精品解析：吉林长春力旺高中2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷

长旺高中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，第题只有一项符合题目要求，每小题4分；第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. 下列说法正确的是（ ） A. 易碎物品运输时要用柔软材料包装，这样做是为了减小物品的动量 B. 猫从高处落下时通常都会四肢着地，因为猫脚趾上厚实的脂肪质肉垫能减小地面 对猫的冲量 C. 行驶中的汽车发生剧烈碰撞时，车内的安全气囊会被弹出并充满气体。司机与气囊的接触面积增大，作用时间增长，平均作用力产生的压强减小 D. 从同样的高度落下的两个相同的玻璃杯，掉在水泥地上的玻璃杯动量变化大，掉在草地上的玻璃杯动量变化小 2. 如图，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图所作判断正确的是（ ） A. 带电粒子一定带正电 B. 点电荷可能带负电 C. 带电粒子的加速度一定越来越大 D. 带电粒子的动量一定越来越大 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. A2（安培2）·Ω（欧姆）·s（秒） D. N（牛顿）·m（米）/s（秒） 4. 一质量为m的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F的作用、F随位移变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 物块先做匀加速运动，后做匀减速运动 B. 物体从运动过程，合外力的最大冲量为 C. 物体从运动过程，合外力的最大冲量为 D. 物体从运动过程，重力的冲量为零 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，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. 如图，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两物块组成的系统机械能一定增大 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. 如图，空间中有水平向右的匀强电场，甲、乙两个小球均带等量正电q，质量均为m。开始时甲球从水平地面A点正上方h高度，以速度v0水平向右抛出，落到水平面的B点；乙球从水平地面C点正上方4h高度，以同样大小的速度水平向左抛出，也落到了B点，到达B点时乙球速度方向竖直向下，速度大小为v0。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的场强大小为 B. 甲球落地速度大小为 C. AB和BC的距离之比为 D. 若甲球落地速度方向与水平面夹角为，则 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，空间中存在两个光滑水平平台AB和CD，C点在B点正下方，以过BC的竖直虚线为界，虚线左侧存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E1；虚线右侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E2。将一个带电小物块从A点由静止释放，运动到B点离开上方平台后最终落在下方平台上的D点处。已知：，且小物块在左侧电场中受到的电场力大小等于它的重力大小。忽略空气阻力作用，E1、E2未知。求： （1）小物块在左右两个匀强电场中运动的时间之比。 （2）左右两个匀强电场场强大小之比。 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，大小为的初速度大小。 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 $ 长旺高中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，第题只有一项符合题目要求，每小题4分；第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. 下列说法正确的是（ ） A. 易碎物品运输时要用柔软材料包装，这样做是为了减小物品的动量 B. 猫从高处落下时通常都会四肢着地，因为猫脚趾上厚实的脂肪质肉垫能减小地面 对猫的冲量 C. 行驶中的汽车发生剧烈碰撞时，车内的安全气囊会被弹出并充满气体。司机与气囊的接触面积增大，作用时间增长，平均作用力产生的压强减小 D. 从同样的高度落下的两个相同的玻璃杯，掉在水泥地上的玻璃杯动量变化大，掉在草地上的玻璃杯动量变化小 【答案】C 【解析】 【详解】A．柔软材料能延长物品受冲击的时间。在物品碰撞前、后状态一定时，由动量定理得 增大可减小平均作用力，而不是减小物品的动量，故A错误； B．猫从高处落下并停下时，动量变化量由落地前、后的动量决定。猫脚上的肉垫延长作用时间，主要作用是减小地面对猫的平均作用力，并不能减小冲量，故B错误； C．汽车碰撞时，安全气囊延长司机停止运动的时间。在司机的动量变化量一定时，由动量定理得 增大可减小平均作用力 司机与气囊的接触面积增大，由压强定义式，可知平均压强减小，故C正确； D．两个相同玻璃杯从同样高度落下，接触地面前的动量相同，最后静止时的动量均为零，二者的动量变化量相同。草地能延长作用时间并减小平均作用力，故D错误。 故选C。 2. 如图，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图所作判断正确的是（ ） A. 带电粒子一定带正电 B. 点电荷可能带负电 C. 带电粒子的加速度一定越来越大 D. 带电粒子的动量一定越来越大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知带电粒子在a、b两点的受力方向均沿实线指向左边，由于不清楚电场方向，所以无法判断带电粒子的电性，故A错误、B正确； C．根据电场线的疏密程度可知，b点处的电场强度小于a点处的电场强度，则带电粒子在b点受到的电场力小于在a点受到的电场力，带电粒子在b点的加速度比a点小，由图中虚线箭头方向可知，带电粒子从a运动b，带电粒子的加速度一定越来越小，故C错误； D．根据图中虚线箭头方向可知，带电粒子从a运动b，电场力与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，粒子动能减少，带电粒子在b点的速度比a点小，则带电粒子的动量一定越来越小，故D错误。 故选B。 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. A2（安培2）·Ω（欧姆）·s（秒） D. N（牛顿）·m（米）/s（秒） 【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．根据焦耳定律，电流的单位是，电阻的单位是，时间的单位是，因此，故C不符合题意； D．因为，所以，这是功率的单位，不等于焦耳，故D符合题意。 故选D。 4. 一质量为m的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F的作用、F随位移变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 物块先做匀加速运动，后做匀减速运动 B. 物体从运动过程，合外力的最大冲量为 C. 物体从运动过程，合外力的最大冲量为 D. 物体从运动过程，重力的冲量为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于力是变化的，根据牛顿第二定律可知物块加速度先增大后减小，故A错误； BC．由图可知，合外力做功的大小为图中曲线与x轴围成的面积；那么物体的位移为3x0时速度最大，由动能定理可得 最大速度为 根据动量定理可知合外力的冲量 故B正确，C错误； D．根据冲量的定义可知物体从运动过程，重力的冲量为 不为0，故D错误； 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，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】A 【解析】 【详解】取水平向右为正，木块向右位移，小球的水平位移为 系统水平方向不受外力且初动量为零，故质心水平位置不变，有 解得 小球摆至最低处时，设木块和小球的速率分别为，，二者方向相反，由系统水平方向动量守恒得 由系统机械能守恒得 将，​代入，解得 碰撞过程中取小球原运动方向为正，设碰后小球速度为，小球速度为，由碰撞系统动量守恒得 由碰撞系统机械能守恒得 由上述两式得， 由于，联立得 故选A。 8. 如图，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两物块组成的系统机械能一定增大 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】AB．设两物块所受库仑力大小均为，动摩擦因数为。取各自运动方向为正方向，由牛顿第二定律得， 因为，所以任一时刻物块所受合力的大小小于物块所受合力的大小。两物块均由静止开始运动，由动量定理可知，开始运动后 由题意，两物块开始运动后，库仑力均大于各自的动摩擦力，且靠近过程中库仑力随距离减小而增大，所以两物块的速度均增大。两物块沿水平面运动，重力势能不变，而总动能增大，所以系统机械能增大，故A错误，B正确； CD．由牛顿第三定律可知，两物块所受库仑力在任一时刻大小相等，其随时间的变化规律相同，作用时间也相同，所以库仑力对两物块的冲量大小相等。 由前述动力学方程得 两物块均由静止开始运动，故开始运动后始终有 库仑力方向与两物块各自的速度方向相同，由功率公式 可知，任一时刻库仑力对物块的功率大于对物块的功率，因而整个靠近过程中对物块做的功更多，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图，空间中有水平向右的匀强电场，甲、乙两个小球均带等量正电q，质量均为m。开始时甲球从水平地面A点正上方h高度，以速度v0水平向右抛出，落到水平面的B点；乙球从水平地面C点正上方4h高度，以同样大小的速度水平向左抛出，也落到了B点，到达B点时乙球速度方向竖直向下，速度大小为v0。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的场强大小为 B. 甲球落地速度大小为 C. AB和BC的距离之比为 D. 若甲球落地速度方向与水平面夹角为，则 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对乙球竖直方向做自由落体运动，则有 解得 落地时，竖直方向有 水平方向有， 联立解得，故A正确； BC．甲球运动的时间为，甲球在水平方向做匀加速直线运动，则落地时水平方向的速度为 两球在水平方向都是匀变直线运动，则有 甲球落地时竖直方向的速度为 故甲球落地速度大小，故B错误、C正确； D．若甲球落地速度方向与水平面夹角为θ，则，故D正确。 故选ACD。 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，空间中存在两个光滑水平平台AB和CD，C点在B点正下方，以过BC的竖直虚线为界，虚线左侧存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E1；虚线右侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E2。将一个带电小物块从A点由静止释放，运动到B点离开上方平台后最终落在下方平台上的D点处。已知：，且小物块在左侧电场中受到的电场力大小等于它的重力大小。忽略空气阻力作用，E1、E2未知。求： （1）小物块在左右两个匀强电场中运动的时间之比。 （2）左右两个匀强电场场强大小之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物块从A点运动到B点过程： 物块从B点运动到D点过程： 解得： 【小问2详解】 物块从A点运动到B点过程：，， 物块从B点运动到D点过程：， 解得 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，大小为的初速度大小。 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 $