（2019）新人教版高中物理高一必修第二册物理期末模拟测试（二）（含解析）.rar

20202021 学年第二学期期末模拟测试（二）学年第二学期期末模拟测试（二）高一物理高一物理注意事项：1本试题满分100 分，考试时间75 分钟；2答题前务必将自己的姓名、考试号等内容填写在答题卡的规定处；3请将答案填写在答题卡相应的区域内，考试结束时只交答题卡；4未作特殊说明时，g 取 10m/s2一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 11 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 33 分。每小题只有一个选分。每小题只有一个选项符合题意。项符合题意。1卡文迪许比较准确测定了引力常量的数值在国际单位制中，引力常量的单位是（）ANkg2BNm2CNkg2/m2 DNm2/kg228.近年来，自然灾害在世界各地频频发生，给人类带来巨大损失。科学家们对其中地震、海啸的研究结果表明，地球的自转将因此缓慢变快。下列说法正确的是()A. “天宫一号”飞行器的高度要略调高一点B. 地球赤道上物体的重力会略变大C. 地球同步卫星的高度要略调低一点D. 地球的第一宇宙速度将略变小3自行车的大齿轮小齿轮后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示在自行车行驶过程中（）A大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比D大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比4某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯在升降过程中的情况，下图所示是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况 竖直向上为正方向，已(知电梯轿厢和乘客的总质量为，取根据图象提供的信息，可以判断下列800kgg = 10m/s2).说法中正确的是 ( )A. 在内，电梯加速上升，该同学处于失重状态05sB. 在内，钢缆对电梯做正功1020sC. 在内，电梯上升的位移为 20m1020sD. 在内，电梯 包括乘客 的重力做功为2025s()4 104J2021.065如图所示，有一带电量为的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为 2d，到带电薄板+ + 的垂线通过板的圆心若图中 a 点处的电场强度为零，则图中 b 点处的电场强度大小是 ( ) A. B. 92+ 2922C. 0 D. 26如图，A、B、C 三点在同一直线上，AB=BC，在 A 处固定一电荷量为 Q 的点电荷当在 B 处放一电荷量为 q 的点电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 B 处电倚，在 C 处放电荷量为 2q 的点电荷，其所受电场力大小为（）A B CF D2F7金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A，B，C，D 为电场中的四个点，则 ()A. B，D 两点的电势相等B. B 点的电场强度比 D 点的大C. 负电荷在 C 点的电势能低于在 A 点的电势能D. 正电荷由 D 点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到 B 点8质量分别为 M 和 m 的两个小球，分别用长 2l 和 l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为 M 和 m 的小球悬线与竖直方向夹角分别为 和 ，如图所示，则()A. B. =2 = 2C. D. =2 = 9如图所示，倾角为 30的光滑斜面上有一个质量为 1Kg 的物块，收到一个与斜面平行的大小为 5N 的外力 F 左右，从 A 点由静止开始运动，下滑 30cm 后再 B 点与放置在斜面底部的轻弹簧接触并立刻撤去外力 F，物块压缩弹簧最短至 C 点，然后原路返回，已知 BC间的距离为 20cm，g 取 10m/s2，下列说法中正确的是（）A 物块经弹簧反弹后恰好可以回到 A 点B 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，克服弹簧的弹力做功为 4JC 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，能达到的最大动能为 3JD 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，物块与弹簧构成的系统机械能守恒10如图所示，a、b、c 三个相同的小球，a 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时 b、c 从同一高度分别开始自由下落和平抛下列说法正确的有（）A重力做功大小相等B运动过程中的重力平均功率相等C它们的末动能相同D它们落地时重力的瞬时功率相等11如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为 1102C 的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由 A 点移到 B 点，动能损失了 0.1J，若A 点电势为10V，则下列说法不正确的是（ ）AB 点电势为零B电场线方向向左C电荷运动的轨迹可能是图中曲线 aD电荷运动的轨迹可能是图中曲线 b二、简答题：本题共二、简答题：本题共 2 小题，共小题，共 18 分。分。 把答案填在答题卡相应的横线上或按把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。题目要求作答。 12 （12 分） （1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：A铁架台 B打点计时器 C复写纸 D纸带 E低压交流电源F天平 G秒表 H导线 I开关 K米尺 J重锤在该实验中：上述器材不必要的是 （只填字母代号）（2）关于这一实验，下列说法中正确的是 A重物应选用密度小的物体B两个限位孔应在同一竖直线上C实验中必须测出重锤的质量D应先释放纸带，后接通电源（3）若质量 m=1kg 的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图 1 所示，O 为第一个点，ABC 为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为 0.02s，长度单位是 cm，取g=9.8m/s2，求从点 O 到打下计数点 B 的过程中，物体重力势能的减少量Ep= J，动能的增加量Ek= J（结果均保留两位有效数字） （4）小明在实验中，经多次测量发现，重锤减小的重力势能总是略 重锤增加的动能（填“大于” “小于”） ，这是由于 误差造成的（填“系统” “偶然”） （5）小明认为，在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒小明用（3）中数据画 v2h 图象（如图 2） ，图线的斜率为 k，则所测得当地重力加速度为 13.（6 分）为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 AB 是固定在竖直转轴上的水平凹 = 2OO槽，A 端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B 端固定一宽度为 d 的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤：测出挡光片与转轴的距离为 L；将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为 r；使凹槽 AB 绕转轴匀速转动；OO记录下此时压力传感器示数 F 和挡光时间。t小钢球转动的角速度_ 用 L、d、表示 ；(1) =(t)若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出_，若该(2)物理量用字母 x 表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为_用 L、d、F、r、x 表示(t)三、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答三、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14 （9 分）一个质量为 4kg 的小球从 45m 高处由静止开始下落，不计空气阻力，取g=10m/s2，试求：（1）小球落地时的动能 Ek；（2）前 2 秒内重力做功的平均功率 P1；（3）第 1.5 秒末重力做功的瞬时功率 P215 （9 分）游乐场里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空，绳到转轴的距离为 r秋千匀速转动时，钢丝绳与竖直方向成某一角度 ，其简化模型如图所示已知钢丝绳的长度为 l，座椅质量为 m，试求：（1）钢丝绳所受拉力 F 的大小；（2）秋千匀速转动的角速度 ；（3）若要使钢丝绳与竖直方向的夹角 增大，可采取哪些方法？（只要答对一种即可）16 （15）如图所示，两组平行带电金属板，一组竖直放置，两板间所加电压为 U0，另一组水平放置，板长为 L，两板间的距离为 d，有一个质量为 m，带电荷量为+q 微粒，从紧靠竖直板上的 A 点由静止释放后，经 B 点进入水平金属板并从两板间射出B 点位于两水平金属板的正中间，微粒所受重力忽略不计，求：该微粒通过 B 点时的速度大小该微粒通过水平金属板的时间为使该微粒从两极板射出时的动能最大，加在水平金属板间的电压 U 应为多大？17 （16 分）如图所示，四分之一光滑的竖直绝缘圆轨道 AB 与水平绝缘轨道 BC 固定在同一竖直面内圆轨道半径为 R，圆心 O 点和 B 点所在竖直线的右侧空间存在着平行于轨道BC 向右的匀强电场现有一质量为 m电荷量为q 的小物块，从水平轨道上的 P 点处由静止释放，P 点到 B 点的距离为 2R，物块经过 B 点恰好滑到 A 点已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为 =0.5，不计空气阻力，重力加速度为 g，求：（1）匀强电场的场强 E；（2）物块第二次经过 B 点时对轨道的压力 FN；（3）物块第四次经过 B 点向右运动的距离 x2与物块第二次经过 B 向右运动的距离 x1之比20202021 学年第二学期期末模拟测试（二）学年第二学期期末模拟测试（二）高一物理高一物理注意事项：1本试题满分100 分，考试时间75 分钟；2答题前务必将自己的姓名、考试号等内容填写在答题卡的规定处；3请将答案填写在答题卡相应的区域内，考试结束时只交答题卡；4未作特殊说明时，g 取 10m/s2一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 11 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 33 分。每小题只有一个选分。每小题只有一个选项符合题意。项符合题意。1卡文迪许比较准确测定了引力常量的数值在国际单位制中，引力常量的单位是（）ANkg2BNm2CNkg2/m2DNm2/kg2【分析】根据万有引力定律 F=G，由质量、距离和力三个量的单位推导出引力常量G 的单位【解答】解：在万有引力定律 F=G公式中，质量 m 的单位为 kg，距离 r 的单位为m，引力 F 的单位为 N，由公式推导得出，G 的单位为 Nm2/kg2故选：D28.近年来，自然灾害在世界各地频频发生，给人类带来巨大损失。科学家们对其中地震、海啸的研究结果表明，地球的自转将因此缓慢变快。下列说法正确的是()A. “天宫一号”飞行器的高度要略调高一点B. 地球赤道上物体的重力会略变大C. 地球同步卫星的高度要略调低一点D. 地球的第一宇宙速度将略变小【答案】C【分析】地球自转变快，即地球自转的周期变小，根据向心力公式知道在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而万有引力的大小不变，对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期，由开普勒第三定律可以得出卫星的高度的变化。本题是信息题，我们要从题目中找出与所求解问题相关的物理信息，再根据物理知识解答。【解析】A.“天宫一号”飞行器的向心力由地球的万有引力提供，其高度与地球的自转快慢无关，故 A 错误；2021.06B.地球自转快了，则地球自转的周期变小对于赤道上的物体来说，由于地球自转的周期变小，在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而“向心力”等于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力”，万有引力的大小不变，所以必然是地面对物体的支持力减小，地面对物体的支持力大小等于物体受到的“重力”，所以是物体的“重力”减小了，故 B 错误；C.对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期，地球自转的周期 T 变小了，由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径 R 减小，卫星的高度要减小些，故 C 正确；R3T2= kD.地球的第一宇宙速度，R 是地球的半径，可知 v 与地球自转的速度无关，故 D 错v = gR误。故选 C。3自行车的大齿轮小齿轮后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示在自行车行驶过程中（）A大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比D大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比【分析】自行车的链条不打滑，A 与 B 的线速度大小相等，B 与 C 绕同一转轴转动，角速度相等由 v=r 研究 A 与 B 角速度的关系由向心加速度公式 an=，分别研究A 与 B 和 B 与 C 的向心加速度的关系【解答】解：A、自行车的链条不打滑，大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大小相等，故 A 错误；B、后轮边缘点比小齿轮边缘点属于绕同一转轴转动，角速度相等故 B 错误；C、轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等，由公式 an=2r 得，向心加速度与半径成正比，故 C 正确；D、大齿轮边缘点与小齿轮边缘点，线速度大小相等，由公式 an=可知，向心加速度与半径成反比，故 D 错误故选：C4某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯在升降过程中的情况，下图所示是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况 竖直向上为正方向，已(知电梯轿厢和乘客的总质量为，取根据图象提供的信息，可以判断下列800kgg = 10m/s2).说法中正确的是 ( )A. 在内，电梯加速上升，该同学处于失重状态05sB. 在内，钢缆对电梯做正功1020sC. 在内，电梯上升的位移为 20m1020sD. 在内，电梯 包括乘客 的重力做功为2025s()4 104J【答案】B【分析】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度，围成面积表示位移求解电梯上升的位移；根据图象求出加速度，当人有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当人有向下的加速度时，此时人就处于失重状态；功的正负由力和位移的夹角决定；重力做功大小由计算。W = mg本题考查超失重现象的理解，位移和功的计算，关键是充分利用速度时间图象，直线的斜率表示加速度，围成面积表示位移。【解析】A.在内，从速度时间图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，0 5s此时人处于超重状态，故 A 错误；B.由图象可知，内电梯还处于上升阶段，钢缆对电梯的力向上，则钢缆对电梯做10s 20s正功，故 B 正确；C.在内，从速度时间图象可知电梯上升的位移为：，故 C 错误；10s 20sx =2 102m = 10mD.在内，从速度时间图象可知电梯向下运动的位移为：，则电梯20 25s =1 52m = 2.5m包括乘客 的重力做功为，故 D 错误。()W = mg= 800 10 2.5J = 2 104J故选 B。5如图所示，有一带电量为的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为 2d，到带电薄板+ + 的垂线通过板的圆心若图中 a 点处的电场强度为零，则图中 b 点处的电场强度大小是 ( ) A. B. 92+ 2922C. 0 D. 2【答案】A【分析】本题考查电场的叠加，关键要抓住带电薄板产生的电场的对称性据题，a 点处的电场强度为零，与带电薄板在 a 点产生的场强大小相等，方向相反根据在 a 处+ q+ q产生的场强大小，得到带电薄板在 a 点产生的场强大小；根据对称性，确定带电薄板在 b点产生的场强大小再根据叠加原理求解 b 点处的电场强度大小。【解析】在 a 处产生的场强大小为，方向水平向左。据题，a 点处的电场强度为+ qE = kqd2零，与带电薄板在 a 点产生的场强大小相等，方向相反，则带电薄板在 a 点产生的场+ q强大小为，方向水平向右。根据对称性可知，带电薄板在 b 点产生的场强大小为E = kqd2，方向水平向左。在 b 处产生的场强大小为，方向水平向左，则 b 点处E = kqd2+ qE = kq(3d)2的电场强度大小是。Eb= kq9d2+ kqd2故选：A。6如图，A、B、C 三点在同一直线上，AB=BC，在 A 处固定一电荷量为 Q 的点电荷当在 B 处放一电荷量为 q 的点电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 B 处电倚，在 C处放电荷量为 2q 的点电荷，其所受电场力大小为（）A B CF D2F【分析】首先确定电荷量为 2q 的点电荷在 C 处所受的电场力方向与 F 方向的关系，再根据库仑定律得到 F 与 AB 的关系，即可求出 2q 的点电荷所受电场力【解答】解：根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，分析可知电荷量为 2q 的点电荷在 C 处所受的电场力方向与 F 方向相同设 AB=r，则有 BC=r则有：F=k 故电荷量为 2q 的点电荷在 C 处所受电场力为：FC=k=故 B 正确、ACD 错误故选：B7金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A，B，C，D 为电场中的四个点，则 ()A. B，D 两点的电势相等B. B 点的电场强度比 D 点的大C. 负电荷在 C 点的电势能低于在 A 点的电势能D. 正电荷由 D 点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到 B点【答案】C【分析】该题要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示场强的大小，顺着电场线电势逐渐降低，难度不大，属于基础题。【解析】A.沿着电场线电势逐渐降低，由图看出，D 点电势比 B 点电势高，故 A 错误；B.电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知，B 点的电场强度比 D 点的小，故 B 错误；C.沿着电场线电势逐渐降低，由图看出，C 点电势比 A 点电势高，所以负电荷在 C 点的电势能低于在 A 点的电势能， 故 C 正确；D.正电荷由 D 点静止释放，受电场力方向沿曲线的切线方向，所以运动的轨迹不会沿电场线的方向，故 D 错误。故选 C。8质量分别为 M 和 m 的两个小球，分别用长 2l 和 l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为 M 和 m 的小球悬线与竖直方向夹角分别为 和 ，如图所示，则()A. B. C. D. =2 = 2 =2 = 【答案】A【分析】本题是圆锥摆类型，关键要抓住两球的角速度，分析向心力来源，再由牛顿第二定律解答。当转轴稳定转动时，两球均在水平面内做匀速圆周运动，角速度相等，都由重力和轻绳的拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列式求解。【解析】设转轴稳定转动时角速度为 ，根据牛顿第二定律得：对于 M： = 2 2 对于 m： = 2 联立解得：； =2故 A 正确，BCD 错误。故选 A。9如图所示，倾角为 30的光滑斜面上有一个质量为 1Kg 的物块，收到一个与斜面平行的大小为 5N 的外力 F 左右，从 A 点由静止开始运动，下滑 30cm 后再 B 点与放置在斜面底部的轻弹簧接触并立刻撤去外力 F，物块压缩弹簧最短至 C 点，然后原路返回，已知 BC间的距离为 20cm，g 取 10m/s2，下列说法中正确的是（） A 物块经弹簧反弹后恰好可以回到 A 点 B 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，克服弹簧的弹力做功为 4J C 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，能达到的最大动能为 3J D 物块从 A 点到 C 点的运动过程中，物块与弹簧构成的系统机械能守恒分析： 通过分析小球的受力情况，来分析其运动情况，确定速度的变化，由功能关系分析，分析时要抓住弹簧的弹力与压缩量成正比解答： 解：A、下滑的过程中拉力 F 做功，系统的机械能增大，所以物块经弹簧反弹后恰好可以高于 A 点故 A 错误；B、物块从 A 点到 C 点的运动过程中，重力、拉力与弹簧的弹力做功，重力做功：J拉力做功：J，由于 A 点与 C 点的速度都是 0，所以：W弹=WGWF=2.51.5=4J，即克服弹簧的弹力做功为 4J故 B 正确；C、物体到达 B 时，拉力与重力做功：J，而经过 B 点后比较短的时间内由于重力沿斜面向下的分力大于弹簧的弹力所以物体要先做加速运动，一直到弹簧的弹力大于重力的分力，物体才做减速运动，所以物块从 A 点到 C 点的运动过程中，能达到的最大动能大于 3J故 C 错误；D、物块从 A 点到 C 点的运动过程中，由于拉力做正功，物块与弹簧构成的系统机械能不守恒故 D 错误故选：B点评： 解决本题的关键是分析小球的受力情况，判断其运动情况，是常见的问题10如图所示，a、b、c 三个相同的小球，a 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c 从同一高度分别开始自由下落和平抛下列说法正确的有（） A 重力做功大小相等 B 运动过程中的重力平均功率相等 C 它们的末动能相同 D 它们落地时重力的瞬时功率相等【分析】a 做的是匀变速直线运动，b 是自由落体运动，c 是平抛运动，根据它们各自的运动的特点可以分析运动的时间和末速度的情况，由功率的公式可以得出结论【解析】A、a、b、c 三个小球的初位置相同，它们的末位置也相同，由于重力做功只与物体的初末位置有关，所以三个球的重力做功相等，所以 A 正确B、由 A 的分析可知，三个球的重力做功相等，但是三个球得运动的时间并不相同，其中bc 的时间相同，a 的运动的时间要比 bc 的长，所以 a 的平均功率最小，所以运动过程中重力的平均功率不相等，所以 B 错误C、由动能定理可知，三个球的重力做功相等，它们的动能的变化相同，但是 c 是平抛的，所以 c 有初速度，故 c 的末动能要大，所以 C 错误D、三个球的重力相等，但是它们的竖直方向上的末速度不同，所以瞬时功率不可能相等，所以 D 错误故选：A【点评】在计算瞬时功率时，只能用 P=FV 来求解，用公式 P= 求得是平均功率的大小，在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择11如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为 1102C 的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由 A 点移到 B 点，动能损失了 0.1J，若 A 点电势为10V，则下列说法不正确的是（） A B 点电势为零 B 电场线方向向左 C 电荷运动的轨迹可能是图中曲线 a D 电荷运动的轨迹可能是图中曲线 b【分析】物体作曲线运动的条件：合外力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上，且合外力指向轨迹的内侧；正电荷所受电场力的方向与场强的方向相同；要求 B 点电势，需要知道 AB 之间的电势差 UAB=AB，而 UAB=；【解析】A、根据 WAB=qUAB=0.1J，故 UAB=10v，而 UAB=AB=10B=10，故 B=0故 A 正确B、由于该电荷从 A 点运动到 B 点，动能损失了 0.1J，故电场力做负功，所以该正电荷所受的电场力水平向左，由于电场力向左，而正电荷所受电场力的方向与电场线的方向相同，故电场线方向向左，故 B 正确；C、根据电场力指向轨迹的内侧，而电场力水平向左，故电荷运动的轨迹可能是图中曲 b，故 D 正确 C 错误；故选：ABD【点评】本题考查物体作曲线运动的条件：合外力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上，且合外力指向轨迹的内侧；正电荷所受电场力的方向与电场线的方向相同；电场力做功的公式 WAB=qUAB，动能定理，电势差的公式 UAB=AB本题难度不大，但综合性很强；在用公式 WAB=qUAB解题时要注意 q 和 UAB的正负号二、简答题：本题共二、简答题：本题共 2 小题，共小题，共 18 分。分。 把答案填在答题卡相应的横线上或按把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。题目要求作答。 12 （12 分） （1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：A铁架台 B打点计时器 C复写纸 D纸带 E低压交流电源F天平 G秒表 H导线 I开关 K米尺 J重锤在该实验中：上述器材不必要的是FG （只填字母代号）（2）关于这一实验，下列说法中正确的是BA重物应选用密度小的物体B两个限位孔应在同一竖直线上C实验中必须测出重锤的质量D应先释放纸带，后接通电源（3）若质量 m=1kg 的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图 1 所示，O 为第一个点，ABC 为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为 0.02s，长度单位是 cm，取g=9.8m/s2，求从点 O 到打下计数点 B 的过程中，物体重力势能的减少量Ep=0.48J，动能的增加量Ek=0.47J（结果均保留两位有效数字） （4）小明在实验中，经多次测量发现，重锤减小的重力势能总是略大于重锤增加的动能（填“大于” “小于”） ，这是由于系统误差造成的（填“系统” “偶然”） （5）小明认为，在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒小明用（3）中数据画 v2h 图象（如图 2） ，图线的斜率为 k，则所测得当地重力加速度为【分析】理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚； 根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，结合周期等于频率的倒数，即可求解；根据机械能守恒定律，结合 v2h 图象的斜率含义，即可求解【解答】解：（1）在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表重锤的质量可测可不测，故选：FG（2）A、为了让重物的运动接近自由落体，忽略阻力；重物应选择密度大体积小的物体；故 A 错误；B、手提纸带时使纸带保持竖直，与限位孔应在同一竖直线上，从而减小摩擦力，故 B 正确；C、实验中不要测出重锤的质量，因等式两边均有质量；故 C 错误；D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故 D 错误故选：B；（3）重力势能的减小量Ep=mgh=19.80.0486J0.48J，动能的增加量Ek=mvB2=1（0.97）20.47J（4）通过计算可知EpEk，因为纸带下落过程中存在摩擦阻力作用，这是系统误差造成的；（5）根据机械能守恒定律有：mgh=mv2，得：v2=2gh，故 v2h 图象是过原点的一条直线，13.（6 分）为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 AB 是固定在竖直转轴上的水平凹 = 2OO槽，A 端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B 端固定一宽度为 d 的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤：测出挡光片与转轴的距离为 L；将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为 r；使凹槽 AB 绕转轴匀速转动；OO记录下此时压力传感器示数 F 和挡光时间。t小钢球转动的角速度_ 用 L、d、表示 ；(1) =(t)若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出_，若该(2)物理量用字母 x 表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为_用 L、d、F、r、x 表示(t)【答案】 ；小钢球质量； 。(2)【解析】本题考查了验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系；此实验是对牛顿第二定律和向心加速度关系式的考察运用，要把牛顿第二定律和向心加速度关系式综合起来运用。有遮光片的宽度和挡光时间可求出遮光片的线速度，根据角速度与线速度的关系式即可(1)算出小球角速度；由牛顿第二定律可知需要测量的物理量以及需验证的关系式。(2)【解答】遮光片的线速度，遮光片的角速度，遮光片和小球角速度相同所以小球(1)v =dt =vL=dtL角速度； =dtL由牛顿第二定律可知，所以要测量小球加速度，还需测出小球质量。(2)F = maa =Fm因此，又因为：a =Fm=Fxa = 2r = (dLt)2r所以要验证的关系式：Fx= (dLt)2r故答案为： ；小钢球质量； 。(2)三、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答三、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14 （9 分）一个质量为 4kg 的小球从 45m 高处由静止开始下落，不计空气阻力，取g=10m/s2，试求：（1）小球落地时的动能 Ek；（2）前 2 秒内重力做功的平均功率 P1；（3）第 1.5 秒末重力做功的瞬时功率 P2【分析】 （1）根据机械能守恒求得物体落地时的动能（2）求出物体在自由下落 2s 内重力做的功，根据功率定义求出其平均功率；（3）求出第 1.5s 末物体的瞬时速度，再根据 P=Fv 求得其瞬时功率；【解答】解：（1）小球落地时的动能 Ek=mgh代入数据得 Ek=1800J（2）前 2 秒内重力做的功前 2 秒内重力做功的平均功率（3）第 1.5 秒末重力做功的瞬时功率 P2=mgv=mggt代入数据得 P2=600W答：（1）小球落地时的动能是 1800J；（2）前 2 秒内重力做功的平均功率是 400W；（3）第 1.5 秒末重力做功的瞬时功率是 600W15 （9 分）游乐场里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空，绳到转轴的距离为 r秋千匀速转动时，钢丝绳与竖直方向成某一角度 ，其简化模型如图所示已知钢丝绳的长度为 l，座椅质量为 m，试求：（1）钢丝绳所受拉力 F 的大小；（2）秋千匀速转动的角速度 ；（3）若要使钢丝绳与竖直方向的夹角 增大，可采取哪些方法？（只要答对一种即可）【分析】座椅做匀速圆周运动时，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律分判断【解答】 （1）根据平行四边形定则知，钢丝绳的拉力大小为：F=（2）座椅做匀速圆周运动的半径为：R=r+lsin，由 mgtan=m2R得：（3）增大转速（角速度）或增加钢丝绳的长度，可以增加绳子与竖直方向的夹角答：（1）钢丝绳所受的拉力大小为；（2）秋千匀速转动的角速度为；（3）增大转速（角速度）或增加钢丝绳的长度16 （15）如图所示，两组平行带电金属板，一组竖直放置，两板间所加电压为 U0，另一组水平放置，板长为 L，两板间的距离为 d，有一个质量为 m，带电荷量为+q 微粒，从紧靠竖直板上的 A 点由静止释放后，经 B 点进入水平金属板并从两板间射出B 点位于两水平金属板的正中间，微粒所受重力忽略不计，求：该微粒通过 B 点时的速度大小该微粒通过水平金属板的时间为使该微粒从两极板射出时的动能最大，加在水平金属板间的电压 U 应为多大？【分析】 微粒在加速电场中加速，由动能定理可以求出微粒的速度；微粒在偏转电场中做类平抛运动，由于类平抛运动规律分析答题【解析】微粒从 A 点到 B 点，由动能定理得：qU0= mvB20，解得：vB=；微粒通过水平金属板的过程中做匀速直线运动，由匀速运动的位移公式得：L=vBt，解得：t=L；为使微粒出射时的动能最大，要求微粒从极板边缘出射水平方向：L=vBt，竖直方向： = at2，由牛顿第二定律得：a=，解得：U=U0；答：该微粒通过 B 点时的速度大小为：；该微粒通过水平金属板的时间为：L；为使该微粒从两极板射出时的动量最大，加在水平金属板间的电压 U=U0【点评】：本题考查了微粒在电场中的运动，分析清楚其运动过程、由于动能定理、类平抛运动规律即可正确解题17 （16 分）如图所示，四分之一光滑的竖直绝缘圆轨道 AB 与水平绝缘轨道 BC 固定在同一竖直面内圆轨道半径为 R，圆心 O 点和 B 点所在竖直线的右侧空间存在着平行于轨道BC 向右的匀强电场现有一质量为 m电荷量为q 的小物块，从水平轨道上的 P 点处由静止释放，P 点到 B 点的距离为 2R，物块经过 B 点恰好滑到 A 点已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为 =0.5，不计空气阻力，重力加速度为 g，求：（1）匀强电场的场强 E；（2）物块第二次经过 B 点时对轨道的压力 FN；（3）物块第四次经过 B 点向右运动的距离 x2与物块第二次经过 B 向右运动的距离 x1之比【分析】 （1）物体从 P 到 A 的过程，由动能定理可求匀强电场的场强；（2）物体从 A 到 B 的过程，由动能定理求到 B 的速度，物体运动到 B 端时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二、三定律可求出带电体对圆弧轨道的压力；（3）全过程运用动能定理可求物块第四次经过 B 点向右运动的距离 x2与物块第二次经过B 向右运动的距离 x1之比【解答】解：（1）物体从 P 到 A 的过程，由动能定理得：Eq2Rmg2RmgR=0解得：（2）物体从 A 到 B 的过程，由动能定理得：在 B 点：联立解得：FN=3mg根据牛顿第三定律，物体对轨道的压力 FN=3mg，方向竖直向下； （3）全过程应用动能定理得：Eq（x1x2）mg（x1+x2）=0解得：答：（1）匀强电场的场强为；（2）物块第二次经过 B 点时对轨道的压力为 3mg，方向竖直向下；（3）物块第四次经过 B 点向右运动的距离 x2与物块第二次经过 B 向右运动的距离 x1之比为 1：3