精品解析：山东省滨州市校邹平市第一中学2024-2025学年高一下学期月考物理试题

高一月考物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示，将一个带正电的点电荷q放在不带电的导体棒左侧，M、N为导体棒内的两点。现将q缓慢向左移动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒内场强将减小 B. M点电势始终高于N点电势 C. 导体棒表面的电场线始终与导体棒表面垂直 D. 导体棒上的感应电荷在M点产生的场强始终与N点相等 2. 中国新能源汽车引领全球。某款新能源汽车具备四轮独立控制能力，可实现以O点为中心的原地旋转。A、B是车上的两点，且O、A、B三点在同一水平直线上，如图所示，在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A. A点的线速度的大小大于B点的线速度的大小 B. A、B两点单位时间内转过的角度相同 C. A点的加速度的大小大于B点的加速度的大小 D. B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，因此转动过程中B点的加速度保持不变 3. 一辆智能电动玩具车在水平路面上由静止开始加速，其加速度a随时间t的变化关系如图所示，当玩具车加速后，牵引力的功率保持恒定。已知玩具车的质量，行驶过程中受到恒定的阻力，则玩具车（ ） A. 从到的位移为2m B. 从到的牵引力做功为4J C. 从到的位移约为7m D. 从到的牵引力做功为21J 4. 一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，出发点为轴零点，拉力做的功与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。则从运动到的过程中，拉力的最大瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 5. 半径为R的竖直圆柱体空间如图所示，分别为上、中、下横截面的圆心，，EF、MN分别为圆的直径，EF、AB、MN平行，中间圆上有一等边三角形ABC，ABC三点在圆上且均固定有电量为的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 底面圆上M、N两点电场强度相同 B. 从到沿虚线电势先减小后增大 C. 电子从F移动到N点，电场力做功为零 D. 电子由静止从运动到过程中，加速度可能先增大后减小 6. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，闭合开关S后再断开S，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A. 该油滴将向上运动 B. 有从a向b的电流通过灵敏电流计 C. 电容器两极板间的电压减小 D. 油滴在P点的电势能不变 8. 如图所示，在竖直平面内，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为-Q。现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为。已知重力加速度为g。规定电场中B点的电势为零，则在-Q形成的电场中（　　） A. D点的电势为 B. A点的电势高于D点的电势 C. D点的电场强度大小是A点的倍 D. 点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，带电量为+q的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面上A点由静止释放，滑到与小球等高的B点时加速度为零，滑到C点时速度为零。已知AC间的距离为S，重力加速度大小为g，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A. OB的距离l= B. OB的距离l= C. 从A到C，静电力对小滑块做功W=﹣mgS D. AC之间的电势差UAC=﹣ 10. 如图所示，在某行星表面有一倾斜的圆盘，绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面与水平面的夹角为30°，质量为m的小物块(可视为质点)距转轴距离为L，与圆盘保持相对静止。已知角速度为时，小物块恰好相对滑动，物块与盘面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），星球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 当物块以角速度随圆盘匀速转动到最高点时，物块所受摩擦力方向沿盘面向下 B. 当物体以角速度随圆盘匀速转动到最高点时，物块所受摩擦力大小 C. 该行星的第一宇宙速度为 D. 该行星的密度为 11. 有一电荷量分布均匀且带电量为＋Q的圆环，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度大小如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在圆心右侧紧靠圆心处由静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少 C. 该粒子运动过程中最大加速度约为 D. 该粒子从r运动到2r过程中电场力做的功约为 12. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 若轨道固定，小物块沿轨道运动到Q点速度大小，受到轨道的弹力大小等于3mg B. 若轨道固定，小物块恰好沿轨道运动到Q点时，小物块与轨道之间无作用力。 C. 若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示，可求得 D. 若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示，可求得小物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4 三、实验题 13. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他将两物块和用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出两物块的质量从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为0.02s，则： （1）在打点过程中系统重力势能的减小量___________，（重力加速度，结果均保留三位有效数字） （2）实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是___________。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 先释放重物，后接通电源打出纸带 D. 利用公式计算重物速度 （3）用表示物块的速度，表示物块下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度___________（结果保留三位有效数字）。 14. 电流传感器可以像电流表一样测量电流，能显示出电流随时间变化的I-t图像。照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在较短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。 （1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图的最左边），它的面积的物理意义是_______（填写面积所代表物理量的名称） （2）根据图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为_______ C（结果保留一位有效数字） （3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有 （为电容器极板所带的电荷量， 为A、B两板的电势差）。 A. B. C. D. （4）某实验小组在完成实验后，积极展开思考，进一步进行理论探究“为什么放电过程中电流的变化率越来越小”，假如你也是实验小组的一员，请你对此做出合理的理论分析是：___________ 四、解答题 15. 螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M，可认为均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G。 （1）求区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系； （2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识，求区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系； 16. 如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ=37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板（可视为质点）从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小朋友在B点时的速度v0； （2）小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。 17. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度v0=6m/s，物块从A点冲上传送带，已知物块的质量m=2kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，物块刚好未从传送带B端滑落，求： （1）物块在传送带上运动的时间； （2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量； （3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。 18. 如图所示，空间固定两平行板电容器甲、乙，甲电容器水平放置，乙电容器两极板与水平方向的夹角为，B极板的右端与C极板的下端彼此靠近且绝缘，忽略极板外的电场。一电子从靠近A板左端的位置，以水平向右的速度射入，飞离甲后垂直C从小孔进入乙，且恰好到达D。已知电子的质量为m，电量为e，甲、乙板间距离均为d，甲的板长为，，。求： （1）电子离开甲电容器的速度大小； （2）甲电容器的板间电压； （3）乙电容器的板间电压； （4）电子从开始至到达D极板所用时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一月考物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示，将一个带正电的点电荷q放在不带电的导体棒左侧，M、N为导体棒内的两点。现将q缓慢向左移动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒内场强将减小 B. M点电势始终高于N点电势 C. 导体棒表面的电场线始终与导体棒表面垂直 D. 导体棒上的感应电荷在M点产生的场强始终与N点相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．处于静电场中的导体内部合场强为零，故将q缓慢向左移动时，导体棒内场强保持不变，始终为零，A错误； B．处于静电场中的导体是等势体，故M点电势等于N点电势，B错误； C．处于静电场中的导体棒表面的电场线始终与导体棒表面垂直，C正确； D．处于静电场中的导体内部合场强为零，因为点电荷q在M点产生的场强始终大于在N点产生的场强，故导体棒上的感应电荷在M点产生的场强始终大于N点产生的场强，D错误。 故选C。 2. 中国新能源汽车引领全球。某款新能源汽车具备四轮独立控制能力，可实现以O点为中心的原地旋转。A、B是车上的两点，且O、A、B三点在同一水平直线上，如图所示，在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A. A点的线速度的大小大于B点的线速度的大小 B. A、B两点单位时间内转过的角度相同 C. A点的加速度的大小大于B点的加速度的大小 D. B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，因此转动过程中B点的加速度保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】AC．以O点为中心的原地旋转，且O、A、B三点连在同一直线上，可知A点的角速度等于B点的角速度；根据、 由于A点的轨道半径小于B点的轨道半径，则A点的线速度和加速度小于B点的线速度和加速度，故AC错误； B．两点角速度相等，根据可知，A、B两点单位时间内转过的角度相同，故B正确； D．B点的加速度方向不断改变，则B点的加速度不断改变，故D错误； 故选B。 3. 一辆智能电动玩具车在水平路面上由静止开始加速，其加速度a随时间t的变化关系如图所示，当玩具车加速后，牵引力的功率保持恒定。已知玩具车的质量，行驶过程中受到恒定的阻力，则玩具车（ ） A. 从到的位移为2m B. 从到的牵引力做功为4J C. 从到的位移约为7m D. 从到的牵引力做功为21J 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴包围的面积表示速度变化量，则的速度为 从到做匀加速直线运动，则位移为 故A错误； B．内，根据牛顿第二定律有 解得 该段时间牵引力做功为 故B错误； C．t=1s时，玩具车的功率为 时，根据牛顿第二定律有 解得 此时的速度为 根据动能定理有 解得 故C正确； D．从到的牵引力做功为 故D错误。 故选C。 4. 一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，出发点为轴零点，拉力做的功与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。则从运动到的过程中，拉力的最大瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ABCD．由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 可看出图像中斜率代表拉力F，知在时，拉力 物体从0运动到2m的过程，根据动能定理有 解得物体的速度为 物体在2m时，拉力的功率 此后，拉力变为 小于摩擦力，物体做减速运动，速度变小，拉力的功率变小。所以则从运动到的过程中，拉力的最大瞬时功率为 故ABC错误，D正确。 故选D。 5. 半径为R的竖直圆柱体空间如图所示，分别为上、中、下横截面的圆心，，EF、MN分别为圆的直径，EF、AB、MN平行，中间圆上有一等边三角形ABC，ABC三点在圆上且均固定有电量为的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 底面圆上M、N两点电场强度相同 B. 从到沿虚线电势先减小后增大 C. 电子从F移动到N点，电场力做功为零 D. 电子由静止从运动到过程中，加速度可能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场叠加和对称性可知M、N两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误； B．分析可知，从到电势是先增大后减小的，故B错误； C．根据电势的叠加原理可知，F、N两点电势相等，F、N两点电势差为零，F到N电场力做总功为零，故C正确； D．根据牛顿第二定律可知，从到电子加速度先增大后减小，再增大，再减小，故D错误。 故选C。 6. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律 同理，对地球的静止卫星根据开普勒第三定律 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以 联立可得 故选D。 7. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，闭合开关S后再断开S，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A. 该油滴将向上运动 B. 有从a向b的电流通过灵敏电流计 C. 电容器两极板间的电压减小 D. 油滴在P点的电势能不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关S后再断开S，则电容器带电荷量Q保持不变，将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，根据 联立解得 可知板间电场强度E不变，则油滴所受电场力不变，油滴仍能保持静止状态，A错误； B．由于电容器的带电荷量Q保持不变，电流计中没有电流通过，B错误； C．根据 将下极板竖直向下缓慢移动时，d增大，可知电容器电容C减小；由于电容器的带电荷量Q保持不变，所以电容器两极板间的电压U增大，C错误； D．P点到上极板的距离不变，电场强度E不变，由 可知P点与上极板间电势差不变，由于上极板接地，上极板电势不变，所以P点的电势不变，则油滴在P点的电势能不变，D正确。 故选D。 8. 如图所示，在竖直平面内，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为-Q。现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为。已知重力加速度为g。规定电场中B点的电势为零，则在-Q形成的电场中（　　） A. D点的电势为 B. A点的电势高于D点的电势 C. D点的电场强度大小是A点的倍 D. 点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr 【答案】A 【解析】 【详解】A．因电场中B点的电势为零，可知A点的电势也为零，则从A到D由能量关系 解得D点的电势为，A正确； B．距离负电荷越近，电势越低，可知A点的电势低于D点的电势，B错误； C．D点的电场强度 A点的电场强度 可知D点的电场强度大小是A点的0.5倍，C错误； D．点电荷-q在D点具有的电势能为，D错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，带电量为+q的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面上A点由静止释放，滑到与小球等高的B点时加速度为零，滑到C点时速度为零。已知AC间的距离为S，重力加速度大小为g，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A. OB的距离l= B. OB的距离l= C. 从A到C，静电力对小滑块做功W=﹣mgS D. AC之间的电势差UAC=﹣ 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题意知小滑块在B点处的加速度为零，则根据受力分析有沿斜面方向 解得 A正确，B错误； C．因为滑到C点时速度为零，小滑块从A到C的过程，静电力对小滑块做的功为W，根据动能定理有 解得 故C错误； D．根据静电力做的功与电势差的关系可知AC之间的电势差 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，在某行星表面有一倾斜的圆盘，绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面与水平面的夹角为30°，质量为m的小物块(可视为质点)距转轴距离为L，与圆盘保持相对静止。已知角速度为时，小物块恰好相对滑动，物块与盘面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），星球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 当物块以角速度随圆盘匀速转动到最高点时，物块所受摩擦力方向沿盘面向下 B. 当物体以角速度随圆盘匀速转动到最高点时，物块所受摩擦力大小 C. 该行星的第一宇宙速度为 D. 该行星的密度为 【答案】BC 【解析】 【详解】物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大。由牛顿第二定律得 解得 AB．小物体在最高位置，假设摩擦力沿盘面向上，则根据牛顿第二定律有 解得 假设正确，摩擦力方向沿盘面向上。故A错误，B正确； C．第一宇宙速度符合 解得 故C正确； D．绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力提供向心力 联立可求得星球的质量为 所以密度为 故D错误。 故选BC。 11. 有一电荷量分布均匀且带电量为＋Q的圆环，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度大小如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在圆心右侧紧靠圆心处由静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少 C. 该粒子运动过程中最大加速度约为 D. 该粒子从r运动到2r过程中电场力做的功约为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．均匀带电的圆环在其右侧轴线上产生的场强向右，带电粒子从静止释放向右运动，说明所受电场力向右，该粒子带正电，A错误； B．该粒子沿轴线运动过程中电场力做正功，电势能逐渐减少，B正确； C．粒子受电场力最大时，加速度最大，即 C正确； D．图像中图线与坐标轴围成的面积可以表示电势差，故该粒子从r运动到2r电场力做功约为 D正确。 故选BCD。 12. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 若轨道固定，小物块沿轨道运动到Q点速度大小，受到轨道的弹力大小等于3mg B. 若轨道固定，小物块恰好沿轨道运动到Q点时，小物块与轨道之间无作用力。 C. 若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示，可求得 D. 若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示，可求得小物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．物块在Q点受到轨道的弹力大小为N，由牛顿第二定律有 解得，故A正确； B．恰好沿轨道运动到Q点，此时，仅由重力提供小物块做圆周运动所需的向心力，即小物块到达Q点时，轨道对它的支持力（弹力）恰好为零，小物块与轨道之间无作用力，故B正确； C D．由图乙可知，当时，物块和轨道恰好发生相对滑动；当时，物块与轨道无相对滑动，根据牛顿第二定律有 整理可得，结合图乙可知斜率 当时，物块与轨道相对滑动，对轨道根据牛顿第二定律有 整理可得，结合图乙可知斜率 联立解得， 将F=8N时a=6m/s2带入可知，故C正确、D错误。 故选ABC。 三、实验题 13. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他将两物块和用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出两物块的质量从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为0.02s，则： （1）在打点过程中系统重力势能的减小量___________，（重力加速度，结果均保留三位有效数字） （2）实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是___________。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 先释放重物，后接通电源打出纸带 D. 利用公式计算重物速度 （3）用表示物块的速度，表示物块下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度___________（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）2.35 （2）B （3）9.70 【解析】 【小问1详解】 在打点过程中系统重力势能的减小量J； 【小问2详解】 A．工作电压的高低不会影响打点计时器的打点时间间隔，因此不会使得动能的增加量减小，故A错误； B．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力作用，则会使重物动能增加量减小，即动能的增加量小于重力势能的减少量，故B正确； C．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致纸带上打出很少的点，就会产生较大的实验误差，但不一定会使重物的动能增加量减小，故C错误； D．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 根据机械能守恒定律得 可得 由图丙可得图像斜率 代入数据得 14. 电流传感器可以像电流表一样测量电流，能显示出电流随时间变化的I-t图像。照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在较短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。 （1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图的最左边），它的面积的物理意义是_______（填写面积所代表物理量的名称） （2）根据图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为_______ C（结果保留一位有效数字） （3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有 （为电容器极板所带的电荷量， 为A、B两板的电势差）。 A. B. C. D. （4）某实验小组在完成实验后，积极展开思考，进一步进行理论探究“为什么放电过程中电流的变化率越来越小”，假如你也是实验小组的一员，请你对此做出合理的理论分析是：___________ 【答案】（1）电荷量 （2） （3）AD （4）放电过程中，随着电容器极板上电量的减少，电压减小，电场对自由电荷的电场力减小，故此电流的变化率越来越小 【解析】 【小问1详解】 在极短时间内，电容器放电电流I可以认为不变，所以狭长矩形面积的物理意义为电容器放电的电荷量。 【小问2详解】 电容器充电和放电时，回路的瞬时电流满足 可得 所以在图像中，图线与横轴围成的面积等于电荷量，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量为图线与横轴围成的面积。由图可知，一小格代表的电荷量为 图线与横轴围成的区域中大约为39小方格，所以总电荷量为 【小问3详解】 AB．电容器在充电过程中，开始时充电电流最大，随后逐渐减小；放电过程电流也是由最大逐渐减小。由第（2）问分析可知，图像的斜率表示电流的大小，因此图像的斜率在充电和放电两个阶段都逐渐减小，故A 正确，B错误； CD．电容器在充电过程中， 电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大逐渐减小，根据电容的定义式 因电容器的电容不变，在充电和放电两个阶段，因电流均逐渐减小，电容器所带电量的变化量均逐渐减小，因此电容器 A、B两板的电势差的变化量也逐渐减小，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问4详解】 放电过程中，随着电容器极板上电量的减少，电压减小，电场对自由电荷的电场力减小， 故此电流的变化率越来越小。 四、解答题 15. 螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M，可认为均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G。 （1）求区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系； （2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识，求区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系； 【答案】（1） （r＞R） （2）（r≤R） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，星系中心就是半径为R的球体的球心，r＞R区域的恒星（设其质量为m）绕星系中心做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 解得 （r＞R） 【小问2详解】 由题意通过类比可知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力也为零。设在r≤R区域内，半径为r的球体内的物质总质量为M1； 根据球体积公式可得 同理，由万有引力提供向心力得 解得r≤R区域内的恒星的速度大小v与r的关系为（r≤R） 16. 如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ=37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板（可视为质点）从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小朋友在B点时的速度v0； （2）小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。 【答案】（1）15m/s，方向水平向左；（2）1800J 【解析】 【详解】（1）由于到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，则 所以 方向水平向左； （2）小朋友从B滑到E，根据动能定理可得 在E点，根据牛顿第二定律可得 联立可得 17. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度v0=6m/s，物块从A点冲上传送带，已知物块的质量m=2kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，物块刚好未从传送带B端滑落，求： （1）物块在传送带上运动的时间； （2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量； （3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。 【答案】（1）2.7s；（2）81J；（3）54J 【解析】 【详解】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为 减速到零的时间为 传送带长度为 从B返回加速到与传送带共速时间为 反向加速距离为 匀速时间为 物块在传送带上运动的总时间为 （2）物块返回到A点时，有 解得 （3）根据能量守恒 代入数据解得 18. 如图所示，空间固定两平行板电容器甲、乙，甲电容器水平放置，乙电容器两极板与水平方向的夹角为，B极板的右端与C极板的下端彼此靠近且绝缘，忽略极板外的电场。一电子从靠近A板左端的位置，以水平向右的速度射入，飞离甲后垂直C从小孔进入乙，且恰好到达D。已知电子的质量为m，电量为e，甲、乙板间距离均为d，甲的板长为，，。求： （1）电子离开甲电容器的速度大小； （2）甲电容器的板间电压； （3）乙电容器的板间电压； （4）电子从开始至到达D极板所用时间。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）设电子从甲飞出时速度为v，则 解得 （2）电子在甲电容器内作类平抛运动，有 解得 （3）由动能定理可得 解得 （4）电子在甲电容器内运动时间为t1，竖直方向位移为d1，有 电子在甲乙两电容器之间运动的路程为s，时间为t2，有 由几何关系可得 电子在乙电容器内运动的时间为t3，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $