精品解析：浙江省绍兴市柯桥中学2025-2026学年第二学期高一年级期中物理试题

2025-2026学年第二学期柯桥中学高一年级期中物理试题 一、单选题（共12小题，每小题3分，共36分） 1. 下列单位中，不能表示能量单位的是（ ） A. B. C. D. 2. 下列有关静电的防止与利用的说法正确的是（ ） A. 图甲中，因静电感应导体棒A带正电荷，B带负电荷 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C. 图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D. 图丁中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 3. 如图所示，工人利用“”型木架背起砖堆，并以加速度a沿水平方向匀加速运动。已知砖堆的总质量为m，重力加速度为g，木架和人接触的板面与水平面夹角为，砖堆、木架与工人始终保持相对静止。在前进距离l的过程中，（　　） A. 砖堆的动能增加了mal B. 砖堆的动能增加了 C. 木架对砖堆做的功为 D. 木架对砖堆做的功为 4. 电动汽车日益走进千家万户，汽车在公路上行驶时，除了受到地面的摩擦阻力，更要受到空气阻力的影响，尤其是速度较大时，空气阻力将占有更大比例。我们假设汽车受到的总阻力与速度的平方成正比，即，当汽车以匀速行驶时，电动机输出的功率记为，若汽车以匀速行驶，电动机输出的功率为（　　） A. B. C. D. 5. 关于电势和电势能，下列说法正确的是（ ） A. 电荷在电势高的地方，电势能也大 B. 负电荷沿电场线方向移动的过程中，电势降低，电势能增大 C. 正电荷仅在静电力的作用下运动的过程中，电势降低，电势能减小 D. 克服电场力做功时，电势升高，电势能增大 6. 三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的，与，两点间的距离相等，则（ ） A. 点电势高于点电势 B. 、两点的电场强度相同 C. 、间电势差为、间电势差的两倍 D. 从到与从到，电场力对电子做功相等 7. 某航天器绕地球运行的轨道如图所示。航天器先进入近地圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。则航天器（　　） A. 在轨道2由P点到Q点的过程机械能增加 B. 从轨道2变到轨道3需要在Q点点火加速 C. 在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能 D. 正常运行时在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度 8. 如图，在真空中轴上有和分别固定着点电荷、，在两者连线上各点的电场强度随变化的关系曲线，设电场方向沿轴正方向时取正值，则（　　） A. 点电荷、为异种电荷 B. 、所带电荷量之比为 C. 处的电势一定为零 D. 沿轴从到电势先降低再升高 9. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为，边长为。将电荷量为的点电荷从点移动到点，电场力做了的功，再从点移动到点，电场力又做了的功。选点为电势能零点，下列说法正确的是（　　） A. 点电势为 B. 点的电势为 C. 、两点间的电势差 D. 匀强电场的电场强度大小为，方向由指向 10. 如图，刚性细绳一端悬于点，另一端拴一金属小球（可视为质点），在点正下方距点处的点有一可挡住细绳的光滑钉子，将小球拉至偏离竖直方向一个很小角度的处由静止释放，小球将在间来回运动。以下说法正确的是（　　） A. 碰到钉子前后的瞬间，绳子的拉力不变 B. 小球在点左右两侧上升的最大高度相等 C. 小球在点左右两侧通过的最大弧长相等 D. 细线在点左右两侧偏离平衡位置的最大角度相等 11. 如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，两带电小球的质量均为，小球A用一端固定在天花板上的绝缘细线连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，两球连线与竖直方向的夹角为，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 两小球可能带同种电荷 B. 细线的拉力大小为 C. 两小球间的库仑力大小为 D. 剪断细线瞬间A球加速度大小为 二、多选题（共3小题，每小题4分，共12分） 13. 如图所示，静电计、平行板电容器、定值电阻和恒压电源构成一电路，电容器中间O点有一带电小球。闭合开关S，电路稳定时，小球刚好处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A. 保持开关闭合，M板向右移动少许，小球向下加速运动 B. 保持开关闭合，N板向下移动少许，小球向下加速运动 C. 断开开关，M板向右移动少许，静电计指针偏转角度增大 D. 断开开关，M板向下移动少许，小球向下加速运动 14. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当某行星恰好运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”；当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。人造近火卫星“祝融号”做匀速圆周运动的周期为T，火星的公转周期为，地球公转周期为，“祝融号”的质量为m，火星的半径为R，火星的轨道半径为r，万有引力常量为G，忽略自转影响，下列说法正确的是（　　） A. 火星的第一宇宙速度大小为 B. 太阳的质量为 C. 火星的密度为 D. 相邻两次“火星冲日”的时间间隔为 15. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ABCD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够沿圆弧到达B点 三、实验题（共2小题，共13分） 16. 采用如图甲的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外，下列器材中还需用到的是____________________ A. 秒表 B. 弹簧秤 C. 干电池若干节 D. 交流电源 （2）下列做法中合理的是____________________ A. 打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线 B. 只用手托住重物由静止释放 C. 处理纸带时须每隔4个点确定一个计数点 D. 根据计算重物在时刻的速度 （3）小明用图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。点是打下的第一个点，、、和为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值__________（结果保留3位有效数字）、点的动能。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是__________ A、工作电压偏高 B、存在空气阻力和摩擦力 C、接通电源前释放了纸带 17. 在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，电路结构如图所示。 （1）先将开关拨到1，观察电压表的示数逐渐__________（选填“减小”或“增大”）；再将开关拨到2，通过电流表的电流方向__________（选填“向左”或“向右”）； （2）将电流表换成电流传感器，通过计算机描绘了电容器放电时，放电电流关于放电时间的关系图线，如图所示，则电容器放电前所带的电荷量为__________；若电源电动势为，则该电容器的电容为__________（以上结果均保留两位有效数字）。 （3）改变电阻箱的阻值，重复进行实验；改变电源的输出电压，再重复进行实验。实验表明：电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小__________（选填“有关”或“无关”）。 四、解答题（共4小题，共39分） 18. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个恒力，力的大小均为，方向都与竖直方向成，重物离开地面后人停止施力，最后重物自由下落把地面夯实深度。设重物的质量为，与地面的平均冲击力为，忽略空气阻力。已知，取，，。求： （1）人施力过程中拉力和重力做的功分别为多少； （2）理论表明，动能定理可适用于多阶段过程，求重物刚落到地面时的速度； （3）重物夯实的深度。 19. 如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时位于图中的Q点。若将该装置放在水平方向匀强电场中，小球静止于图中的P点，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度为g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 （1）判断电场方向，计算该匀强电场的电场强度的大小E。 （2）若规定Q点位置电势为零，求P点电势φ。 （3）若带电小球从Q点由静止释放，求小球再次到达P点时的速度的大小。 20. 如图为一种静电除尘装置的示意图，它的上下底面金属板M、N水平放置间距，宽，金属板间的匀强电场的电场强度。分布均匀的带电烟尘颗粒以的速度从左侧平行于金属板进入装置，碰到下金属板的颗粒被收集，但不影响电场的分布。已知每个烟尘颗粒的质量，所带电荷量。不考虑烟尘颗粒的重力、颗粒间的相互作用力和空气阻力。 （1）求金属板间的电压U； （2）若从某点进入的带电颗粒能飞出电场，求其在电场中运动的加速度大小a、时间t以及飞出时垂直于板面方向的偏移量y； （3）为了使进入装置的所有带电颗粒都被收集到金属板上，求两金属板间的最大间距dm。 21. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的光滑曲线轨道、半径为的半圆单轨道、半径为的半圆圆管轨道、光滑水平面、长度的水平传送带、长度的粗糙水平面、光滑水平面组成，且各段各处平滑连接。轨道的右端固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在点。现将一质量为的小滑块（可视为质点）从轨道高处静止释放。已知传送带的速度，小滑块与传送带动摩擦因数为，与间的动摩擦因数为，重力加速度。 （1）若，求小滑块运动到点时对轨道的压力大小； （2）要保证小滑块能够到达点，求的最小值； （3）若，求： ①小滑块第一次到达传送带点因与传送带摩擦产生的热量； ②小滑块最终停止的位置距点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期柯桥中学高一年级期中物理试题 一、单选题（共12小题，每小题3分，共36分） 1. 下列单位中，不能表示能量单位的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．是力的单位与距离单位的乘积，对应功或能量的单位（），故A可以表示能量单位，不符合题意； B．是电流（毫安）与时间（小时）的乘积，表示电荷量（），无法直接转换为能量单位，故B不能表示能量单位，符合题意； C．是功率（千瓦）与时间（小时）的乘积，对应电能单位（），故C可以表示能量单位，不符合题意； D．是电压与电荷量的乘积，对应电能（），故D可以表示能量单位，不符合题意。 故选B。 2. 下列有关静电的防止与利用的说法正确的是（ ） A. 图甲中，因静电感应导体棒A带正电荷，B带负电荷 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C. 图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D. 图丁中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，根据静电感应原理可知，导体棒A因静电感应带负电，B带正电，故A错误； B．图乙中，处于静电平衡状态的导体腔是等势体，各点电势均相等，故B错误； C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象，故C正确； D．图丁中，屏蔽服使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，因而屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，工人利用“”型木架背起砖堆，并以加速度a沿水平方向匀加速运动。已知砖堆的总质量为m，重力加速度为g，木架和人接触的板面与水平面夹角为，砖堆、木架与工人始终保持相对静止。在前进距离l的过程中，（　　） A. 砖堆的动能增加了mal B. 砖堆的动能增加了 C. 木架对砖堆做的功为 D. 木架对砖堆做的功为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由运动学公式可得 砖堆的动能增加了。故A正确，B错误； CD．由动能定理可知，木架对砖堆做的功为。故CD错误。 故选A。 4. 电动汽车日益走进千家万户，汽车在公路上行驶时，除了受到地面的摩擦阻力，更要受到空气阻力的影响，尤其是速度较大时，空气阻力将占有更大比例。我们假设汽车受到的总阻力与速度的平方成正比，即，当汽车以匀速行驶时，电动机输出的功率记为，若汽车以匀速行驶，电动机输出的功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】汽车匀速行驶时受力平衡，牵引力大小等于总阻力，即 由题意总阻力与速度平方成正比，可写为（为定值比例常数）；电动机输出功率等于牵引力的瞬时功率，公式为 联立得 即输出功率与速度的三次方成正比。当速度从变为时，速度变为原来的2倍，因此功率变为原来的8倍，即输出功率为。 故选D。 5. 关于电势和电势能，下列说法正确的是（ ） A. 电荷在电势高的地方，电势能也大 B. 负电荷沿电场线方向移动的过程中，电势降低，电势能增大 C. 正电荷仅在静电力的作用下运动的过程中，电势降低，电势能减小 D. 克服电场力做功时，电势升高，电势能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知，正电荷在电势高的位置电势能大，负电荷在电势高的位置电势能小，电荷正负未知无法判断电势能大小，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，负电荷受力方向与电场线方向相反，沿电场线移动时电场力做负功，电势能增大，故B正确； C．正电荷仅在静电力作用下的运动方向由初速度和受力共同决定，若初速度方向与电场线方向相反，正电荷会向电势升高的方向运动，电势能增大，故C错误； D．克服电场力做功时电势能一定增大，但电势不一定升高，例如负电荷沿电场线方向运动时，克服电场力做功，电势降低，故D错误。 故选B。 6. 三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的，与，两点间的距离相等，则（ ） A. 点电势高于点电势 B. 、两点的电场强度相同 C. 、间电势差为、间电势差的两倍 D. 从到与从到，电场力对电子做功相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场线分布，点靠近正电荷，电势较高；点离正电荷较远，电势较低。故点电势低于 点电势，A错误。 B．电场强度是矢量，需要大小、方向都相同。a、c两点电场线切线方向不同，方向不同，B错误。 C．只适用于匀强电场。本题是非匀强电场，d靠近负电荷，区域电场强度更大；场强更小。 结合，所以，，C错误。 D．由图可知，a、f两点在同一条等势线上，，则 电场力做功，电子电荷量不变，电势差相等，因此从、电场力对电子做功相等，D正确。 故选D。 7. 某航天器绕地球运行的轨道如图所示。航天器先进入近地圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。则航天器（　　） A. 在轨道2由P点到Q点的过程机械能增加 B. 从轨道2变到轨道3需要在Q点点火加速 C. 在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能 D. 正常运行时在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．在轨道2由P点到Q点的过程只有万有引力做功，机械能守恒，故A错误； B．从轨道2变到轨道3，轨道半径变大，需要在Q点点火加速使其做离心运动，故B正确； C．从轨道1到轨道2需要点火加速，从轨道2到轨道3也需要点火加速，即从轨道1到轨道3除了万有引力的其他力对卫星做正功，机械能增大，即在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能，故C错误； D．根据牛顿第二定律 可得 可知正常运行时在轨道2上Q点的加速度等于在轨道3上Q点的加速度，故D错误。 故选B。 8. 如图，在真空中轴上有和分别固定着点电荷、，在两者连线上各点的电场强度随变化的关系曲线，设电场方向沿轴正方向时取正值，则（　　） A. 点电荷、为异种电荷 B. 、所带电荷量之比为 C. 处的电势一定为零 D. 沿轴从到电势先降低再升高 【答案】D 【解析】 【详解】A．若两电荷为异种电荷，在处，电场强度不可能为，故两电荷为同种电荷，在范围内电场为正，方向沿轴正方向，所以点电荷、为正电荷，故A错误； B．处合场强为，由 知： 所以、所带电荷量的绝对值之比为，故B错误； C．由于电势是一个相对性概念，零电势的选取是任意的，故处的电势不一定为零，故C错误； D．沿电场线方向电势降低，故点的电势高于点的电势，范围内电场为负，方向沿轴负方向，故点的电势低于点的电势，沿轴从0移动到，电势先降低后升高，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为，边长为。将电荷量为的点电荷从点移动到点，电场力做了的功，再从点移动到点，电场力又做了的功。选点为电势能零点，下列说法正确的是（　　） A. 点电势为 B. 点的电势为 C. 、两点间的电势差 D. 匀强电场的电场强度大小为，方向由指向 【答案】C 【解析】 【详解】A．从M点移动到N点，根据电场力做功与电势差的关系可知 可得 又，，解得，故A错误； C．从点移动到点，电场力又做了的功，由，解得 则，故C正确； B．由 解得 由O点是MP的中点，所以，故B错误； D．如图所示 取MO的中点Q，则Q点的电势为 可知NQ为等势面，由几何知识可知MQ与QN垂直，故电场方向由P指向M，匀强电场的电场强度大小为，故D错误。 故选C。 10. 如图，刚性细绳一端悬于点，另一端拴一金属小球（可视为质点），在点正下方距点处的点有一可挡住细绳的光滑钉子，将小球拉至偏离竖直方向一个很小角度的处由静止释放，小球将在间来回运动。以下说法正确的是（　　） A. 碰到钉子前后的瞬间，绳子的拉力不变 B. 小球在点左右两侧上升的最大高度相等 C. 小球在点左右两侧通过的最大弧长相等 D. 细线在点左右两侧偏离平衡位置的最大角度相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．碰到钉子前后瞬间金属球的速率不变，由，半径变小，因此绳子的拉力变大，故A错误； B．由机械能守恒可知，金属球在B点左右两侧上升的最大高度相等，故B正确； D．设右、左两侧偏离平衡位置的最大角度分别为、，则由机械能守恒可知，其中 则，故D错误； C．由上式可知 由题意知、是很小的角度，则左右两侧弧长之比为，故C错误。 故选B。 11. 如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当A、B带电量均为，C带电量为时，三个带电半球壳到O点的距离相等，在O点场强大小均为，则O点场强大小为 将C球带电量变为，则C球在O点场强大小变为，则此时O点场强大小为 故选C。 12. 如图所示，两带电小球的质量均为，小球A用一端固定在天花板上的绝缘细线连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，两球连线与竖直方向的夹角为，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 两小球可能带同种电荷 B. 细线的拉力大小为 C. 两小球间的库仑力大小为 D. 剪断细线瞬间A球加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据题意A球静止时，对A球受力分析，如图所示 两球相互靠近，因此两小球可能带异种电荷，由平行四边形定则及几何关系，A球与B球间的库仑力为 细线上拉力为 故AB错误，C正确； D．若将细线剪断，则剪断瞬间A球受到细线的拉力消失，其它两力保持不变，根据三力平衡知识，此时A球的合外力大小为 则加速度大小为，故D错误。 故选C。 二、多选题（共3小题，每小题4分，共12分） 13. 如图所示，静电计、平行板电容器、定值电阻和恒压电源构成一电路，电容器中间O点有一带电小球。闭合开关S，电路稳定时，小球刚好处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A. 保持开关闭合，M板向右移动少许，小球向下加速运动 B. 保持开关闭合，N板向下移动少许，小球向下加速运动 C. 断开开关，M板向右移动少许，静电计指针偏转角度增大 D. 断开开关，M板向下移动少许，小球向下加速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．保持开关闭合，则两极板间的电势差不变，当M板向右移动少许，两极板间的距离不变，根据 可知，两极板间的电场强度不变，因此小球受到的电场力不变，与小球的重力依然平衡，小球处于静止状态，故A错误； B．保持开关闭合，则两极板间的电势差不变，当N板向下移动少许，两极板间的距离增大，根据 可知，两极板间的电场强度减小，因此小球受到的电场力减小，则小球向下加速运动，故B正确； C．断开开关，两极板的电荷量不变，当M板向右移动少许，根据 可知电容器的电容减小，结合 可知两极板间的电势差增大，则静电计的指针偏转角度增大，故C正确； D．断开开关，M板向下移动少许时，根据，， 联立解得 因此两极板间的电场强度不变，小球受到的电场力不变，小球依然处于静止状态，故D错误。 故选BC。 14. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当某行星恰好运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”；当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。人造近火卫星“祝融号”做匀速圆周运动的周期为T，火星的公转周期为，地球公转周期为，“祝融号”的质量为m，火星的半径为R，火星的轨道半径为r，万有引力常量为G，忽略自转影响，下列说法正确的是（　　） A. 火星的第一宇宙速度大小为 B. 太阳的质量为 C. 火星的密度为 D. 相邻两次“火星冲日”的时间间隔为 【答案】CD 【解析】 【详解】B．由万有引力提供向心力 可得太阳的质量为，故B错误； C．“祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力 解得火星的 根据球体的体积公式 解得火星的密度为，故C正确； A．人造近火卫星“祝融号”做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力 其中 解得火星的第一宇宙速度大小为，故A错误； D．根据几何关系满足 则相邻两次“火星冲日”的时间间隔为，故D正确。 故选CD。 15. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ABCD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够沿圆弧到达B点 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由于电场强度，则 重力和电场力的合力为，方向与竖直方向成45°斜向右下，小球运动的物理最高点在弧AD的正中间，则 解得：小球在等效最高点的最小速度 故A项正确； B．小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，小球在运动过程中受电场力、重力、绳的拉力，则小球的动能、重力势能、电势能之和不变，则小球运动到B点时，小球的电势能最小，所以到B点时的机械能最大，故B项正确； C．小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下，若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，不沿圆弧运动，故C项错误； D．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为，若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，球不沿圆弧运动，故D项错误。 故选AB。 三、实验题（共2小题，共13分） 16. 采用如图甲的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外，下列器材中还需用到的是____________________ A. 秒表 B. 弹簧秤 C. 干电池若干节 D. 交流电源 （2）下列做法中合理的是____________________ A. 打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线 B. 只用手托住重物由静止释放 C. 处理纸带时须每隔4个点确定一个计数点 D. 根据计算重物在时刻的速度 （3）小明用图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。点是打下的第一个点，、、和为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值__________（结果保留3位有效数字）、点的动能。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是__________ A、工作电压偏高 B、存在空气阻力和摩擦力 C、接通电源前释放了纸带 【答案】（1）D （2）A （3） ①. 0.544~0.548 ②. C 【解析】 【小问1详解】 AB．该实验中打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表，也不需要弹簧秤测重物重力，故AB错误； CD．因打点计时器需要交流电源，则下列器材中还需用到的是交流电源D，不需要干电池C，故C错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 A。打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线，以减小纸带与限位孔之间的摩擦，故A正确； B．不能用手托重物，应提着纸带上端，让重物悬垂，然后由静止释放，故B错误； C．处理纸带时不一定每隔4个点确定一个计数点，故C错误； D．若根据计算重物在t时刻的速度就相当间接应用了机械能守恒定律，这样就失去了验证的价值，应该用一段时间的平均速度近似等于该时间中间时刻的瞬时速度求解某时刻的速度，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 [1]由图乙可知O点到C点距离为0.279m，从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值 [2]A．工作电压偏高，打点周期不变，不会产生误差，故A错误； B．存在空气阻力和摩擦力会导致动能增加量小于重力势能减小量，故B错误； C．接通电源前释放了纸带，即打第一个点时已经有了速度，则会导致速度偏大，动能增加量的计算值大于重力势能减小量，故C正确。 故选C。 17. 在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，电路结构如图所示。 （1）先将开关拨到1，观察电压表的示数逐渐__________（选填“减小”或“增大”）；再将开关拨到2，通过电流表的电流方向__________（选填“向左”或“向右”）； （2）将电流表换成电流传感器，通过计算机描绘了电容器放电时，放电电流关于放电时间的关系图线，如图所示，则电容器放电前所带的电荷量为__________；若电源电动势为，则该电容器的电容为__________（以上结果均保留两位有效数字）。 （3）改变电阻箱的阻值，重复进行实验；改变电源的输出电压，再重复进行实验。实验表明：电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小__________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 向左 （2） ①. ②. （3）无关 【解析】 【小问1详解】 [1]先将开关拨到1，电容器充电， 由电容器充电过程规律可知电容器两端电压逐渐增大，观察电压表的示数逐渐增大； [2]电容器上极板与电源正极相连，充电时上极板带正电。再将开关拨到2，电容器放电，通过电流表的电流方向向左。 【小问2详解】 [1]图像横坐标分度，纵坐标分度，则图线一个小格表示电荷量 图线包围的面积表示电容器放电前所带的电荷量，图中约41小格，故电容器放电前所带的电荷量为 [2] 若电源电动势，电容器充电后两端电压，则该电容器的电容为 【小问3详解】 根据，可知电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小无关。 四、解答题（共4小题，共39分） 18. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个恒力，力的大小均为，方向都与竖直方向成，重物离开地面后人停止施力，最后重物自由下落把地面夯实深度。设重物的质量为，与地面的平均冲击力为，忽略空气阻力。已知，取，，。求： （1）人施力过程中拉力和重力做的功分别为多少； （2）理论表明，动能定理可适用于多阶段过程，求重物刚落到地面时的速度； （3）重物夯实的深度。 【答案】（1）， （2），方向竖直向下 （3）4.0 cm 【解析】 【小问1详解】 从地面提升重物到重物离开地面的过程，拉力做的功为 代入数据解得 重力做的功为 代入数据解得 【小问2详解】 从地面提升重物到落到地面的过程，由动能定理得 代入数据解得 方向竖直向下。 【小问3详解】 对全过程列动能定理 代入数据有 19. 如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时位于图中的Q点。若将该装置放在水平方向匀强电场中，小球静止于图中的P点，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度为g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 （1）判断电场方向，计算该匀强电场的电场强度的大小E。 （2）若规定Q点位置电势为零，求P点电势φ。 （3）若带电小球从Q点由静止释放，求小球再次到达P点时的速度的大小。 【答案】（1）电场方向水平向左， （2） （3） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 小球带正电，静止时偏在竖直方向左侧，电场力与电场方向同向，因此电场方向水平向左。 对P点小球受力平衡：竖直方向 水平方向 联立解得 【小问2详解】 P、Q沿电场方向的距离 沿电场方向电势降低，因此电势差满足 已知，代入 得 【小问3详解】 从Q到P由动能定理 代入数值化简 解得 【点睛】​ 20. 如图为一种静电除尘装置的示意图，它的上下底面金属板M、N水平放置间距，宽，金属板间的匀强电场的电场强度。分布均匀的带电烟尘颗粒以的速度从左侧平行于金属板进入装置，碰到下金属板的颗粒被收集，但不影响电场的分布。已知每个烟尘颗粒的质量，所带电荷量。不考虑烟尘颗粒的重力、颗粒间的相互作用力和空气阻力。 （1）求金属板间的电压U； （2）若从某点进入的带电颗粒能飞出电场，求其在电场中运动的加速度大小a、时间t以及飞出时垂直于板面方向的偏移量y； （3）为了使进入装置的所有带电颗粒都被收集到金属板上，求两金属板间的最大间距dm。 【答案】（1）300V；（2），，；（3）0.05m 【解析】 【详解】（1）根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得 （2、3）根据牛顿第二定律 水平方向 沿着电场方向 根据以上分析可知为了使进入装置的所有带电颗粒都被收集到金属板上，求两金属板间的最大间距 21. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的光滑曲线轨道、半径为的半圆单轨道、半径为的半圆圆管轨道、光滑水平面、长度的水平传送带、长度的粗糙水平面、光滑水平面组成，且各段各处平滑连接。轨道的右端固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在点。现将一质量为的小滑块（可视为质点）从轨道高处静止释放。已知传送带的速度，小滑块与传送带动摩擦因数为，与间的动摩擦因数为，重力加速度。 （1）若，求小滑块运动到点时对轨道的压力大小； （2）要保证小滑块能够到达点，求的最小值； （3）若，求： ①小滑块第一次到达传送带点因与传送带摩擦产生的热量； ②小滑块最终停止的位置距点的距离。 【答案】（1）5N （2）1.5m （3）①0.05J ②0.4m 【解析】 【小问1详解】 小滑块从初始位置到A点，只有重力做功，根据机械能守恒 在A点，根据牛顿第二定律可得 解得FN=5N 根据牛顿第三定律，小滑块运动到A点时对轨道的压力大小为5N 【小问2详解】 小滑块恰好能到达C点时，根据牛顿第二定律可得 可得 从初始位置到C点，根据机械能守恒定律可得 解得 【小问3详解】 ①小滑块到达F点的速度为vF。从初始位置到F点，根据机械能守恒定律可得 解得vF=3m/s 小滑块在传送带上运动的加速度大小为 小滑块在传送带上做匀减速直线运动，有 位移为 由此可知，小滑块在传送带上先做匀减速直线运动，共速后做匀速直线运动，所以小滑块与传送带摩擦产生的热量为 ②因为小滑块在传送带上先减速后匀速，所以小滑块到达G点的速度为2m/s，小滑块在GH段做匀减速直线运动的加速度大小为 根据速度位移关系可得 解得 说明小滑块会压缩弹簧，设小滑块从G点开始到最终停止运动，在GH段运动的总路程为s则 解得s=2m 由于s=2m=2L2+0.4m 所以小滑块最终停止的位置距H点的距离为0.4m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $