【文档说明】福建省三明市2023-2024学年高一下学期7月期末考试 物理 Word版含解析.docx,共(31)页,3.619 MB,由小赞的店铺上传
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三明市2023—2024学年第二学期普通高中期末质量检测高一物理试题(满分:100分;考试时间:90分钟)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每题答案后,用铅笔把答
题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将答题卡交回。一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出
的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.万有引力定律表达式122mmFGr=,式中G为引力常量。若用国际单位制的基本单位表示,G的单位应为()A.22mskg−B.33mskg−C.321mskg−−D.32Nmkg−2.2024年4月3
0日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆。当打开主降落伞后,返回舱匀速下落的过程中()A.所受合外力做正功B.所受的合外力做负功C.机械能减小D.机械能不变3.如图,国道G534线三明市三元区中村乡石马岬隧道至富兴堡街道路段,急转弯处是一段圆弧
,当汽车行驶的速率为v时,车轮与路面间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力为零。则在该弯道处()的A.路面外侧低内侧高B.路面结冰时,v变小C.车速小于v,汽车向内侧滑动D.车速大于v,小于最高限速,汽车不向外侧滑动4.下表是三颗绕木星运行的卫星数
据(每颗卫星可视为仅受木星的作用做圆周运动),则()卫星轨道半径r/km周期T/d卫星质量m/kg木卫一4.217×1051.778.93×1022木卫二6.710×1053.554.80×1022木卫三1.070×1067.151.48×1023A.木卫三离
木星最近B.木卫一的向心加速度最大C.木卫三的密度最大D.木卫三的表面重力加速度最大5.一同学投掷铅球,投出后铅球在空中的运动轨迹如图所示。铅球经P位置时速度为v,所受合力为F,下列图示正确的是()A.B.CD.6.如图,真空中xOy平面直角坐标系上的E、F、G三点构成等边三角形,边长为L。若将
两个等量异种.点电荷-q和+q分别固定在E、F点,则()A.O点电场强度的方向沿x轴正方向B.G点电场强度的方向沿y轴正方向C.O点电场强度的大小为零D.G点电场强度的大小为2kqL7.如图,两瓷罐P、Q(可视为质点)放
在水平圆桌转盘上,质量分别为m、2m,离转轴OO′的距离分别为R、2R,与转盘间的动摩擦因数均为μ。若转盘从静止开始缓慢地加速转动,P、Q与转盘均保持相对静止,用ω表示转盘的角速度,则()A.当ω增大时,P比Q先开始滑动B.P、Q未滑动前所受的摩擦力大小相等C.P开始滑动时,临界角速度为g
R=D.Q开始滑动时,临界角速度为gR=8.如图,圆形管道用轻杆固定在竖直平面内,管道内壁光滑。一质量为m的小球(直径略小于管道内径)从管道最高点由静止开始下滑,重力加速度为g。当小球滑至管道的最低点时,管道对轻杆作用力()A.增加5mgB.减小5mgC.减小4
mgD.增加4mg二、双项选择选题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。9.如图一自行车,前后轮半径相等。当骑着自行车在路面上沿直线行驶时(车轮不打滑),前后轮的轮缘上a、b两点的
线速度及角速度的大小关系是()A.abvv=B.abvvC.ab=D.ab10.如图,从地面上同一位置斜抛出两小球甲、乙,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则()A.甲的初速度比乙的大B.甲的飞行
时间比乙的长C.甲在最高点的速度比乙在最高点的小D.甲在落地时的速度比乙在落地时的小11.从地面竖直向上抛出一物体,取地面为零势能参考面,该物体的kE和pE随上升高度h的变化如图所示。重力加速度取210m/s,由图中数据可得()A.物体的质量为2.5kgB.h=2m时
,物体的动能k40JE=C.h=0时,物体的速度大小为45m/sD.物体的速度大小为20m/s时,距地面的高度h=2m12.如图,倾角为37°的光滑斜面固定放置,一轻绳跨过两定滑轮,两端分别与质量为M的物块和质量为m的沙袋连接(
二者均视为质点)。物块从斜面上由静止下滑至A点时速度大小为05gLv=,此时细绳恰好与斜面垂直。当物块滑至B点时,轻绳与斜面的夹角为37°。已知M=40kg,m=20kg,A、B两点之间的距离为L=3.3m,
重力加速度210m/sg=,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物块下滑过程中始终未离开斜面,与沙袋总在同一竖直面内运动。不计一切摩擦,轻绳一直处于伸直状态,则()A.从A点运动到B点,物块机械能增加B.从A点运动到B点,物块重力势能的减少量大于沙袋重力势能的增加量C.从A点运
动到B点,物块重力势能的减少量等于沙袋重力势能的增加量D.在B点时,物块的动能为370J三、非选择题:共60分,其中13、14、15题为填空题,16、17题为实验题,18—20题为计算题。考生根据要求作答
。13.如图所示是某电场中的几条电场线,在电场中有A、B两点,同一负电荷在两点所受电场力方向________(选填“相同”或“不同”),这两点的电场强度大小AE_________BE(选填“>”“<”或“=”)。的14.一辆质量32.010kgm=汽车以v=36k
m/h的速度在平直路面上匀速行驶,发动机功率P=6.0kW,汽车受到的阻力大小为________N。若汽车以恒定功率P=6.0kW行驶且受到的阻力恒定不变,当车速v=18km/h时,加速度大小为________2m/s。15.双星系统由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两个星体之间的距
离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为125:3mm=:。则1m、2m做圆周运动的角速度之比12:=_____
_____;向心加速度之比12:aa=_________。16.在科学验证“机械能守恒定律”的实验中:(1)如图甲,安装好装置,先通电再释放重物,得到如图乙所示的纸带。在纸带上打出一系列的点,其中O为纸带打出的第一个点,选取三个连续点A、B、C到O的
距离如图所示。已知重物质量m=1.0kg,重力加速度29.8m/sg=,打点计时器的打点周期T=0.02s,O至B的过程中,重物动能的增加量kE=的_________J;重力势能的减少量pE=_________J。(结果均保留三位有效数字)(2)实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加
量,原因是________________。A.利用公式2vgh=计算重物速度B.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响C.没有采用多次实验取平均值的方法(3)该同学根据纸带计算出各点对应的瞬时速度v,并测出相应的重物下
落高度h,作出图像2vh−如图丙所示。图线通过坐标原点,他判定重物下落过程机械能守恒。该同学的分析________。(选填“合理”或“不合理”)。17.在科学探究“平抛运动的特点”实验中,某小组用如图甲所示装置研究平抛运动
。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹
点。(1)请根据甲图,指出需要改进的实验操作:________________。(2)甲同学每次将小球从斜槽的同一位置无初速释放,将水平挡板依次向下等间距移动位置,若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是___
_____________。A.2132xxxx−−B.2132xxxx−−C.2132xxxx−=−D.无法判断(3)如图乙,乙同学用频闪仪和照相机拍摄做平抛运动的小球,频闪周期为0.05s。实验测出的小球影像高度差如图丙所示,每个方格的
边长为5cm。则小球运动到位置A时,其速度的水平分量大小为________m/s;测得当地重力加速度的大小为________m/s2。(结果均保留两位有效数字)四、计算题(本题3小题,共39分)18.如图,从平行金属板上板中央的小孔向内喷入小油滴。调节电场强度,使一个
很小的带负电油滴静止在电场强度为E的电场中。不计油滴间的相互作用,重力加速度g=10m/s2,则:(1)判断金属板上板所带电荷的电性;(2)若电场强度为E=4.0×105N/C,油滴的质量为m=1.8×10-14kg,求油滴的电荷量q。19.如图为一种可测量转动角速度的简易装置
。“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕中轴线OO′旋转,支架两杆与水平面间夹角均为θ,两侧的杆长均为1.5L。一原长为L的轻弹簧套在AB杆上,下端固定于杆上的B点,另一端与一小球拴接。已知支架静止时弹簧的长度为0.5L,小球的质量为m,重力加速度为g
。现让小球随支架以角速度ω匀速转动。求:(1)轻弹簧的劲度系数k;(2)轻弹簧恰为原长时,支架角速度ω1的大小;(3)若已知θ=53°,1m6L=,210m/sg=,sin53°=0.8,cos53°=0.6,小球在杆末端A匀速转动时
,支架角速度ω2的大小。20.如图甲所示,平台BC下方水平地面上依次放置光滑圆弧轨道、完全相同的长木板1和2,长木板1的上表面与圆弧轨道D端相平。一质量m=1kg的小铁块(可视为质点),从平台BC上方的A点以初速度03m/sv=水平抛出,运动至C点时恰好
沿切线方向进入圆心为O的光滑圆弧轨道,经D点后滑上长木板1。已知圆弧轨道半径R=0.5m,OC与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,重力加速度210m/sg=,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)AB的竖直高度;(2)小铁块运动到D
点时的动能EkD;(3)已知每块长木板的长度L=2.5m,质量M=0.5kg,下表面与地面间的动摩擦因数10.2=,小铁块在木板1上运动过程,其动能与距D点滑过位移Ek-x(x≤0.5m)图像如图乙所示,且各物体间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦
力,则(ⅰ)小铁块停止时与D点距离;(ⅱ)小铁块和木板间摩擦产生的热量。的三明市2023—2024学年第二学期普通高中期末质量检测高一物理试题(满分:100分;考试时间:90分钟)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名
、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将答题卡交回。一、单项选择题
:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.万有引力定律表达式122mmFGr=,式中G为引力常量。若用国际单位制的基本单位表示,G的单位应为()A.22mskg−B.3
3mskg−C.321mskg−−D.32Nmkg−【答案】C【解析】【详解】根据122mmFGr=可得212FrGmm=则G的单位应为2223-2-122Nmkgm/sm==mskgkgkg故选C。2.2024年4月30日,神舟十
七号载人飞船返回舱成功着陆。当打开主降落伞后,返回舱匀速下落的过程中()A.所受的合外力做正功B.所受的合外力做负功C.机械能减小D.机械能不变【答案】C【解析】【详解】AB.返回舱匀速下落的过程中,所受的合外力等于零,合外力不做功,AB错误;CD.返回舱匀速下落的过程中,空气阻力的方向与运动
方向相反,空气阻力做负功,机械能减小,C正确,D错误。故选C。3.如图,国道G534线三明市三元区中村乡石马岬隧道至富兴堡街道路段,急转弯处是一段圆弧,当汽车行驶速率为v时,车轮与路面间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力为零。则在该弯道处()A.路面外侧低内侧高B.
路面结冰时,v变小C.车速小于v,汽车向内侧滑动D.车速大于v,小于最高限速,汽车不向外侧滑动【答案】D【解析】【详解】A.路面外侧高内侧低,支持力不竖直向上,偏向内侧,支持力的水平分量才能充当向心力,A错误;BCD.设路面倾斜角度为θ
,圆弧半径为r,根据牛顿第二定律得的2tanvmgmr=解得tanvgr=当汽车以v速度行驶时,汽车与路面没有摩擦力,路面结冰时,v不变;车速小于v,汽车有向内侧滑动的趋势,产生向外侧的静摩擦力,在该摩擦力的作用下,汽车
不向内滑动;车速大于v,小于最高限速,产生向内的静摩擦力,在该摩擦力的作用下,汽车不向外侧滑动,BC错误,D正确。故选D。4.下表是三颗绕木星运行的卫星数据(每颗卫星可视为仅受木星的作用做圆周运动),则()卫星轨道半径r/km周期T/d卫星质量m/kg木卫一4.217×1051.
778.93×1022木卫二6.710×1053.554.80×1022木卫三1.070×1067.151.48×1023A.木卫三离木星最近B.木卫一的向心加速度最大C.木卫三的密度最大D.木卫三的表面重力加速度最大【答案】B【解析】【详解】A.轨道半径越小离木星越近
,所以木卫一离木星最近,A错误;B.根据牛顿第二定律得2MmGmar=解得2MaGr=木卫一轨道半径最小,向心加速度最大,B正确;C.卫星的半径未知,无法比较密度大小,C错误;D.卫星的半径未知,无法比较表面重力
加速度大小,D错误。故选B。的5.一同学投掷铅球,投出后铅球在空中的运动轨迹如图所示。铅球经P位置时速度为v,所受合力为F,下列图示正确的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】铅球做曲线运动,下降过程中,铅球做加速运动,合力的方向一定与速度方向成锐角,A正确,BCD错误
。故选A。6.如图,真空中xOy平面直角坐标系上的E、F、G三点构成等边三角形,边长为L。若将两个等量异种点电荷-q和+q分别固定在E、F点,则()A.O点电场强度的方向沿x轴正方向B.G点电场强度的方向沿y轴正方向C.O点电场强度的大小为零
D.G点电场强度的大小为2kqL【答案】D【解析】【详解】A.+q在O点产生的电场强度方向沿x轴负方向,-q在产生的电场强度方向沿x轴负方向,故O点合电场强度的方向沿x轴负方向,故A错误;C.O点电场强度的大小2228()2OqkqEkLL==故C错误;BD.如图所示,设+q
和-q在G点产生的电场强度分别为1E、2E,G点的合场强为GE则有122qEEkL==由几何关系可知,1E、2E的夹角为18060120−=G点的合场强为122cos60GqEEkL==方向沿x轴负方向。故B错误,D正确。故选D。7.如图,两瓷罐P、Q(可视为质点)放在水平圆桌转盘上
,质量分别为m、2m,离转轴OO′的距离分别为R、2R,与转盘间的动摩擦因数均为μ。若转盘从静止开始缓慢地加速转动,P、Q与转盘均保持相对静止,用ω表示转盘的角速度,则()A.当ω增大时,P比Q先开始滑动B.P、Q未滑动前所受的摩擦力大小相等C.P开始滑动时,临界角速度为gR
=D.Q开始滑动时,临界角速度为gR=【答案】C【解析】【详解】B.P、Q未滑动前所受的摩擦力分别为2PfmR=22224QfmRmR==P、Q未滑动前所受的摩擦力大小不相等,B错误;ACD.根据牛顿第二定律得2mgmR=解得gR=P、Q开始滑动时的角速度分别为PgR
=2QgR=当ω增大到2gR时,Q先开始滑动,C正确,AD错误。故选C。8.如图,圆形管道用轻杆固定在竖直平面内,管道内壁光滑。一质量为m的小球(直径略小于管道内径)从管道最高点由静止开始下滑,重力加速度为g。当小球滑至管道的最低点时,管道对轻杆作用力()
A.增加5mgB.减小5mgC.减小4mgD.增加4mg【答案】D【解析】【详解】根据机械能守恒定律得2122mgrmv=根据牛顿第二定律得2NvFmgmr−=解得N5Fmg=根据牛顿第三定律N5Fmg
=方向竖直向下。管道对轻杆作用力增加4mg。故选D。二、双项选择选题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。9.如图一自行车,前
后轮半径相等。当骑着自行车在路面上沿直线行驶时(车轮不打滑),前后轮的轮缘上a、b两点的线速度及角速度的大小关系是()A.abvv=B.abvvC.ab=D.ab【答案】AC【解析】【详解】AB.以轮轴为参考系,前
后轮的轮缘上a、b两点的线速度相等,都等于自行车行驶的速度,A正确,B错误;CD.根据vr=,两点的线速度和半径均相同,所以角速度也相同,C正确,D错误。故选AC。10.如图,从地面上同一位置斜抛出两小球甲、乙,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则()A.
甲的初速度比乙的大B.甲的飞行时间比乙的长C.甲在最高点的速度比乙在最高点的小D.甲在落地时的速度比乙在落地时的小【答案】CD【解析】【详解】B.两个小球在竖直方向均做竖直上抛运动,且最大高度相同,则
初速度的竖直分量相同,两个小球的飞行时间也相同,B错误;AD.两个小球在水平方向均做匀速运动,且运动时间相同,乙水平位移大,则乙初速度的水平分量比甲的大,而初速度的竖直分量相等,则乙的初速度比甲大;根据对称性,落地速度的大小等于初速度,所以,乙的落地速度比甲大,A错误,D正确;C.最高点的
速度等于初速度的水平分量,所以甲在最高点的速度比乙在最高点的小,C正确。故选CD。11.从地面竖直向上抛出一物体,取地面为零势能参考面,该物体的kE和pE随上升高度h的变化如图所示。重力加速度取210m/s,由图中数据可得()的A.物体的质量为2.5kgB.h=2m时,物体的动能k4
0JE=C.h=0时,物体的速度大小为45m/sD.物体的速度大小为20m/s时,距地面的高度h=2m【答案】AC【解析】【详解】A.由图可知,上升的最大高度为4m,由重力势能公式pEmgh=可得pmm100kg2.5k
g104Emgh===A正确;BD.由图可知2mh=时,物体的动能k50JE=物体的速度为k2210m/sEvm==BD错误;C.h=0时,物体的速度大小为km22100m/s45m/s2.5Evm===C正确;故选AC。12.如图,倾角为37°的光滑斜面固定放置,一轻绳跨过两定滑轮,两
端分别与质量为M的物块和质量为m的沙袋连接(二者均视为质点)。物块从斜面上由静止下滑至A点时速度大小为05gLv=,此时细绳恰好与斜面垂直。当物块滑至B点时,轻绳与斜面的夹角为37°。已知M=40kg,m=20kg,
A、B两点之间的距离为L=3.3m,重力加速度210m/sg=,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物块下滑过程中始终未离开斜面,与沙袋总在同一竖直面内运动。不计一切摩擦,轻绳一直处于伸直状态,则()A.从A点运动到B
点,物块的机械能增加B.从A点运动到B点,物块重力势能减少量大于沙袋重力势能的增加量C.从A点运动到B点,物块重力势能的减少量等于沙袋重力势能的增加量D.在B点时,物块的动能为370J【答案】BD【解析】【详解】A.从A点运动到B点,除重力以外其他力做的
功等于拉力做的功,拉力与运动方向成钝角,故拉力做负功,物块的机械能减小,故A错误;BC.从A点运动到B点,物块重力势能的减少量p3sin3740103.3J=792J5EMgL==减沙袋重力势能的增加量p1
53(tan37)(tan37)20103.3()J=330Jcos37cos3744LEmgLmgL=−=−=−增因为792J>330J所以从A点运动到B点,物块重力势能的减少量大于沙袋重力势能的增加量,故B正确,C错误;D.如图所
示的将物块到达B点的速度Bv分解为沿着绳子的分速度和垂直与绳子的分速度,可得此时沙袋的速度大小等于物块沿着绳子的分速度cos37Bv。从A点运动到B点,物块和沙袋组成的系统机械能守恒,可得2220111sin37(tan37)(cos37)cos37222BBLMgLmgLMvm
vMv−−=+−解得18.5m/sBv=在B点时,物块的动能为2k1370J2BBEMv==故D正确。故选BD。三、非选择题:共60分,其中13、14、15题为填空题,16、17题为实验题,18—20题为计算题。考生根据要求作答。13.如图所示是某电场中
的几条电场线,在电场中有A、B两点,同一负电荷在两点所受电场力方向________(选填“相同”或“不同”),这两点的电场强度大小AE_________BE(选填“>”“<”或“=”)。【答案】①.不同②.>【解析】
【详解】[1]由电场线分布情况可知,该电场为非匀强电场,A、B两点的电场强度方向不同,分别为两点所处的电场线的切线方向,同一负电荷在两点所受电场力方向与两点电场强度的方向相反,同一负电荷在两点所受电场力方向不同。[2]
电场线密集的地方,电场强度大,故有ABEE14.一辆质量32.010kgm=的汽车以v=36km/h的速度在平直路面上匀速行驶,发动机功率P=6.0kW,汽车受到的阻力大小为________N。若汽车以恒
定功率P=6.0kW行驶且受到的阻力恒定不变,当车速v=18km/h时,加速度大小为________2m/s。【答案】①.600②.0.3【解析】【详解】[1]匀速行驶时的速度36km/h=10m/sv=匀速行驶时牵引力等于阻力,即FF=阻由PFvFv阻
==36.010N=600N10PFv==阻[2]车速18km/h=5m/sv=由牛顿第二定律PFmav−=阻得333222610600m/0s2.0102m/s0.3m./s150FPamvm=−=−=阻15.双星系统由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两个星体之
间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为125:3mm=:。则1m、2m做圆周运动的角速度之比12:=_________
_;向心加速度之比12:aa=_________。【答案】①.1∶1②.3∶5【解析】【详解】[1]双星周期相同,由2T=得m1、m2做圆周运动的角速度之比为1:1;[2]双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,设为,则有221211222mmGmrmrL==12rrL+=
解得轨道半径之比等于质量的反比,即1221::3:5rrmm==根据向心速度与角速度关系2nar=可知,1m、2m做圆周运动的向心速度之比等于轨道半径之比为12:3:5aa=16.在科学验证“机械能守恒定律”的实验中:(1)如图甲,安装好
装置,先通电再释放重物,得到如图乙所示的纸带。在纸带上打出一系列的点,其中O为纸带打出的第一个点,选取三个连续点A、B、C到O的距离如图所示。已知重物质量m=1.0kg,重力加速度29.8m/sg=,打点计时器的打点周期T=0.02s,O至B的过
程中,重物动能的增加量kE=_________J;重力势能的减少量pE=_________J。(结果均保留三位有效数字)(2)实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________________。A.利用公式2vgh=计
算重物速度B.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响C.没有采用多次实验取平均值的方法(3)该同学根据纸带计算出各点对应的瞬时速度v,并测出相应的重物下落高度h,作出图像2vh−如图丙所示。图线通过坐标原点,他判定重物下落过程机械能守恒。该同
学的分析________。(选填“合理”或“不合理”)。【答案】(1)①.0.684②.0.690(2)B(3)不合理【解析】【小问1详解】[1]打B点时的速度2(9.574.89)10m/s1.17m/s220.02ACBxvT−−===O至B的过程中,重物动能的增加量
22k1111.17J=0.684J22BEmv==[2]重力势能的减少量p219.87.0410J=0.690JOBEmgh−==【小问2详解】实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是A.利用
公式2vgh=计算重物速度会造成动能增加量大于重力势能减小量,选项A错误;B.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响,会使得重力势能的减少量大于动能的增加量,选项B正确;C.没有采用多次实验取平均值的方法只能减小偶然误差,不能减小系
统误差,选项C错误。故选B。【小问3详解】该同学的分析不合理;根据212mvmgh=可得22vgh=则若2vh−图像是过原点且斜率为2g的直线时,机械能才是守恒的。17.在科学探究“平抛运动的特点”实验中,某小组用如图甲所示装置研究平抛
运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。(1)请根据甲图,指出需要改进的实验操作:______
__________。(2)甲同学每次将小球从斜槽的同一位置无初速释放,将水平挡板依次向下等间距移动位置,若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是_________
_______。A.2132xxxx−−B.2132xxxx−−C.2132xxxx−=−D.无法判断(3)如图乙,乙同学用频闪仪和照相机拍摄做平抛运动的小球,频闪周期为0.05s。实验测出的小球影像高度差如图
丙所示,每个方格的边长为5cm。则小球运动到位置A时,其速度的水平分量大小为________m/s;测得当地重力加速度的大小为________m/s2。(结果均保留两位有效数字)【答案】(1)见解析(2)A(3)①.1.0②.9.7【解析】【小问1详解】1.为了让小球做平抛运动
,斜槽末端必须保持水平;2.为了使小球做平抛运动的初速度不变,小球必须从同一位置由静止释放;3.为了建立坐标系,斜槽末端必须悬挂铅锤线。【小问2详解】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,下落的速度越来越快,则下落相等位移的时间越来越短,水平方向上做匀速直线运动,
根据0xvt=得2132xxxx−−故选A。【小问3详解】[1]小球运动到位置A时,其速度的水平分量大小为00.05m1.0m/s0.05sv==[2]当地重力加速度的大小为()22243212213.4118.66.110m/s9.7m/s440.05yyyygT−+−−+−−===四
、计算题(本题3小题,共39分)18.如图,从平行金属板上板中央的小孔向内喷入小油滴。调节电场强度,使一个很小的带负电油滴静止在电场强度为E的电场中。不计油滴间的相互作用,重力加速度g=10m/s2,则:(1)判断金属板上板所带电荷的电性;(2)若电场强度为E=4.0×105N/C,油滴的质量为
m=1.8×10-14kg,求油滴的电荷量q。【答案】(1)正电;(2)4.5×10-19C【解析】【详解】(1)由于油滴处于静止状态,根据平衡条件可知,油滴受到向上的电场力,而油滴带负电,所以场强方向向下,故上板带正电;(2)根据平衡条件可得mgqE=解得194.510Cq−
=19.如图为一种可测量转动角速度的简易装置。“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕中轴线OO′旋转,支架两杆与水平面间夹角均为θ,两侧的杆长均为1.5L。一原长为L的轻弹簧套在AB杆上,下端固定于杆上的B点,另一端与一小球拴接。已知支架静止时弹簧的长度为0
.5L,小球的质量为m,重力加速度为g。现让小球随支架以角速度ω匀速转动。求:(1)轻弹簧的劲度系数k;(2)轻弹簧恰为原长时,支架角速度ω1的大小;(3)若已知θ=53°,1m6L=,210m/sg=,sin53°=0.8,cos53°=0.6,小球在杆末端A匀速转动时,支架角
速度ω2的大小。【答案】(1)2sinmgkL=;(2)11sincosgL=;(3)240rad/s3=【解析】【详解】(1)静止时弹簧被压缩了12L,设弹簧弹力为F1,受力分析如图,由平衡条件
可得1sin2kLmg=①解得2sinmgkL=(2)轻弹簧恰为原长时,小球只受重力和杆的支持力N2,受力分析如图,由几何关系1cosrL=②竖直方向2cosNmg=③水平方向2211sinNmr
=④联立②③④得11sincosgL=(3)小球在A端随装置做匀速圆周运动时,弹簧伸长量为12L,受力分析如图,弹簧的弹力212FkL=⑤圆周运动的半径23cos2rL=⑥竖直方向32cossinNFmg=+⑦水平方向2
3222sincosNFmr+=⑧联立⑤⑥⑦⑧解得22sin40rad/scos33gL==20.如图甲所示,平台BC下方水平地面上依次放置光滑圆弧轨道、完全相同的长木板1和2,长木板1的上表面与圆弧轨道
D端相平。一质量m=1kg的小铁块(可视为质点),从平台BC上方的A点以初速度03m/sv=水平抛出,运动至C点时恰好沿切线方向进入圆心为O的光滑圆弧轨道,经D点后滑上长木板1。已知圆弧轨道半径R=0.5m,OC
与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,重力加速度210m/sg=,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)AB的竖直高度;(2)小铁块运动到D点时的动能EkD;(3)已知每块长木板的长度L=2.5m,质量M=0.5kg,下表面与地面间的动摩擦因数10.2=,小铁块在木板1
上运动过程,其动能与距D点滑过位移Ek-x(x≤0.5m)图像如图乙所示,且各物体间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,则(ⅰ)小铁块停止时与D点的距离;(ⅱ)小铁块和木板间摩擦产生的热量。【答案】(1)0.8m;(2)14.5J;(3)(i)3.75m,(ii)13J
【解析】【详解】(1)小铁块在C点速度大小为0cos45Cvv=根据机械能守恒定律得2201122Cmvmghmv+=解得0.8mh=(3)由动能定理得()2kDC11cos532mgREmv−=−解得kD14.5JE=(3)(ⅰ)由(乙
)图可知:小铁块在木板1上运动0.5m时由动能定理可得12.514.5fx−=−动,0.5mx=受到的滑动摩擦力4Nf=动由2fmg=动得,小铁块和木板间的滑动摩擦因数20.4=对长木板1和2组成的系统:上表面受到小铁块的滑动摩擦力4Nf=动下表面受到地面的最大静摩擦力()max1
24NfmMg+=所以小铁块在长木板1上滑动时未推动两长木板,两长木板静止不动。小铁块滑至木板1左端时,设速度的为v1,由动能定理得221D21122mvmvmgL−=−代入数据解得13m/sv=小铁块在木板2上滑动时,同理推出小铁块带动木板2运动。设小铁块的速度为v铁、加速度为a1,木板2
的速度为v板、加速度为a212ag=()212mgmMgaM−+=当vvv==共铁板时112vatat−=解得0.5st=1m/sv=共位移分别为21111m2svtat=−=铁2210.25m2sat==板所以铁块在木板2上滑动的距离0.75msss=−=铁板此后铁
块和木板2一起匀减速212m/sag==共木板2和铁块一起匀减速20.25m2vsa==共共共停止运动时距离DsLss=++共总铁解得3.75ms=总(ⅱ)铁块在木板1上滑动产生的热量1210JQmgL==铁块在木板2上滑动上表面产生的热量223JQmgs==总热量为1
213JQQQ=+=总