿着电场线的方向电势降低,C点所在等势面的电势比A、B两点所在等势面的电势高,所以C点的电势比A点的电势高,D正确。
故选D。
3. 如图所示,轻杆的一端固定在水平转轴O上,另一端固定一小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动。A点是圆周轨迹最高点,B点是圆周轨迹最低点,C点与转轴O等高。关于杆对球的作用力F,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点时F的方向一定向上
B. 小球运动到B点时F的方向一定向下
C. 小球运动到C点时F的方向一定向右
D. 小球运动到C点时F的方向一定不沿杆
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律得
解得
若小球运动到A点时的速度大于,F的方向一定向下,A错误;
B.小球运动到B点时F的方向一定向上,B错误;
CD.小球运动到C点时F的方向一定向右上方,F与重力的合力提供向心力,C错误,D正确。
故选D。
4. 如图甲是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的小口无初速度进入风道,在风力作用下,精谷和瘪谷(空壳)都从洞口水平飞出,结果精谷和瘪谷落地点不同,自然分开。简化装置如图乙所示,谷粒在风道内所受的风力大小相等,最终落在同一水平面上,风道口的直径远小于下落高度,不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力。下列分析正确的是( )
A. 从洞口飞出到落在水平面,瘪谷的运动时间较长
B. 在风道内运动的过程中,风力对瘪谷做功较大
C. 从洞口水平飞出时,瘪谷的速度较大
D. 落到N处的是瘪谷
【答案】C
【解析】
【详解】A.从洞口飞出到落在水平面,谷物的运动时间满足
解得
从洞口飞出到落在水平面,精谷和瘪谷的运动时间相同,A错误;
B.在风道内运动的过程中,风力对谷物做功为
风力F相同,风道长度L相同,风力对精谷和瘪谷做功相同,B错误;
C.根据动能定理
解得
质量越小速度越大。从洞口水平飞出时,瘪谷的速度较大,C正确;
D.谷物的水平位移为
解得
质量越小,水平位移越大。从洞口水平飞出时,落到M处的是瘪谷,D错误。
故选C。
5. 在万有引力定律发现过程中,牛顿曾经做过著名的“月–地”检验,他设想:如果地球对月球的引力、地球对地表附近物体的引力都与太阳对地球的引力的性质相同,已知月地间距离为地球半径的60倍,地球表面的重力加速度为g,那么月球绕地球公转的加速度应该为( )
A. 60g B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设地球质量M,为地球半径为R,重力加速度满足
月球公转加速度为
解得
故选C。
6. 19世纪匈牙利物理学家厄缶指出“沿水平地面向东运动的物体,其重量(即:物体的视重或物体对水平面的压力)一定要减轻”。后来,人们把这类物理现象称为“厄缶效应”。如图所示,设想在地球赤道附近的地平线上,有一列质量是M的高铁随地球做线速度为的圆周运动时(如果仅考虑地球自转的影响),列车对轨道的压力为N;当列车以速率v沿水平轨道匀速向东行驶时,对轨道的压力为N' 。已知地球的半径R,地球的自转周期T,那么单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的数量(N-N ')为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】高铁随地球做线速度为的圆周运动时,根据牛顿第二定律得
当列车以速率v沿水平轨道匀速向东行驶时,根据牛顿第二定律得
解得
故选B。
7. 如图所示,M是绕地球飞行的探测器,N为地球静止轨道同步卫星,P是纬度为的地球表面上一点。假设M、N均绕地球做匀速圆周运动,某时刻P、M、N、地心O四点恰好在同一平面内,且O、P、M三点在一条直线上,,则( )
A. M、N的轨道半径之比为
B. M、N的周期之比为1:4
C. M、N的线速度之比为
D. M、N的向心加速度大小之比为1:4
【答案】C
【解析】
【详解】A.又几何关系M、N的轨道半径之比为,A错误;
B.根据开普勒第三定律结合可得M、N的周期之比为,B错误;
C.根据牛顿第二定律得
解得
可得M、N的线速度之比为,C正确;
D.根据牛顿第二定律得
解得
M、N的向心加速度大小之比为,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。如图所示,关闭发动机的航天飞机仅在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点B处与空间站对接。已知空间站C绕月轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,月球的半径为R。则以下选项正确的是( )
A. 从A向B运动的过程中,万有引力对航天飞机做正功
B. 在B处,航天飞机由椭圆轨道进入空间站圆轨道需要加速
C. 月球的质量为
D. 月球表面的重力加速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.从A向B运动的过程中,航天飞机与月球之间的距离一直减小,万有引力对航天飞机做正功,A正确;
B.在B处,航天飞机由椭圆轨道进入空间站圆轨道需要减速,做向心运动,B错误;
C.根据牛顿第二定律得
解得 ,C正确;
D.月球表面的重力加速度为
解得,D错误。
故选AC。
9. 一辆质量为m的机车在水平面上由静止开始启动,启动过程中牵引力F随时间t的变化如图所示。已知机车所受阻力恒为Ff,t1时刻机车的速度为v1,此时机车达到额定功率并保持不变,则下列说法正确的是( )
A. 机车的额定功率为3Ffv1
B. 机车启动过程中的最大速度为4v1
C. t2时刻机车的加速度大小为
D. 0~t1时段机车发动机的功率随时间均匀增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.机车做匀加速直线运动时的牵引力为
机车在t1时刻达到额定功率,额定功率为
解得,A错误;
B.机车启动过程中的最大速度为,B正确;
C.t2时刻机车的加速度大小为
解得,C错误;
D.0~t1时段机车发动机的功率为
机车的速度为
根据牛顿第二定律
解得
0~t1时段机车发动机的功率随时间均匀增大,D正确。
故选BD。
10. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点,电场方向跟a、b、c所在平面平行,,,。已知a、b、c点电势分别为1V、-1V和3V。则( )
A. 电场强度大小为
B. 电场强度的方向与ac的连线垂直
C. 电子从a点移到b点,电势能减少2eV
D. 电子从a点移到c点,静电力做功为2eV
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设bc的中点为d,d点的电势为
解得
连接ad,ad为等势面。
电场强度大小为,A正确;
B.电场强度的方向与ad的连线垂直,向左下方,B错误;
C.电子所受电场力向右上方,电子从a点移到b点,电场力做负功,电势能增加。
增加的电势能为,C错误;
D.电子所受电场力向右上方,电子从a点移到c点,电场力做正功 ,为,D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题 54分)
三、实验题:本题共2小题,共计15分。
11. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验,实验装置示意图如图甲所示。A板是平铺在水平地面的木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图甲中的、、,…),相邻两插槽的间距均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的、、、…插槽中,每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一插槽中。
(1)实验时斜轨______(填“需要”或“不需要”)确保光滑,斜轨末端______(填“需要”或“不需要”)确保水平,每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放是为了______。
(2)实验中小球在方格纸上依次打下的位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知方格纸的每小方格的边长为L,当地重力加速度大小为g,则小球在空中运动水平距离d时所用的时间______(用g、L表示)。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 需要 ③. 保证小球每次抛出的初速度相同
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]实验时,为了保证小球每次抛出的初速度相同,每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放,但斜轨不需要光滑;为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,斜轨末端需要确保水平。
【小问2详解】
竖直方向根据
可得小球在空中运动水平距离d时所用的时间为
12. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)下列认识或操作正确的是( )
A. 必须要测量重锤的质量
B. 必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C. 打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上
D. 必须在接通电源的同时释放纸带
(2)小明同学选出一条清晰的纸带如图,其中O是重锤刚释放时所打的点,测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知打点计时器打点时间间隔0.02s,重锤质量为0.5kg,当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量________J,重锤重力势能的减少量________J(结果均保留三位有效数字)。在误差允许的范围内,,则验证了重锤下落过程机械能守恒。
(3)小华同学利用小明的测量数据进一步求出纸带上其它点的速度大小v,然后作出相应的图像。若图像满足条件__________________________________,就能验证重锤下落过程机械能守恒。
(4)小明、小华两位同学采用的验证方法谁的更合理?__________,理由____________________。
【答案】(1)C (2) ①. 1.00 ②. 1.07
(3)图像应是一条过原点,斜率近似等于重力加速度g的直线
(4) ①. 小华 ②. 小明是通过单次测量数据验证,小华是通过多组数据作出图像验证,能更直观、全面地反映规律,减小偶然误差,所以小华的方法更合理。
【解析】
【小问1详解】
A.根据验证机械能守恒定律有
可知两边的m可以约掉,所以不需要测量重锤的质量,故A错误;
B.不一定选择纸带上打出的第一个点作为起点,只要能准确测量出下落的高度和对应的速度即可,故B错误;
C.打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上,这样可以减小纸带与限位孔之间的摩擦,使实验更准确,故C正确;
D.应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,而不是同时,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]打C点时重锤速度
则在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量
[2]重锤重力势能的减少量
【小问3详解】
根据验证机械能守恒定律有
整理得
可知图像应是一条过原点,斜率近似等于重力加速度g的直线,故图像斜率为g,就能验证重锤下落过程机械能守恒。
【小问4详解】
[1][2]小华的方法合理。小明是通过单次测量数据验证,小华是通过多组数据作出图像验证,能更直观、全面地反映规律,减小偶然误差,所以小华的方法更合理。
四、解答题:本题共3小题,共计39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某同学把一个小球从距离水平地面高度处以抛出,不计空气阻力,重力加速度。
(1)若沿水平方向,求落地点到抛出点的水平距离;
(2)若斜向上且与水平方向成37°,求小球落地时速度的大小和方向。(速度方向可用某个角的三角函数值表示)
【答案】(1)
6m (2)
速度大小 ,方向与水平方向夹角的正切值 。
【解析】
【小问1详解】
根据平抛运动规律有
代入题中数据,解得落地点到抛出点的水平距离
【小问2详解】
题意可知小球在水平方向速度
小球在竖直方向初速度
竖直方向有
解得落地时竖直方向速度大小
则落地时合速度大小
设速度方向与水平方向夹角为θ,则
14. 如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧的原长,劲度系数。质量为的铁球从距离弹簧正上方处自由下落,不考虑空气阻力的影响。已知弹簧弹性势能的表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。当地的重力加速度g取。
(1)求弹簧的最大压缩量;
(2)当铁球下落到距地面多高时,速度达到最大值?求最大速度。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
由题意,可知当铁球压缩弹簧,弹簧压缩量最大时,弹簧的弹性势能最大,此时铁球的速度为0,对铁球和弹簧组成的系统,根据系统机械能守恒有
求得(另一个值不符合题意,舍去)
【小问2详解】
当铁球受到的重力与弹簧弹力相等时,速度达最大,有
求得弹簧压缩量为
此时铁球距离地面的高度为
对铁球和弹簧组成的系统,根据系统机械能守恒有
求得
15. 如图所示,电荷量为q、质量为m的带正电小球,用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,细线长为L。假设电场区域足够大,静止时细线与竖直方向夹角,小球在运动过程中电荷量始终保持不变,,,重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若保持电场强度大小不变,某时刻将电场方向改为竖直向上,求:
①小球运动到最低点的过程中静电力所做的功;
②小球运动到最低点时细线拉力的大小。
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【小问1详解】
对小球进行受力分析,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
①若保持电场强度大小不变,某时刻将电场方向改为竖直向上,则小球运动到最低点的过程中静电力所做的功
②小球运动到最低点的过程,根据动能定理有
在最低点有
联立解得小球运动到最低点时细线拉力的大小
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