金華十校2022-2023學(xué)年第二學(xué)期期末調(diào)研考試 高一物理解析

金華十校2022-2023學(xué)年第二學(xué)期期末調(diào)研考試

高一物理解析

一、單項(xiàng)選擇題（本題共16小題，每小題3分，共48分。每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一

個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）

1.下列說法正確的是（）

A.月地檢驗(yàn)結(jié)果證明了地面物體所受引力和天體間引力遵循相同的規(guī)律

B.牛頓對引力常量G進(jìn)行了準(zhǔn)確測定，并于1687年發(fā)表在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中

C.牛頓力學(xué)適用于高速運(yùn)動的物體，相對論適用于低速運(yùn)動的物體

D.開普勒行星運(yùn)動定律是開普勒在哥白尼留下的觀測記錄的基礎(chǔ)上整理和研究出來的

【答案】A

【詳解】A.月地檢驗(yàn)結(jié)果證明了地面物體所受引力和天體間引力遵循相同的規(guī)律，故A正確；

B.卡文迪許通過扭稱實(shí)驗(yàn)對引力常量G進(jìn)行了準(zhǔn)確測定，而《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是牛頓的傳世之作,

故B錯誤；

C.牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體，相對論適用于一切物體的運(yùn)動，故C錯誤；

D.開普勒行星運(yùn)動定律是開普勒在第谷留下的觀測記錄的基礎(chǔ)上整理和研究出來的，故D錯誤。

故選Ao

2.用絕緣柱支撐著貼有小金屬箔的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸，起初它們不帶電，貼在它們下部的并列

平行雙金屬箔是閉合的?，F(xiàn)將帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,發(fā)現(xiàn)A和B下部的金屬箔都張開一定的角

A.導(dǎo)體A和B內(nèi)部的電場強(qiáng)度都為0

B.導(dǎo)體A和B上的感應(yīng)電荷在A和B內(nèi)部產(chǎn)生的電場強(qiáng)度都為0

C.導(dǎo)體A和B下部的金屬箔均感應(yīng)出負(fù)電荷

D.如果用一根導(dǎo)線將導(dǎo)體A和B相連，則兩金屬箔都將閉合

【答案】A

【詳解】AB.當(dāng)導(dǎo)體AB達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)處處為0,但導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)

生的場強(qiáng)不為0,故A正確，B錯誤；

C.C帶正電荷，其靠近A時，A的下部產(chǎn)生的感應(yīng)電荷為負(fù)電荷，而B的下部為正電荷，故C錯誤；

D.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體為等勢體，如果用一根導(dǎo)線將導(dǎo)體A和B相連，無電荷流動，兩金屬箔無變

化，故D錯誤。

故選A0

3.人造地球衛(wèi)星發(fā)射的成功是人類偉大的創(chuàng)舉，標(biāo)志著人類已經(jīng)具備探索外太空的能力，你認(rèn)為下列四圖

中不可能是人造地球衛(wèi)星軌道的是（）

3

3

II

【答案】B

【分析】

【詳解】人造地球衛(wèi)星是由萬有引力提供向心力，讓其做圓周運(yùn)動，則它圓周軌道的圓心是地球的地心，

所以ACD正確，不符合題意；B錯誤，符合題意；

故選B,

4.如圖所示，實(shí)線為某一點(diǎn)電荷電場的部分電場線，虛線為某帶電粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，人

仇C是軌跡上的三個點(diǎn)，則（）

A.粒子一定帶負(fù)電

B,粒子一定是從。點(diǎn)運(yùn)動到人點(diǎn)

C.粒子在C點(diǎn)的加速度一定大于在6點(diǎn)的加速度

D.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于匕點(diǎn)的電場強(qiáng)度

【答案】C

【詳解】A.由合力的方向指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，可知粒子受力方向與電場方向一致，所以帶正電，故A

錯誤；

B.只知道曲線運(yùn)動軌跡不能判斷運(yùn)動方向，所以粒子運(yùn)動方向無法確定，故B錯誤；

C.由于C點(diǎn)電場線比。點(diǎn)電場線密，在電場中根據(jù)

a上一里

mm

可知c點(diǎn)場強(qiáng)大，粒子在C點(diǎn)受力大，加速度大，故C正確；

D.電場強(qiáng)度的大小與電場線的密集程度有關(guān)，故C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于〃點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故D錯誤。

故選C。

5.下列四幅圖所涉及的物理現(xiàn)象或原理，表述錯誤的是（）

A.甲圖中，該同學(xué)頭發(fā)蓬松散開的原因是同種電荷的排斥作用

B.乙圖為靜電除塵裝置的示意圖，帶負(fù)電的塵埃被收集在線狀負(fù)電極B上

C.丙圖中，燃?xì)庠钪须娮狱c(diǎn)火器點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電的原理

D.圖丁為靜電噴漆的示意圖，靜電噴漆時利用異種電荷相互吸引，使油漆與金屬表面在靜電引力作用下

噴涂更均勻

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)電荷之間相互作用力的規(guī)律同種電荷相互排斥，可知甲圖中，該同學(xué)頭發(fā)蓬松散開的原

因是同種電荷的排斥作用，故A正確，不符合題意；

B.在靜電除塵裝置，帶負(fù)電的塵埃所受電場力與電場強(qiáng)度方向相反，可知帶負(fù)電的塵埃被收集在塊狀正

電極A上，故B錯誤，符合題意；

C.燃?xì)庠钪械碾娮狱c(diǎn)火器前端制成尖銳的形狀，該裝置應(yīng)用了尖端放電的原理，故C正確，不符合題

意；

D.靜電噴漆過程是使微小的油漆液滴帶電，在電場力作用下，向金屬表面運(yùn)動，可知靜電噴漆時利用異

種電荷相互吸引，使油漆與金屬表面在靜電引力作用下噴涂更均勻，故D正確，不符合題意。

故選B。

6.室內(nèi)風(fēng)洞體驗(yàn)是模擬真實(shí)跳傘一種新型安全的極限運(yùn)動，這項(xiàng)“給你一個上天機(jī)會圓你飛行夢”的運(yùn)

動項(xiàng)目深受同學(xué)們的喜愛。如圖所示體驗(yàn)者在風(fēng)力作用下漂浮在半空。若減小風(fēng)力，體驗(yàn)者在加速下落過

程中（）

A.動能增加量大于重力勢能減少量

B.動能增加量等于重力勢能減少量

C.重力勢能減少量小于機(jī)械能減少量

D.重力勢能減少量大于機(jī)械能減少量

【答案】D

【分析】

【詳解】AB.體驗(yàn)者在加速下落過程中，根據(jù)動能定理

2

mgh-FwJi^mv

即動能增加量小于重力勢能減少量，選項(xiàng)AB錯誤;

CD.根據(jù)能量關(guān)系，機(jī)械能減小量等于克服風(fēng)力做功RM，則重力勢能減少量”?人大于克服風(fēng)力做功,

即重力勢能減少量大于機(jī)械能減少量，選項(xiàng)C錯誤，D正確。

故選D。

7.如圖所示，豎直絕緣墻上固定一帶電小球A,將質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為4的小球B用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛

在A的正上方C處，絲線BC長度為3A、C兩點(diǎn)間的距離為、/it。當(dāng)小球B靜止時，絲線與豎直方向

的夾角8=45。，帶電小球A、B可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。下列說法正確的是（)

A.兩小球一定帶異種電荷B.兩小球之間的距離為J5L

C.小球A的帶電荷量為屈莊

D.絲線對小球B的拉力為√5"zg

Ikq

【答案】C

【詳解】A.小球B保持靜止，由受力平衡知其受A的靜電力一定是排斥力，兩小球一定帶同種電荷，A錯

誤；

B.由題意可知

BC=ACcos45°

所以AB與BC垂直，兩小球之間的距離為

A8=ACsin450=L

故B錯誤；

D.對小球B進(jìn)行受力分析，由平衡條件得，絲線對小球B的拉力為

T∕∣<o五

T=mgcos45=----mg

故D錯誤:

C.兩小球之間的庫侖斥力為

√2

F=mgsin45o=mg

由f=Z當(dāng)可得，小球A的帶電荷量為

r

桓IngE

O-----------

Ikq

故C正確。

故選C。

8.2023年5月12H,我國第一艘改進(jìn)型國產(chǎn)貨運(yùn)飛船天舟六號將7.4噸物資送至“天和”核心艙進(jìn)行補(bǔ)

給。如圖，對接前天舟六號飛船在圓形軌道I運(yùn)行，核心艙在距地面高度40Okm的圓形軌道∏運(yùn)行。飛船

從軌道I加速到達(dá)軌道II與核心艙對接，對接后共同沿軌道∏運(yùn)行，則下列說法正確的是（）

核心艙

A.對接后飛船的運(yùn)行速度可能大于7.9km∕s

B.對接后核心艙的運(yùn)行周期將增大

C.考慮稀薄大氣阻力，需要啟動核心艙的動力裝置進(jìn)行能量補(bǔ)給

D.在軌道I運(yùn)行的飛船速度小于在軌道運(yùn)行的“天和”核心艙的速度

【答案】C

【詳解】A.7.9km∕s為第一宇宙速度，即近地衛(wèi)星速度，根據(jù)公式

對接后共同沿軌道II運(yùn)行，軌道半徑大于近地衛(wèi)星軌道半徑，所以對接后飛船的運(yùn)行速度小于7.9knVs,

故A錯誤；

B.根據(jù)公式

解得

可知周期與核心艙的質(zhì)量無關(guān)，所以對接后核心艙的運(yùn)行周期不變，故B錯誤；

C.對接后，由于稀薄大氣阻力，若無動力補(bǔ)充，核心艙將做近心運(yùn)動，故需要啟動核心艙的動力裝置進(jìn)

行能量補(bǔ)給，故C正確；

D.根據(jù)

CMmV

G—―-m—

r^r

可得

因

4＜弓

則有

?>V2

所以沿軌道I運(yùn)行的速度大于天和核心艙沿軌道II運(yùn)行的速度，故D錯誤。

故選C。

9.2022年1月22日，我國實(shí)踐21號衛(wèi)星（SJ-21）將一顆失效的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星從擁擠的地球同步軌道上拖

拽到了航天器稀少的更高的“墓地軌道”上。拖拽時，航天器先在P點(diǎn)加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道，而后在Q點(diǎn)加

速進(jìn)入墓地軌道。如圖所示，此舉標(biāo)志著航天器被動移位和太空垃圾處理新方式的成功執(zhí)行。在該過程中，

航天器（）

Q

墓地軌道

A.在墓地軌道上運(yùn)動的周期小于在轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)動的周期

B.在同步軌道上運(yùn)動角速度大于在墓地軌道上運(yùn)動的角速度

C.在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度大于在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的速度

D.在同步軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)開普勒第三定律有

型一

T2~

航天器在轉(zhuǎn)移軌道上的半長軸小于返回艙在墓地軌道上的軌道半徑，所以在轉(zhuǎn)移軌道上的運(yùn)動的周期小于

航天器在墓地軌道上運(yùn)動的周期，故A錯誤；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力有

由于同步軌道的半徑小于墓地軌道的半徑，則在同步軌道上運(yùn)動的角速度大于在墓地軌道上運(yùn)動的角速

度，故B正確；

C.根據(jù)開普勒第二定律可知，在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過。點(diǎn)的速度小于在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的速度，故C錯

誤；

D.根據(jù)牛頓第二定律可知

a-G-

r^

由于G、M、/?都相等，所以在同步軌道上經(jīng)過戶點(diǎn)的向心加速度等于在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的向心加速

度，故D錯誤。

故選Bo

10.如圖所示，質(zhì)量為50kg的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動，運(yùn)動過程中可將她的身體視為一根直棒。已知重

心在C點(diǎn)，〃、方分別為兩腳、兩手連線的中點(diǎn)，C點(diǎn)正下方的。點(diǎn)在加上，Oa,。匕距離分別為0.9m和

0.6mo若她在Imin內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m,重力加速度為g=10m/sz,則下

A.該運(yùn)動員Imin內(nèi)克服重力做功約為120J

B.該運(yùn)動員Imin內(nèi)克服重力做功約為600OJ

C.該運(yùn)動員Imin內(nèi)克服重力做功的功率為60W

D.該運(yùn)動員Imin內(nèi)克服重力做功的功率為IOOW

【答案】C

【詳解】AB.她完成一次動作重心下降的高度

0.9

h=X0.4m=0.24m

0.9+0.6

Imin內(nèi)克服重力做功為

W=mg?Λ?30=30×50×10×0.24=3600J

故AB錯誤;

CD.Imin內(nèi)克服重力做功的功率為

故C正確，D錯誤。

故選C。

11.如圖所示，輕桿的一端與小球相連，可繞。點(diǎn)在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，輕桿長0.5m,小球質(zhì)量為3.0kg,

可視為質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運(yùn)動，若小球通過軌道最低點(diǎn)4處的速度為v=6m∕s,重力加

速度為g=10m∕s2,則下列說法正確的是（）

b

n?

為「

A.通過軌道最高點(diǎn)b處的速度大小為2m∕s

B.“處小球受到桿的彈力方向豎直向上，大小為126N

C.b處小球受到桿的彈力方向豎直向上，大小為66N

D”處小球受到桿的彈力方向豎直向下，大小為66N

【答案】D

【詳解】A.小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程有

OTl21mv2

-mg?2L=-mvx~~

解得

v1=4m∕s

故A錯誤；

B.4處小球受到桿的彈力方向豎直向上，對小球分析有

2

Ta-mg=m-

解得

Ta=246N

故B錯誤;

CD.假設(shè)b處小球受到桿的彈力方向豎直向上，則有

mg-Th=m-

Th=-66N

表明〃處小球受到桿的彈力方向豎直向下，大小為66N,故C錯誤，D正確。

故選D。

12.如圖，場地自行車賽道設(shè)計成與水平面保持一定傾角，三位運(yùn)動員騎自行車在賽道轉(zhuǎn)彎處做勻速圓周

運(yùn)動，則下列說法正確的是（）

A.三位運(yùn)動員可能受重力、支持力、向心力的作用

B.若此時三位運(yùn)動員線速度大小相等，則他們所需要向心力的大小關(guān)系一定滿足以＜FB＜FC

C.若此時三位運(yùn)動員角速度相等，則他們的向心加速度大小關(guān)系滿足μ＞益＞/.

D.若運(yùn)動員突然加速，仍然可以保持原軌道做勻速圓周運(yùn)動，則自行車受到的支持力會減小

【答案】C

【分析】

【詳解】A.向心力是效果力，可以由單個力充當(dāng)，也可以由其它力的合力提供，或者由某個力的分力提

供，不是性質(zhì)力，因此，將運(yùn)動員和自行車看成整體后，整體應(yīng)受重力、支持力和摩擦力，故A錯誤；

B.由向心力公式

可知若此時三位運(yùn)動員線速度大小相等，但不知道運(yùn)動員的質(zhì)量大小，故不能比較向心力的大小，故B錯

誤；

C.由向心加速度公式

a=CO2R

可知若此時三位運(yùn)動員角速度相等，則他們的向心加速度大小關(guān)系滿足aA>aB>ac,故C正確；

D.若運(yùn)動員突然加速，仍然可以保持原軌道做勻速圓周運(yùn)動，則自行車的摩擦力增大來提供所需向心

力，運(yùn)動員和自行車在豎直方向上平衡，則有支持力在豎直方向的分力等于摩擦力豎直向下的分力和運(yùn)動

員和自行車的重力之和，運(yùn)動員和自行車的重力不變，摩擦力變大，則支持力在豎直方向的分力變大，所

以支持力變大，故D錯誤。

故選C。

13.2020年12月17日凌晨，嫦娥五號到月球“挖土”成功返回。作為中國復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的

航天系統(tǒng)工程，嫦娥五號任務(wù)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)重大突破，標(biāo)志著中國探月工程“繞、落、回”三步走規(guī)劃完美

收官。若探測器測得月球表面的重力加速度為g0,已知月球的半徑為R0,地球表面的重力加速度為g,

地球的半徑為凡忽略地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，引力常量為G,則（）

A.地球的質(zhì)量為g/??

B月球的平均密度為畸

C.月球的第一宇宙速度為go&

D.嫦娥五號在月球表面所受萬有引力與在地球表面所受萬有引力之比為3

go

【答案】B

【詳解】A.由

GM/

=mg

R2

可得質(zhì)量之比

gR2

M地=

G

故A錯誤:

B.由

/_3監(jiān)

P

%4砒

GMlim

=IngO

月球的平均密度為

P-3g。

0月47GRO

故B正確;

C.由

2

mv

哂

可得第一宇宙速度為

故C錯誤;

D.嫦娥五號在月球表面所受萬有引力與在地球表面所受萬有引力之比為

F月=mg0=go

月也mgg

故D錯誤。

故選B。

14.圖甲所示的救生緩降器是一種可使人沿繩緩慢下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一

次險情中，從離地面某高度處通過緩降器先勻加速運(yùn)動后勻減速運(yùn)動安全著陸，圖內(nèi)是工人運(yùn)動全過程

V—?的圖像。已知工人的質(zhì)量m=70kg,重力加速度為g=10m∕s2,則下列說法中正確的是（）

甲乙

A.發(fā)生險情處離地面的高度為90m

B.加速下滑時鋼絲繩對工人的拉力大小為420N

C.整個過程中工人重力做功為315OJ

D.r=4s時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為11970W

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)速度圖像的面積表示位移，則發(fā)生險情處離地面的高度為

X=L義5X18m=45m

2

故A錯誤；

B.根據(jù)速度圖像的斜率表示加速度，則有

?V1O.2W/2

a=——=—m∕s^^=6m∕s

△t3

根據(jù)牛頓第二定律有

mg-F-ma

解得

F=280N

故B錯誤；

C.整個過程中工人重力做功為

%=mg"=70xl0χ45J=31500J

故C錯誤；

D.r=4s時的加速度為

"十雜6=-96

根據(jù)牛頓第二定律有

mg-F'=met

解得

F=1330N

根據(jù)圖像可知r=4s時的速度為

V=9m∕s

尸4s時鋼絲繩對工人拉力的瞬時功率為

p=Fv=11970W

故D正確。

故選Do

15.如圖所示，輕質(zhì)細(xì)繩一端系著質(zhì)量M=Ikg的物體，靜止在水平平臺上，另一端通過光滑的小孔吊著質(zhì)

量〃7=O.5kg的物體，物體例與圓孔距離為r=0?5m,已知物體M和水平平臺間的動摩擦因素〃=0.4,

現(xiàn)使此平臺繞過小孔的中心軸線勻速轉(zhuǎn)動，取重力加速度大小g=IOm/S2,兩物體均可視為質(zhì)點(diǎn)，最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力。若物體M與水平平臺之間不發(fā)生相對滑動，則其轉(zhuǎn)動角速度可能是（）

C.3rad∕sD.5rad∕s

【答案】C

【詳解】/始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩的彈力大小等于"g,當(dāng)角速度達(dá)到最大值時有

mg+μMg=MdaXr

解得

母皿=3√2rad∕s

當(dāng)角速度達(dá)到最值時有

儂-μMg=Ma∕χ.nr

解得

綜M=√2rad∕s

可知，若物體M與水平平臺之間不發(fā)生相對滑動，則其轉(zhuǎn)動角速度

V2rad/s≤≤3?∕2rad/S

可知，在所給的數(shù)據(jù)中滿足要求的只有3rad∕s.

故選Co

16.位于河南鄭州古柏渡飛黃旅游區(qū)的滑沙場已被吉尼斯世界紀(jì)錄總部認(rèn)定為世界上落差最大的人工滑沙

場。如圖，在該滑沙場中傾角不同的兩個滑道上，一男、一女兩名游客各自乘同款滑沙桶從兩傾斜滑道的頂

端P點(diǎn)由靜止下滑，并且最終均停止在滑道的水平部分上（傾斜部分與水平部分平滑連接）。設(shè)滑道各處與

滑沙橇的滑動摩擦因數(shù)均相等，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.男游客滑到底端M點(diǎn)的速度比女游客滑到N點(diǎn)的速度大

B.兩游客在全程運(yùn)動過程中克服摩擦力做功相等

C.男游客全程運(yùn)動的位移更大

D.兩游客全程運(yùn)動的路程一定相等

【答案】A

【詳解】A.設(shè)傾斜滑道的傾角為6,傾斜滑道的長度為S∣,兩人在沿傾斜滑道下滑的過程中，根據(jù)動能

定理得

2

mgh-μmgcosθ?si=；mv-0

其中MCOSe是傾斜滑道底邊的長度，因?yàn)閮A斜滑道PM的底邊短，則沿PM段到達(dá)M點(diǎn)的速率大，且該

結(jié)果與質(zhì)量無關(guān)，故A正確;

B.在全程運(yùn)動過程中克服摩擦力做功為

W=μmgcosθ?M

且MCoSe是傾斜滑道底邊的長度，故傾斜滑道PM的底邊短，但由于質(zhì)量未知，故無法判斷，故B錯誤；

CD.設(shè)在水平沙面滑行的距離為“，對全過程運(yùn)用動能定理得

mgh-μmgcosθ?st-/Jtngs2=0

整理得

“2g〃一〃WgS水平=0

可知兩人沿兩滑道滑行的水平位移大小相等，故兩人的位移大小相同，根據(jù)幾何關(guān)系知男游客滑行的總路

程一定大于女游客滑行的總路程，故CD錯誤。

故選Ao

二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空2分，共18分）

17.某同學(xué)利用如圖甲所示的向心力演示器探究小球做圓周運(yùn)動所需的向心力廠與小球質(zhì)量膽、運(yùn)動半徑

，?和角速度。之間的關(guān)系。左右塔輪自上而下有三層，每層半徑之比由上至下分別是1：1,2：1和3：1

（如圖乙所示），它們通過不打滑的傳動皮帶連接，并可通過改變傳動皮帶所處的層來改變左右塔輪的角

速度之比。實(shí)驗(yàn)時，將兩個小球分別放在短槽的C處和長槽的A（或B）處，A、C分別到左右塔輪中心的

距離相等，B到左塔輪中心的距離是4到左塔輪中心距離的2倍，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨塔輪一起

勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^

橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標(biāo)尺,標(biāo)尺上的紅白相間的等分格的格子數(shù)顯示出兩個小

球所受向心力的大小。

第一層

第二層

第三層

乙

（1）本實(shí)驗(yàn)采用的主要實(shí)驗(yàn)方法為

A.控制變量法B.等效替代法C.理想實(shí)驗(yàn)法

（2）若傳動皮帶套在塔輪第二層，則塔輪轉(zhuǎn)動時，A、C兩處的角速度之比為；

（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中，小吳同學(xué)把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在8、C位置。傳動皮帶位于第一層，轉(zhuǎn)動手柄,

則當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比為

（4）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如下表格中的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)小球質(zhì)量之比半徑之比角速度之比向心力大小之比（標(biāo)尺格子數(shù)之比）

11：11：11：11：1

21：11：11:21:4

31：11：I1：31:9

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：O

【答案】①?A②.1:2③.2：1④.小球質(zhì)量、圓周運(yùn)動半徑不變，向心力與角速度的平方

成正比

【詳解】（1）［1］本實(shí)驗(yàn)采用的主要實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法。

故選A0

（2）［2］若傳動皮帶套在塔輪第三層，左右半徑之比為2:1,由于是傳動皮帶連接，線速度相等，根據(jù)

v-ωr

A、C兩處的角速度之比為1:2。

（3）［3］在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在8、C位置，則兩球做圓周運(yùn)動的半徑之比為2:1；

傳動皮帶位于第一層，則兩球做圓周運(yùn)動的角速度之比為

①4：g,=&:R]=1:1

根據(jù)

r「=mω2r

可知當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為

Fli-.Fh=2嫉：嫉=2:1

（4）[4]小球質(zhì)量、圓周運(yùn)動半徑不變，向心力跟角速度0的平方成正比。

18.有同學(xué)利用如圖所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是o

A.若使用電磁打點(diǎn)計時器，它應(yīng)該接220V交流電源

B.紙帶越短，阻力的影響越小，實(shí)驗(yàn)效果越好

C.必須利用天平準(zhǔn)確測量出重物的質(zhì)量，否則無法進(jìn)行驗(yàn)證

D.若要減小實(shí)驗(yàn)誤差，重物可選用質(zhì)量和密度較大的金屬重錘

（2）某同學(xué)利用上述裝置將打點(diǎn)計時器接到50HZ的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由

于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計時器打出的計時點(diǎn)，其中。點(diǎn)為紙帶上

打出的第一個點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點(diǎn)間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能

守恒定律的選項(xiàng)有o

??????????（

O[ABCDEFGl

A.OA、AO和EG長度B.OC、BC和CD的長度

C.BD、C尸和EG的長度D.AC、BD和EG的長度

（3）某同學(xué)得到一條合適紙帶（局部）如下圖所示，已知該條紙帶上的第1、2兩個點(diǎn)（圖中未畫出）間

的距離近似為2mm,刻度尺的“0”刻度線與第1個點(diǎn)對齊、A、8、…C各點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)是該點(diǎn)到第1個點(diǎn)

的距離，打點(diǎn)計時器所接電源頻率為50Hz,重物質(zhì)量為1.0kg,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m∕s2.

ABCDEFGCm

???????

20.0024.1528.6833.6038.9144.6150.69

①若規(guī)定打下第1個點(diǎn)時重物所在位置為重力勢能參考點(diǎn)，則打下8點(diǎn)時，重物的重力勢能為J（結(jié)

果保留三位有效數(shù)字）.

②打下B點(diǎn)時，重物的動能為J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重力勢能減少量大于動能增加量，可能的原因是（寫出一條即可）。

【答案】?.D?.BC##CB?.-2.372.35⑤.紙帶與限位孔間摩擦以及空氣阻力

的影響

【詳解】（1）[1]A.電磁打點(diǎn)計時器應(yīng)該接低壓交流電源，故A錯誤；

B.紙帶過短，記錄的點(diǎn)跡過少，將影響數(shù)據(jù)測量，實(shí)驗(yàn)效果反而不好，故B錯誤；

C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，驗(yàn)證的關(guān)系為

,I2

tngh=~tnv"

該式化簡后為

,12

gh=~v

可知重物的質(zhì)量可以不測量，故C錯誤；

D.紙帶上端用固定的夾子夾住后釋放紙帶的效果比用手更好，可以有效防止手抖動帶來的影響，故D正

確。

故選D。

（2）[2]根據(jù)這段時間內(nèi)的平均速度等于中時刻瞬時速度，結(jié)合動能與重力勢能表達(dá)式：

A.當(dāng)知道OA、AO和EG的長度時，只有求得F點(diǎn)與AO的中點(diǎn)的瞬時速度，從而確定兩者的動能變化，

卻無法求解重力勢能的變化，故A錯誤；

B.當(dāng)知道OC、BC和CC的長度時，同理，依據(jù)BC和CD的長度，可求得C點(diǎn)的瞬時速度，從而求得O

到C點(diǎn)的動能變化，因知道OC間距，則可求得重力勢能的變化，可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故B正確；

C.當(dāng)知道8。、C尸和EG的長度時，依據(jù)8。和EG的長度，可分別求得C點(diǎn)與尸點(diǎn)的瞬時速度，從而求

得動能的變化，再由CF確定重力勢能的變化，進(jìn)而得以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故C正確；

D.當(dāng)AC、B力和EG的長度時，依據(jù)AC和EG長度，只能求得B點(diǎn)與尸點(diǎn)的瞬時速度，從而求得動能的

變化，而B尸間距不知道，則無法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故D錯誤；

故選BCo

（3）[3]規(guī)定打下第1個點(diǎn)時重物所在位置為參考點(diǎn)，則打下8點(diǎn)時，重物的重力勢能為

EP=-mghβ=—2.37J

[4]用AC段的平均速度代替B點(diǎn)的瞬時速度，即

v=—=2.17m∕s

liIt

則此時重物的動能為

Ek=1/nv；=2.35J

[5]紙帶與限位孔間的摩擦以及空氣阻力的影響等。

三、計算題（本題共3小題，19題10分，20題10分，21題14分，共34分）

19.如圖甲所示，真空中固定電荷量為Q的帶正電點(diǎn)電荷，在其左側(cè)存在一質(zhì)量為，〃電荷量為q的帶負(fù)電

點(diǎn)電荷，已知兩電荷相距為「，靜電力常量為上且不計點(diǎn)電荷（7的重力。

（1）求點(diǎn)電荷。在點(diǎn)電荷4處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大??；

（2）若給予點(diǎn)電荷q—初速度，可使其恰好繞點(diǎn)電荷Q做勻速圓周運(yùn)動，求該初速度大小；

（3）如圖乙所示，兩個等量同種正點(diǎn)電荷。固定在真空中同一水平線上，相距為r,O為兩者連線的中點(diǎn)，

過。點(diǎn)沿豎直方向作兩者連線的垂線現(xiàn)將點(diǎn)電荷q放在MN上的P點(diǎn)，P到兩個點(diǎn)電荷。的距離均

為心若給予點(diǎn)電荷夕一初速度，可使其恰好繞點(diǎn)。做勻速圓周運(yùn)動，求該初速度大小和方向。

M

*一篆獷

Q

?—

甲乙

:（3）、隹四，方向垂直紙面向里或向外

【答案】⑴kg；⑵、陛

r^VmrVImr

【詳解】（1）根據(jù)

F=k”

r

q

解得

E=心

r

（2）點(diǎn)電荷q恰好繞點(diǎn)電荷Q做勻速圓周運(yùn)動，則

k"=m之

r-r

解得

一

Vmr

(3)根據(jù)

限當(dāng)=加二

/√3

——r

2

解得

「、慳

V2mr

方向垂直紙面向里或向外

20.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為40kW,汽車的質(zhì)量，汽車在水平路面上行駛時、阻力是車重的0.1倍、g取

10m∕s2>求:

(1)汽車從靜止開始做加速直線運(yùn)動，汽車發(fā)動機(jī)的功率保持額定功率不變，當(dāng)加速度為4m∕s2時，求其

速度大小;

(2)若汽車以lm∕s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，到汽車發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到額定功率，求該過

程運(yùn)動所用的時間以及位移大小;

(3)若汽車以lm∕s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到額定功率后，汽車

發(fā)動機(jī)的功率保持額定功率不變，繼續(xù)運(yùn)動525m后該汽車達(dá)到最大速度，求汽車發(fā)動機(jī)功率保持額定功率

不變運(yùn)動525m所用的時間。

【答案】(1)2m∕s;(2)5s,12.5m；(3)56.25s

【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律可得

F-f-maχ

解得

F=2×104N

由