2020-2021學(xué)年高一物理下期期中測(cè)試卷03（新教材人教版）（解析版）-教案課件-高中物理必修第二冊(cè)

2020-2021學(xué)年高一物理下學(xué)期（新教材人教版）

期中測(cè)試卷03

考試范圍：必修第二冊(cè)全冊(cè)必修第三冊(cè)第九、十章

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個(gè)題目只有一個(gè)選項(xiàng)符

合要求，選對(duì)得4分，選錯(cuò)得0分。

1.真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q,坐標(biāo)軸上A、8兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為

0.2m和0.7m。在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷，在B點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷，

A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到電場力的方向都跟x軸正方向相同，電場力的大小F跟試

探電荷電量q的關(guān)系分別如圖中直線。、匕所示。下列說法正確的是（）

A.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為0.25N/CB.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向

C.點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3mD.點(diǎn)電荷Q是正電荷

【答案】C

【解析】

AB.由A處試探電荷的圖線可得，該處的場強(qiáng)為

5

￡I=-L=4X10N/C

%

方向水平向右，同理可得，8處的場強(qiáng)為

￡,=衛(wèi)=0.25xIO,N/C

~%

方向水平向左，AB錯(cuò)誤：

CD.由AB的分析可知，點(diǎn)電荷。應(yīng)為負(fù)電荷，且在A、B之間,設(shè)到4點(diǎn)距離為

/,由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可得

￡；=左孝=4x105N/C

1Z2

O1<

E,二k—=一x10'N/C

一（0.5-/）4

聯(lián)立解得/=0.1m,故點(diǎn)電荷。的位置坐標(biāo)為0.3m,C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

2.如圖所示，一圓盤可繞過圓盤的中心。且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放

一小木塊A,它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)——做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于木塊A的受力，下列

說法中正確的是（）

A.木塊A受重力、支持力和向心力

B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反

C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心

D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同

【答案】C

【解析】

由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支

持力的作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，

所以其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心O。

故選C。

3.設(shè)地球是質(zhì)量均勻分布的球體，自轉(zhuǎn)周期為T,現(xiàn)在其表面測(cè)量一個(gè)物體的重力，

n-2

在赤道附近測(cè)量結(jié)果為在兩極測(cè)量結(jié)果的〃，引力常量為G,則地球的密度可表

示為（）

3〃兀3）3ni3（〃一1）"

222

A.2GTB_2HGTC.2（〃-1）6尸D2nGT

【答案】A

【解析】

在兩極有

6萬=。

在赤道有

「Mm4/0

G-^r=G2+〃〒R

因

G-,〃—2

G"

解得

4/R2

GMT2n

則星球的密度

M3n兀

P

4兀R32GT2

3

故選B。

4.如圖所示，傾角族45'、長為乙的斜面處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中。第一次將一

不帶電的小球從斜面頂端以速度vo水平向右拋出，小球恰好落在斜面底端；第二次

使小球帶上+q的電量，仍以速度⑶從斜面頂端水平向右拋出，小球恰落在斜面的中

點(diǎn)處；若把電場方向改為水平向左（場強(qiáng)大小不變），將小球第三次以速度如從斜面

頂端水平向右拋出，小球也落在斜面上。不計(jì)空氣阻力，則小球在第三次運(yùn)動(dòng)過程

中，下列說法正確的是（)

L3L

A.小球距離斜面的最遠(yuǎn)距離為32B.小球的落點(diǎn)與斜面頂端的距離為4

C.小球落在斜面上時(shí)的速度仍為voD.小球受到的電場力大小是其重力大小

的2倍

【答案】C

【解析】

D.第一次不帶電小球平拋：豎直方向

Lsin0=-gt~

水平方向

Lcos0=%彳

可得

第二次帶電小球做類平拋：豎直方向

1r.n1,qE、2

,Lsin^_(g+_)z-

水平方向

^Lcos0=vot2

聯(lián)立得

qE=mg

故D錯(cuò)誤;

A.第三次小球的加速度

a=叵g

當(dāng)小球垂直斜面方向上速度減為0時(shí)離斜面最遠(yuǎn)

72,

jM。)L

d=---------=—

2a16

故A錯(cuò)誤;

BC.豎直方向

￡sin8=2gf；

水平方向

解得

g

則

Lsin'=ggZ/sin6=3g—

可得

L'=-

4

末態(tài)水平方向的速度為

Vr=%_g，3=0

豎直方向的速度為

/=g，3=%

因此此時(shí)物體的速度為豎直向下為W),故B錯(cuò)誤，C正確。

故選C。

5.一輛汽車在平直的公路上由靜止開始啟動(dòng)。在啟動(dòng)過程中，汽車牽引力的功率及

其瞬時(shí)速度隨時(shí)間的變化情況分別如圖甲、乙所示。已知汽車所受阻力恒為重力的

1

5,重力加速度g取10m/s,下列說法正確的是()

憎w儼(mJ)

,ski:kX

°515tli0515t/s

甲乙

A.該汽車的質(zhì)量為SOOOkg

口v=6m/s

Jt>.nf

C.在575s內(nèi)，汽車的位移大小約為67.19m

D.在前5s內(nèi)，阻力對(duì)汽車所做的功為25kJ

【答案】C

【解析】

A.第5s末，汽車的功率達(dá)到15kW,此時(shí)速度為5m/s,所以此時(shí)的牽引力為

F=-=3000N

V

而在°5s,汽車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為Im/s?。則

F1

a=----------=-----------------

tnm

解得

m=1000kg

A錯(cuò)誤；

B.汽車所受的阻力大小為

y=lWi?=2000N

故勻速時(shí)的速度

PP

v=—=—=7.5m/s

nFf

B錯(cuò)誤；

C.在5~15s內(nèi)，列動(dòng)能定理

其中/=5m/s,解得

x?67.19m

選項(xiàng)C正確。

D.令前5s的位移為X”則玉=12.5m,則阻力做的功為

4

嗎=-FAT=-2.5X10J

在前5s內(nèi)，汽車克服阻力做功為2.5x103,D錯(cuò)誤；

故選C。

6.如圖所示，AB桿以恒定角速度。繞A點(diǎn)在豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)套在

固定水平桿℃上的小環(huán)M運(yùn)動(dòng)，A0間距離為人運(yùn)動(dòng)開始時(shí)A3桿在豎直位置,

則經(jīng)過時(shí)間f（小環(huán)仍套在AB和OC桿上）小環(huán)M的速度大小為（）

【答案】D

【解析】

經(jīng)過時(shí)間f,/0鉆="，則AM的長度為

h

r-----------

cos（而）

則AB桿上與小環(huán)M的接觸點(diǎn)繞A點(diǎn)的線速度

coh

v-cor——-

COS（G/）

將小環(huán)M的速度沿AB桿方向和垂直于AB桿方向分解，垂直于AB桿方向的分速

度等于速度也則小環(huán)M的速度

,vcoh

v=-----------=------------

cos?/）cos2

故選D。

7.如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ

水平。一質(zhì)量為機(jī)的小球（可看成質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)上方高為R處由靜止開始下落，恰

好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。小球滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為4/〃g,g為重

力加速度。用卬表示小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功，則（）

om

A.W=2祖gR,小球恰好可以到達(dá)。點(diǎn)

B.W>2mgR,小球不能到達(dá)。點(diǎn)

C.W=5，〃gR,小球到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離

D.小球到達(dá)。點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離

【答案】C

【解析】

在N點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有

FN-mg=m^~

解得

VN=\1^

對(duì)小球從開始下落至到達(dá)N點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理得

1

92

mg-2R-W=-mvN-0

解得

W=；mgR

由于小球在PN段某點(diǎn)處的速度大于在N。段對(duì)稱點(diǎn)處的速度，所以小球在PN段某

點(diǎn)處受到的支持力大于在NQ段對(duì)稱點(diǎn)處受到的支持力，則小球在NQ段克服摩擦

力做的功小于在PN段克服摩擦力做的功，小球在NQ段運(yùn)動(dòng)時(shí)，由動(dòng)能定理得

1212

—mgR—W'=—mvQ~—mvN

因?yàn)?/p>

W'<^mgR

則小球在N處的動(dòng)能大于小球從N到?？朔亓ψ龅墓涂朔Σ亮ψ龅墓χ?

可知%>°，所以小球到達(dá)。點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離，選項(xiàng)C正確。

故選C。

8.如圖所示，有三個(gè)斜面。、b、c,底邊的長分別為L、L、3L,高度分別為3〃、

山〃。某物體與三個(gè)斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，這個(gè)物體分別沿三個(gè)斜面從頂端

由靜止下滑到底端。三種情況相比較，下列說法正確的是（）

A.物體損失的機(jī)械能然?=2A￡〃=4AE"

B.因摩擦產(chǎn)生的熱量3Qa=3Q,=0c

C.物體到達(dá)底端的動(dòng)能Ek“=3Ek/,=3Ekc

D.因摩擦產(chǎn)生的熱量400=2Q〃=Qc

【答案】B

【解析】

ABD.物體下滑，除重力外有摩擦力做功，根據(jù)能量守恒，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成摩

擦產(chǎn)生的內(nèi)能。由圖可知。和〃底邊相等且等于C的5,故摩擦生熱的熱量關(guān)系為

0=0=找

即

3Q-Q,

所以損失的機(jī)械能

A￡“=AE〃=#,

即

3AE“=3AE〃=△紇

故AD錯(cuò)誤，B正確；

C.設(shè)物體滑到底端時(shí)的速度為乙根據(jù)動(dòng)能定理得

mgH-nig〃xcos。=gmx>2-。

則

線“=^mgh-mgjuL

Ekb=mgh-mg〃L

耳.=mgh-mg/j-3L

根據(jù)圖中斜面高度和底邊長度可知滑到底邊時(shí)動(dòng)能大小關(guān)系為

a,>弓*>/

故C錯(cuò)誤。

故選B。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題

目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期

的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。假設(shè)它們均

為圓軌道衛(wèi)星，根據(jù)以上信息，下列說法正確的有（）

A.可以發(fā)射一顆中軌道衛(wèi)星，使其軌道平面和重慶所處緯線圈平面重合

B.可以發(fā)射一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，每天同一時(shí)間經(jīng)過北京上空

C.所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的速率都一定小于中軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的速率

D.中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星所具有的周期較大

【答案】BC

【解析】

A.由于中軌道衛(wèi)星，其軌道平面與緯線圈平面有一定夾角，且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向

心力指向地心，A錯(cuò)誤；

B.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期也與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，每過24h都運(yùn)動(dòng)一圈，

則每天同一時(shí)間經(jīng)過北京上空，B正確；

C.根據(jù)萬有引力提供向心力，則有

_Mmv

G——-m—

rr

解得

GM

V3

因有同步衛(wèi)星的軌道半徑比中軌道衛(wèi)星的軌道半徑大，故所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)

的速率都一定小于中軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的速率，C正確;

D.據(jù)萬有引力提供向心力，則有

「Mm4/

解得

T=2/r.

因有同步衛(wèi)星的軌道半徑比中軌道衛(wèi)星的軌道半徑大，故中軌道衛(wèi)星的周期較小,

D錯(cuò)誤。

故選BC?

10.如圖所示，紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，帶正電的小球（重力不計(jì)）在恒力廠的作用

下沿圖中虛線由A勻速運(yùn)動(dòng)至及已知力廠和A3間夾角為6,A3間距離為d,小

球帶電量為4,則下列結(jié)論正確的是（）

I

IB

4

A.電場強(qiáng)度的大小為q

Fdcos0

UAB二

B.AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差為q

C.帶電小球由A運(yùn)動(dòng)至B過程中電勢(shì)能增加了FdcosO

D.帶電小球若由8勻速運(yùn)動(dòng)至A,則恒力尸必須反向

【答案】AC

【解析】

A.由題，小球的重力不計(jì)，只受到電場力與恒力產(chǎn)而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有

qE=F

則得場強(qiáng)

E=2

q

A正確；

B.A、8兩點(diǎn)的電勢(shì)差為

rr八Fdcos0

U人口=-Edcos0=----------

q

B錯(cuò)誤；

C.帶電小球由A運(yùn)動(dòng)至3過程根據(jù)動(dòng)能定理

%+%=0

解得

%=-Fdcos0

則電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加了我dcos。，C正確；

D.小球所受的電場力恒定不變，若帶電小球由B向A做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，恒力F

大小、方向不變，D錯(cuò)誤。

故選ACo

11.如圖所示的光滑斜面長為/,寬為"傾角為仇一物塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）沿斜面

左上方頂點(diǎn)P以初速度水平射入。恰好從底端。點(diǎn)離開斜面，則（）

B.物塊由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)所用的時(shí)間

/gsin.

%―-大-

C.初速度'2/

vjI21

D.初速度°"gsin。

【答案】AC

【解析】

AB.根據(jù)牛頓第二定律

ma=mgsin0

物體的加速度為

a-gain0

根據(jù)

I--ar

2

得

]/gsin0

A正確，B錯(cuò)誤:

CD.入射的初速度為

C正確，D錯(cuò)誤;

故選ACo

12.已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為仇以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在

傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K（如圖甲所示），以此時(shí)為/=0時(shí)刻

記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖乙所示，圖中取

沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍渲袃勺鴺?biāo)大小叨＞V2,已知傳送帶的速度保持不

甲乙

A.0~人內(nèi)，物塊對(duì)傳送帶一直做正功

B.物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃〉tan,

C.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一定比物塊動(dòng)能的減少量大

—znv,2-—mv.2

D.072內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功為2-2

【答案】BC

【解析】

A.由圖可知傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，0~八內(nèi)，物塊向下運(yùn)動(dòng)，物塊對(duì)傳送帶的摩擦力方向

沿傳送帶向下，則物塊對(duì)傳送帶一直做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；

B.在力~包內(nèi)，物塊向上運(yùn)動(dòng)，則有

jLtmgcosff>根gsin。

解得

4>tan。

故B正確；

C.0~包內(nèi)，由v—t圖像可知，物塊的總位移沿斜面向下，高度下降，重力勢(shì)能減

小，同時(shí)動(dòng)能也減小，重力勢(shì)能的減小量、動(dòng)能的減小量都轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，

則可知系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一定比物塊動(dòng)能的減少量大，故c正確；

D.0~我內(nèi)，由圖“面積”等于位移可知，物塊的總位移沿斜面向下，高度下降，重

力對(duì)物塊做正功，設(shè)為WG,根據(jù)動(dòng)能定理

W+%=gmv^

則傳送帶對(duì)物塊做功

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，第13題6分，第14題9分，共15分。

13.用圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某小組按照正確的操作選得紙帶如

圖乙所示。其中。是起始點(diǎn)，A、8、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)。用毫米刻

度尺測(cè)量。到A、8、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中。（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

g=9.80m/s2,重錘質(zhì)量為m=lkg,計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

15.7cm

乙

甲

（1）圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是段的讀數(shù),

應(yīng)記作cm；

（2）下列操作有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的有o

A.選用密度和質(zhì)量都較大的重錘

B.使兩限位孔中心在同一豎直線上

C.先釋放重錘，再接通電源

（3）甲同學(xué)用重錘在0B段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，他用AC段的平均速度作為

B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度VB,則求得該過程中重錘的動(dòng)能增加量△￡k=J,

重力勢(shì)能的減少量△Ep=J；這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使

△Ek△EP（選填“>”、或“=”）。

（4）乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在。8段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能

守恒，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)。記為第1個(gè)點(diǎn)，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下

的第9個(gè)點(diǎn)。因此他用v=gt計(jì)算與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度VB,求得動(dòng)能的增加量

△Ek=J；這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使△Ek△Ep（選填

“>”、“<”或"="）0

（5）上述兩種處理方法中，你認(rèn)為合理的是同學(xué)所采用的方法。（選

填“甲”或“乙”）

【答案】0C15.70AB1.201.22<1.23>甲

【解析】

（1）毫米刻度尺測(cè)量長度，要求估讀到最小刻度的下一位。這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有

效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段，應(yīng)記作15.70cm；

（2）A.選用密度和質(zhì)量都較大的重錘，這樣導(dǎo)致阻力影響更小，從而有利于減小

實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確；

B.為了減少紙帶與限位孔間的摩擦阻力帶來的誤差，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔中心

連線應(yīng)在一條豎直線上，故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤。

故選ABo

（3）3點(diǎn)的瞬時(shí)速度為

15.70-9.51

x10-2m/s=1.5475m/s

~TT2x0.02

則動(dòng)能的增加量為

1,1,

A^=-^=-xlxl.54752J?1.20J

重力勢(shì)能的減小量為

-2

AEp=mgx0B=1x9.8x12.42x10J?1.22J

下落過程中由于存在阻力作用，導(dǎo)致重力勢(shì)能的減小量一部分轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，這樣驗(yàn)

證的系統(tǒng)誤差總是使

AE.<AE

（4）打第9個(gè)點(diǎn)時(shí)，時(shí)間間隔為8段，故時(shí)間為

0x0.02=0.16s

vB=gr=9.8x0.16m/s=1.568m/s

則動(dòng)能的增加量為

1,1,

A￡=-/w^-xlxl.5682J?1.23J

k22

由于y是按照自由落體計(jì)算的，實(shí)際運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，有阻力，對(duì)應(yīng)的下落

高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大，這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使

△紇〉△與

（5）上述兩種處理方法中，合理的是甲同學(xué)所采用的方法。

14.某同學(xué)做驗(yàn)證向心力與線速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖所示，一輕質(zhì)細(xì)線上端固

定在拉力傳感器上，下端懸掛一小鋼球。鋼球靜止時(shí)剛好位于光電門中央。主要實(shí)

驗(yàn)步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)出鋼球直徑4

②將鋼球懸掛靜止不動(dòng)，此時(shí)力傳感器示數(shù)為用米尺量出線長L;

③將鋼球拉到適當(dāng)?shù)母叨忍庒尫牛怆婇T計(jì)時(shí)器測(cè)出鋼球的遮光時(shí)間為3力傳感器

示數(shù)的最大值為Fi-,

已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間,請(qǐng)用上述測(cè)得的物理量表示：

V2

卜,—____

（1）鋼球經(jīng)過光電門時(shí)的線速度表達(dá)式丫=，向心力表達(dá)式向R=—；

（2）鋼球經(jīng)過光電門時(shí)的所受合力的表達(dá)式尸合=；

（3）若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)尸向=/含，則驗(yàn)證了向心力與線速度的關(guān)系。該實(shí)

驗(yàn)可能的誤差有：o（寫出一條即可）

（4）該同學(xué)用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為了測(cè)量方便他在鋼球底部豎直地粘住

一片寬度為d的遮光條，如圖微調(diào)整光電門到A點(diǎn)，然后將鋼球拉到某位置由靜止

釋放，測(cè)出鋼球下落高度〃計(jì)算勢(shì)能變化大小△耳與動(dòng)能變化大小AEk,就能驗(yàn)證

機(jī)械能是否守恒。

（5）用AEp=〃吆力計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到

一之間的豎直距離。

A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端

B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心

C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端

D.鋼球在4點(diǎn)時(shí)鋼球下方激光能照到的位置

（6）下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

-2

AEP(xlOJ)4.8929.78614.6919.5929.38

AEk(x]0~2J)5.0410.115.120.029.8

他發(fā)現(xiàn)表中的A￡p與AEk之間存在明顯差異，可能的原因

A.是由于空氣阻力造成的

B.下落高度〃測(cè)量值偏大造成的

C.測(cè)得的速度比小球的實(shí)際速度大造成的

D.遮光條寬度測(cè)量值偏小造成的

-RFF

【答案】tI2）3一片擺線的長度測(cè)量有誤差BC

【解析】

（1）鋼球經(jīng)過光電門時(shí)的線速度表達(dá)式

d

v=—

因F\=mg,則向心力表達(dá)式

…匕=_^_

Rg(L+j產(chǎn)

（2）鋼球經(jīng)過光電門時(shí)的所受合力的表達(dá)式

Fi.=F2-mg=F2-Fi

（3）該實(shí)驗(yàn)可能的誤差有擺線的長度測(cè)量有誤差；

（5）用AEpUmg/r計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到

鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離。故選Bo

（6）表中的△瓦比AEk明顯偏小，貝1J；

A.若是空氣阻力造成的，則AEp比△反應(yīng)該偏大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.若下落高度〃測(cè)量值偏大，則△%比△以應(yīng)該偏大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.測(cè)得的速度比小球的實(shí)際速度大，則造成的比△反應(yīng)該偏小，選項(xiàng)C正確；

D.若遮光條寬度測(cè)量值偏小，則速度測(cè)量值偏小，則AEk比八耳應(yīng)該偏小，選項(xiàng)D

錯(cuò)誤；

故選C。

四、解答題：本題共4小題，第15題8分，第16題9分，第17題12分，第18題

16分，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出

最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.在2049年的某一天，一位交大附中的校友乘坐中國航天集團(tuán)的飛行器，成功的

降落火星上。他在離地高h(yuǎn)處無初速釋放一小球，并測(cè)得小球落地時(shí)速度為v（不計(jì)

阻力），已知引力常量為G,火星半徑為R,他出了下列三個(gè)問題，請(qǐng)你利用學(xué)過的

知識(shí)解答：

（1）求火星表面的重力加速度；

（2）求火星的質(zhì)量；

（3）假設(shè)火星可視為質(zhì)量均勻分布的球體，求火星的密度。

v2“V2R23V2

￡=——M=--------p=---------

【答案】⑴2/1；（2）2Gh；（3）8GhnR

【解析】

（1）設(shè)火星表面的重力加速度為g,由題意根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

v2=2gh

解得

（2）設(shè)火星的質(zhì)量為M,則在火星表面一質(zhì)量為m的物體所受的重力近似等于萬

有引力，即

_Mm

G方=感

聯(lián)立解得

（3）火星的體積為

4

V=-nR3

3

聯(lián)立可得火星的密度為

M3y2

p--=--------

VSGhnR

16.如圖所示,一帶電荷量為+q質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37。的光滑斜面上，

當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中時(shí)，小物塊恰好靜止。已知重力加速度

為g,sin37°=0.6,cos370=0.8o

（1）求水平向右電場的電場強(qiáng)度大小；

（2）若將電場強(qiáng)度改為豎直向下，大小不變，求小物塊從高度”處由靜止釋放的加

速度大小和到達(dá)地面的速度大小。

【答案】⑴W；⑵20,（V2

【解析】

（1）小物塊受重力、電場力和彈力三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，由平衡條件有

mgtan310=qE

解得

石=跡

4q

（2）若將電場強(qiáng)度改為豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律得

(Eq+mg)sin37o=/7?6t

解得

c21g

(I----------

20

根據(jù)2ar=肅-0；得達(dá)地面的速度大小

匕=反座

,Vsin37°V2

17.如圖所示，一個(gè)光滑的四分之一圓弧與一段粗糙水平地面相連，地面右邊有一

豎直擋板C,它和圓弧底端B的距離為s=9.5m,圓弧的半徑R=5m,一小滑塊與水

平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為"=0.1,現(xiàn)讓小滑塊從圓弧軌道的頂端A由靜止自由滑

下，假設(shè)小滑塊每次與擋板相碰后以原速率返回，重力加速度g取lOml,