精品解析：山东济南市历城第一中学2025-2026学年高一下学期阶段质量评估物理试题

物理试题 一、单选题（每题3分，共24分） 1. 2025年9月的长春航展中，“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示，两架飞机分别沿各自轨迹从a点运动到b点，则两架飞机在飞行过程中（　　） A. 速度可能不变 B. 两架飞机在a点的加速度可能相同 C. 两架飞机在b点的速度可能相同 D. 两架飞机飞行的路程可能相同 2. 如图所示，边长为、重力为的均匀正方形薄金属片，悬挂在处的水平光滑轴上，若施力使其边沿竖直方向，则此力至少做功（　　） A. B. C. D. 3. 日—地拉格朗日点是天体力学中极其特殊的位置，在这些点上，小天体在太阳和地球引力的共同作用下，相对于太阳和地球基本保持静止，在日地系统中共存在五个这样的点，如图所示。我国发射的首颗太阳探测卫星“羲和号”就运行在日地点附近（可视为在点）。已知“羲和号”卫星、地球均绕太阳做匀速圆周运动（轨道视为在同一平面内）。下列关于“羲和号”卫星的说法正确的是（　　） A. 运行周期小于地球绕太阳运行的周期 B. 运行线速度大于地球绕太阳运行的线速度 C. 运行向心加速度大于地球绕太阳运行的向心加速度 D. 运行线速度小于一颗仅受太阳引力作用且在同一轨道上绕太阳做匀速圆周运动的行星的线速度 4. 2024年12月29日，CR450动车组成功下线，CR450动车组为4动4拖8节编组，总质量为m，平直轨道行驶中阻力恒为车重的k倍。列车启动时4台动力车全部工作，总额定功率为P0，当速度达到时，为节能运行，控制系统自动切换为仅2台动力车工作，功率减为，最终列车加速到匀速速度，。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B. 从4台动力车切换为2台动力车的瞬间速度变为 C. 切换前后的瞬间加速度之比为6:1 D. 切换前后动车组加速时间之比为2:3 5. 中国品牌张雪机车的820RR-RS赛车在WSBK葡萄牙站夺冠，实现了中国品牌在该顶级赛事中“零的突破”。其搭载的直列三缸四冲程内燃机工作原理简化如图所示，活塞的上止点（活塞在最上端）与下止点（活塞在最下端）间的距离为2a，活塞在汽缸中做往复运动，连杆AB带动曲轴OB绕O点转动。若当AB与竖直方向的夹角为α、AB与BO的夹角为β时，曲轴OB绕转轴O转动的角速度大小为ω，则此时活塞的瞬时速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，长为的轻质细绳一端拴接一可视为质点的小球，另一端固定于斜面上的点。小球在最低点A处获得一瞬时冲量，恰好能在斜面上做完整的圆周运动。在同一水平高度，连线与连线垂直，重力加速度为，则小球运动到C处时加速度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在静电力作用下沿AB运动到B点，其速度-时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的电场强度大小相比 B. A、B两点的电势相比φA>φB C. 电子在A、B两点的电势能大小相比 D. 电子由A点运动到B点的过程中，静电力做正功 8. 如图所示，靠在一起的M、N两转盘靠摩擦传动，两盘均绕过圆心的竖直轴转动，M盘的半径为r，N盘的半径R=2r，A为M盘边缘上的一点，B、C为N盘直径的两个端点。当O′、A、B、C共线时，从O′的正上方P点以初速度v0沿O′O方向水平抛出一小球，小球落至圆盘C点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 若M盘转动角速度，则小球抛出时到O′的高度 B. 若小球抛出时到O′的高度为，则M盘转动的角速度必为 C. 小球若能落至C点，则只要M盘转动角速度满足（n=1，2，3…） D. 只要小球抛出时到O′的高度恰当，小球就一定落至C点 二、多选题（每题4分，共16分） 9. 如图所示，在地面上Q点正上方P点处以大小为的初速度斜向下抛出一个小球甲，与竖直方向夹角为，同时在Q点以大小为的初速度斜向上抛出一个小球乙，与水平方向的夹角，且。若两球速度大小相等时相遇，不计空气阻力，则P点离地面的高度h及夹角满足的条件正确的是（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 10. 我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆，这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄漏，为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器A板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 该带电油滴带负电 B. B板下移，油滴将继续保持静止状态 C. 减小极板间的正对面积，P点的电势升高 D. 两板间插入人造蓝宝石的过程中，电路中有电流 11. 如图所示，光滑细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动，O点位于水平地面上。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。已知细杆长度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角α始终为60°，弹簧原长，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10rad/s B. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10πrad/s C. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.2m D. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.3m 12. 静电透镜是电子显微镜中的核心部件，利用非均匀电场聚焦电子束。一种电子透镜的电场分布如图所示（截取其中一部分），虚线为等差等势面，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，、、是轨迹上的三点，若点电势为，点电势为，到达点的动能为。则下列说法中正确的是（　　） A. 电子在点的动能为 B. 电子在点的加速度比在点的加速度小 C. 电子从点运动到点的过程中，电场力做功为 D. 电子从点运动到点的过程中，动能一直减小 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有：电源E（8V）、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。 （1）在图甲所示的电路图中，传感器B为____（选填“电流”或“电压”）传感器。 （2）将开关S接1给电容器充电，充电完成后将开关S接2，电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化的U−t图像可能为____，（选填图“乙”或“丙”）。 （3）电容器放电时的I−t图像如图丁所示，已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量，通过计算得到该电容器电容为____μF。（结果保留3位有效数字） 14. 如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔。其中O点为抛出点，标记为，其他点依次标记为。 （1）为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A. 测量圆弧轨道的半径R B. 用水平仪校准轨道末端切线水平 C. 调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D. 保证小球每次从轨道同一高度释放 （2）如果竖直方向为自由落体运动，并测量出“”“”及“”，其中为第n点到O点的竖直距离，为第n点到O点的水平距离，为第n点到O点的直线距离），则重力加速度g的表达式为______（用所测物理量和、n表示）。 （3）在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A. 轨道末端切线略微向上倾斜 B. 小球释放点低于预定位置 C. 实验时位移传感器数据中略大于0.02s （4）经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度______m/s（重力加速度g取）。 四、解答题（共46分） 15. 如图，水平天花板下固定一半径为的半圆形光滑竖直轨道AB，AB为竖直直径。一可视为质点的小球从最低点A以一定的初速度沿轨道上滑，恰好能经过最高点B。在B点右侧水平距离处有一个直径为d的竖直圆柱筒，圆柱筒左侧有两个在同一竖直线上的小孔C和D，小孔C和D的高度差为，圆柱筒正在以一定角速度绕其轴线逆时针（俯视）匀速旋转，小球通过B点后恰好能与圆柱筒无接触地穿过C、D两个小孔。小球与圆柱筒上下底面的圆心在同一竖直平面内，重力加速度大小取。求： （1）小球到达半圆形轨道最高点B时的速度大小v； （2）圆柱筒的直径d； （3）圆柱筒旋转的角速度可能的值。 16. 如图，用一长L=20cm不可伸长的绝缘轻绳将一带电小球悬挂于O点，小球质量m=1.0×10-3kg，施加一范围足够大水平向右的匀强电场，场强大小E=3.0×105N/C，平衡时小球静止于A点，此时轻绳与竖直方向夹角θ=37°。现将小球拉到O点正下方B点由静止释放。带电小球可视为质点，g =10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）小球所带电荷电性和电荷量q； （2）小球经过A点时的绳子拉力大小F； （3）当小球第一次运动到A点时立即剪断轻绳，小球运动到与A点等高处时与A点的水平距离x。 17. 如图所示，传送带AB长为，与水平面的倾角为，传送带以逆时针匀速转动，现将一质量为的小物块P从传送带上端A处无初速度释放，物块与传送带之间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度大小取，（，）求： （1）物块P从A点到达B点的时间t； （2）物块P从A点到达B点的过程中与传送带之间因摩擦产生的热量； （3）物块P从A到B下滑过程中对传送带做的总功。 18. 如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一圆心角为的光滑圆弧轨道AB和光滑圆形轨道CD，固定在粗糙的水平地面上，半径均为R且两轨道分别与水平面相切于B、C两点。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入圆弧轨道，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面BC运动，从C点进入光滑竖直圆轨道。已知，BC距离，，，。 （1）求水平台面的高度h； （2）求物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）为了让物块能从C点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则B、C间的摩擦因数μ应满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试题 一、单选题（每题3分，共24分） 1. 2025年9月的长春航展中，“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示，两架飞机分别沿各自轨迹从a点运动到b点，则两架飞机在飞行过程中（　　） A. 速度可能不变 B. 两架飞机在a点的加速度可能相同 C. 两架飞机在b点的速度可能相同 D. 两架飞机飞行的路程可能相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．两架飞机在飞行过程中做曲线运动，速度方向时刻发生变化，所以速度一定发生变化，故A错误； B．根据曲线运动加速度方向位于轨迹的凹侧，由图中轨迹可知，两架飞机在a点的加速度方向不可能相同，故B错误； C．两架飞机沿不同轨迹到达b点，在b点的速度沿各自轨迹的切线方向，方向一定不同，因此速度不可能相同，故C错误； D．路程是运动轨迹的长度，两架飞机飞行的路程可能相同，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，边长为、重力为的均匀正方形薄金属片，悬挂在处的水平光滑轴上，若施力使其边沿竖直方向，则此力至少做功（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若规定点所在水平面为零势能参考平面，图示位置的均匀正方形薄金属片的重心位置与零势能参考平面的高度差，当边沿竖直方向时的重心位置与零势能参考平面的高度差，薄金属片的重心升高 重力势能增加量 所以外力做功至少应为；故C正确，ABD错误。 故选C。 3. 日—地拉格朗日点是天体力学中极其特殊的位置，在这些点上，小天体在太阳和地球引力的共同作用下，相对于太阳和地球基本保持静止，在日地系统中共存在五个这样的点，如图所示。我国发射的首颗太阳探测卫星“羲和号”就运行在日地点附近（可视为在点）。已知“羲和号”卫星、地球均绕太阳做匀速圆周运动（轨道视为在同一平面内）。下列关于“羲和号”卫星的说法正确的是（　　） A. 运行周期小于地球绕太阳运行的周期 B. 运行线速度大于地球绕太阳运行的线速度 C. 运行向心加速度大于地球绕太阳运行的向心加速度 D. 运行线速度小于一颗仅受太阳引力作用且在同一轨道上绕太阳做匀速圆周运动的行星的线速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意知“羲和号”卫星与地球绕太阳运行的角速度相同，周期相同，A错误； B．由知“羲和号”绕太阳运行的轨道半径小于地球绕太阳运动的轨道半径，可知“羲和号”绕太阳运行的线速度小于地球绕太阳运行的线速度，B错误； C．由知“羲和号”绕太阳运行的向心加速度小于地球绕太阳运行的向心加速度，C错误； D．由有，知，又，故，D正确。 故选D。 4. 2024年12月29日，CR450动车组成功下线，CR450动车组为4动4拖8节编组，总质量为m，平直轨道行驶中阻力恒为车重的k倍。列车启动时4台动力车全部工作，总额定功率为P0，当速度达到时，为节能运行，控制系统自动切换为仅2台动力车工作，功率减为，最终列车加速到匀速速度，。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B. 从4台动力车切换为2台动力车的瞬间速度变为 C. 切换前后的瞬间加速度之比为6:1 D. 切换前后动车组加速时间之比为2:3 【答案】C 【解析】 【详解】A．列车功率满足 行驶中受到的阻力 最终匀速行驶时功率为，速度为，有 结合 解得，故A错误； B．速度是状态量，列车切换功率瞬间速度不会突变，仍为，故B错误； C．切换前瞬间，牵引力 加速度 代入 解得 切换后瞬间，牵引力 加速度 代入 解得 故，故C正确； D．切换前后，动车组均为变加速运动，根据动能定理有， 因两段位移、未知，无法求出时间之比，故D错误。 故选C。 5. 中国品牌张雪机车的820RR-RS赛车在WSBK葡萄牙站夺冠，实现了中国品牌在该顶级赛事中“零的突破”。其搭载的直列三缸四冲程内燃机工作原理简化如图所示，活塞的上止点（活塞在最上端）与下止点（活塞在最下端）间的距离为2a，活塞在汽缸中做往复运动，连杆AB带动曲轴OB绕O点转动。若当AB与竖直方向的夹角为α、AB与BO的夹角为β时，曲轴OB绕转轴O转动的角速度大小为ω，则此时活塞的瞬时速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，OB的长度为a，则B点的线速度大小为 设活塞的速度大小为v，根据关联速度可得 联立解得 故选B。 6. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，长为的轻质细绳一端拴接一可视为质点的小球，另一端固定于斜面上的点。小球在最低点A处获得一瞬时冲量，恰好能在斜面上做完整的圆周运动。在同一水平高度，连线与连线垂直，重力加速度为，则小球运动到C处时加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球经过B点时有 小球由B点运动到C点的过程，根据动能定理有 联立解得 小球经过C点时，向心加速度为 切向加速度为 小球运动到C处时加速度大小为 故选C。 7. 如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在静电力作用下沿AB运动到B点，其速度-时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的电场强度大小相比 B. A、B两点的电势相比φA>φB C. 电子在A、B两点的电势能大小相比 D. 电子由A点运动到B点的过程中，静电力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示加速度，由图乙可知，电子从A到B，加速度逐渐减小。电子仅受静电力作用，由牛顿第二定律，得 可知加速度减小说明电场强度逐渐减小，因此，故A错误； B．电子从A到B速度减小，说明静电力方向与运动方向相反，电子带负电，电场强度方向与负电荷受力方向相反，因此电场强度方向沿。沿电场线方向电势降低，故，故B正确； CD．电子由A点运动到B点的过程中，速度减小，动能减小，电子仅受静电力作用，由动能定理，可知静电力做负功，则电势能增大，即，故CD错误。 故选B。 8. 如图所示，靠在一起的M、N两转盘靠摩擦传动，两盘均绕过圆心的竖直轴转动，M盘的半径为r，N盘的半径R=2r，A为M盘边缘上的一点，B、C为N盘直径的两个端点。当O′、A、B、C共线时，从O′的正上方P点以初速度v0沿O′O方向水平抛出一小球，小球落至圆盘C点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 若M盘转动角速度，则小球抛出时到O′的高度 B. 若小球抛出时到O′的高度为，则M盘转动的角速度必为 C. 小球若能落至C点，则只要M盘转动角速度满足（n=1，2，3…） D. 只要小球抛出时到O′的高度恰当，小球就一定落至C点 【答案】A 【解析】 【详解】M盘、N盘轮子边缘各点线速度相等，由可知，若M盘角速度为，则N盘角速度为，故N盘的周期为 设小球经过时间t落到圆盘上的C点。若落在C点时，各点顺序为，则有 （n=1，2，3…） 联立可得 （n=1，2，3…）， 若落在C点时，各点顺序为，则有 （n=1，2，3…） 联立可得 （n=1，2，3…）， A．由上述分析可知，若落在C点时，各点顺序为，则，下落高度一定为 角速度需满足 （n=1，2，3…） 当时 故A正确； B．若下落高度为 则可以确定小球落在C点时，各点顺序为。此时角速度满足 （n=1，2，3…） 故不一定必为，B错误； C．由上述分析可知，只要M盘转动角速度满足（n=1，2，3…）或者（n=1，2，3…），小球都可以落至C点，C错误； D．由上述分析可知，能否落在C点除与高度有关，还与初速度有关，D错误。 故选A。 二、多选题（每题4分，共16分） 9. 如图所示，在地面上Q点正上方P点处以大小为的初速度斜向下抛出一个小球甲，与竖直方向夹角为，同时在Q点以大小为的初速度斜向上抛出一个小球乙，与水平方向的夹角，且。若两球速度大小相等时相遇，不计空气阻力，则P点离地面的高度h及夹角满足的条件正确的是（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．甲球做斜下抛运动，乙球做斜上抛运动，要使两球在空中相遇，则水平方向速度相同，即 其中，得，故A错误，B正确； CD．两球速度大小相等时相遇，两球水平方向速度相同，根据速度合成可知两球的竖直方向速度大小相等，则有 距离关系为 联立解得，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆，这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄漏，为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器A板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 该带电油滴带负电 B. B板下移，油滴将继续保持静止状态 C. 减小极板间的正对面积，P点的电势升高 D. 两板间插入人造蓝宝石的过程中，电路中有电流 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．油滴受重力和电场力的作用，处于平衡状态，重力方向竖直向下，电场力方向竖直向上，A板带正电荷，因此该带电油滴带负电，A项正确； B．B板下移，d增大，由可知，电容减小，由Q=CU可知，Q减小，由于二极管具有单向导电性，电容器不会放电，则Q不变，由 可得，则电场强度不变，电场力不变，油滴将继续保持静止状态，B项正确； C．减小极板间的正对面积，同样Q不变，由可知，E增大，由U=Ed可知，A板与P点之间的电势差增大，A板接地，电势始终为0，因此P点的电势降低，C项错误； D．两板间插入人造蓝宝石，增大，由可知，电容增大，此时电容器的电荷量增大，电源为电容器充电，电路中有电流，D项正确。 故选ABD。 11. 如图所示，光滑细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动，O点位于水平地面上。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。已知细杆长度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角α始终为60°，弹簧原长，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10rad/s B. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10πrad/s C. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.2m D. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.3m 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对圆环受力分析，由牛顿第二定律得，水平方向 竖直方向 代入已知条件 解得，故A正确，B错误； CD．剪断弹簧后圆环做平抛运动，点高度 竖直方向 解得下落时间 平抛初速度 切线方向位移 落地点到点的距离 其中 代入得，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 静电透镜是电子显微镜中的核心部件，利用非均匀电场聚焦电子束。一种电子透镜的电场分布如图所示（截取其中一部分），虚线为等差等势面，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，、、是轨迹上的三点，若点电势为，点电势为，到达点的动能为。则下列说法中正确的是（　　） A. 电子在点的动能为 B. 电子在点的加速度比在点的加速度小 C. 电子从点运动到点的过程中，电场力做功为 D. 电子从点运动到点的过程中，动能一直减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．虚线为等差等势面，题中，，则相邻等势面电势差为2 V，可知，电子仅受电场力，动能与电势能之和不变，则有 其中， 解得，故A错误； B．等差等势面越密集，场强越大。由图可知c点等势面比b点更密，故，加速度，因此电子在b点加速度比c点小，故B正确； C．电子从a点运动到b点的过程中，电势能增加 电场力做功为，故C错误； D．电子从点运动到点的过程中，电势能逐渐增大，则动能一直减小，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有：电源E（8V）、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。 （1）在图甲所示的电路图中，传感器B为____（选填“电流”或“电压”）传感器。 （2）将开关S接1给电容器充电，充电完成后将开关S接2，电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化的U−t图像可能为____，（选填图“乙”或“丙”）。 （3）电容器放电时的I−t图像如图丁所示，已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量，通过计算得到该电容器电容为____μF。（结果保留3位有效数字） 【答案】（1）电压 （2）图丙 （3） 【解析】 【小问1详解】 由电路图可知，传感器并联在电路两端，电压传感器并联接入电路，电流传感器串联接入电路，因此为电压传感器。 【小问2详解】 电容器放电过程中，两端电压按指数规律从初始最大值逐渐减小到，电压下降速率逐渐变慢，因此放电的图像符合图丙。 【小问3详解】 图像与坐标轴围成的面积表示总电荷量。由图丁读数可知，一个格子对应的电流分度值为，时间分度值为，那么一个格子表示电荷量为 数格子估算面积可得，总电荷量 电容器充电后电压等于电源电动势 由电容定义式得 14. 如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔。其中O点为抛出点，标记为，其他点依次标记为。 （1）为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A. 测量圆弧轨道的半径R B. 用水平仪校准轨道末端切线水平 C. 调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D. 保证小球每次从轨道同一高度释放 （2）如果竖直方向为自由落体运动，并测量出“”“”及“”，其中为第n点到O点的竖直距离，为第n点到O点的水平距离，为第n点到O点的直线距离），则重力加速度g的表达式为______（用所测物理量和、n表示）。 （3）在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A. 轨道末端切线略微向上倾斜 B. 小球释放点低于预定位置 C. 实验时位移传感器数据中略大于0.02s （4）经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度______m/s（重力加速度g取）。 【答案】（1）B （2） （3）A （4）1 【解析】 【小问1详解】 平抛运动要求初速度水平，需用水平仪校准轨道末端切线水平；半径、轨道高度、释放位置不直接影响“平抛”的前提条件。 故选B。 【小问2详解】 竖直方向做自由落体运动，有 解得 故需测量 【小问3详解】 A．末端向上倾斜会使小球获得竖直向上的初速度，导致yn偏小，由可知，g偏小，故A正确； B．小球释放点低于预定位置，不影响g的测量，故B错误； C．实验时间∆t略大，导致yn偏大，会使g偏大，故C错误。 故选A。 【小问4详解】 平抛运动中，水平方向位移 竖直方向位移 联立得 故斜率 由图像数据解得 四、解答题（共46分） 15. 如图，水平天花板下固定一半径为的半圆形光滑竖直轨道AB，AB为竖直直径。一可视为质点的小球从最低点A以一定的初速度沿轨道上滑，恰好能经过最高点B。在B点右侧水平距离处有一个直径为d的竖直圆柱筒，圆柱筒左侧有两个在同一竖直线上的小孔C和D，小孔C和D的高度差为，圆柱筒正在以一定角速度绕其轴线逆时针（俯视）匀速旋转，小球通过B点后恰好能与圆柱筒无接触地穿过C、D两个小孔。小球与圆柱筒上下底面的圆心在同一竖直平面内，重力加速度大小取。求： （1）小球到达半圆形轨道最高点B时的速度大小v； （2）圆柱筒的直径d； （3）圆柱筒旋转的角速度可能的值。 【答案】（1）6m/s （2）3m （3） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好能经过最高点B，说明在B点时，小球仅受重力作用，且重力提供向心力。根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 小球从B点飞出后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。设小球从B点运动到C孔的时间为t，水平方向有 代入已知数据 竖直方向上，小球下落的高度为 因此，小球到达C孔时，相对于B点下降了1.25m，接下来，设小球从B点运动到D孔的时间为，竖直方向上，小球下落的高度为 根据自由落体运动公式 解得 水平方向上，小球从B点运动到D孔的水平位移为 圆柱筒的直径d为小球从B点运动到D孔的水平位移与从B点运动到C孔的水平位移之差 【小问3详解】 小球从B点运动到C孔的时间为0.5s，运动到D孔的时间为1s。因此，小球从C孔运动到D孔的时间为 圆柱筒逆时针旋转，小球从C孔运动到D孔的时间为圆柱筒旋转半周的时间，即 解得 然而，圆柱筒可能在小球从C孔运动到D孔的过程中旋转多圈，因此角速度的可能值为 16. 如图，用一长L=20cm不可伸长的绝缘轻绳将一带电小球悬挂于O点，小球质量m=1.0×10-3kg，施加一范围足够大水平向右的匀强电场，场强大小E=3.0×105N/C，平衡时小球静止于A点，此时轻绳与竖直方向夹角θ=37°。现将小球拉到O点正下方B点由静止释放。带电小球可视为质点，g =10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）小球所带电荷电性和电荷量q； （2）小球经过A点时的绳子拉力大小F； （3）当小球第一次运动到A点时立即剪断轻绳，小球运动到与A点等高处时与A点的水平距离x。 【答案】（1）带正电， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 平衡时小球静止于A点，受电场力、重力和绳子拉力平衡，可知小球受电场力向右，与场强方向相同，可知小球带正电。根据平衡条件有 解得电荷量 【小问2详解】 B点由静止释放到A点，根据动能定理有 解得 等效重力大小为，且方向沿，在A点有 解得绳子拉力大小 【小问3详解】 第一次运动到A点时立即剪断轻绳，小球水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向有 解得运动到与A点等高处的时间为 水平方向有 解得水平加速度为 运动到与A点等高处时与A点的水平距离为 解得 17. 如图所示，传送带AB长为，与水平面的倾角为，传送带以逆时针匀速转动，现将一质量为的小物块P从传送带上端A处无初速度释放，物块与传送带之间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度大小取，（，）求： （1）物块P从A点到达B点的时间t； （2）物块P从A点到达B点的过程中与传送带之间因摩擦产生的热量； （3）物块P从A到B下滑过程中对传送带做的总功。 【答案】（1）1.2s （2）0.48J （3）0.64J 【解析】 【小问1详解】 物块P刚放到传送带上，根据牛顿第二定律 解得 加速度到共速的时间 共速后，根据牛顿第二定律 解得 之后继续做匀加速运动，有 解得 物块P从A点到达B点的时间 【小问2详解】 物块在第一个过程与传送带的相对位移 物块在第二个过程与传送带的相对位移 产生的热量为 【小问3详解】 物块P对传送带做的功 物块P对传送带做的功 物块P从A到B下滑过程中对传送带做的总功 18. 如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一圆心角为的光滑圆弧轨道AB和光滑圆形轨道CD，固定在粗糙的水平地面上，半径均为R且两轨道分别与水平面相切于B、C两点。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入圆弧轨道，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面BC运动，从C点进入光滑竖直圆轨道。已知，BC距离，，，。 （1）求水平台面的高度h； （2）求物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）为了让物块能从C点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则B、C间的摩擦因数μ应满足什么条件？ 【答案】（1）0.55m （2）128N （3）或 【解析】 【小问1详解】 剪断细线，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑圆弧轨道上，则有 解得 则台面到A点的高度为 代入数值得 水平台面的高度为 代入数值得 【小问2详解】 物块从离开水平台面到经过B点过程，根据动能定理可得 解得 物块经过B点时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，物块经过B点时对圆轨道的压力大小 【小问3详解】 设物体刚好能到达C点，从B到C的过程，根据动能定理可得 解得 从B到C后刚好到达圆心等高处，根据动能定理可得 解得 恰好经过最高点D，根据牛顿第二定律 从B到C后刚好到最高点D，根据动能定理可得 联立解得 为了让物块能从C点进入圆轨道且不脱离轨道，则B、C间的摩擦因数应满足或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $