精品解析：青海海东市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

高一物理试卷 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册第九、十章。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 元电荷就是点电荷 B. 点电荷产生的电场是匀强电场 C. 电场强度是矢量，方向与试探电荷的正负无关 D. 电场线在电场中可能相交 2. 某质点在做曲线运动，则（ ） A. 该质点的机械能一定不守恒 B. 该质点受到的合力可能一直为0 C. 该质点的加速度不可能保持不变 D. 该质点相同时间内的路程一定大于位移大小 3. 如图所示，汽车行驶时会遇到不同路况。图甲、乙中汽车分别在水平路面上、倾斜路面上拐弯，均可视为在水平面内做匀速圆周运动，图丙中汽车以恒定速率通过拱形桥。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中的汽车可能不受水平地面的摩擦力 B. 图乙中的汽车可能由重力和支持力的合力来提供向心力 C. 图乙中的汽车受到的合力方向垂直于倾斜路面向上 D. 图丙中的汽车经过拱形桥最高点时处于超重状态 4. 2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。已知神舟二十号绕地球做圆周运动的半径大于地球半径，小于地球同步卫星的轨道半径，下列说法正确的是（ ） A. 神舟二十号的运行速度大于第一宇宙速度 B. 神舟二十号航天员乘组出舱活动时不受地球的万有引力 C. 神舟二十号的运行周期小于地球同步卫星的运行周期 D. 神舟二十号受到地球的万有引力一定小于地球同步卫星受到地球的万有引力 5. 如图所示，水车车轮顺时针匀速转动时，水车车轮边缘的水滴甲、乙、丙（完全相同）分别从C、B、D三点以相同的速率同时被甩出，三滴水分别做竖直上抛运动、平抛运动、竖直下抛运动，水滴甲、乙恰好同时落到水面上。下列说法正确的是（ ） A. 落至水面时水滴甲、乙、丙的机械能相等 B. 水滴甲、丙落至水面瞬间重力做功的瞬时功率相等 C. 水滴甲、丙从被甩出到落至水面的过程中速度变化量相同 D. 在空中运动过程中水滴甲与水滴乙受到重力做功的平均功率相等 6. 如图所示，细绳1、2和橡皮筋（满足胡克定律）相连于一点，绳1上端固定在点，绳2下端与总质量为的水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。水杯静止时，绳1与竖直方向的夹角为且橡皮筋与绳1垂直，此时橡皮筋的伸长量为。重力加速度大小为，则橡皮筋的劲度系数为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，A、B板为水平放置的平行正对金属板，两板间的距离为d。A板带正电、B板接地，在A、B板中央分别有一小孔M、N。将一电荷量为-q（q＞0）、质量为m的小球（视为点电荷）从到A板距离为h、小孔M的正上方P点处由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。重力加速度大小为g，A、B板间电场可视为匀强电场且A板带电量保持不变。下列说法正确的是（ ） A. A、B板间电场的电场强度大小为 B. A、B板间电场的电场强度大小为 C. 若仅将A板向下移动少许，仍将小球从P点释放，则小球将从小孔N穿出 D. 若仅将A板向下移动少许，仍将小球从P点释放，则小球恰好能运动至小孔N处 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. 机器人甲、乙沿同一方向出发做直线运动，两者运动的x-t图像如图所示。机器人甲的图线是一条倾斜直线，机器人乙的图线是一段抛物线，且在t0时刻机器人乙图线的切线与机器人甲的图线平行。图中的坐标均为已知量，下列说法正确的是（ ） A. 0~2t0内机器人甲、乙间的距离逐渐减小 B. 0~t0内机器人甲的速度不大于机器人乙的速度 C. 2t0时刻机器人乙的速度达到最大 D. 0~4t0内机器人乙的速度先减小后增大 9. 如图所示，x轴上的A、B点分别固定有正点电荷、负点电荷，A、B两处电荷的电荷量之比为，C点为AB的中点，则下列说法正确的是（ ） A. C点处的电场强度方向指向x轴正方向 B. C点处的电场强度与试探电荷的电荷量成正比 C. x轴上A点左侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外） D. x轴上B点右侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外） 10. 某颗卫星发射过程的部分轨迹如图所示。卫星先在近地轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经P点时变速进入椭圆轨道Ⅱ，经椭圆轨道Ⅱ时再变速进入轨道Ⅲ继续绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为m，地球的质量为M，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为R、2R，引力常量为G，卫星在变轨过程中质量不变。取无穷远处引力势能为零，质量为m的卫星在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量）。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道Ⅰ上运行时的动能为 B. 卫星经过轨道Ⅰ上P点的速度大于经过椭圆轨道Ⅱ上P点的速度 C. 卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为 D. 卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为 三、非选择题：共54分。 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置来“探究加速度与力的关系”。 （1）调节气垫导轨水平时连接滑块的细线上________（填“要”或“不要”）悬挂钩码。 （2）为确保滑块受到的合力大小与钩码所受的重力大小近似相等，应确保滑块（含遮光条）的质量________（填“远大于”“远小于”或“等于”）钩码的质量。 （3）正确完成实验步骤，测得遮光条的宽度为d，从释放滑块到遮光条通过光电门的时间为，遮光条通过光电门的遮光时间为，，则滑块的加速度大小a＝________。（用题目给定的物理量符号表示） 12. 小李用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线上悬挂重物a、b，重物a下端连接着纸带，纸带穿过竖直固定在铁架台上的打点计时器。已知重物a（含纸带）的质量为m，重物b的质量为2m，当地重力加速度大小为g，打点计时器的打点周期为T． （1）下列说法正确的是______。 A. 实验时应先释放重物b再接通打点计时器 B. 打点计时器连接的可能是直流电源 C. 纸带与打点计时器的限位孔应在同一竖直线上 （2）小李按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上相邻的三个计时点，到O点的距离分别为。纸带上打出B点时重物b的速度大小为______，从纸带上打出O点到纸带上打出B点的过程中，重物a（含纸带）和重物b构成的系统动能的增加量______．重力势能的减少量______．若在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒。（均用题目中给定的物理量符号表示） （3）实验结果显示，系统重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，原因可能是______（写出一条即可）。 13. 如图所示，可视为质点的雪块从屋顶的水平边缘上O点以水平初速度飞出，雪块在空中运动后落至水平地面上的A点，此时速度方向与竖直方向夹角的正切值。取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）O点到水平地面的高度h； （2）雪块的初速度大小。 14. 如图所示，某运动员（可视为质点）从倾角θ=30°的倾斜雪道上的A点由静止自由滑下，经t=4 s运动至倾斜雪道底端B点时速度大小v=15 m/s，运动员经过B点前后瞬间的速度大小不变，他滑上水平雪道后继续自由滑行，最后刚好停在C点。已知运动员（含装备）的质量m=60 kg，A、B两点间的距离L=30 m，运动员与水平雪道间的动摩擦因数μ=0.15，取重力加速度大小g=10 m/s2。求： （1）运动员从A点运动到B点的过程中克服阻力做的功W； （2）运动员从A点运动到B点的过程中，重力对运动员做功的平均功率P； （3）B、C两点间的距离x。 15. 如图所示，竖直面内固定有一半径、圆心为的光滑绝缘圆轨道，点分别为轨道的最高点、最低点，、两点为轨道上与圆心等高的两点。竖直面内存在平行于平面的匀强电场（图中未画出），已知点的电势差，、点的电势差。将电荷量、质量的小球（视为点电荷）从轨道上点由静止释放。取重力加速度大小。求： （1）电场的电场强度的方向和大小； （2）小球经过点时对轨道的压力大小； （3）小球从点运动到点过程中的最大速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理试卷 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册第九、十章。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 元电荷就是点电荷 B. 点电荷产生的电场是匀强电场 C. 电场强度是矢量，方向与试探电荷的正负无关 D. 电场线在电场中可能相交 【答案】C 【解析】 【详解】A．元电荷是自然界中已知的最小电荷量，表示电荷量的基本单位；点电荷是忽略带电体形状和大小的理想化模型，二者概念不同，故A错误； B．点电荷在距其处产生的电场强度大小为，其大小随变化，方向沿点电荷与该点的连线，因此点电荷产生的电场不是匀强电场，故B错误； C．电场强度的定义式为，电场强度方向规定为正试探电荷在该点的受力方向，负试探电荷的受力方向与电场方向相反，但同一点的电场方向由场源决定，与试探电荷的正负无关，故C正确； D．电场中任一点的电场强度方向是唯一的，若两条电场线相交，则交点处将出现两个电场方向，与电场方向的唯一性矛盾，因此电场线不可能相交，故D错误。 故选C。 2. 某质点在做曲线运动，则（ ） A. 该质点的机械能一定不守恒 B. 该质点受到的合力可能一直为0 C. 该质点的加速度不可能保持不变 D. 该质点相同时间内的路程一定大于位移大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．机械能是否守恒取决于除重力或弹力外的其他力是否做功，例如忽略空气阻力的平抛运动只受重力作用，机械能守恒，故A错误； B．若质点受到的合力始终为零，根据牛顿第二定律有，解得 质点的速度矢量保持不变，只能静止或做匀速直线运动，不可能做曲线运动，故B错误； C．质点做曲线运动时，加速度可以保持不变，例如平抛运动的加速度始终为重力加速度，大小和方向均不变，故C错误； D．路程等于质点运动轨迹的长度，位移大小等于初、末位置之间线段的长度，由于曲线长度大于两端点间的直线长度，因此，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，汽车行驶时会遇到不同路况。图甲、乙中汽车分别在水平路面上、倾斜路面上拐弯，均可视为在水平面内做匀速圆周运动，图丙中汽车以恒定速率通过拱形桥。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中的汽车可能不受水平地面的摩擦力 B. 图乙中的汽车可能由重力和支持力的合力来提供向心力 C. 图乙中的汽车受到的合力方向垂直于倾斜路面向上 D. 图丙中的汽车经过拱形桥最高点时处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中汽车在水平路面上做匀速圆周运动，竖直方向上重力与支持力平衡，水平方向上只有地面对汽车的静摩擦力能够提供向心力，根据牛顿第二定律有 由于汽车的速度，所以，汽车必定受到水平地面的摩擦力，故A错误； B．图乙中汽车在倾斜路面上转弯，当汽车速度合适时，可以不受摩擦力，设倾斜路面与水平面的夹角为，支持力为，在竖直方向和水平方向分别有， 联立解得 因此当汽车速度满足时，重力和支持力的合力恰好提供向心力，故B正确； C．图乙中汽车在水平面内做匀速圆周运动，其加速度方向沿水平方向指向圆心，所以汽车受到的合力方向也沿水平方向指向圆心，而不是垂直于倾斜路面向上，故C错误； D．图丙中汽车经过拱形桥最高点时，向心加速度方向竖直向下，设桥面对汽车的支持力为，根据牛顿第二定律有 解得 汽车对桥面的压力小于自身重力，处于失重状态，故D错误。 故选B。 4. 2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。已知神舟二十号绕地球做圆周运动的半径大于地球半径，小于地球同步卫星的轨道半径，下列说法正确的是（ ） A. 神舟二十号的运行速度大于第一宇宙速度 B. 神舟二十号航天员乘组出舱活动时不受地球的万有引力 C. 神舟二十号的运行周期小于地球同步卫星的运行周期 D. 神舟二十号受到地球的万有引力一定小于地球同步卫星受到地球的万有引力 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球质量为，航天器质量为，圆轨道半径为，由万有引力提供向心力有 解得 第一宇宙速度对应近地圆轨道速度，神舟二十号的轨道半径大于地球半径，由上式可知其运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．航天员随飞船绕地球做圆周运动时，仍受到地球的万有引力，该万有引力提供圆周运动所需的向心力，航天员处于完全失重状态并不表示不受地球引力，故B错误； C．由万有引力提供向心力有 解得 神舟二十号的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，因此神舟二十号的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，故C正确； D．航天器受到地球的万有引力为，万有引力大小不仅与轨道半径有关，还与航天器质量有关，题目未给出神舟二十号与地球同步卫星的质量关系，因此不能确定两者所受万有引力的大小关系，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，水车车轮顺时针匀速转动时，水车车轮边缘的水滴甲、乙、丙（完全相同）分别从C、B、D三点以相同的速率同时被甩出，三滴水分别做竖直上抛运动、平抛运动、竖直下抛运动，水滴甲、乙恰好同时落到水面上。下列说法正确的是（ ） A. 落至水面时水滴甲、乙、丙的机械能相等 B. 水滴甲、丙落至水面瞬间重力做功的瞬时功率相等 C. 水滴甲、丙从被甩出到落至水面的过程中速度变化量相同 D. 在空中运动过程中水滴甲与水滴乙受到重力做功的平均功率相等 【答案】B 【解析】 【详解】设水轮半径为，水面到圆心所在水平面的竖直距离为，三滴水的质量均为，被甩出时的速率均为，取圆心所在水平面为零势能面。水轮顺时针转动，故水滴甲、乙、丙的初速度方向分别为竖直向上、水平向右、竖直向下。 A．水滴在空中运动时仅受重力，机械能守恒，三滴水被甩出时的机械能分别为，， 因此落至水面时水滴乙的机械能比水滴甲、丙大mgR，三者机械能不相等，故A错误； B．水滴甲、丙的初始高度相同、初速率相同，最终均到达同一水面，根据机械能守恒定律分别有， 解得 两滴水落到水面瞬间速度均竖直向下，重力的瞬时功率分别为， 因此，故B正确； C．取竖直向上为正方向，由B选项分析可知水滴甲、丙落至水面时速度均为，其中，则水滴甲的速度变化量为，水滴丙的速度变化量为 因此两滴水的速度变化量不同，故C错误； D．水滴甲、乙同时落到水面，设运动时间均为，重力对水滴甲、乙所做的功分别为， 重力做功的平均功率分别为， 因此，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，细绳1、2和橡皮筋（满足胡克定律）相连于一点，绳1上端固定在点，绳2下端与总质量为的水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。水杯静止时，绳1与竖直方向的夹角为且橡皮筋与绳1垂直，此时橡皮筋的伸长量为。重力加速度大小为，则橡皮筋的劲度系数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对结点处受力分析如图 绳1的拉力与橡皮筋拉力的合力与绳2的拉力等大反向，而绳2拉力等于水杯重力，则有 解得 故选A。 7. 如图所示，A、B板为水平放置的平行正对金属板，两板间的距离为d。A板带正电、B板接地，在A、B板中央分别有一小孔M、N。将一电荷量为-q（q＞0）、质量为m的小球（视为点电荷）从到A板距离为h、小孔M的正上方P点处由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。重力加速度大小为g，A、B板间电场可视为匀强电场且A板带电量保持不变。下列说法正确的是（ ） A. A、B板间电场的电场强度大小为 B. A、B板间电场的电场强度大小为 C. 若仅将A板向下移动少许，仍将小球从P点释放，则小球将从小孔N穿出 D. 若仅将A板向下移动少许，仍将小球从P点释放，则小球恰好能运动至小孔N处 【答案】C 【解析】 【详解】A．板间电场方向由板指向板，即竖直向下，小球带负电，所受电场力方向竖直向上。小球从点由静止运动至小孔，重力做功为，电场力做功为，由动能定理有 解得 故选项给出的错误，故A错误； B．小球在点和小孔处的速度均为零，根据动能定理有 解得 该结果与不相等，故B错误； C．设将板向下移动的距离为，则新的板间距为，而点到小孔的高度差仍为。由于板所带电荷量及板的面积均不变，板间电场强度不变。小球到达小孔时的动能为 由原来恰好到达小孔可知，代入解得 因此小球到达小孔时仍有向下的速度，将从小孔穿出，故C正确； D．将板向下移动后，小球到达小孔时的动能为 小球到达小孔时速度不为零，不是恰好运动至小孔处，故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. 机器人甲、乙沿同一方向出发做直线运动，两者运动的x-t图像如图所示。机器人甲的图线是一条倾斜直线，机器人乙的图线是一段抛物线，且在t0时刻机器人乙图线的切线与机器人甲的图线平行。图中的坐标均为已知量，下列说法正确的是（ ） A. 0~2t0内机器人甲、乙间的距离逐渐减小 B. 0~t0内机器人甲的速度不大于机器人乙的速度 C. 2t0时刻机器人乙的速度达到最大 D. 0~4t0内机器人乙的速度先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】在图像中，图线的斜率表示物体的速度，即 机器人甲的图线为倾斜直线，其速度保持不变；机器人乙的图线为开口向下的抛物线，其图线斜率随时间逐渐减小。由时刻乙图线的切线与甲图线平行可知 A．在内，乙图线的斜率大于甲图线的斜率，即，且甲位于乙的前方，因此甲、乙之间的距离逐渐减小；在内，，两者之间的距离逐渐增大，故A错误； B．在内，乙图线的斜率不小于甲图线的斜率，因此，故B正确； C．时刻乙图线位于最高点，此时切线水平，因此，机器人乙的速度并非最大，故C错误； D．在内，乙图线斜率为正且逐渐减小至零，所以机器人乙的速度大小逐渐减小；在内，乙图线斜率为负且其绝对值逐渐增大，所以机器人乙的速度大小逐渐增大，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，x轴上的A、B点分别固定有正点电荷、负点电荷，A、B两处电荷的电荷量之比为，C点为AB的中点，则下列说法正确的是（ ） A. C点处的电场强度方向指向x轴正方向 B. C点处的电场强度与试探电荷的电荷量成正比 C. x轴上A点左侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外） D. x轴上B点右侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外） 【答案】AD 【解析】 【详解】B．C点处的电场强度由场源电荷决定，与试探电荷无关，故B错误； A．A点处的正电荷和B点处的负电荷在C点处产生的电场的电场强度方向均指向轴正方向，因此C点处的电场强度方向指向轴正方向，故A正确； C．A点处的正电荷在轴上A点左侧产生的电场的电场强度始终大于B点处的负电荷产生的电场的电场强度，因此轴上A点左侧除无穷远处外没有电场强度为0的位置，故C错误； D．设A、B点间的距离为d，B点处的负电荷带的电荷量为-Q，x轴上B点右侧距B点处的电场强度大小 当时，故D正确。 故选AD。 10. 某颗卫星发射过程的部分轨迹如图所示。卫星先在近地轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经P点时变速进入椭圆轨道Ⅱ，经椭圆轨道Ⅱ时再变速进入轨道Ⅲ继续绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为m，地球的质量为M，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为R、2R，引力常量为G，卫星在变轨过程中质量不变。取无穷远处引力势能为零，质量为m的卫星在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量）。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道Ⅰ上运行时的动能为 B. 卫星经过轨道Ⅰ上P点的速度大于经过椭圆轨道Ⅱ上P点的速度 C. 卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为 D. 卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．卫星在轨道Ⅰ上做半径为的匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有 解得 卫星的动能为，故A正确； B．卫星经过点时由轨道Ⅰ变轨进入椭圆轨道Ⅱ，变轨过程中卫星做加速运动，因此变轨后的速度大于变轨前的速度，即，故B错误； C．设卫星做半径为的匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有 解得 卫星的机械能为 卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的机械能分别为， 从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为，故C正确； D．由C选项的计算可知，卫星增加的机械能为，不是，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：共54分。 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置来“探究加速度与力的关系”。 （1）调节气垫导轨水平时连接滑块的细线上________（填“要”或“不要”）悬挂钩码。 （2）为确保滑块受到的合力大小与钩码所受的重力大小近似相等，应确保滑块（含遮光条）的质量________（填“远大于”“远小于”或“等于”）钩码的质量。 （3）正确完成实验步骤，测得遮光条的宽度为d，从释放滑块到遮光条通过光电门的时间为，遮光条通过光电门的遮光时间为，，则滑块的加速度大小a＝________。（用题目给定的物理量符号表示） 【答案】（1）不要 （2）远大于 （3） 【解析】 【小问1详解】 调节气垫导轨水平时，连接滑块的细线上不需要悬挂钩码。只需要轻推滑块，保证滑块能在导轨上匀速运动即可。 【小问2详解】 对滑块（含遮光条）根据牛顿第二定律有 对砝码根据牛顿第二定律有 联立，可得 为确保滑块（含遮光条）受到的合力大小与钩码所受的重力大小近似相等，应确保滑块（含遮光条）的质量远大于钩码的质量。 【小问3详解】 遮光条通过光电门的速度大小为 从释放滑块到遮光条通过光电门的时间为，根据 可得滑块的加速度大小。 12. 小李用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线上悬挂重物a、b，重物a下端连接着纸带，纸带穿过竖直固定在铁架台上的打点计时器。已知重物a（含纸带）的质量为m，重物b的质量为2m，当地重力加速度大小为g，打点计时器的打点周期为T． （1）下列说法正确的是______。 A. 实验时应先释放重物b再接通打点计时器 B. 打点计时器连接的可能是直流电源 C. 纸带与打点计时器的限位孔应在同一竖直线上 （2）小李按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上相邻的三个计时点，到O点的距离分别为。纸带上打出B点时重物b的速度大小为______，从纸带上打出O点到纸带上打出B点的过程中，重物a（含纸带）和重物b构成的系统动能的增加量______．重力势能的减少量______．若在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒。（均用题目中给定的物理量符号表示） （3）实验结果显示，系统重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，原因可能是______（写出一条即可）。 【答案】（1）C （2） ①. ②. ③. （3）细线与滑轮间存在摩擦或纸带与打点计时器间存在摩擦 【解析】 【小问1详解】 A．实验时应先接通打点计时器，待打点稳定后再释放重物，故A错误； B．打点计时器连接的是交流电源，故B错误； C．纸带与打点计时器的限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦对实验的影响，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]纸带上打出点时重物的速度大小 [2]从纸带上打出点到纸带上打出点的过程中，重物（含纸带）和重物构成的系统动能的增加量 [3]重力势能的减少量 【小问3详解】 细线与滑轮间存在摩擦或纸带与打点计时器间存在摩擦，导致系统的机械能减少。 13. 如图所示，可视为质点的雪块从屋顶的水平边缘上O点以水平初速度飞出，雪块在空中运动后落至水平地面上的A点，此时速度方向与竖直方向夹角的正切值。取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）O点到水平地面的高度h； （2）雪块的初速度大小。 【答案】（1）3.2m （2） 【解析】 【小问1详解】 雪块在竖直方向上做自由落体运动，有 解得 【小问2详解】 雪块落到A点时的竖直分速度大小 雪块的水平分速度大小 解得 14. 如图所示，某运动员（可视为质点）从倾角θ=30°的倾斜雪道上的A点由静止自由滑下，经t=4 s运动至倾斜雪道底端B点时速度大小v=15 m/s，运动员经过B点前后瞬间的速度大小不变，他滑上水平雪道后继续自由滑行，最后刚好停在C点。已知运动员（含装备）的质量m=60 kg，A、B两点间的距离L=30 m，运动员与水平雪道间的动摩擦因数μ=0.15，取重力加速度大小g=10 m/s2。求： （1）运动员从A点运动到B点的过程中克服阻力做的功W； （2）运动员从A点运动到B点的过程中，重力对运动员做功的平均功率P； （3）B、C两点间的距离x。 【答案】（1）W=2250 J （2）P=2250 W （3）x=75 m 【解析】 【小问1详解】 运动员从点由静止运动到点，重力做正功，阻力做负功，设克服阻力做的功为，根据动能定理有 解得 代入已知数据解得 【小问2详解】 运动员从点运动到点的过程中，重力做功为 重力做功的平均功率为 代入已知数据解得 【小问3详解】 运动员经过点前后瞬间速度大小不变，因此运动员在水平雪道上的初速度大小仍为，从点运动到点的过程中，动摩擦力大小为，设、两点间的距离为，根据动能定理有 解得 代入已知数据解得 15. 如图所示，竖直面内固定有一半径、圆心为的光滑绝缘圆轨道，点分别为轨道的最高点、最低点，、两点为轨道上与圆心等高的两点。竖直面内存在平行于平面的匀强电场（图中未画出），已知点的电势差，、点的电势差。将电荷量、质量的小球（视为点电荷）从轨道上点由静止释放。取重力加速度大小。求： （1）电场的电场强度的方向和大小； （2）小球经过点时对轨道的压力大小； （3）小球从点运动到点过程中的最大速度。 【答案】（1）1000V/m，电场强度方向垂直于A、C点的连线，且由B点指向D点。 （2）6N （3） 【解析】 【小问1详解】 根据可知，电场强度方向垂直于A、C点的连线，结合可知，电场强度方向由B点指向D点，如图所示，由 解得 【小问2详解】 设小球经过D点时的速度大小为，小球从C点运动到D点的过程中有 小球经过D点时有 由牛顿第三定律有 解得 【小问3详解】 如图所示，小球在重力场和电场所受合力为，则小球在的方向上位移最大时，所做正功最多，由动能定理可知此时小球动能最大，也即速度最大，由图可知 设小球最大速度的点为G，则G、O点的连线与竖直方向的夹角为也为，从A点到G点，根据动能定理有 解得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $