精品解析：海南海口市海南中学2025-2026学年高一第二学期6月阶段检测物理试卷

海南中学2025-2026学年度第二学期高一年级 物理月考测试 （满分：100分 考试时间：90分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意） 1. 在下面列举的各个实例中（均不计空气阻力），说法正确的是（　　） A. 被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒 B. 撑竿跳运动员利用撑竿向上运动的过程中，运动员的机械能守恒 C. 火箭点火升空的过程中，火箭的机械能守恒 D. 游客在倾斜的滑槽轨道上下滑过程中，游客的机械能守恒 2. 下列说法正确的是（ ） A. 密立根通过扭秤实验得出电荷间相互作用规律 B. 摩擦起电的实质是摩擦使电子从一个物体转移到了另一个物体上 C. 美国物理学家库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔物理学奖 D. 库仑首先提出了电场的概念，并引入了电场线来形象地描述电场 3. 如图所示是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（　　） A. 电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大 B. 50V为该电容器的击穿电压 C. 加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是220μF D. 这个电容器电容是220μF，即0.22F 4. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　） A. 极板X应带正电 B. 极板X'应带负电 C. 极板Y应带正电 D. 极板Y'应带正电 5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定于水平直线上的M、N两点，M、N关于O点对称。一带负电的试探电荷从图中A点以一定初速度出发，仅在电场力的作用下沿如图所示的实线运动，已知A、B也关于O点对称，下列说法正确的是（ ） A. M点固定负电荷，N点固定正电荷 B. 试探电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 C. 试探电荷加速度一直增大 D. A点的电势小于B点的电势 6. 如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的16倍。有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力。则偏转电场长宽之比（　　） A. 4 B. C. D. 7. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ） A. 运动到P点返回 B. 运动到P和P′点之间返回 C. 运动到P′点返回 D. 穿过P′点 8. 绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量，g取，则（ ） A. 电场中处的电势最低 B. 滑块沿x轴正方向运动过程中，动能先减少后增加 C. 处与处的场强大小相等 D. 滑块运动至处，速度大小为 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分） 9. 下列有关电学知识的相关说法，正确的是（ ） A. 图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地 B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C. 图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D. 图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 10. 如图所示，是平行于匀强电场方向放置的一个直角三角形，A点电势为0，，。若将电量为的负电荷从A移到B，克服电场力做功为，若从B移到C，电势能减少，下列说法正确的是（ ） A. B点电势为50V B. C点电势为-32V C. 电场强度大小为120V/m，方向从C指向B D. 电场强度大小为200V/m，方向从A指向B 11. 如图所示，电容器和静电计并联后与定值电阻和电源连接，开关闭合时，带电液滴静止在电容器中。静电计所带电量忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，电容器的上极板上移少许，静电计指针偏角变小 B. 开关断开后，带电液滴仍静止不动 C. 断开开关，电容器的上极板上移少许，液滴静止同时静电计指针偏角变小 D. 保持开关闭合，电容器的上极板上移少许，带电液滴向下加速运动 12. 如图所示，某静电分析器的两电极之间存在指向圆心O的径向电场。三个带电粒子有相同的动能从A点垂直端面射入，仅在静电力作用下，甲粒子从B射出，乙粒子做圆周运动从C射出，丙粒子从D射出。已知甲、乙、丙的电荷量大小分别为、、，，。下列说法正确的是（ ） A. B. 乙粒子经过的位置电场强度大小均为2 C. 乙粒子经过的位置电场强度大小均为 D. 甲粒子动能变化的绝对值大于丙粒子动能变化的绝对值 13. 如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一质量的物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶端的速度恰好为零其运动的v-t图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.5 B. 物块上滑过程在传送带上留下的痕迹长度为16m C. 物块上滑过程与传送带间由于摩擦而产生的热量为64J D. 2~4s这段时间内电机因传送带放上物块而多消耗的电能为32J 三、实验题（共18分，每空2分，请将答案写在答题卡中指定的答题处） 14. 如图甲所示是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为10V，S是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 （1）当开关S接_____（填“1”或“2”）时，平行板电容器放电。 （2）电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示。由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量，则电容器的电容_____。（保留两位有效数字） （3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻的阻值，放电时间将_____（填“变短”“变长”或“不变”）。 15. 用如图甲所示的实验装置验证质量分别为、的物体组成的系统机械能守恒。物体从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量来验证机械能是否守恒。如图乙所示是实验中获取的一条纸带，0点是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，计数点间的距离如图乙所示。已知，，打点计时器的工作频率为50Hz。（g取，结果保留两位有效数字） （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A、按照图示的装置安装器件 B、将打点计时器接到直流电源上 C、先释放，再接通电源打出一条纸带 D、测量纸带上某些点间的距离 E、根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能 其中操作不当的步骤是________（填选项对应的字母）； （2）在纸带上打下计数点5时的速度________； （3）在打点0~5过程中系统动能的增加量________，系统重力势能的减少量________，由此得出的结论是在误差允许的范围内，两物体组成的系统机械能守恒 （4）通过实验，发现重力势能的减小量总是略大于动能增加量，产生这一误差的主要原因：________。 （5）若某同学作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，写出计算当地重力加速度g的表达式________（用k、、表示） 四、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图所示，用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右、大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态。（g取10N/kg，，） （1）分析小球的带电性质及所带电荷量； （2）若在竖直面内改变电场方向，仍保持小球在该位置平衡，则当电场强度取得最小值时，求电场的大小和方向。 17. 质量分别为和的两个小球和，中间用轻质杆固定连接，杆长为，在离球处有一个光滑固定轴，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球摆动到最低点位置时，求： （1）小球Q的速度大小为多少； （2）在此过程中杆对小球Q所做的功； （3）杆对小球P的作用力大小和方向。 18. 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道和绝缘的水平轨道相切于，其中圆弧轨道的圆心为，，圆心角，圆弧轨道光滑，轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数，轨道左侧的区域存在一竖直向下匀强电场，轨道区域存在水平向右的匀强电场，一质量为，电量的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，。求： （1）滑块的电性和的大小； （2）若电场大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入点时的速度大小； （3）在第（2）间的条件下，若电场的大小可在小于的范围内调节，滑块始终未脱离轨道，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南中学2025-2026学年度第二学期高一年级 物理月考测试 （满分：100分 考试时间：90分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意） 1. 在下面列举的各个实例中（均不计空气阻力），说法正确的是（　　） A. 被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒 B. 撑竿跳运动员利用撑竿向上运动的过程中，运动员的机械能守恒 C. 火箭点火升空的过程中，火箭的机械能守恒 D. 游客在倾斜的滑槽轨道上下滑过程中，游客的机械能守恒 【答案】A 【解析】 【详解】机械能守恒的条件为：只有重力或系统内弹力做功，其余力做功的代数和为0时，研究对象的机械能守恒。 A．铅球飞行过程不计空气阻力，仅受重力作用，只有重力做功，故A正确； B．撑竿的弹力对运动员属于外力，弹力对运动员做功，运动员的机械能不守恒，故B错误； C．火箭升空过程中，发动机推力对火箭做正功，火箭机械能持续增加，故C错误； D．题目未说明滑槽光滑，滑槽对游客的滑动摩擦力做负功，游客机械能减少，故D错误。 故选A。 2. 下列说法正确的是（ ） A. 密立根通过扭秤实验得出电荷间相互作用规律 B. 摩擦起电的实质是摩擦使电子从一个物体转移到了另一个物体上 C. 美国物理学家库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔物理学奖 D. 库仑首先提出了电场的概念，并引入了电场线来形象地描述电场 【答案】B 【解析】 【详解】A．库仑利用扭秤实验研究电荷间的相互作用，总结出库仑定律，密立根利用油滴实验测定了元电荷的电荷量，故A错误； B．摩擦起电过程中，原子核没有发生转移，电子由束缚能力较弱的物体转移到束缚能力较强的物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确； C．利用油滴实验精确测定元电荷的电荷量的是美国物理学家密立根，不是库仑，故C错误； D．首先提出电场概念并引入电场线形象描述电场的是法拉第，不是库仑，故D错误。 故选B。 3. 如图所示是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（　　） A. 电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大 B. 50V为该电容器的击穿电压 C. 加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是220μF D. 这个电容器电容是220μF，即0.22F 【答案】C 【解析】 【详解】A．电容器可以储存电荷，但电容只由电容器自身决定，与所带电荷量无关，故A错误； B．50V是电容器能正常工作的最大电压，是额定电压，不是击穿电压，故B错误； CD．由题图可知这个电容器电容是220μF，即；电容只由电容器自身决定，与所加电压无关，所以加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是220μF，故C正确，D错误。 故选C。 4. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　） A. 极板X应带正电 B. 极板X'应带负电 C. 极板Y应带正电 D. 极板Y'应带正电 【答案】D 【解析】 【详解】电子受力方向与电场方向相反，因电子向极板X'方向偏转，则电场方向为极板X'到极板X，则极板X带负电，极板X'带正电，同理可以知道极板Y带负电，极板Y'带正电。 故选D。 5. 如图所示，等量异种点电荷分别固定于水平直线上的M、N两点，M、N关于O点对称。一带负电的试探电荷从图中A点以一定初速度出发，仅在电场力的作用下沿如图所示的实线运动，已知A、B也关于O点对称，下列说法正确的是（ ） A. M点固定负电荷，N点固定正电荷 B. 试探电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 C. 试探电荷加速度一直增大 D. A点的电势小于B点的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．试探电荷从点向右运动，轨迹向上弯曲，说明电场力有向上的分量。试探电荷带负电，故点电场强度有向下的分量。点到点的距离小于到点的距离，只有点固定正电荷、点固定负电荷时场强的竖直分量向下，故A错误； B．根据轨迹弯曲方向可知点固定正电荷、点固定负电荷，且，设固定电荷量大小为，则 由于、关于点对称，有 试探电荷，故，故B正确； C．等量异种点电荷的电场关于点具有中心反演对称性，、关于点对称，故两点场强大小相等。由 可知，加速度不可能一直增大，故C错误； D．由点固定正电荷、点固定负电荷及、关于点对称可知，，且，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的16倍。有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力。则偏转电场长宽之比（　　） A. 4 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】加速度电场中，由动能定理有 在偏转电场中有 ， 根据题意有 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 7. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ） A. 运动到P点返回 B. 运动到P和P′点之间返回 C. 运动到P′点返回 D. 穿过P′点 【答案】A 【解析】 【详解】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得 则有 将C板向右移动，B、C板间的电场强度变为 则将C板向右平移到P′点，B、C间电场强度E不变， 所以电子还是运动到P点速度减小为零，然后返回。 故选A。 8. 绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量，g取，则（ ） A. 电场中处的电势最低 B. 滑块沿x轴正方向运动过程中，动能先减少后增加 C. 处与处的场强大小相等 D. 滑块运动至处，速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块带电荷量为，由 可知越小，电势越高，因此处电势最高，故A错误； B．滑块在光滑水平面内运动时，动能与电势能之和不变。由运动至的过程中，减小，动能增加；越过后，增大，动能减小，故B错误； C．图线切线斜率的绝对值表示电场力大小。图中处图线比处陡，滑块电荷量大小不变，所以处的场强较大，故C错误； D．由图可知，由关系式，由能量守恒定律 代入、 整理得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分） 9. 下列有关电学知识的相关说法，正确的是（ ） A. 图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地 B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C. 图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D. 图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．人体与衣物等发生摩擦时会产生静电，触摸与大地相连的静电释放器，可使人体所带电荷迅速导入大地，避免加油时因静电放电产生火花，故A正确； B．家用煤气灶的点火装置通常利用压电效应产生高电压，使电极间空气被击穿而产生电火花，并非利用静电屏蔽原理，故B错误； C．高压输电线上方的两条接地导线称为避雷线，雷电优先击中避雷线后，电流可沿避雷线和铁塔导入大地，从而减小高压输电线遭受雷击的可能性，故C正确； D．电话线外包金属屏蔽层，金属屏蔽层接地后可减弱外界电场对内部信号线的干扰，起到静电屏蔽作用，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，是平行于匀强电场方向放置的一个直角三角形，A点电势为0，，。若将电量为的负电荷从A移到B，克服电场力做功为，若从B移到C，电势能减少，下列说法正确的是（ ） A. B点电势为50V B. C点电势为-32V C. 电场强度大小为120V/m，方向从C指向B D. 电场强度大小为200V/m，方向从A指向B 【答案】BD 【解析】 【详解】A．将电量为的负电荷从A移到B，克服电场力做功为，可得A、B电势差 又 解得 故A错误； B．从B移到C，电势能减少，则电场力做正功 可知 又 所以 故B正确； CD．由几何关系可知，在边上找到电势为的位置，有 由几何关系知恰好与垂直，故电场线应沿边，点电势高于点，所以电场线应由指向，解得电场强度 故C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图所示，电容器和静电计并联后与定值电阻和电源连接，开关闭合时，带电液滴静止在电容器中。静电计所带电量忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，电容器的上极板上移少许，静电计指针偏角变小 B. 开关断开后，带电液滴仍静止不动 C. 断开开关，电容器的上极板上移少许，液滴静止同时静电计指针偏角变小 D. 保持开关闭合，电容器的上极板上移少许，带电液滴向下加速运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．保持开关闭合，电容器两端电压等于电源电动势，保持不变。静电计测量电容器两端电压，指针偏角不变，故A错误； B．开关断开后，电容器电荷量不变。板间场强 与板间距离无关，场强不变，液滴受到的电场力不变，仍与重力平衡，液滴静止，故B正确； C．断开开关，不变。上极板上移，增大，电容减小。由可知电压增大，静电计指针偏角变大。由B项分析知场强不变，液滴仍静止，故C错误； D．保持开关闭合，不变。上极板上移，增大，由可知场强减小。液滴受到的电场力减小，，液滴向下加速运动，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，某静电分析器的两电极之间存在指向圆心O的径向电场。三个带电粒子有相同的动能从A点垂直端面射入，仅在静电力作用下，甲粒子从B射出，乙粒子做圆周运动从C射出，丙粒子从D射出。已知甲、乙、丙的电荷量大小分别为、、，，。下列说法正确的是（ ） A. B. 乙粒子经过的位置电场强度大小均为2 C. 乙粒子经过的位置电场强度大小均为 D. 甲粒子动能变化的绝对值大于丙粒子动能变化的绝对值 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．因，故易知乙粒子做匀速圆周运动从C射出，根据牛顿第二定律，有 乙粒子经过的位置电场强度大小均为 甲粒子做向心运动 丙粒子离心运动 则，故AC错误， B正确； D．因为BC间平均场强比CD平均场强大，又 故 则 所以甲粒子动能的增加量大于丙粒子动能的变化量的绝对值，故D正确。 故选BD。 13. 如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一质量的物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶端的速度恰好为零其运动的v-t图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.5 B. 物块上滑过程在传送带上留下的痕迹长度为16m C. 物块上滑过程与传送带间由于摩擦而产生的热量为64J D. 2~4s这段时间内电机因传送带放上物块而多消耗的电能为32J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图像可得，0~2s物块的加速度 根据牛顿第二定律 解得 ，A正确； B．0~2s物块的位移 ，传送带位移 相对位移 （物块比传送带多走） 2~4s：物块速度小于传送带速度，摩擦力沿斜面向上，加速度 物块位移：，传送带位移 相对位移 （传送带比物块多走） 由于两段相对位移方向相反，最终痕迹长度取最大值20m，B错误； C．物块上滑过程与传送带间由于摩擦而产生的热量： 代入数据可得 ，C错误； D．设2~4s这段时间内因传送带放上物块而多消耗的电能，物块减小的动能，物块增加的重力势能，摩擦而产生的热量 由能量关系可得： 物块减小的动能 物块增加的重力势能 摩擦而产生的热量 由以上各式可得 多消耗的电能，D正确。 （方法二：传送过程中之所以要多消耗电能，是因为传送物块时要克服摩擦力做功，多消耗的电能就等于克服摩擦力做功 2~4s这段时间内 解得 。） 故选AD。 三、实验题（共18分，每空2分，请将答案写在答题卡中指定的答题处） 14. 如图甲所示是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为10V，S是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 （1）当开关S接_____（填“1”或“2”）时，平行板电容器放电。 （2）电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示。由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量，则电容器的电容_____。（保留两位有效数字） （3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻的阻值，放电时间将_____（填“变短”“变长”或“不变”）。 【答案】（1）1 （2） （3）变长 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由图甲所示，平行板电容器放电时，开关S接1。 【小问2详解】 根据题意可知，平行板电容器两极板间的电压为10V，根据可知电容器的电容为。 【小问3详解】 根据可知，如果不改变电路其他参数，则极板上的电荷量不变，只增大电阻，对电流的阻碍作用增大，放电电流变小，根据图像与坐标轴围成的面积表示放电的电荷量，故放电时间变长。 15. 用如图甲所示的实验装置验证质量分别为、的物体组成的系统机械能守恒。物体从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量来验证机械能是否守恒。如图乙所示是实验中获取的一条纸带，0点是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，计数点间的距离如图乙所示。已知，，打点计时器的工作频率为50Hz。（g取，结果保留两位有效数字） （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A、按照图示的装置安装器件 B、将打点计时器接到直流电源上 C、先释放，再接通电源打出一条纸带 D、测量纸带上某些点间的距离 E、根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能 其中操作不当的步骤是________（填选项对应的字母）； （2）在纸带上打下计数点5时的速度________； （3）在打点0~5过程中系统动能的增加量________，系统重力势能的减少量________，由此得出的结论是在误差允许的范围内，两物体组成的系统机械能守恒 （4）通过实验，发现重力势能的减小量总是略大于动能增加量，产生这一误差的主要原因：________。 （5）若某同学作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，写出计算当地重力加速度g的表达式________（用k、、表示） 【答案】（1）BC （2）2.4 （3） ①. 0.58 ②. 0.60 （4）摩擦阻力和空气阻力的影响 （5） 【解析】 【小问1详解】 A．按照图示安装器件，能形成正确的实验装置，故A正确； B．打点计时器应接交流电源，故B错误； C．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放，故C错误； D．需测量纸带上有关点间的距离，以求速度和高度，故D正确； E．需分别计算系统减少的重力势能和增加的动能并进行比较，故E正确。 故选BC。 【小问2详解】 相邻计数点间的时间间隔 计数点5的速度 【小问3详解】 [1][2] 计数点0到5的高度差 系统动能增加量 物体下降、物体上升相同高度，系统重力势能减少量 与近似相等，在误差允许范围内，两物体组成的系统机械能守恒。 【小问4详解】 实验中存在滑轮与轴之间的摩擦、纸带与打点计时器之间的摩擦以及空气阻力，系统克服阻力做功，使一部分机械能转化为内能。 【小问5详解】 忽略阻力，物体下降、物体上升高度均为，由机械能守恒定律得 整理得 图像斜率 故当地重力加速度 四、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图所示，用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右、大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态。（g取10N/kg，，） （1）分析小球的带电性质及所带电荷量； （2）若在竖直面内改变电场方向，仍保持小球在该位置平衡，则当电场强度取得最小值时，求电场的大小和方向。 【答案】（1）带正电， （2），方向与水平方向夹角为37°斜向右上方 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，如图所示 已知小球质量，电场强度，细线与竖直方向的夹角。小球受到竖直向下的重力、沿细线指向点的拉力和水平方向的电场力，由于拉力的水平分力向左，为使小球平衡，电场力必须水平向右。电场方向水平向右，所以小球带正电。 设细线拉力大小为，根据平衡条件，水平方向和竖直方向分别有， 两式相除解得 代入数据解得 因此，小球带正电，所带电荷量为。 【小问2详解】 改变电场方向后，小球仍处于原位置，因此细线方向不变。设此时电场力大小为，细线拉力大小为，取水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向，根据平衡条件有， 电场力大小满足 整理得 当时，电场力取得最小值，解得 根据，解得 结合，解得 代入数据解得 电场力最小时，其分量分别为， 因此有 故电场力方向与水平方向夹角为，斜向右上方。由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，即电场方向与水平方向夹角为，斜向右上方。 17. 质量分别为和的两个小球和，中间用轻质杆固定连接，杆长为，在离球处有一个光滑固定轴，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球摆动到最低点位置时，求： （1）小球Q的速度大小为多少； （2）在此过程中杆对小球Q所做的功； （3）杆对小球P的作用力大小和方向。 【答案】（1）4m/s （2）－8J （3），方向向上 【解析】 【小问1详解】 在Q球顺时针摆动到最低点位置时，设小球P的速度大小为，则Q的速度为，有 由于两球是做同轴转动，所以两球的角速度大小相等，由于，所以 解得 【小问2详解】 该过程小球Q的机械能的变化量为 由功能关系，小球Q机械能的变化量等于杆对小球Q所做的功，即其做功为－8J。 【小问3详解】 对小球P分析可知 解得 即杆对球P的作用力向上，大小为。 18. 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道和绝缘的水平轨道相切于，其中圆弧轨道的圆心为，，圆心角，圆弧轨道光滑，轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数，轨道左侧的区域存在一竖直向下匀强电场，轨道区域存在水平向右的匀强电场，一质量为，电量的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，。求： （1）滑块的电性和的大小； （2）若电场大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入点时的速度大小； （3）在第（2）间的条件下，若电场的大小可在小于的范围内调节，滑块始终未脱离轨道，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示） 【答案】（1）负电， （2）， （3）当时；当时 【解析】 【小问1详解】 滑块在电场中恰能做直线运动，根据受力平衡可知，电场力竖直向上，与场强方向相反，则滑块带负电；根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 若电场大小不变，方向反向，由牛顿第二定律可得 滑块做类平抛运动，则有 使滑块恰好能从点沿切线滑入轨道，则有 联立解得滑块水平射入电场时的初速度为 进入点时的速度为 【小问3详解】 若电场的大小可在小于的范围内调节，滑块始终未脱离轨道；滑块滑到B点时，有 解得 滑块向右运动到速度为0时，由动能定理得 解得 第一个临界值，当满足 可得 第二个临界值，当滑块回到A点时，速度刚好减为0，有， 解得 综上分析可知，当时，滑块最终因摩擦而产生的热量为 当时，滑块最终停在B点，根据能量守恒可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $