(2019)新人教版高中物理高一必修第二册物理期末模拟测试(一).rar
20202021 学年第二学期期末模拟测试(一)学年第二学期期末模拟测试(一)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。每小题只有一个选项符合题意。分。每小题只有一个选项符合题意。1.在科学发展的光辉历程中,物理学家灿若星辰。 关于物理学家和他们的成就,以下符合历史事实的是A. 库仑通过油滴实验测定了元电荷的数值 ()B. 法拉第创造性地在电场中引入了电场线C. 牛顿第一次在实验室里测出了引力常量D. 卡文迪许得出点电荷间的相互作用规律2. 2020 年我国将首探火星,利用火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测。 如图为火星绕太阳运动的椭圆轨道,AB 是其长轴,O 为椭圆的中心,则下列说法正确的是()A. 太阳位于 O 点B. 火星在 A 点的速率等于 B 点的速率C. 火星在 A 点所受引力大小等于在 B 点所受引力大小D. 火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和太阳有关3. 关于电场,下列说法正确的是()A. 电势有正负之分,因此电势是矢量B. 电势降低的方向就是电场强度的方向C. 电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向D. 处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 02021.064. 运输物资的汽车以额定功率上坡时,为增大汽车的牵引力,司机应使汽车的速度( )A. 减小 B. 增大C. 保持不变 D. 先增大后保持不变5. 如图所示, “旋转秋千”中的两个座椅 A、B,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上当圆盘绕其竖直的中心轴匀速转动时,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A. A 的角速度比 B 的小B. A、B 的角速度一样大C. A 的线速度比 B 的小D. A、B 的线速度一样大6.下列运动过程中,机械能一定守恒的是()A. 做自由落体运动的小球 B. 空中匀速下降的跳伞员C. 草坪上向前滚动的足球 D. 沿斜面加速下滑的物块7. 翼装飞行是一种极限运动,运动员从高处跃下,用身体进行无动力空中飞行,到达安全极限高度时,运动员打开降落伞做减速运动,最终平稳着陆。一运动员的质量为,受到的阻力恒为,重力加速度为。在他沿竖直方向减速下降mFg的过程中,下列说法正确的是()hA. 他的动能减少了 B. 他的重力势能减少了Fh()Fmg hC. 他的机械能减少了 D. 他的动能增加了Fhmgh8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A. 如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态B. 如图 b,是一圆锥摆,增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C. 如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,则它们的角速度相等ABD. 如图 d,火车转弯超过规定速度大小行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用9. 物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h 代表下落的距离,以水平地面为零势能面下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是()A. B. C. D. 10. 如图所示,一质量为的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细杆的直径,圆m环分别与两个相同的轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端连在与圆环同一高度的墙壁上。开始时圆环处于点,弹簧处于原长状态。细杆上的、两点到点的距离都为,将圆环拉至OABOh点由静止释放,重力加速度为。则圆环从点运动到点的过程中()AgABA. 圆环通过点时,加速度小于OgB. 圆环通过点时,速度大小为OghC. 圆环通过点时,速度大小为B2 ghD. 圆环通过点时,速度为 0B11. 如图,正点电荷放在 O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线以水平电场线上的 O点为圆心画一个虚线圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,下列说法正确的是:()A. a 点电势高于 e 点电势B. b、e 两点的电场强度相同C. c、b 两点间电势差小于 d、b 两点间电势差D. 负检验电荷在 d 点的电势能少于在 e 点的电势能三、简答题:本题共三、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题目要求作答。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。 12. 在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,如图所示的实验装置,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地。(1)静电计的指针偏转程度显示两极板间的_的大小。(2)当极板电荷量不变时,使两极板间距离减小,可知电容器电容_(填“增大”“不变”或“减小”) 。当极板电荷量不变时,使两极板正对面积减小,可观察到静电计指针的偏转角_(填“增大”“不变”或“减小”) 。13.如图为某兴趣小组“验证机械能守恒定律”的实验装置图。 (1)现有的器材:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。 为完成此实验,除了所给的器材外,还需要_A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平 D. 低压交流电源(2)该小组经历以下操作:接通电源 释放纸带 取下纸带 切断电源,得到一条纸带。关于这些操作步骤,合理的顺序是_A. B. C. D. (3)某同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,其中 O 点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C 为连续的三个点,测得 A、B、C 三点距 O 的距离分别为 h1、h2、h3。若已知打点周期为 T,重物的质量为 m,重力加速度为 g,则打下 B 点时重物的速度为_。 从 O 到 B 的过程中,重物动能的增加量为_,重力势能减小量为_。 (4)实验中为减少摩擦阻力对实验的影响,下列操作可行的有_A. 选用质量小、体积大的重物B. 打点计时器两限位孔在同一竖直线上C. 释放前,手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重物下落过程中,手始终提住纸带的上端四、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。四、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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。14. 如图所示,在匀强电场中,有 A、B 两点,它们的间距为 2cm,两点的连线与场强方向成 60角。将一个电量为2105C 的电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,求:(1)从 A 移到 B 的过程中,电场力对电荷做的功 WAB;(2)A、B 两点的电势差 UAB;(3)匀强电场的场强大小 E。15. 宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为,飞船飞行的轨道半径为,地球半径为,地球表面的重力加速度为,自转不考虑。mrRg求:(1)飞船与地球间的万有引力大小;F(2)飞船的运动线速度大小;v(3)飞船所在处的加速度大小。a16. 如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右端与一倾角为的光滑BC14B30斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变) ,斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为CC的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压2kgA缩至点。已知光滑圆轨道的半径,水平轨道长为,滑块与轨道间的动摩擦因D0.8mR BC0.4mBC数,光滑斜面轨道上长为,取,求:0.2CD0.6mg210m/s(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;BNF(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;pE(3)滑块在水平轨道上运动的总时间 。BCt17.如图所示为某显像设备内电场的简化模型。 在 y 轴左侧存在水平向左的匀强电场,右侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小均为 E。 电子枪在 A 处无初速释放一质量为 m,电荷量为 e 的电子,A 点的坐标为(-L,L) ,不计电子重力。 求:(1)电子进入第一象限的速度大小;(2)电子从释放到达 x 轴所需的时间;(3)若在 B 点无初速释放电子,则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离。 (,)2LL20202021 学年第二学期期末模拟测试(一)学年第二学期期末模拟测试(一)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.在科学发展的光辉历程中,物理学家灿若星辰。 关于物理学家和他们的成就,以下符合历史事实的是()A. 库仑通过油滴实验测定了元电荷的数值B. 法拉第创造性地在电场中引入了电场线C. 牛顿第一次在实验室里测出了引力常量D. 卡文迪许得出点电荷间的相互作用规律【答案】B【解析】A密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故 A 错误;B法拉第创造性地在电场中引入了电场线,故 B 正确;C卡文迪许第一次在实验室里测出了引力常量,故 C 错误;D库仑得出点电荷间的相互作用规律,故 D 错误。故选 B。2. 2020 年我国将首探火星,利用火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测。 如图为火星绕太阳运动的椭圆轨道,AB 是其长轴,O 为椭圆的中心,则下列说法正确的是()A. 太阳位于 O 点B. 火星在 A 点的速率等于 B 点的速率2021.06C. 火星在 A 点所受引力大小等于在 B 点所受引力大小D. 火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和太阳有关【答案】D【解析】A太阳位于椭圆的一个焦点上,不是在点,故 A 错误;OBC由于太阳位于椭圆的一个焦点上,故 A 点和 B 点一个是近日点、一个是远日点,火星在 A 点所受引力大小不等于在 B 点所受引力大小,速率也不同,故 B、C 错误;D根据开普勒第三定律有32rkT其中 k 与中心体,即太阳有关,故 D 正确。故选 D。3. 关于电场,下列说法正确的是()A. 电势有正负之分,因此电势是矢量B. 电势降低的方向就是电场强度的方向C. 电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向D. 处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 0【答案】D【解析】A电势有正负之分,但是电势是标量,选项 A 错误;B电势降落最快的方向就是电场强度的方向,选项 B 错误;C电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向,选项 C 错误;D处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 0,选项 D 正确。故选 D。4. 运输物资的汽车以额定功率上坡时,为增大汽车的牵引力,司机应使汽车的速度( )A. 减小B. 增大C. 保持不变D. 先增大后保持不变【答案】A【解析】由功率公式可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就PFv会增大,此时更容易上坡,故选项 A 正确,BCD 错误。【点睛】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由可知,PFv在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大。5. 如图所示, “旋转秋千”中的两个座椅 A、B,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上当圆盘绕其竖直的中心轴匀速转动时,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A. A 的角速度比 B 的小B. A、B 的角速度一样大C. A 的线速度比 B 的小D. A、B 的线速度一样大【答案】B【解析】AB两个座椅属于同轴转动,具有相同的角速度,A 错误 B 正确;CD根据公式,B 的运动半径小,而两者的角速度相同,所以 B 的线速度小,CDvr错误。故选 B。6.下列运动过程中,机械能一定守恒的是()A. 做自由落体运动的小球B. 空中匀速下降的跳伞员C. 草坪上向前滚动的足球D. 沿斜面加速下滑的物块【答案】A【解析】A做自由落体运动的小球,只有重力做功,机械能守恒,故 A 正确;B跳伞员带着张开的降落伞匀速下降,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小,故B 错误;C草坪上向前滚动的足球,克服摩擦阻力做功,所以机械能减小,故 C 错误;D沿斜面加速下滑的物块,由于是否受摩擦力不清楚,所以机械能不一定守恒,故 D 错误。故选 A。7. 翼装飞行是一种极限运动,运动员从高处跃下,用身体进行无动力空中飞行,到达安全极限高度时,运动员打开降落伞做减速运动,最终平稳着陆。一运动员的质量为,受到m的阻力恒为,重力加速度为。在他沿竖直方向减速下降的过程中,下列说法正确的Fgh是()A. 他的动能减少了B. 他的重力势能减少了Fh()Fmg hC. 他的机械能减少了D. 他的动能增加了Fhmgh【答案】C【解析】AD根据合外力做功等于动能的变化,可知k()mgF hE 故动能增加了,故 AD 错误;()mgF hB根据重力做功等于重力势能的减少量,即重力势能减少了 mgh,故 B 错误;C根据除重力和弹簧弹力之外的其它力做功等于机械能的减少,阻力做功FWFh 可知机械能减少了 Fh,故 C 正确;故选 C。【点睛】动能的变化看合外力做功,重力势能的变化看重力做功。8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A. 如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态B. 如图 b,是一圆锥摆,增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C. 如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,则它们的角速度AB相等D. 如图 d,火车转弯超过规定速度大小行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用【答案】B【解析】A如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时,加速度竖直向下,则处于失重状态,向下 A 错误;B如图 b,是一圆锥摆,则由牛顿第二定律2tantanmgmh解得gh则增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变,选项 B 正确;C如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,设圆锥侧面与AB竖直方向夹角为 ,则由牛顿第二定律解得2tanmgmr=tangr由于 AB 的转动半径不相等,则它们的角速度不相等,选项 C 错误;D如图 d,火车按规定速度拐弯时,重力分力提供向心力,超过规定速度所需向心力增大,重力分力不足以提供,需要向外挤压外轨产生弹力,故 D 错误。故选 B。9. 物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h 代表下落的距离,以水平地面为零势能面下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】由机械能守恒定律:,故势能与动能的图像为倾斜的直线,C 错;212PEEmv由动能定理:,则 EpEmgh,故势能与 h 的图像也为倾22 21122kEmghmvmg t斜的直线,D 错;且,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线,B 对;212PEEmv同理,势能与时间的图像也为开口向下的抛物线,A 错故选 B.2 212PEEmg t【点睛】解决本题的关键能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律以及运动学公式,得出关系式进行判断10. 如图所示,一质量为的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细m杆的直径,圆环分别与两个相同的轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端连在与圆环同一高度的墙壁上。开始时圆环处于点,弹簧处于原长状态。细杆上的、两点到点的距OABO离都为,将圆环拉至点由静止释放,重力加速度为。则圆环从点运动到点的过hAgAB程中()A. 圆环通过点时,加速度小于 B. 圆环通过点时,速度大小为OgOghC. 圆环通过点时,速度大小为 D. 圆环通过点时,速度为 0B2 ghB【答案】C【解析】A圆环通过 O 点时,水平方向合力为 0,竖直方向只受重力,故加速度等于 g,故 A 错误;B圆环从 A 运动至 O,根据动能定理212OAOmghWmv弹弹力做正功,即则有故 B 错误;0AOW弹2OvghCD圆环从 A 运动至 B,根据动能定理2122BAOOBmghWWmv弹弹因 A、B 两点到 O 点的距离都为 h,即AOOBWW 弹弹解得故 C 正确,D 错误。故选 C。2Bvgh11. 如图,正点电荷放在 O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线以水平电场线上的 O点为圆心画一个虚线圆,与电场线分别相交于 a、b、c、d、e,下列说法正确的是:A. a 点电势高于 e 点电势B. b、e 两点的电场强度相同C. c、b 两点间电势差小于 d、b 两点间电势差D. 负检验电荷在 d 点的电势能少于在 e 点的电势能【答案】D【解析】A.O 点的电荷是正的电荷,所以沿着电场线的方向电势越来越低,由几何知识可知,点距 O 点的距离比 点距 O 点的距离要远,所以的电势比 点要低故 A 正确aeaeB. 由几何知识可知,b、e 两点距 O 点的距离相等,所以两点的电场强度的大小相等,但是方向不同故 B 错误C.由于 c 和 d 两点距 O 点的距离相等,所以 c、d 两点的电势相等,故 c、d 两点到 b 点的电势差相等故 C 错误D.分析可知 d 点的电势高于 e 点的电势,又因为负电荷在电势高的地方,电势反而低故D 正确二、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。 11. (6 分)在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,如图所示的实验装置,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地。(1)静电计的指针偏转程度显示两极板间的_的大小。(2)当极板电荷量不变时,使两极板间距离减小,可知电容器电容_(填“增大”“不变”或“减小”) 。当极板电荷量不变时,使两极板正对面积减小,可观察到静电计指针的偏转角_(填“增大”“不变”或“减小”) 。【答案】 (1). 电势差(电压) (2). 增大 (3). 增大【解析】(1)静电计指针偏转程度表示电容器两极板间电势差的大小。(2)两极板间距离减小,根据4SCkd得出电容增大。两极板正对面积减小,电容减小,由QCU两极板电势差增大,指针偏转角增大。12.(12 分)如图为某兴趣小组“验证机械能守恒定律”的实验装置图。 (1)现有的器材:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。 为完成此实验,除了所给的器材外,还需要_A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平 D. 低压交流电源(2)该小组经历以下操作:接通电源 释放纸带 取下纸带 切断电源,得到一条纸带。关于这些操作步骤,合理的顺序是_A. B. C. D. (3)某同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,其中 O 点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C 为连续的三个点,测得 A、B、C 三点距 O 的距离分别为 h1、h2、h3。若已知打点周期为 T,重物的质量为 m,重力加速度为 g,则打下 B 点时重物的速度为_。 从O 到 B 的过程中,重物动能的增加量为_,重力势能减小量为_。 (4)实验中为减少摩擦阻力对实验的影响,下列操作可行的有_A. 选用质量小、体积大的重物B. 打点计时器两限位孔在同一竖直线上C. 释放前,手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重物下落过程中,手始终提住纸带的上端【答案】 (1). AD (2). C (3). (4). (5). (6). BC312hhT23128m hhT2mgh【解析】 (1)A测量纸带的长度要用到刻度尺,故 A 需要,符合题意;B打点的时间间隔是 0.02S,不需要秒表,故 B 不需要,不符合题意;C验证机械能守恒定律的实验可以不用测量重物的质量,可以不要天平,故 C 不需要,不符合题意;D电磁打点计时器需要的电源是低压交流电源,故 D 需要,符合题意。故选 AD。(2)根据实验原理和要求:实验中先接通电源,再释放纸带,然后切断电源,最后取下纸带,故 C 正确,ABD 错误。故选 C。(3) 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 B 点的速度,则有3122ACBhhhvTT(4)OB 段动能增加量为2312k2128Bm hhEmvT(5)OB 段重力势能的减小量为p2Emgh(6)A为了减小阻力的影响,实验时重锤选择质量大一些的,体积小一些的,故 A 错误;B安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,从而减小阻力的影响,故 B 正确;C释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直,可以减小阻力,故 C 正确;D重锤下落过程中,手不能拉着纸带,故 D 错误。故选 BC。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)如图所示,在匀强电场中,有 A、B 两点,它们的间距为 2cm,两点的连线与场强方向成 60角。将一个电量为2105C 的电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,求:(1)从 A 移到 B 的过程中,电场力对电荷做的功 WAB;(2)A、B 两点的电势差 UAB;(3)匀强电场的场强大小 E。【答案】(1)1.0103J;(2)50V;(3)5.0103V/m【解析】(1)电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,即Ep1103J根据电场力做功与电势能变化之间的关系,得:WABEp1.0103J(2)A、B 两点的电势差 UABV50V351 102 10ABWq (3)匀强电场的场强大小 EV/m5.0103V/m500.02 0.5cos60ABUAB15. (9 分)宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为,飞船飞行的轨道半径为,地球半径为,地mrR球表面的重力加速度为,自转不考虑。求:g(1)飞船与地球间的万有引力大小;F(2)飞船的运动线速度大小;v(3)飞船所在处的加速度大小。a【答案】 (1);(2);(3)22mgRFr2gRvr22gRar【解析】【详解】设地球的质量是,引力常量为。MG(1)由万有引力定律得2GMmFr又因为2GMmmgR解得22mgRFr(2)由圆周运动知识得 22GMmvmrr2GMmmgR解得2gRvr(3)由牛顿第二定律 2GMmmar2GMmmgR解得22gRar16. (15 分)如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右BC14B端与一倾角为的光滑斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变) ,30CC斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水2kgA平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至点。已知光滑圆轨道的半径D,水平轨道长为,滑块与轨道间的动摩擦因数,光滑斜0.8mR BC0.4mBC0.2面轨道上长为,取,求:CD0.6mg210m/s(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;BNF(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;pE(3)滑块在水平轨道上运动的总时间 。BCt【答案】(1)60N;(2)8.4J;(3)2s【解析】(1)以滑块为研究对象,选择从点到点为研究过程,由动能定理得AB2102BmgRmv在 B 点,重力和支持力的合力充当向心力,故2NBvFmgmR联立解得N3Fmg根据牛顿第三定律得。360NNFmg(2)以滑块为研究对象,选择从到为研究过程,由能量守恒定律得ADpsin30mgRmgBCmgCDE解得p8.4JE (3)在上的运动可看成是匀减速直线运动,则BCBvatgt解得2st 17.(16 分)如图所示为某显像设备内电场的简化模型。 在 y 轴左侧存在水平向左的匀强电场,右侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小均为 E。 电子枪在 A 处无初速释放一质量为 m,电荷量为 e 的电子,A 点的坐标为(-L,L) ,不计电子重力。 求:(1)电子进入第一象限的速度大小;(2)电子从释放到达 x 轴所需的时间;(3)若在 B 点无初速释放电子,则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离。 (,)2LL【答案】(1);(2);(3)2eELm22mLeE2L【解析】(1)由动能定理则有2102eELmv可得2eELvm(2)在 A 处释放加速运动至 y 轴后,做类平抛运动到达 x 轴,设匀加速直线运动时间为,1t则有 1vtaeEam可得12mLteE进入第一象限后,由 y 轴分运动得2212Lat可得22mLteE粒子由释放到 x 轴的时间1222mLttteE(3)粒子在第一象限运动时间为,则有3t23122Lat则粒子到达 x 轴时有3xvt则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离为2xL
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20202021 学年第二学期期末模拟测试(一)学年第二学期期末模拟测试(一)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。每小题只有一个选项符合题意。分。每小题只有一个选项符合题意。1.在科学发展的光辉历程中,物理学家灿若星辰。 关于物理学家和他们的成就,以下符合历史事实的是A. 库仑通过油滴实验测定了元电荷的数值 ()B. 法拉第创造性地在电场中引入了电场线C. 牛顿第一次在实验室里测出了引力常量D. 卡文迪许得出点电荷间的相互作用规律2. 2020 年我国将首探火星,利用火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测。 如图为火星绕太阳运动的椭圆轨道,AB 是其长轴,O 为椭圆的中心,则下列说法正确的是()A. 太阳位于 O 点B. 火星在 A 点的速率等于 B 点的速率C. 火星在 A 点所受引力大小等于在 B 点所受引力大小D. 火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和太阳有关3. 关于电场,下列说法正确的是()A. 电势有正负之分,因此电势是矢量B. 电势降低的方向就是电场强度的方向C. 电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向D. 处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 02021.064. 运输物资的汽车以额定功率上坡时,为增大汽车的牵引力,司机应使汽车的速度( )A. 减小 B. 增大C. 保持不变 D. 先增大后保持不变5. 如图所示, “旋转秋千”中的两个座椅 A、B,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上当圆盘绕其竖直的中心轴匀速转动时,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A. A 的角速度比 B 的小B. A、B 的角速度一样大C. A 的线速度比 B 的小D. A、B 的线速度一样大6.下列运动过程中,机械能一定守恒的是()A. 做自由落体运动的小球 B. 空中匀速下降的跳伞员C. 草坪上向前滚动的足球 D. 沿斜面加速下滑的物块7. 翼装飞行是一种极限运动,运动员从高处跃下,用身体进行无动力空中飞行,到达安全极限高度时,运动员打开降落伞做减速运动,最终平稳着陆。一运动员的质量为,受到的阻力恒为,重力加速度为。在他沿竖直方向减速下降mFg的过程中,下列说法正确的是()hA. 他的动能减少了 B. 他的重力势能减少了Fh()Fmg hC. 他的机械能减少了 D. 他的动能增加了Fhmgh8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A. 如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态B. 如图 b,是一圆锥摆,增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C. 如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,则它们的角速度相等ABD. 如图 d,火车转弯超过规定速度大小行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用9. 物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h 代表下落的距离,以水平地面为零势能面下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是()A. B. C. D. 10. 如图所示,一质量为的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细杆的直径,圆m环分别与两个相同的轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端连在与圆环同一高度的墙壁上。开始时圆环处于点,弹簧处于原长状态。细杆上的、两点到点的距离都为,将圆环拉至OABOh点由静止释放,重力加速度为。则圆环从点运动到点的过程中()AgABA. 圆环通过点时,加速度小于OgB. 圆环通过点时,速度大小为OghC. 圆环通过点时,速度大小为B2 ghD. 圆环通过点时,速度为 0B11. 如图,正点电荷放在 O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线以水平电场线上的 O点为圆心画一个虚线圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,下列说法正确的是:()A. a 点电势高于 e 点电势B. b、e 两点的电场强度相同C. c、b 两点间电势差小于 d、b 两点间电势差D. 负检验电荷在 d 点的电势能少于在 e 点的电势能三、简答题:本题共三、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题目要求作答。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。 12. 在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,如图所示的实验装置,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地。(1)静电计的指针偏转程度显示两极板间的_的大小。(2)当极板电荷量不变时,使两极板间距离减小,可知电容器电容_(填“增大”“不变”或“减小”) 。当极板电荷量不变时,使两极板正对面积减小,可观察到静电计指针的偏转角_(填“增大”“不变”或“减小”) 。13.如图为某兴趣小组“验证机械能守恒定律”的实验装置图。 (1)现有的器材:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。 为完成此实验,除了所给的器材外,还需要_A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平 D. 低压交流电源(2)该小组经历以下操作:接通电源 释放纸带 取下纸带 切断电源,得到一条纸带。关于这些操作步骤,合理的顺序是_A. B. C. D. (3)某同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,其中 O 点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C 为连续的三个点,测得 A、B、C 三点距 O 的距离分别为 h1、h2、h3。若已知打点周期为 T,重物的质量为 m,重力加速度为 g,则打下 B 点时重物的速度为_。 从 O 到 B 的过程中,重物动能的增加量为_,重力势能减小量为_。 (4)实验中为减少摩擦阻力对实验的影响,下列操作可行的有_A. 选用质量小、体积大的重物B. 打点计时器两限位孔在同一竖直线上C. 释放前,手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重物下落过程中,手始终提住纸带的上端四、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。四、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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。14. 如图所示,在匀强电场中,有 A、B 两点,它们的间距为 2cm,两点的连线与场强方向成 60角。将一个电量为2105C 的电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,求:(1)从 A 移到 B 的过程中,电场力对电荷做的功 WAB;(2)A、B 两点的电势差 UAB;(3)匀强电场的场强大小 E。15. 宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为,飞船飞行的轨道半径为,地球半径为,地球表面的重力加速度为,自转不考虑。mrRg求:(1)飞船与地球间的万有引力大小;F(2)飞船的运动线速度大小;v(3)飞船所在处的加速度大小。a16. 如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右端与一倾角为的光滑BC14B30斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变) ,斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为CC的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压2kgA缩至点。已知光滑圆轨道的半径,水平轨道长为,滑块与轨道间的动摩擦因D0.8mR BC0.4mBC数,光滑斜面轨道上长为,取,求:0.2CD0.6mg210m/s(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;BNF(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;pE(3)滑块在水平轨道上运动的总时间 。BCt17.如图所示为某显像设备内电场的简化模型。 在 y 轴左侧存在水平向左的匀强电场,右侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小均为 E。 电子枪在 A 处无初速释放一质量为 m,电荷量为 e 的电子,A 点的坐标为(-L,L) ,不计电子重力。 求:(1)电子进入第一象限的速度大小;(2)电子从释放到达 x 轴所需的时间;(3)若在 B 点无初速释放电子,则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离。 (,)2LL20202021 学年第二学期期末模拟测试(一)学年第二学期期末模拟测试(一)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.在科学发展的光辉历程中,物理学家灿若星辰。 关于物理学家和他们的成就,以下符合历史事实的是()A. 库仑通过油滴实验测定了元电荷的数值B. 法拉第创造性地在电场中引入了电场线C. 牛顿第一次在实验室里测出了引力常量D. 卡文迪许得出点电荷间的相互作用规律【答案】B【解析】A密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故 A 错误;B法拉第创造性地在电场中引入了电场线,故 B 正确;C卡文迪许第一次在实验室里测出了引力常量,故 C 错误;D库仑得出点电荷间的相互作用规律,故 D 错误。故选 B。2. 2020 年我国将首探火星,利用火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测。 如图为火星绕太阳运动的椭圆轨道,AB 是其长轴,O 为椭圆的中心,则下列说法正确的是()A. 太阳位于 O 点B. 火星在 A 点的速率等于 B 点的速率2021.06C. 火星在 A 点所受引力大小等于在 B 点所受引力大小D. 火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和太阳有关【答案】D【解析】A太阳位于椭圆的一个焦点上,不是在点,故 A 错误;OBC由于太阳位于椭圆的一个焦点上,故 A 点和 B 点一个是近日点、一个是远日点,火星在 A 点所受引力大小不等于在 B 点所受引力大小,速率也不同,故 B、C 错误;D根据开普勒第三定律有32rkT其中 k 与中心体,即太阳有关,故 D 正确。故选 D。3. 关于电场,下列说法正确的是()A. 电势有正负之分,因此电势是矢量B. 电势降低的方向就是电场强度的方向C. 电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向D. 处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 0【答案】D【解析】A电势有正负之分,但是电势是标量,选项 A 错误;B电势降落最快的方向就是电场强度的方向,选项 B 错误;C电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向,选项 C 错误;D处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 0,选项 D 正确。故选 D。4. 运输物资的汽车以额定功率上坡时,为增大汽车的牵引力,司机应使汽车的速度( )A. 减小B. 增大C. 保持不变D. 先增大后保持不变【答案】A【解析】由功率公式可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就PFv会增大,此时更容易上坡,故选项 A 正确,BCD 错误。【点睛】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由可知,PFv在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大。5. 如图所示, “旋转秋千”中的两个座椅 A、B,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上当圆盘绕其竖直的中心轴匀速转动时,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A. A 的角速度比 B 的小B. A、B 的角速度一样大C. A 的线速度比 B 的小D. A、B 的线速度一样大【答案】B【解析】AB两个座椅属于同轴转动,具有相同的角速度,A 错误 B 正确;CD根据公式,B 的运动半径小,而两者的角速度相同,所以 B 的线速度小,CDvr错误。故选 B。6.下列运动过程中,机械能一定守恒的是()A. 做自由落体运动的小球B. 空中匀速下降的跳伞员C. 草坪上向前滚动的足球D. 沿斜面加速下滑的物块【答案】A【解析】A做自由落体运动的小球,只有重力做功,机械能守恒,故 A 正确;B跳伞员带着张开的降落伞匀速下降,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小,故B 错误;C草坪上向前滚动的足球,克服摩擦阻力做功,所以机械能减小,故 C 错误;D沿斜面加速下滑的物块,由于是否受摩擦力不清楚,所以机械能不一定守恒,故 D 错误。故选 A。7. 翼装飞行是一种极限运动,运动员从高处跃下,用身体进行无动力空中飞行,到达安全极限高度时,运动员打开降落伞做减速运动,最终平稳着陆。一运动员的质量为,受到m的阻力恒为,重力加速度为。在他沿竖直方向减速下降的过程中,下列说法正确的Fgh是()A. 他的动能减少了B. 他的重力势能减少了Fh()Fmg hC. 他的机械能减少了D. 他的动能增加了Fhmgh【答案】C【解析】AD根据合外力做功等于动能的变化,可知k()mgF hE 故动能增加了,故 AD 错误;()mgF hB根据重力做功等于重力势能的减少量,即重力势能减少了 mgh,故 B 错误;C根据除重力和弹簧弹力之外的其它力做功等于机械能的减少,阻力做功FWFh 可知机械能减少了 Fh,故 C 正确;故选 C。【点睛】动能的变化看合外力做功,重力势能的变化看重力做功。8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A. 如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态B. 如图 b,是一圆锥摆,增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C. 如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,则它们的角速度AB相等D. 如图 d,火车转弯超过规定速度大小行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用【答案】B【解析】A如图 a,汽车通过拱形桥的最高点时,加速度竖直向下,则处于失重状态,向下 A 错误;B如图 b,是一圆锥摆,则由牛顿第二定律2tantanmgmh解得gh则增大,保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变,选项 B 正确;C如图 c,质量相同的两球在光滑圆锥筒内、位置做匀速圆周运动,设圆锥侧面与AB竖直方向夹角为 ,则由牛顿第二定律解得2tanmgmr=tangr由于 AB 的转动半径不相等,则它们的角速度不相等,选项 C 错误;D如图 d,火车按规定速度拐弯时,重力分力提供向心力,超过规定速度所需向心力增大,重力分力不足以提供,需要向外挤压外轨产生弹力,故 D 错误。故选 B。9. 物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h 代表下落的距离,以水平地面为零势能面下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】由机械能守恒定律:,故势能与动能的图像为倾斜的直线,C 错;212PEEmv由动能定理:,则 EpEmgh,故势能与 h 的图像也为倾22 21122kEmghmvmg t斜的直线,D 错;且,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线,B 对;212PEEmv同理,势能与时间的图像也为开口向下的抛物线,A 错故选 B.2 212PEEmg t【点睛】解决本题的关键能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律以及运动学公式,得出关系式进行判断10. 如图所示,一质量为的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细m杆的直径,圆环分别与两个相同的轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端连在与圆环同一高度的墙壁上。开始时圆环处于点,弹簧处于原长状态。细杆上的、两点到点的距OABO离都为,将圆环拉至点由静止释放,重力加速度为。则圆环从点运动到点的过hAgAB程中()A. 圆环通过点时,加速度小于 B. 圆环通过点时,速度大小为OgOghC. 圆环通过点时,速度大小为 D. 圆环通过点时,速度为 0B2 ghB【答案】C【解析】A圆环通过 O 点时,水平方向合力为 0,竖直方向只受重力,故加速度等于 g,故 A 错误;B圆环从 A 运动至 O,根据动能定理212OAOmghWmv弹弹力做正功,即则有故 B 错误;0AOW弹2OvghCD圆环从 A 运动至 B,根据动能定理2122BAOOBmghWWmv弹弹因 A、B 两点到 O 点的距离都为 h,即AOOBWW 弹弹解得故 C 正确,D 错误。故选 C。2Bvgh11. 如图,正点电荷放在 O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线以水平电场线上的 O点为圆心画一个虚线圆,与电场线分别相交于 a、b、c、d、e,下列说法正确的是:A. a 点电势高于 e 点电势B. b、e 两点的电场强度相同C. c、b 两点间电势差小于 d、b 两点间电势差D. 负检验电荷在 d 点的电势能少于在 e 点的电势能【答案】D【解析】A.O 点的电荷是正的电荷,所以沿着电场线的方向电势越来越低,由几何知识可知,点距 O 点的距离比 点距 O 点的距离要远,所以的电势比 点要低故 A 正确aeaeB. 由几何知识可知,b、e 两点距 O 点的距离相等,所以两点的电场强度的大小相等,但是方向不同故 B 错误C.由于 c 和 d 两点距 O 点的距离相等,所以 c、d 两点的电势相等,故 c、d 两点到 b 点的电势差相等故 C 错误D.分析可知 d 点的电势高于 e 点的电势,又因为负电荷在电势高的地方,电势反而低故D 正确二、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。 11. (6 分)在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,如图所示的实验装置,平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接地。(1)静电计的指针偏转程度显示两极板间的_的大小。(2)当极板电荷量不变时,使两极板间距离减小,可知电容器电容_(填“增大”“不变”或“减小”) 。当极板电荷量不变时,使两极板正对面积减小,可观察到静电计指针的偏转角_(填“增大”“不变”或“减小”) 。【答案】 (1). 电势差(电压) (2). 增大 (3). 增大【解析】(1)静电计指针偏转程度表示电容器两极板间电势差的大小。(2)两极板间距离减小,根据4SCkd得出电容增大。两极板正对面积减小,电容减小,由QCU两极板电势差增大,指针偏转角增大。12.(12 分)如图为某兴趣小组“验证机械能守恒定律”的实验装置图。 (1)现有的器材:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。 为完成此实验,除了所给的器材外,还需要_A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平 D. 低压交流电源(2)该小组经历以下操作:接通电源 释放纸带 取下纸带 切断电源,得到一条纸带。关于这些操作步骤,合理的顺序是_A. B. C. D. (3)某同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,其中 O 点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C 为连续的三个点,测得 A、B、C 三点距 O 的距离分别为 h1、h2、h3。若已知打点周期为 T,重物的质量为 m,重力加速度为 g,则打下 B 点时重物的速度为_。 从O 到 B 的过程中,重物动能的增加量为_,重力势能减小量为_。 (4)实验中为减少摩擦阻力对实验的影响,下列操作可行的有_A. 选用质量小、体积大的重物B. 打点计时器两限位孔在同一竖直线上C. 释放前,手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重物下落过程中,手始终提住纸带的上端【答案】 (1). AD (2). C (3). (4). (5). (6). BC312hhT23128m hhT2mgh【解析】 (1)A测量纸带的长度要用到刻度尺,故 A 需要,符合题意;B打点的时间间隔是 0.02S,不需要秒表,故 B 不需要,不符合题意;C验证机械能守恒定律的实验可以不用测量重物的质量,可以不要天平,故 C 不需要,不符合题意;D电磁打点计时器需要的电源是低压交流电源,故 D 需要,符合题意。故选 AD。(2)根据实验原理和要求:实验中先接通电源,再释放纸带,然后切断电源,最后取下纸带,故 C 正确,ABD 错误。故选 C。(3) 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 B 点的速度,则有3122ACBhhhvTT(4)OB 段动能增加量为2312k2128Bm hhEmvT(5)OB 段重力势能的减小量为p2Emgh(6)A为了减小阻力的影响,实验时重锤选择质量大一些的,体积小一些的,故 A 错误;B安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,从而减小阻力的影响,故 B 正确;C释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直,可以减小阻力,故 C 正确;D重锤下落过程中,手不能拉着纸带,故 D 错误。故选 BC。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)如图所示,在匀强电场中,有 A、B 两点,它们的间距为 2cm,两点的连线与场强方向成 60角。将一个电量为2105C 的电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,求:(1)从 A 移到 B 的过程中,电场力对电荷做的功 WAB;(2)A、B 两点的电势差 UAB;(3)匀强电场的场强大小 E。【答案】(1)1.0103J;(2)50V;(3)5.0103V/m【解析】(1)电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 1103J,即Ep1103J根据电场力做功与电势能变化之间的关系,得:WABEp1.0103J(2)A、B 两点的电势差 UABV50V351 102 10ABWq (3)匀强电场的场强大小 EV/m5.0103V/m500.02 0.5cos60ABUAB15. (9 分)宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为,飞船飞行的轨道半径为,地球半径为,地mrR球表面的重力加速度为,自转不考虑。求:g(1)飞船与地球间的万有引力大小;F(2)飞船的运动线速度大小;v(3)飞船所在处的加速度大小。a【答案】 (1);(2);(3)22mgRFr2gRvr22gRar【解析】【详解】设地球的质量是,引力常量为。MG(1)由万有引力定律得2GMmFr又因为2GMmmgR解得22mgRFr(2)由圆周运动知识得 22GMmvmrr2GMmmgR解得2gRvr(3)由牛顿第二定律 2GMmmar2GMmmgR解得22gRar16. (15 分)如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右BC14B端与一倾角为的光滑斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变) ,30CC斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水2kgA平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至点。已知光滑圆轨道的半径D,水平轨道长为,滑块与轨道间的动摩擦因数,光滑斜0.8mR BC0.4mBC0.2面轨道上长为,取,求:CD0.6mg210m/s(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;BNF(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;pE(3)滑块在水平轨道上运动的总时间 。BCt【答案】(1)60N;(2)8.4J;(3)2s【解析】(1)以滑块为研究对象,选择从点到点为研究过程,由动能定理得AB2102BmgRmv在 B 点,重力和支持力的合力充当向心力,故2NBvFmgmR联立解得N3Fmg根据牛顿第三定律得。360NNFmg(2)以滑块为研究对象,选择从到为研究过程,由能量守恒定律得ADpsin30mgRmgBCmgCDE解得p8.4JE (3)在上的运动可看成是匀减速直线运动,则BCBvatgt解得2st 17.(16 分)如图所示为某显像设备内电场的简化模型。 在 y 轴左侧存在水平向左的匀强电场,右侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小均为 E。 电子枪在 A 处无初速释放一质量为 m,电荷量为 e 的电子,A 点的坐标为(-L,L) ,不计电子重力。 求:(1)电子进入第一象限的速度大小;(2)电子从释放到达 x 轴所需的时间;(3)若在 B 点无初速释放电子,则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离。 (,)2LL【答案】(1);(2);(3)2eELm22mLeE2L【解析】(1)由动能定理则有2102eELmv可得2eELvm(2)在 A 处释放加速运动至 y 轴后,做类平抛运动到达 x 轴,设匀加速直线运动时间为,1t则有 1vtaeEam可得12mLteE进入第一象限后,由 y 轴分运动得2212Lat可得22mLteE粒子由释放到 x 轴的时间1222mLttteE(3)粒子在第一象限运动时间为,则有3t23122Lat则粒子到达 x 轴时有3xvt则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离为2xL
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