精品解析：辽宁东北育才高中2024—2025学年度下学期 高一物理科第二次月考试卷

东北育才高中2024—2025学年度下学期高一年级物理科 第二次月考试卷 答题时间：75分钟 满分：100 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1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（ ） A. 库仑最早测得元电荷的数值 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点 C. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量 D. 爱因斯坦在寻找万有引力的过程中，应用了牛顿运动定律以及开普勒第三定律 2. 如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内。则下列说法正确的（　　） A. 小球在槽内运动的全过程中机械能守恒 B. 小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大 C. 小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 D. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒 3. 如图甲所示，质量的滑块静止在粗糙的水平面上，在滑块右端施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力，末撤去力，若滑块与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 内滑块所受的摩擦力不变 B. 末滑块的动量为 C. 末滑块的速度大小为 D. 撤去力后，再经历滑块重新静止 4. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 金属小球在防护服内产生的电场为0 B. 金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电 5. 如图所示，平行板电容器与一恒压直流电源相连，下极板通过点接地，一带正电小球被固定于点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ） A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针偏角变大 C. 带电小球的电势能将变大 D. 带电小球所受静电力不变 6. 如图为中国象棋棋盘简化模型，匀强电场平行于该棋盘，每个小格均为正方形，边长。O、点为棋盘上四个点，带电量的棋子在点时电势能为。棋子由点分别移到点和点，电场力做功均为。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度大小为 B. 电场强度方向由点指向点 C. 点的电势为0 D. 棋子在棋盘上由点移到点电势能减少 7. 如图1所示，真空中有两点电荷分别固定在轴上的和处，将一正试探电荷置于轴上，的电势能随位置的变化关系部分图像如图2所示，规定无穷远处电势为零，点电荷周围某点电势公式，其中为静电力常量，为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离。下列说法正确的是（　　） A. 、为同种电荷 B. 、的电荷量之比 C. 处的电势低于处的电势 D. 除无限远外，轴上电场强度为零的点只有一个 8. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，a为圆环上最高点，c为圆环上最低点，圆环上b、d两点与圆心等高。原长为2R的轻弹簧一端固定在d点，另一端与小球栓接，小球套在圆环上，从a点由静止释放，经b点下滑至c点，下列说法正确的是（ ） A. 由a到b过程，重力的瞬时功率一直变大 B. 由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率一直变大 C. 由a到c过程，重力的平均功率大于弹簧弹力的平均功率 D. 由a到c过程，小球的机械能一直变大 9. 某静电场在x轴上各点的电场强度方向均沿x轴方向，规定电场强度沿x轴正方向为正，若电场强度E随位置坐标x变化的规律如图所示，x1点与x3点的纵坐标相同，图线关于O点对称。一电子沿x轴方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 电子在O点的电势能最大 B. 电子在-x2点和x2点的加速度大小相等 C. 电子在-x2点的电势能大于在x2点的电势能 D. 若电子从-x2点运动到x3点，则此过程中电场力对电子做的总功为负功 10. 如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为2L，与平板车质量相同的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙达到共同速度所需的时间为 B. 甲、乙共速前，乙的速度一定始终小于甲的速度 C. 甲、乙相对滑动的总路程为 D. 如果甲、乙碰撞的次数为n（n≠0），则最终甲距离乙左端的距离可能为 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某小组设计实验并采用如图甲、乙所示的装置测量物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为g。 （1）如图甲，轻质弹簧一端固定于水平地面上，并处于原长状态。将质量为3m的物块A从弹簧的顶端由静止释放，当物块A下降到最低点时，锁定弹簧，测得物块A下降的最大高度为，那么轻质弹簧所储存的弹性势能为___________。 （2）如图乙，将锁定的弹簧左端固定在墙壁上，右端拴接物块B，物块C紧靠在物块B的右侧（不粘接）。某时刻解除对弹簧的锁定，物块C向右滑动一段距离后静止在P点（图中未画出）。物块B、C完全相同，质量均为m。 （3）为测量物块C与地面之间的动摩擦因数，还需要测量的物理量为___________。 A．物块B向右运动的最大距离 B．物块B最终静止位置与出发位置间的距离 C．两物块都静止时，二者之间的距离 D．物块C最终静止位置与出发位置间的距离 （4）进行必要的测量后，通过记录的数据计算得出物块B、C与水平面之间的动摩擦因数为___________（用题中所给或所测物理量的字母表示）。 12. 某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，小车a的质量为m、小车b的质量为M。 （1）平衡摩擦力。取下小车b，小车a连接穿过打点计时器的纸带，小车a靠近打点计时器，接通打点计时器电源，轻推小车，观察打点计时器打出的纸带上点的间距，如果纸带上打出点的间隔越来越大，应将垫木适当向__________（填“左”或“右”）移一些，直到纸带上打出的点间隔均匀。 （2）将小车a靠近打点计时器，小车b放在长木板上离小车a适当远的距离处，轻推小车a，小车a沿长木板向下运动，与小车b碰撞后粘在一起，打出的纸带如图乙所示。若打点计时器所接交流电的频率为f，纸带上每5个计时点取一个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，则碰撞前小车a的速度v1=__________，碰撞后小车a的速度v2=__________。（均用已知和测量的物理量符号表示） （3）在误差允许的范围内，当表达式__________________（用m、M、x2、x4表示）成立时，a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证。 13. “天链一号”是我国自主建立的中继卫星网络系统，由多颗卫星组成，主要用于为航天器提供数据中继和测控服务。“天链一号”01星、空间站均绕地球做匀速圆周运动，轨道如图中虚线所示。已知“天链一号”01星运动做匀速圆周运动轨道半径为地球半径的p倍，周期为T，空间站的周期为kT（k<1且为常数），地球表面的重力加速度大小为，空间站和“天链一号”01星同向运行且轨道共面，地球看作匀质球体且不考虑自转，引力常量为，已知，求： （1）“天链一号”01星运行的线速度大小； （2）若某时刻“天链一号”01星和空间站相距最远，从该时刻开始计时，最短经过多长时间二者相距最近。 14. 如图所示，MN是一对彼此绝缘，相距的平行金属带电极板，N板接地电势为，在两极板MN间的A点有一带电量为的小液滴，其质量，恰好处于静止状态，M板带电量的绝对值为。，求： （1）两板间的电场强度； （2）MN两板间的电势差；M点的电势； （3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C； 15. 某学习小组设计了一个力学游戏实验探究装置，如图所示，在光滑水平桌面上沿直线方向自左向右静置一固定斜面与滑块A、B，斜面倾角θ=37°、高h=0.06m，A、B质量分别为m1=3kg，m2=1kg，二者通过细线与处于压缩状态的轻弹簧相接（均不拴接）。一小车C静止于光滑水平地面上，并轻靠于水平桌面右侧，其上部由两个平滑相接的光滑四分之一圆弧管道及一个粗糙的水平木板轨道组成，管道最底端与水平桌面平滑相接，两个圆弧的半径均为R=m，水平木板长L=0.8m，小车C的总质量m3=4kg。某次实验开始时，烧断连接A、B的细线，弹簧将A、B由静止完全弹开后，A最高冲上固定斜面的中点处，B冲上小车，最远滑至水平木板轨道的中点处。已知A与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略空气阻力、物体在连接处的机械能损失，忽略A、B大小和圆弧管道内径影响，重力加速度g取10m/s²。求： （1）开始处于压缩状态时，弹簧具有的弹性势能； （2）滑块B刚滑上小车C的圆弧管道时，小车对地面的压力大小； （3）滑块B刚滑离小车C的圆弧管道最高点时的速度大小，及其与小车C上木板轨道之间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才高中2024—2025学年度下学期高一年级物理科 第二次月考试卷 答题时间：75分钟 满分：100 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1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（ ） A. 库仑最早测得元电荷的数值 B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点 C. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量 D. 爱因斯坦在寻找万有引力的过程中，应用了牛顿运动定律以及开普勒第三定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．最早测得元电荷数值的是密立根通过油滴实验完成，库仑的主要贡献是总结了库仑定律，故A错误； B．法拉第首先提出了电荷周围存在电场的观点，打破了此前的超距作用认知，故B正确； C．牛顿完成了“月-地检验”，但引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测出的，故C错误； D．牛顿在推导万有引力定律的过程中应用了牛顿运动定律和开普勒第三定律，爱因斯坦的贡献是提出相对论，修正了经典力学的局限性，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内。则下列说法正确的（　　） A. 小球在槽内运动的全过程中机械能守恒 B. 小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大 C. 小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 D. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AD．小球从下落到最低点的过程中，槽没有动，与竖直墙之间存在挤压，小球的动量不守恒，小球与槽组成的系统动量也不守恒，小球的机械能守恒，小球与槽组成的系统机械能也守恒；小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽与竖直墙分离，小球与槽组成的系统动量水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒；该过程小球的机械能不守恒，但是小球与槽组成的系统机械能守恒，选项AD错误； B．小球第一次到达最低点时槽开始向右运动离开墙壁，此后小球对槽有斜向右下的压力使得槽向右加速运动，直到小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大，此后小球滑到槽的左侧时对槽有斜向左下的压力槽做减速运动，选项B正确； C．小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽往右运动，除重力对小球做功之外还有斜槽对小球的支持力对小球做负功，选项C错误。 故选B。 3. 如图甲所示，质量的滑块静止在粗糙的水平面上，在滑块右端施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力，末撤去力，若滑块与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 内滑块所受的摩擦力不变 B. 末滑块的动量为 C. 末滑块的速度大小为 D. 撤去力后，再经历滑块重新静止 【答案】C 【解析】 【详解】A．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则最大静摩擦力即滑动摩擦力为 滑块在水平面上滑动，受重力、支持力、拉力F和滑动摩擦力，若拉力小于等于3N时，滑块没有滑动，此时摩擦力为静摩擦力，大小与拉力F相等，当拉力大于3N时，摩擦力为滑动摩擦力，故A错误； B．根据冲量的定义式 可得图像的面积代表冲量，且由图乙可知，滑块在1s后开始滑动，根据动量定理可知，在时 解得 故B错误； C．根据动量定理可知，在时 解得 故C正确； D．撤去力后，滑块受摩擦力作用减速运动，则根据动量定理可得 解得 故D错误。 故选C。 4. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 金属小球在防护服内产生的电场为0 B. 金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电 【答案】C 【解析】 【详解】A．防护服内各点的场强为零，即带电的金属小球在防护服内产生的电场与感应电荷在该点的场强等大反向，即金属小球在防护服内产生的电场不为0，选项A错误； B．人体接地，则人体上O点的电势为零，金属小球与O点连线中点P处的电势不为0，选项B错误； C．因O点的合场强为零，即感应电荷在O点的场强与电荷Q在O点的场强等大反向，则感应电荷在O点处产生的场强大小等于Q在O点产生的场强大小，即，选项C正确； D．因人体接地，可知防护服内金属网左右侧外表面均不带电，选项D错误。 故选C。 5. 如图所示，平行板电容器与一恒压直流电源相连，下极板通过点接地，一带正电小球被固定于点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ） A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针偏角变大 C. 带电小球的电势能将变大 D. 带电小球所受静电力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离后，两极板间的距离变大，根据公式，可知电容减小，故A错误； B．电容器与恒压直流电源相连，两极板间的电压恒定不变，静电计测量的是电容器两端的电势差，所以静电计指针偏角不变，故B错误； C．设P到上极板的距离为定值，电场强度 P点电势满足 d增大后，​​减小，因此增大。小球带正电，电势能 因此电势能随​增大而增大，故C正确； D．根据电场强度，由于不变，增大，则两极板间的电场强度减小，带电小球所受静电力减小，故D错误。 故选C。 6. 如图为中国象棋棋盘简化模型，匀强电场平行于该棋盘，每个小格均为正方形，边长。O、点为棋盘上四个点，带电量的棋子在点时电势能为。棋子由点分别移到点和点，电场力做功均为。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度大小为 B. 电场强度方向由点指向点 C. 点的电势为0 D. 棋子在棋盘上由点移到点电势能减少 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．棋子由a点分别移到b点和c点电场力做功相同，ab之间的电势差与ac之间的电势差相等 bc两点电势相同 所以，a点电势为 电场线与等势面垂直，因此电场方向与bc连线垂直，沿aO连线方向，由O指向a，故B正确； A．由几何关系得，沿电场线方向，a到bc连线的垂直距离 电场强度，故A错误； C．由几何关系得 又匀强电场中电场力做功 可得aO之间的电势差 又 解得，故C正确； D．棋子在棋盘上由O点移到b点，电场力做功 根据功能关系可知 可知棋子在棋盘上由点移到点电势能减少，故D正确。 故选BCD。 7. 如图1所示，真空中有两点电荷分别固定在轴上的和处，将一正试探电荷置于轴上，的电势能随位置的变化关系部分图像如图2所示，规定无穷远处电势为零，点电荷周围某点电势公式，其中为静电力常量，为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离。下列说法正确的是（　　） A. 、为同种电荷 B. 、的电荷量之比 C. 处的电势低于处的电势 D. 除无限远外，轴上电场强度为零的点只有一个 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图2知处电势为正，电势为负，可知带负电，带正电，故错误； B．由图2知处电势为零，根据点电荷周围电势公式 可知 解得，故B错误； C．在轴上，在右侧电场强度水平向右，在区间的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右，当时，处电势为零，时，电势为零的点更靠近，所以处电势大于零，即处的电势高于处的电势，故C错误； D．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知轴上在区域电场强度不可能为零，在区域电场强度不可能为零，在区域，设该点距x=-1m处的距离为，根据电场强度为零，则有 解得 可知除无限远处，轴上电场强度为零的点只有一个，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，a为圆环上最高点，c为圆环上最低点，圆环上b、d两点与圆心等高。原长为2R的轻弹簧一端固定在d点，另一端与小球栓接，小球套在圆环上，从a点由静止释放，经b点下滑至c点，下列说法正确的是（ ） A. 由a到b过程，重力的瞬时功率一直变大 B. 由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率一直变大 C. 由a到c过程，重力的平均功率大于弹簧弹力的平均功率 D. 由a到c过程，小球的机械能一直变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．轻弹簧的原长为2R，可知小球运动到b点时弹簧处于原长，则由a到b过程，重力和弹簧弹力均对小球做正功，小球的动能增大，速度增大，且速度与竖直方向的夹角逐渐减小，所以竖直分速度增大，根据 可知重力的瞬时功率一直变大，故A正确； B．小球运动到b点时，弹簧弹力为0，此时弹簧弹力的瞬时功率为0，所以由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率不是一直变大，故B错误； C．根据对称性可知，小球处于a点和c点时，弹簧的形变量相等，则由a到c过程，弹力做功为0，弹簧弹力的平均功率为0；该过程重力做正功，重力的平均功率大于0，故C正确； D．由a到c过程，弹簧弹力对小球先做正功，后做负功，小球的机械能先增大后减小，故D错误。 故选AC。 9. 某静电场在x轴上各点的电场强度方向均沿x轴方向，规定电场强度沿x轴正方向为正，若电场强度E随位置坐标x变化的规律如图所示，x1点与x3点的纵坐标相同，图线关于O点对称。一电子沿x轴方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 电子在O点的电势能最大 B. 电子在-x2点和x2点的加速度大小相等 C. 电子在-x2点的电势能大于在x2点的电势能 D. 若电子从-x2点运动到x3点，则此过程中电场力对电子做的总功为负功 【答案】BD 【解析】 【详解】A、电场强度是矢量，矢量的正负代表方向，据此作出电场线方向如图所示 顺着电场线，电势降低，所以O点电势最高，电子带负电，在电势高的地方电势能小，所以电子在O点的电势能最小，故A错误； B、根据图象，-x2和x2处电场强度大小相等，所以电场力大小相等，加速度大小相等，故B正确； C、E-x图象与横轴所围面积表示电势差，则-x2和x2处电势相等，电子在-x2和x2处电势能相等，故C错误； D、E-x图象与横轴所围面积表示电势差，则-x2电势大于x3电势，从-x2到x3电势降低，则电子的电势能升高，电场力总功做负功，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为2L，与平板车质量相同的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙达到共同速度所需的时间为 B. 甲、乙共速前，乙的速度一定始终小于甲的速度 C. 甲、乙相对滑动的总路程为 D. 如果甲、乙碰撞的次数为n（n≠0），则最终甲距离乙左端的距离可能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．整个运动过程中甲、乙组成的系统动量守恒，则两者最终的速度为 解得 若能发生碰撞，碰前甲、乙的速度分别为、，碰后甲、乙的速度分别为、，则有 解得 可知碰撞使得两者速度互换，且在运动过程中两者的加速度大小均为 则甲、乙达到共同速度所需的时间为 碰撞使得两者速度互换，即甲、乙共速前，乙的速度不一定小于甲的速度，A正确，B错误； C．从开始到相对静止过程中，甲、乙相对滑动的总路程为，根据动能定理可得 解得 C正确； D．甲、乙碰撞的次数为n，且静止时距离左端的距离为，若第次碰撞发生在平板车的左挡板，则有 解得 若第次碰撞发生在平板车的右挡板，则有 解得 即最终甲距离乙左端的距离可能为，D正确。 故选ACD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某小组设计实验并采用如图甲、乙所示的装置测量物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为g。 （1）如图甲，轻质弹簧一端固定于水平地面上，并处于原长状态。将质量为3m的物块A从弹簧的顶端由静止释放，当物块A下降到最低点时，锁定弹簧，测得物块A下降的最大高度为，那么轻质弹簧所储存的弹性势能为___________。 （2）如图乙，将锁定的弹簧左端固定在墙壁上，右端拴接物块B，物块C紧靠在物块B的右侧（不粘接）。某时刻解除对弹簧的锁定，物块C向右滑动一段距离后静止在P点（图中未画出）。物块B、C完全相同，质量均为m。 （3）为测量物块C与地面之间的动摩擦因数，还需要测量的物理量为___________。 A．物块B向右运动的最大距离 B．物块B最终静止位置与出发位置间的距离 C．两物块都静止时，二者之间的距离 D．物块C最终静止位置与出发位置间的距离 （4）进行必要的测量后，通过记录的数据计算得出物块B、C与水平面之间的动摩擦因数为___________（用题中所给或所测物理量的字母表示）。 【答案】 ①. ②. D ③. 【解析】 【详解】（1）[1]根据能量的转化和守恒定律可得 即弹簧内储存的弹性势能为。 （3）[2]解除锁定后，物块B、C会在弹簧原长位置分离，它们一起运动的距离为，分离后物块C继续向右滑动，那么还需要测量物块C最终静止位置与出发位置间的距离。 故选D。 （4）[3]对物块B、C，根据能量的转化和守恒定律有 对物块C有由动能定理有 联立解得 12. 某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，小车a的质量为m、小车b的质量为M。 （1）平衡摩擦力。取下小车b，小车a连接穿过打点计时器的纸带，小车a靠近打点计时器，接通打点计时器电源，轻推小车，观察打点计时器打出的纸带上点的间距，如果纸带上打出点的间隔越来越大，应将垫木适当向__________（填“左”或“右”）移一些，直到纸带上打出的点间隔均匀。 （2）将小车a靠近打点计时器，小车b放在长木板上离小车a适当远的距离处，轻推小车a，小车a沿长木板向下运动，与小车b碰撞后粘在一起，打出的纸带如图乙所示。若打点计时器所接交流电的频率为f，纸带上每5个计时点取一个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，则碰撞前小车a的速度v1=__________，碰撞后小车a的速度v2=__________。（均用已知和测量的物理量符号表示） （3）在误差允许的范围内，当表达式__________________（用m、M、x2、x4表示）成立时，a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证。 【答案】 ①. 右 ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]如果纸带上打出点的间隔越来越大，说明小车a做加速运动，应将垫木适当向右移一些； （2）[2]碰撞前应取BC段计算速度，即 [3]碰撞后应取DE段计算速度 . （3）[4]在误差允许的范围内，a、b两车碰撞过程中动量守恒有 可得 即 成立，a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证。 13. “天链一号”是我国自主建立的中继卫星网络系统，由多颗卫星组成，主要用于为航天器提供数据中继和测控服务。“天链一号”01星、空间站均绕地球做匀速圆周运动，轨道如图中虚线所示。已知“天链一号”01星运动做匀速圆周运动轨道半径为地球半径的p倍，周期为T，空间站的周期为kT（k<1且为常数），地球表面的重力加速度大小为，空间站和“天链一号”01星同向运行且轨道共面，地球看作匀质球体且不考虑自转，引力常量为，已知，求： （1）“天链一号”01星运行的线速度大小； （2）若某时刻“天链一号”01星和空间站相距最远，从该时刻开始计时，最短经过多长时间二者相距最近。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设地球的半径为R，“天链一号”01星轨道半径 对“天链一号”01星，万有引力充当向心力，则 再结合对于地球表面的物体， 解得 “天链一号”01星的运行线速度 【小问2详解】 空间站做匀速圆周运动的角速度为 “天链一号”01星做匀速圆周运动的角速度为 空间站、“天链一号”01星同向运行，设经过时间t1，两星相距最近，则有 解得 14. 如图所示，MN是一对彼此绝缘，相距的平行金属带电极板，N板接地电势为，在两极板MN间的A点有一带电量为的小液滴，其质量，恰好处于静止状态，M板带电量的绝对值为。，求： （1）两板间的电场强度； （2）MN两板间的电势差；M点的电势； （3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C； 【答案】（1），电场强度方向竖直向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对A点的带电液滴受力分析，受重力和电场力，二力平衡 有 解得，电场强度方向竖直向下 【小问2详解】 由图可知，M极板带正电，为高电势 由 得两极板间的电势差为 由 解得 【小问3详解】 由 解得 15. 某学习小组设计了一个力学游戏实验探究装置，如图所示，在光滑水平桌面上沿直线方向自左向右静置一固定斜面与滑块A、B，斜面倾角θ=37°、高h=0.06m，A、B质量分别为m1=3kg，m2=1kg，二者通过细线与处于压缩状态的轻弹簧相接（均不拴接）。一小车C静止于光滑水平地面上，并轻靠于水平桌面右侧，其上部由两个平滑相接的光滑四分之一圆弧管道及一个粗糙的水平木板轨道组成，管道最底端与水平桌面平滑相接，两个圆弧的半径均为R=m，水平木板长L=0.8m，小车C的总质量m3=4kg。某次实验开始时，烧断连接A、B的细线，弹簧将A、B由静止完全弹开后，A最高冲上固定斜面的中点处，B冲上小车，最远滑至水平木板轨道的中点处。已知A与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略空气阻力、物体在连接处的机械能损失，忽略A、B大小和圆弧管道内径影响，重力加速度g取10m/s²。求： （1）开始处于压缩状态时，弹簧具有的弹性势能； （2）滑块B刚滑上小车C的圆弧管道时，小车对地面的压力大小； （3）滑块B刚滑离小车C的圆弧管道最高点时的速度大小，及其与小车C上木板轨道之间的动摩擦因数。 【答案】（1）6J （2）N （3）1m/s，0.025 【解析】 【小问1详解】 对A自斜面滑上斜面中点的过程，由动能定理 对A、B与弹簧的分离过程，由水平方向动量守恒 由机械能守恒得 联立解得 【小问2详解】 当B刚滑上小车C的圆弧轨道时，设所受C的支持力为，由牛顿第二定律 对C，设其所受地面支持力为，由竖直方向受力平衡 其中，为B对C的压力，可得 由牛顿第三定律，得小车对地面的压力大小为 【小问3详解】 设B滑离C最高点时，二者速度分别为、，由水平方向动量守恒 B与C组成的系统机械能守恒 得滑块B刚滑离小车C上圆弧轨道最高点时的速度大小为 （另一解不合题意，舍去） 设滑块B与小车C的共同速度为，则由水平方向动量守恒 B与C组成的系统能量守恒 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $