精品解析：浙江宁波市余姚市2024-2025学年高一上学期期末物理试题

余姚市2024-2025学年高一上学期期末物理试题 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号。 3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 4．考试结束后，只需上交答题卷。 5．非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用 2B 铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 一、选择题I（本大题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 动能 B. 电势 C. 功 D. 电场强度 2. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法错误的是（ ） A. 卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力得到万有引力常数 B. 库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用 C. 开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律，后人称为开普勒行星运动定律 D. 美国物理学家密立根最先测出了元电荷的数值 3. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 B. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 C. 宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用 D. 洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出 4. 同学们要认真阅读课本，课本中对概念、规律的阐述深入浅出，思想方法丰富。下列关于课本中相关案例的说法正确的是（　　） A. 图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，敲击振片，A球做平抛运动而B球做自由落体，两球同时落地。该实验只需做一次，即可证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 5. 王某在学习完圆周运动知识后对修正带的内部结构进行研究。如图，修正带盘固定在大齿轮的转轴上大、小齿轮相互咬合，图中a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的转轴半径中点，且ra=2rb=2rc。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时（　　） A. 大、小齿轮沿相同方向转动 B. a、b点的角速度大小之比为1：1 C. a、c点的向心加速度大小之比为2：1 D. b、c点的线速度大小之比为1：2 6. 如图所示，一带正电的物体位于处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在、、的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．则下面关于此实验得出的结论中正确的是（ ） A. 此实验中采用了等效替代的方法 B. 电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关 C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关 D. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关 7. 关于功和能的联系与区别，下列说法中正确的是（ ） A. 功就是能，所以它们具有相同的单位 B. 功是能量的量度 C. 功是能量转化的量度，所以它们具有相同的单位 D. 物体做功越多，物体的能量就越大 8. 2025年3月10日，我国在西昌成功发射了一通信技术试验卫星。该卫星绕地球做圆周运动时的轨道半径为r，周期为T。已知地球半径为R，地球表面附近的重力加速度大小为g，则该卫星在圆轨道上运行时为（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。设A、B两点电场强度大小分别为、，电势分别为、，则以下判断正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 10. 有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0。车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是（　　） A. h B. mgh C. mgh-mv D. mv-mgh 11. 对于静电场及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 图1为静电喷涂机原理图，由图可判断微粒带正电荷 B. 图2为金属球放入匀强电场后电场线分布图，A点电场强度大于B点 C. 图3为模拟避雷针作用的实验装置，A（尖端）、B（圆球）金属柱等高，随电压升高，A先产生放电现象 D. 图4为研究平行板电容器电容实验装置图；当b板迅速向左移动一些时，会看到静电计指针张角突然减小一些。 12. 某地区常年有风，风速基本保持在4m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为1.3kg/m3，发电机将圆面内的风的动能转化为电能的效率为20%。现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下0.5m深处抽水，水泵能将水抽到地面并以2m/s的速度射出，出水口的横截面积为0.1m2，水的密度为，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ） A. 该风力发电机的发电功率约为12.8kW B. 每秒钟水流机械能增加400J C. 该风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约35h D. 若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 13. 我国是能够独立设计和发射地球静止卫星的国家之一。发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步椭圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 14. 下面的实例中，关于系统机械能守恒判断正确的是（ ） A. 物体沿光滑的斜面由静止释放，在下滑过程中，物体与地球组成的系统机械能守恒 B. 小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来，小球、地球与弹簧构成的系统机械能守恒 C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动过程中，物体与地球组成的系统机械能守恒 D. 飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块，子弹与木块组成的系统机械能守恒 15. 直角三角形ABC中，，，BC边长约2cm，匀强电场平行于平面ABC，将电荷量为-6×10-6C的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功，再将此点电荷从B点移至C点，静电力做功，则下列说法正确的是（ ） A. A、C间的电势差为0V B. 若，则 C. 电场强度的方向与AC边平行 D. 电场强度的大小为400V/m 三、非选择题（本大题共5小题，共55分；16题每空2分， 共14分， 17题8分， 18题8分， 19题12分， 20题13分） 16. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图。 （1）在该实验中应用________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 （2）如果把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究 。 A. 向心力的大小与质量的关系 B. 向心力的大小与半径的关系 C. 向心力的大小与角速度的关系 D. 角速度与周期的关系 17. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验. (1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ） A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 (2)在实验中,已知重物质量,在纸带上打出一系列的点,如图所示(打点间隔为),,纸带上所标数据单位,其中点与下一点之间距离为,那么从打点到打点的过程中： ①重物的重力势能变化量_________,动能变化量____________(结果保留两位有效数字) ②有一位学生的实验结果显示,重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:________ A.重物下落时受到的阻力过大 B.在计算中误将取 C.重物的质量测量错误 D.交流电源的频率小于 (3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点的距离,计算对应计数点的重物速度,描绘图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确_____________ 18. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 19. 我国提出实施新能源汽车推广计划，推动新能源汽车产业高质量发展，加快建设汽车强国。某新能源汽车质量，发动机的额定输出功率P＝84kW，沿着平直公路行驶时受到阻力的大小恒为车重的0.15倍，g取。 （1）若汽车以额定功率启动，求汽车行驶过程中的最大速度； （2）若汽车以恒定加速度启动，求匀加速过程所用的时间。 20. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于是最低点，圆心角与圆心O等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知距离，物体与斜面之间的动摩擦因数，取，求： （1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小； （2）斜面的长度L； （3）若可变，求取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。 21. 某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。质量为m的固体颗粒通过带电室时带上电荷量为q的正电荷，颗粒从P板的中点无初速度地进入电压为U的加速电场区域，然后从Q板的中点进入偏转器，偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为R1和R2的同心金属圆面AB和CD构成，AB、CD为电势不等的等势面，固体颗粒刚好沿等势面AB、CD的中心虚线飞出偏转器，然后从M点垂直进入竖直向下的收集电场区域，最后进入收集箱。已知收集电场区域宽为L，M点到N点的距离为d，收集箱的宽为s，右侧与收集电场右边界重合，不计固体颗粒的重力，不考虑电场的边缘效应，求： （1）固体颗粒从加速电场射出时的速度大小v0； （2）偏转器中心虚线处的电场强度大小E1； （3）要使固体颗粒全部都收集到收集箱里面，则收集电场的电场强度E2需满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 余姚市2024-2025学年高一上学期期末物理试题 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号。 3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 4．考试结束后，只需上交答题卷。 5．非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用 2B 铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 一、选择题I（本大题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 动能 B. 电势 C. 功 D. 电场强度 【答案】D 【解析】 【详解】A．动能只有大小没有方向，运算遵循代数法则，是标量，A错误； B．电势只有大小没有方向，运算遵循代数法则，是标量，B错误； C．功的正负仅表示动力做功还是阻力做功，不存在方向属性，运算遵循代数法则，是标量，C错误； D．电场强度既有大小又有方向，且合成时遵循平行四边形定则，是矢量，D正确。 故选D。 2. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法错误的是（ ） A. 卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力得到万有引力常数 B. 库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用 C. 开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律，后人称为开普勒行星运动定律 D. 美国物理学家密立根最先测出了元电荷的数值 【答案】B 【解析】 【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值，A正确，不符合题意； B．法拉第提出电荷的周围存在电场，B错误，符合题意； C．开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律，后人称为开普勒行星运动定律，C正确，不合符题意； D．美国物理学家密立根用油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值，D正确，不符合题意。 故选B。 3. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 B. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 C. 宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用 D. 洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按照规定速度转弯时，有重力和支持力提供向心力，从而减轻轮缘与外轨的挤压，A正确； B．汽车通过凹形桥的最低点时，有向上的向心加速度，汽车超重，车对桥的压力大于汽车的重力，B错误； C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，仍然受重力作用，C错误； D．洗衣机脱水原理是水滴受到的合力小于所需的向心力，故沿切线方向甩出，D错误。 故选A。 4. 同学们要认真阅读课本，课本中对概念、规律的阐述深入浅出，思想方法丰富。下列关于课本中相关案例的说法正确的是（　　） A. 图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，敲击振片，A球做平抛运动而B球做自由落体，两球同时落地。该实验只需做一次，即可证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 【答案】B 【解析】 【详解】A．图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，磁体对玻璃球没有吸引作用，不会出现小球靠近磁体做曲线运动，故A错误； B．图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确； C．图3所示的演示实验中，应改变装置的高度和敲击振片的力度，进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故C错误； D．图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误。 故选B。 5. 王某在学习完圆周运动知识后对修正带的内部结构进行研究。如图，修正带盘固定在大齿轮的转轴上大、小齿轮相互咬合，图中a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的转轴半径中点，且ra=2rb=2rc。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时（　　） A. 大、小齿轮沿相同方向转动 B. a、b点的角速度大小之比为1：1 C. a、c点的向心加速度大小之比为2：1 D. b、c点的线速度大小之比为1：2 【答案】C 【解析】 【详解】AB．大、小齿轮同缘传动时，转动方向相反，而边缘点的线速度大小相等，即a、b点的线速度大小相等，根据 可得a、b点的角速度大小之比为 故AB错误； C．同轴传动时，角速度相等，故a、c点的角速度大小相等，根据 可得a、c点的向心速度大小之比为 故C正确； D．根据 a、c点的线速度大小之比为 则b、c点的线速度大小之比为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一带正电的物体位于处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在、、的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．则下面关于此实验得出的结论中正确的是（ ） A. 此实验中采用了等效替代的方法 B. 电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关 C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关 D. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关 【答案】D 【解析】 【详解】A.在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行；故A项不合题意. BCD.本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力和电性、电荷量的关系，B项不合题意，C项不合题意；D项符合题意. 7. 关于功和能的联系与区别，下列说法中正确的是（ ） A. 功就是能，所以它们具有相同的单位 B. 功是能量的量度 C. 功是能量转化的量度，所以它们具有相同的单位 D. 物体做功越多，物体的能量就越大 【答案】C 【解析】 【详解】由于力做功，导致能量转化，且功是能量转化的量度，它们具有相同的单位J，例如由于重力做功，导致重力势能减小转化为动能，重力做多少功，则就有多少重力势能转化为动能，故C正确，ABD错误。 8. 2025年3月10日，我国在西昌成功发射了一通信技术试验卫星。该卫星绕地球做圆周运动时的轨道半径为r，周期为T。已知地球半径为R，地球表面附近的重力加速度大小为g，则该卫星在圆轨道上运行时为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】卫星绕地球做圆周运动过程中由万有引力提供向心力，有 地球表面附近有 解得 故选C。 9. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。设A、B两点电场强度大小分别为、，电势分别为、，则以下判断正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】由图乙可知，且，则，负电荷从A点运动到B点，静电力做正功，则其电势能降低，但因其为负电荷，则电势升高，故。故B正确。 故选B。 10. 有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0。车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是（　　） A. h B. mgh C. mgh-mv D. mv-mgh 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】对A到B的过程运用动能定理得 解得 故D正确，ABC错误。 故选D。 11. 对于静电场及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 图1为静电喷涂机原理图，由图可判断微粒带正电荷 B. 图2为金属球放入匀强电场后电场线分布图，A点电场强度大于B点 C. 图3为模拟避雷针作用的实验装置，A（尖端）、B（圆球）金属柱等高，随电压升高，A先产生放电现象 D. 图4为研究平行板电容器电容实验装置图；当b板迅速向左移动一些时，会看到静电计指针张角突然减小一些。 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1为静电喷涂机原理图，由图可知被喷涂工件带正电，根据异种电荷相互吸引可判断微粒带负电荷。故A错误； B．根据电场线的疏密程度，可知A点电场强度小于B点。故B错误； C．如图所示，A为尖端、B为圆球，因为末端越尖越容易放电，所以随电压升高，A先产生放电现象。故C正确； D．根据，当b板迅速向左移动一些时，两极板间距增大，导致电容器的电容减小，又，装置中极板的电荷量保持不变，所以极板间电压增大，会看到静电计指针张角突然增大一些。故D错误。 故选C。 12. 某地区常年有风，风速基本保持在4m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为1.3kg/m3，发电机将圆面内的风的动能转化为电能的效率为20%。现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下0.5m深处抽水，水泵能将水抽到地面并以2m/s的速度射出，出水口的横截面积为0.1m2，水的密度为，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ） A. 该风力发电机的发电功率约为12.8kW B. 每秒钟水流机械能增加400J C. 该风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约35h D. 若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．叶片扫过的面积为 风能的功率为 考虑发电效率，发电功率为，故A错误； B．每秒出水质量为 每千克水机械能增加量为 因此每秒钟水流机械能增加，故B错误； C．水泵每秒获得的机械功率为，所需电功率为，风力发电机一天的发电量为，水泵可正常工作的时间为，故C正确； D．由 可知，在其他条件不变时。风速变为原来的2倍时，发电功率变为原来的倍，故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 13. 我国是能够独立设计和发射地球静止卫星的国家之一。发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步椭圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 卫星在3的轨道半径大于1的轨道半径，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 解得 卫星在3的轨道半径大于1的轨道半径，所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，故B正确； C．根据万有引力提供向心力有 解得 可知卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，故C正确； D．卫星在轨道2上经过P点进入轨道3时需要点火加速，使卫星做离心运动，所以卫星在轨道2的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度，故D正确。 故选BCD。 14. 下面的实例中，关于系统机械能守恒判断正确的是（ ） A. 物体沿光滑的斜面由静止释放，在下滑过程中，物体与地球组成的系统机械能守恒 B. 小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来，小球、地球与弹簧构成的系统机械能守恒 C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动过程中，物体与地球组成的系统机械能守恒 D. 飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块，子弹与木块组成的系统机械能守恒 【答案】AB 【解析】 【详解】A．物体沿光滑的斜面由静止释放，在下滑过程中，只有重力做功，物体与地球组成的系统机械能守恒，A正确； B．小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来，在此过程中，只有小球重力和系统内弹簧的弹力做功，小球、地球与弹簧构成的系统机械能守恒，B正确； C．物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，物体上升，重力势能增大，系统机械能增大，物体下降，重力势能减少，系统机械能减少，故物体与地球组成的系统机械能不守恒，C错误； D．飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块，子弹在木块中受到木块的摩擦力作用，摩擦生热，子弹与木块组成的系统机械能减少，D错误。 故选AB。 15. 直角三角形ABC中，，，BC边长约2cm，匀强电场平行于平面ABC，将电荷量为-6×10-6C的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功，再将此点电荷从B点移至C点，静电力做功，则下列说法正确的是（ ） A. A、C间的电势差为0V B. 若，则 C. 电场强度的方向与AC边平行 D. 电场强度的大小为400V/m 【答案】A 【解析】 【详解】A.根据电场力做功可知从A到C有 代入数据解得，A正确； B.根据电场力做功可知从A到B有 代入数据解得，B错误； C.因为 故 即AC是一条等势线，根据电场线垂直于等势线，则电场强度的方向与AC边垂直，C错误； D.根据电场力做功可知从B到C有 解得 根据匀强电场的场强与电势差关系有电场强度为，D错误。 故选A。 三、非选择题（本大题共5小题，共55分；16题每空2分， 共14分， 17题8分， 18题8分， 19题12分， 20题13分） 16. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图。 （1）在该实验中应用________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 （2）如果把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究 。 A. 向心力的大小与质量的关系 B. 向心力的大小与半径的关系 C. 向心力的大小与角速度的关系 D. 角速度与周期的关系 【答案】（1）控制变量法 （2）C 【解析】 【小问1详解】 本实验要研究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系，研究其中一个物理量时要保持另外两个物理量不变，这属于控制变量法。 【小问2详解】 A．探究与的关系，需要改变质量并保持角速度和半径不变，题设两小球质量相同，故A错误； B．探究与的关系，需要改变半径并保持质量和角速度不变，题设两小球的运动半径相同，故B错误； C．两小球的质量和运动半径相同，调整塔轮上皮带的位置可以改变角速度，从而探究向心力与角速度的关系，故C正确； D．本实验探究向心力与质量、角速度和半径的关系，不探究角速度与周期的关系，故D错误。 故选C。 17. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验. (1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ） A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 (2)在实验中,已知重物质量,在纸带上打出一系列的点,如图所示(打点间隔为),,纸带上所标数据单位,其中点与下一点之间距离为,那么从打点到打点的过程中： ①重物的重力势能变化量_________,动能变化量____________(结果保留两位有效数字) ②有一位学生的实验结果显示,重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:________ A.重物下落时受到的阻力过大 B.在计算中误将取 C.重物的质量测量错误 D.交流电源的频率小于 (3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点的距离,计算对应计数点的重物速度,描绘图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确_____________ 【答案】 ①. A； ②. 0.49J； ③. 0.48； ④. D； ⑤. 不正确； 【解析】 【详解】（1）为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故选A. （2）①因O点与下一点之间距离为2mm，可知打O点时重物的速度为零；B点的速度： 重物的重力势能变化量ΔEp=mghB=1×9.8×0.0501J=0.49J； 动能变化量ΔEk= ②若重物下落时受到的阻力过大，则重力势能的减小量会大于动能的增量，选项A错误；在计算中误将g取10m/s2，则计算出的重力势能的减小量也会大于动能的增量，选项B错误；因为要比较的mgh和mv2两边都有m，则重物的质量测量错误对实验无影响，选项C错误；交流电源的频率小于50Hz，则打点的周期较大，点间距离较大，则测得的点的速度偏大，则可能会造成动能增加量大于重力势能减小量，选项D正确；故选D. （3）该同学的判断依据不正确．在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据mgh-fh=mv2，可得：v2=2（g-）h，则此时v2-h图象就是过原点的一条直线．所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g． 点睛：解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定产生误差的原因，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用． 18. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 【答案】（1）；（2）200N 【解析】 【详解】（1）小球在最低点的向心加速度大小 （2）根据牛顿第二定律 解得 19. 我国提出实施新能源汽车推广计划，推动新能源汽车产业高质量发展，加快建设汽车强国。某新能源汽车质量，发动机的额定输出功率P＝84kW，沿着平直公路行驶时受到阻力的大小恒为车重的0.15倍，g取。 （1）若汽车以额定功率启动，求汽车行驶过程中的最大速度； （2）若汽车以恒定加速度启动，求匀加速过程所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当牵引力大小等于阻力大小时汽车的速度最大,即 故 （2）根据牛顿第二定律可得 解得 设以恒定加速度加速的最大速度为，则 由可得 20. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于是最低点，圆心角与圆心O等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知距离，物体与斜面之间的动摩擦因数，取，求： （1）物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小； （2）斜面的长度L； （3）若可变，求取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。 【答案】（1）10m/s；22N （2）4.8m （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 物体从E到C由动能定理，得 代入数据得vC=10m/s 在C点，有 代入数据得FNC=22N 【小问2详解】 从C到A，由动能定理得 代入数据得L=4.8m 【小问3详解】 设摩擦因数为μ1时物块刚好能静止在斜面上，则有mgsin37°=μ1mgcos37° 解得μ1=0.75 ①若0≤μ＜0.5，物块将滑出斜面，则物块的路程为x=L=4.8m ②若0.5≤μ＜0.75，物块在斜面上多次往返，最后在B点速度为零，则有 mg（h+Rcos37°）-μmgcos37°•x=0 解得 ③μ≥0.75，则物块将停在斜面上，则有mg（h+Rcos37°-xsin37°）-μmgcos37°•x=0 解得 21. 某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。质量为m的固体颗粒通过带电室时带上电荷量为q的正电荷，颗粒从P板的中点无初速度地进入电压为U的加速电场区域，然后从Q板的中点进入偏转器，偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为R1和R2的同心金属圆面AB和CD构成，AB、CD为电势不等的等势面，固体颗粒刚好沿等势面AB、CD的中心虚线飞出偏转器，然后从M点垂直进入竖直向下的收集电场区域，最后进入收集箱。已知收集电场区域宽为L，M点到N点的距离为d，收集箱的宽为s，右侧与收集电场右边界重合，不计固体颗粒的重力，不考虑电场的边缘效应，求： （1）固体颗粒从加速电场射出时的速度大小v0； （2）偏转器中心虚线处的电场强度大小E1； （3）要使固体颗粒全部都收集到收集箱里面，则收集电场的电场强度E2需满足什么条件？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理可得 所以 【小问2详解】 颗粒进入偏转器后做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则 联立可得 【小问3详解】 颗粒进入收集电场中做类平抛运动，当电场强度较小时有 联立解得 当电场强度较大时有 联立解得 所以要使固体颗粒全部都收集到收集箱里面，则收集电场的电场强度E2需满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $