湖南省岳阳县第一中学、汨罗市第一中学2023-2024学年高三上学期11月期中联考物理试题含答案.pdf

第 1 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司2024 届高三上期岳阳县一中届高三上期岳阳县一中 汨罗市一中期中联合考试物理试卷汨罗市一中期中联合考试物理试卷总分：总分：100 分分 时量：时量：75 分钟一、单选题（每小题分钟一、单选题（每小题 4 分，共分，共 24 分）分）1.质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经时间t身体伸直并刚好离开水平地面，此时运动员的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（）A.运动员加速上升过程中处于失重状态B.该过程中，地面对运动员的冲量大小为mvmgtC.该过程中，地面对运动员做功为 0D.该过程中，运动员的动量变化量大小为mgtmv2.在 Q 点沿水平方向，对着一斜面抛出质量相等的 a、b 两个小球，小球的轨迹如图所示，忽略空气阻力，则两小球从抛出至落到斜面过程，下列说法正确的是（）A.a 球的运动时间大于 b 球运动时间B.a 球的初速度小于 b 球初速度C.a 球动量的增加量小于 b 球动量的增加量D.a 球动能的增加量大于 b 球动能的增加量3.如图所示，长均为 L 的两根轻绳，一端共同系住质量为 m 的小球，另一端分别固定在等高的 A、B 两点，A、B 两点间的距离也为 L。重力加速度大小为 g。现使小球在竖直平面内以 AB 为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为 v 时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为 2v 时，每根绳的拉力大小为（）在第 2 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司A.3mgB.433mgC.3mgD.2 3mg4.农历正月十五是元宵节，也被称为花灯节，赏花灯、猜灯谜是该节日的传统活动。如图所示，用轻绳对称挂起四个相同的花灯，其中轻绳BC水平，轻绳OA、AB与水平方向夹角分别为1和2，下列关系式正确的是（）A.12tan2tan=B.12sin2sinC.12tanOAmgTD.22tanBCmgT5.如图所示，质量均为 m 的物块 A 和 B 用不可伸长的轻绳连接，A 放在倾角为 的固定光滑斜面上，而 B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间的距离为 L，物块 B 从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为 g。在物块 B 下落到绳与水平方向的夹角为 的过程中，下列说法正确的是（）A.物块 B 下落过程中机械能守恒B.物块 B 的重力势能减少量为 mgLsinC.物块 A 的速度大于物块 B 的速度D.物块 B末速度为22sin1singL6.如图所示，倾角为 30的斜面上用铰链连接一轻杆 a，轻杆 a 顶端固定一质量为 m 的小球（体积可不计），轻绳 b 跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳 b 在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）的第 3 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司A.初始时轻绳上的拉力大小为32mgB.地面对斜面的摩擦力始终向左且增大C.铰链对轻杆的支持力一直减小D.轻绳上的拉力一直减小二、多选题（每小题二、多选题（每小题 5 分，选对但不全得分，选对但不全得 3 分，共分，共 20 分）分）7.1932 年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成。如图所示，中子以速度0v分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为1v和2v。若碰撞为弹性正碰，氮核质量是氢核质量的 14 倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.2v小于1vB.2v大于0vC.碰撞后氮核的动量比氢核的小D.碰撞后氮核的动能比氢核的小8.如图，质量为 M 的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为 m 的木块，在木块上施加一水平向右的恒力 F，木块和木板由静止开始运动，木块相对地面运动位移 x 后二者分离。则下列哪些变化可使 x 减小（）A.仅增大恒力 FB.仅减小木板的质量 MC.仅增大木块的质量 mD.仅减小木块与木板间的动摩擦因数9.如图所示，在光滑水平面上有质量为3m的小球 A 和质量为5m的小球 B 通过轻弹簧栓接并处于静止状态，质量也为5m的小球 C 以速度0v水平向左匀速运动并与 B 发生弹性碰撞。已知在小球 A 的左端某处（图中未画出）固定有一弹性挡板（指小球与挡板碰撞时不计机械能损失），且当小球 A 与挡板发生正碰后立即撤去挡板，碰撞时间极短则小球 A 与挡板碰撞后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值可能是（）第 4 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司A.201516mvB.201716mvC.2072mvD.2052mv10.一列周期为 T、沿 x 轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示。P，Q，M 为波上三个质点，已知该时刻质点 P、Q 坐标分别为（6m，2cm），（10m，2cm），质点 M 纵坐标为 2cm，且质点M 正沿 y 轴正方向振动。则（）A 该波沿 x 轴负方向传播B.质点 M 横坐标为 20mC.经过4T，质点 P 和质点 Q 的位移相同D.经过54T，质点 M 通过的路程为182 3 cm三、实验题（每空三、实验题（每空 2 分，共分，共 16 分）分）11.某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验。当地的重力加速度为 g，滑块和遮光条的总质量为 M。（1）为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，下列操作必要的是_（多选）。A.平衡摩擦力B.调节气垫导轨水平C.调节牵引滑块的细线水平 D.使钩码质量远小于滑块质量（2）先用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则d _mm。（3）按正确的操作，接通气源，将滑块由 A 点静止释放（A 点到光电门的距离为 x），记录钩码的质量及滑.第 5 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司块通过光电门时遮光条遮光时间，改变悬挂钩码的质量进行多次实验，每次滑块均从 A 点由静止释放，实验测得多组钩码的质量 m 及对应的遮光条遮光时间 t，作出21mt图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，图像的斜率等于_，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理，只要验证表达式_成立即可。12.如图 1 所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。（1）该实验使用的科学方法是_。A类比法 B控制变量法 C假设法 D微小量放大法（2）影响平行板电容器电容的因素有_。A极板的材料 B两极板间距离和两极板的正对面积 C电容器储存的电荷量（3）在实验中观察到的现象是_。A将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小B向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大C将左极板右移，静电计指针的张角变小D将左极板拿走，静电计指针的张角变为零（4）该同学用同一电路分别给两个不同电容器充电，电容器的电容 C1C2，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图 2 中所示，其中对应电容为 C1的电容器充电过程 It 图像的是_（选填 A：B：）。四、解答题四、解答题13.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆 AC 与半径为R的圆周交于 B、C 两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B 点为 AC 的中点，C 点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从 A 点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A 点距过 C 点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到 B 点时的速度大小为6gR。求：（1）A、B 两点的电势差ABU；的第 6 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司（2）小球滑至 C 点时的速度的大小；（3）若以 C 点为参考点（零电势点），试确定 A 点电势。14.如图甲所示，质量为 M=1kg 的小车放置在光滑在水平面上，小车的上表面由四分之一光滑圆弧和水平面组成，圆弧的半径 R=0.5m车的右端有一竖直的固定挡板，一轻弹簧放在车上并与挡板连接，弹簧处于原长，弹簧的左端点与车上的 C 点对齐圆弧的最低点 B 到 C 点间的平面是粗糙的，其余部分均为光滑，BC 长 L=0.5m质量 m=0.2kg 的小物块从圆弧的最高点 A 由静止释放，物块沿圆弧下滑到 BC 水平面上，物块从 B 到 C 运动的过程中所受的摩擦力与到 B 点的距离关系如图乙所示，210/gm s（1）物块滑到 B 点时速度大小及物块对轨道的压力；（2）物块第一次压缩弹簧的过程中，弹簧获得的最大弹性势能；（3）物块最终停在车上的位置离 B 点的距离15.如图所示，在电动机的带动下以5m/sv 的速度顺时针匀速转动的水平传送带。左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接，水平面上有无穷多个位于同一直线上，处于静止状态的相同小球，小球质量02kgm，质量1kgm 的物体（可视为质点）从轨道上高5.0mh 的 P 点由静止开始下滑，滑到传送带上的 A 点时速度大小07m/sv。物体和传送带之间的动摩擦因数0.5，传送带 AB 之间的距离3.4mL。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度210m/sg，103.16。求：（1）物体从 P 点下滑到 A 点的过程中，摩擦力做的功；（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；（3）物体第一次与小球碰后到最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。的第 7 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司第 1 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司2024 届高三上期岳阳县一中届高三上期岳阳县一中 汨罗市一中期中联合考试汨罗市一中期中联合考试物理试卷物理试卷总分：总分：100 分分 时量：时量：75 分钟分钟一、单选题（每小题一、单选题（每小题 4 分，共分，共 24 分）分）1.质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经时间t身体伸直并刚好离开水平地面，此时运动员的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（）A.运动员在加速上升过程中处于失重状态B.该过程中，地面对运动员的冲量大小为mvmgtC.该过程中，地面对运动员做功为 0D.该过程中，运动员的动量变化量大小为mgtmv【答案】C【解析】【详解】A对运动员，在加速上升过程中加速度向上，处于超重状态，A 错误；B由动量定理有Imgtmv得地面对运动员的冲量大小为ImgtmvB 错误；C地面对运动员的力的作用点的位移为零，得地面对运动员做功为零，C 正确；D运动员的动量变化量大小为mv，D 错误。故选 C。2.在 Q 点沿水平方向，对着一斜面抛出质量相等的 a、b 两个小球，小球的轨迹如图所示，忽略空气阻力，则两小球从抛出至落到斜面过程，下列说法正确的是（）A.a 球的运动时间大于 b 球运动时间B.a 球的初速度小于 b 球初速度C.a 球动量的增加量小于 b 球动量的增加量第 2 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司D.a 球动能的增加量大于 b 球动能的增加量【答案】C【解析】【详解】A根据212hgt解得2htg根据图形可知，a 球竖直分位移小于 b 球竖直分位移，则 a 球的运动时间小于 b 球运动时间，A 错误；B根据0 x vt结合上述解得02gvxh根据图形可知，a 球竖直分位移小于 b 球竖直分位移，a 球水平分位移小于 b 球水平分位移，则 a 球的初速度大于 b 球初速度，B 错误；C根据动量定理有mgtp 根据上述，a 球的运动时间小于 b 球运动时间，则 a 球动量的增加量小于 b 球动量的增加量，C 正确；D根据动能定理有k mghE由于 a 球竖直分位移小于 b 球竖直分位移，则 a 球动能的增加量小于 b 球动能的增加量，D 错误。故选 C。3.如图所示，长均为 L 的两根轻绳，一端共同系住质量为 m 的小球，另一端分别固定在等高的 A、B 两点，A、B 两点间的距离也为 L。重力加速度大小为 g。现使小球在竖直平面内以 AB 为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为 v 时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为 2v 时，每根绳的拉力大小为（）第 3 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司A.3mgB.433mgC.3mgD.2 3mg【答案】A【解析】【详解】设小球在竖直面内做圆周运动的半径为 r，小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为30则3cos2rLL根据题述小球在最高点速率为 v 时，两根绳的拉力恰好均为零，有2vmgmr小球在最高点速率为2v时，设每根绳的拉力大小为F，则有222cosvFmgmr解得3Fmg故选 A。4.农历正月十五是元宵节，也被称为花灯节，赏花灯、猜灯谜是该节日的传统活动。如图所示，用轻绳对称挂起四个相同的花灯，其中轻绳BC水平，轻绳OA、AB与水平方向夹角分别为1和2，下列关系式正确的是（）第 4 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司 A.12tan2tan=B.12sin2sinC.12tanOAmgTD.22tanBCmgT【答案】A【解析】【详解】ABD以 B 结点为对象受力分析如下图 根据平衡条件有2tanBCmgT以绳AB和结点 A、B 整体为对象受力分析如下图 根据平衡条件有12tanBCmgT可得12tan2tan=12tanBCmgT故 A 正确，BD 错误；C根据 ABD 选项分析，由平衡条件有第 5 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司12sinOAmgT故 C 错误。故选 A。5.如图所示，质量均为 m 的物块 A 和 B 用不可伸长的轻绳连接，A 放在倾角为 的固定光滑斜面上，而 B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间的距离为 L，物块 B 从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为 g。在物块 B 下落到绳与水平方向的夹角为 的过程中，下列说法正确的是（）A.物块 B 下落过程中机械能守恒B.物块 B 的重力势能减少量为 mgLsinC.物块 A 的速度大于物块 B 的速度D.物块 B末速度为22sin1singL【答案】D【解析】【详解】B物块 B 的重力势能减小量为pGtanEWmghmgL故 B 错误；C将物块 B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，有ABsinvv可知物块 A 的速度小于物块 B 的速度，故 C 错误；D根据机械能守恒，有22AB11tan()sin+cos22LmgLmgLmvmv解得B22sin=1 singLv故 D 正确；A绳的拉力对 B 做负功，故 B 机械能不守恒，故 A 错误。的第 6 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司故选 D。6.如图所示，倾角为 30的斜面上用铰链连接一轻杆 a，轻杆 a 顶端固定一质量为 m 的小球（体积可不计），轻绳 b 跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳 b 在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）A.初始时轻绳上的拉力大小为32mgB.地面对斜面的摩擦力始终向左且增大C.铰链对轻杆的支持力一直减小D.轻绳上的拉力一直减小【答案】B【解析】【详解】A铰链对轻杆的支持力与滑轮左侧轻绳对球的拉力的合力与小球的重力大小相等、方向相反，初始时有Ttan30Fmg可得轻绳上的拉力大小为T33FmgA 错误；BCD如图甲所示，设球与轻绳的连接点为 A，铰链处为 B 点，过 B 点作竖直虚线，虚线与绳的交点设为C，画出力的矢量三角形如图乙所示第 7 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司根据几何知识可知三角形ABC与力的三角形相似，则有NTFFmgBCACAB缓慢放气过程中，BC减小，AB不变，AC增大，则可得TF增大，NF增大，滑轮右侧轻绳上的拉力在水平方向的分力一直增大，对整体受力分析可知，地面对斜面的摩擦力始终向左且增大，B 正确，CD 错误。故选 B。二、多选题（每小题二、多选题（每小题 5 分，选对但不全得分，选对但不全得 3 分，共分，共 20 分）分）7.1932 年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成。如图所示，中子以速度0v分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为1v和2v。若碰撞为弹性正碰，氮核质量是氢核质量的 14 倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A 2v小于1vB.2v大于0vC.碰撞后氮核的动量比氢核的小D.碰撞后氮核的动能比氢核的小【答案】AD【解析】【详解】AB设中子质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为14m，设中子和氢核碰撞后中子速度为3v，由动量守恒定律和能量守恒定律可得301mvmvmv222013111222mvmvmv联立解得10vv设中子和氮核碰撞后中子速度为4v，由动量守恒定律和能量守恒定律可得.的第 8 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司02414mvmvmv22202411114222mvmvmv联立解得20215vv可得102vvv选项 A 正确，B 错误；C碰撞后氢核的动量为H10pmvmv氮核的动量为0N2281415mvpmv可得NHpp选项 C 错误；D碰撞后氢核的动能为H22k101122Emvmv氮核的动能为N220k2281142225mvEmv可得kHkNEE故 D 正确。故选 AD。8.如图，质量为 M 的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为 m 的木块，在木块上施加一水平向右的恒力 F，木块和木板由静止开始运动，木块相对地面运动位移 x 后二者分离。则下列哪些变化可使 x 减小（）第 9 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司A.仅增大恒力 FB.仅减小木板的质量 MC.仅增大木块的质量 mD.仅减小木块与木板间的动摩擦因数【答案】AD【解析】【详解】根据牛顿第二定律得木块的加速度为1FmgFagmm木板的加速度为2mgaM设板长为 L，根据22121122Lata t得122Ltaa木块相对地面运动位移为21121211=21LaLxataaaaA若仅增大恒力 F，则木块的加速度1a变大，木板的加速度2a不变，则 x 减小，故 A 正确；B则知若仅减小木板的质量 M，木块的加速度1a不变，木板的加速度2a增大，则 x 增大，故 B 错误；C若仅增大木块的质量 m，则木块的加速度1a减小，木板的加速度2a增大，则 x 增大，故 C 错误；D若仅减小木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度1a减小，木板的加速度2a增大，则 x 减小，故D 正确。故选 AD。【点睛】根据题意推动出关于 x 的表达，在根据表达中物理量的变化情况推到 x 的变化情况。9.如图所示，在光滑水平面上有质量为3m的小球 A 和质量为5m的小球 B 通过轻弹簧栓接并处于静止状态，质量也为5m的小球 C 以速度0v水平向左匀速运动并与 B 发生弹性碰撞。已知在小球 A 的左端某处第 10 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司（图中未画出）固定有一弹性挡板（指小球与挡板碰撞时不计机械能损失），且当小球 A 与挡板发生正碰后立即撤去挡板，碰撞时间极短则小球 A 与挡板碰撞后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值可能是（）A.201516mvB.201716mvC.2072mvD.2052mv【答案】ABD【解析】【详解】开始向左运动后，开始阶段 B 减速 A 加速，经分析当ABpp时 A 与挡板相碰后反向，由动量守恒知以后有 A、B 速度同时为 0 的时刻，此时弹簧弹性势能最大值最大，为22p0015522Em vmv当弹簧第二次回到原长时，vA=0，若此时正好与挡板相接触，以后弹簧压缩至最短，最短时弹簧弹性势能最大值最小，有220011585822pmvmvEmvmv共共，解得pE 201516mv在这两者区间取值均可。故 ABD 正确；C 错误。故选 ABD。10.一列周期为 T、沿 x 轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示。P，Q，M 为波上三个质点，已知该时刻质点 P、Q 坐标分别为（6m，2cm），（10m，2cm），质点 M 纵坐标为 2cm，且质点M 正沿 y 轴正方向振动。则（）第 11 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司 A.该波沿 x 轴负方向传播B.质点 M 横坐标为 20mC.经过4T，质点 P 和质点 Q 的位移相同D.经过54T，质点 M 通过的路程为182 3 cm【答案】AC【解析】【详解】A由于该时刻质点 M 正沿 y 轴正方向振动，根据波形平移法可知，波沿 x 轴负方向传播，故 A正确；B设此时波的波动方程为024sin()(cm)yx对于 P、Q 两点有024sin(6)(cm)2cmPy 024sin(10)(cm)2cmQy 则有02566，027106解得24m，03则有24sin()(cm)2cm243MMyx则有2132436Mx解得质点 M 横坐标为第 12 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司22mMx故 B 错误；C以该时刻为0t时刻，设质点 P 的振动方程为124sin()cmytT则有14sin(cm)2cmPy由于此时质点 P 向下振动，则有156则经过4T，质点 P 的位移为254sin()cm2 3cm46PTyT 设质点 Q 的振动方程为224sin()cmytT则有24sin(cm)2cmMy 则有276则经过4T，质点 Q 的位移为274sin()cm2 3cm46QTyT 故 C 正确；D设此时质点 M 的振动方程为324sin()cmytT则有34sin(cm)2cmMy由于此时质点 M 向上振动，则有116第 13 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司则经过4T，质点 M 的位移为214sin()cm2 3cm46MTyT 则经过54T，质点 M 通过的路程为4(42)cm(42 3)cm(222 3)cmsA故 D 错误。故选 AC。三、实验题（每空三、实验题（每空 2 分，共分，共 16 分）分）11.某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验。当地的重力加速度为 g，滑块和遮光条的总质量为 M。（1）为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，下列操作必要的是_（多选）。A.平衡摩擦力 B.调节气垫导轨水平C.调节牵引滑块的细线水平 D.使钩码质量远小于滑块质量（2）先用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则d _mm。（3）按正确的操作，接通气源，将滑块由 A 点静止释放（A 点到光电门的距离为 x），记录钩码的质量及滑块通过光电门时遮光条遮光时间，改变悬挂钩码的质量进行多次实验，每次滑块均从 A 点由静止释放，实验测得多组钩码的质量 m 及对应的遮光条遮光时间 t，作出21mt图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，图像的斜率等于_，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理，只要验证表达式_成立即可。【答案】.BCD .3.60 .22gxMd .212dmgxMmt【解析】【详解】（1）1为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，应调节气垫导轨水平，调节牵引滑块的细线水平，使钩码质量远小于滑块质量，不需要平衡摩擦力。故选 BCD。第 14 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司（2）2该游标卡尺游标尺为 20 分度值，则其精度为0.05mm，主尺读数为3mm，游标尺读数为12 0.05mm0.60mm，所以3mm0.60mm3.60mmd。（3）3由mgMa22daxt得2212gxmtMd则当图像的斜率等于22gxMd，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比；4若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理，只要验证表达式212dmgxMmt成立即可。12.如图 1 所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。（1）该实验使用的科学方法是_。A类比法 B控制变量法 C假设法 D微小量放大法（2）影响平行板电容器电容因素有_。A极板的材料 B两极板间距离和两极板的正对面积 C电容器储存的电荷量（3）在实验中观察到的现象是_。A将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小B向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大C将左极板右移，静电计指针的张角变小D将左极板拿走，静电计指针的张角变为零（4）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容 C1C2，充电时通过传感器的电流随的第 15 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司时间变化的图像如图 2 中所示，其中对应电容为 C1的电容器充电过程 It 图像的是_（选填 A：B：）。【答案】.B .B .C .B【解析】【详解】（1）1 本实验中，若研究电容与两极板正对面积关系时，需要保持极板间距、电介质等其他量保持不变，所以采用的科学方法是控制变量法，故 B 正确。故选 B。（2）2 由平行板电容器的决定式r4SCkd可知影响平行板电容器电容的因素有两极板间距离、两极板的正对面积和两极板之间的电介质，故 B 正确。故选 B。（3）3 A本实验中，将左极板向上移动一段距离，即两极板的正对面积减小，平行板电容器的电容减小。由于电容器的带电荷量不变，根据电容的定义式=QCU即=QUC可知，两极板之间的电势差增大，故静电计指针的张角变大，故 A 错误；B向两板间插入陶瓷片时，平行板电容器两极板间的介电系数增大，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故 B 错误；C将左极板右移，两极板间的距离减小，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故 C 正确；D将左极板拿走，相当于两极板间的距离很大，则平行板电容器的电容变得很小。由于电容器的带电荷量不变，则两极板之间的电势差变大，静电计指针的张角会变大，故 D 错误。故选 C。（4）4用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容 C1C2，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据 Q=CU 可知，电容器的电容大则其带电量大，而 It 图像面积代表带电量，所以对应电容为 C1的电容器充电过程 It 图像的是，故选 B。四、解答题四、解答题13.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆 AC 与半径为R的圆周交于 B、C 两点，在圆心处有一固定的的第 16 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司正点电荷，B 点为 AC 的中点，C 点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从 A 点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A 点距过 C 点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到 B 点时的速度大小为6gR。求：（1）A、B 两点的电势差ABU；（2）小球滑至 C 点时的速度的大小；（3）若以 C 点为参考点（零电势点），试确定 A 点的电势。【答案】（1）32ABmgRUq；（2）3CvgR；（3）32AmgRq【解析】【详解】（1）小球从 A 到 B，由动能定理可得23122ABBRmgqUmv又6BvgR解得 A、B 两点的电势差为32ABmgRUq（2）根据点电荷的电场特征可知，BC 所在的圆是一个等势面，所以小球从 B 到 C 电场力做的总功为零，由几何关系可得 BC 的竖直高度为32BChR小球从 B 到 C，根据动能定理可得22311222CBmgRmvmv解得3CvgR第 17 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司（3）以 C 点为零电势点，则有ABABACU解得32BAAmgRUq14.如图甲所示，质量为 M=1kg 的小车放置在光滑在水平面上，小车的上表面由四分之一光滑圆弧和水平面组成，圆弧的半径 R=0.5m车的右端有一竖直的固定挡板，一轻弹簧放在车上并与挡板连接，弹簧处于原长，弹簧的左端点与车上的 C 点对齐圆弧的最低点 B 到 C 点间的平面是粗糙的，其余部分均为光滑，BC 长 L=0.5m质量 m=0.2kg 的小物块从圆弧的最高点 A 由静止释放，物块沿圆弧下滑到 BC 水平面上，物块从 B 到 C 运动的过程中所受的摩擦力与到 B 点的距离关系如图乙所示，210/gm s（1）物块滑到 B 点时速度大小及物块对轨道的压力；（2）物块第一次压缩弹簧的过程中，弹簧获得的最大弹性势能；（3）物块最终停在车上的位置离 B 点的距离【答案】(1)F=6.8N；(2)EP=0.8J；(3)x=0.5m【解析】【详解】（1）由于四分之一圆弧光滑，因此物块从 A 滑到 B 的过程中，系统水平方向动量守恒设物块滑到 B 点时物块的速度大小为 v1、车的速度大小为 v2，则有12mvMv根据机械能守恒有 22121122mgRmvMv求得：1533v m/s 233v 第 18 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司在 B 点 212()vvFmgmR求得：F=6.8N 根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力为 6.8N（2）根据动量守恒定律可知，当物块压缩弹簧最短时，物块和小车系统的速度为零根据能量守恒有 PEQmgR10.20.60.5J0.2J2fQW 因此弹簧的最大弹性势能 pE=0.8J（3）当物块与车相对静止时，物块一定停在 BC 段上某一点处根据系统水平方向动量守恒可知，当物块与车相对静止时，物块与车处于静止状态由于150.2PEQ所以物块最终停在 C 点，故物块最终停在车上的位置距 B 点 0.5m15.如图所示，在电动机的带动下以5m/sv 的速度顺时针匀速转动的水平传送带。左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接，水平面上有无穷多个位于同一直线上，处于静止状态的相同小球，小球质量02kgm，质量1kgm 的物体（可视为质点）从轨道上高5.0mh 的 P 点由静止开始下滑，滑到传送带上的 A 点时速度大小07m/sv。物体和传送带之间的动摩擦因数0.5，传送带 AB 之间的距离3.4mL。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度210m/sg，103.16。求：（1）物体从 P 点下滑到 A 点的过程中，摩擦力做的功；（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；（3）物体第一次与小球碰后到最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。第 19 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）f25.5JW ；（2）6.32 N s；（3）25J【解析】【详解】（1）物体由 P 到 A 的过程，由动能定理可得2f012mghWmv解得f25.5JW （2）物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下匀减速运动，加速度为5mgagm m/s2减速至与传送带速度相等时所用的时间0157s0.4s5vvta匀减速运动的位移011750.4m2.4m3.422vvstLm所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为123.42.4s0.25Lstvs故物体从 A 运动到 B 的时间为120.6ttts传送带的支持力对物体的冲量大小为I1=mgt传送带的摩擦力对物体的冲量大小为I2=m（v0-v）传送带对物体的冲量大小为22221200.4N s6.32N sIIImgtm vv（3）物块与小球 1 发生弹性正碰，设物块反弹回来的速度大小为1v，小球 1 被撞后的速度大小为1u，由第 20 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司动量守恒和能量守恒定律得101mvmvm u 222101111222mvmvm u解得11533vvm/s121033uvm/s物块被反弹回来后，在传送带上向左做匀减速运动中，由运动学公式得2102vas 解得518s m3.4m13vat解得313t s由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换。可知，物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小到零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到1v，此过程电动机多给传送带的力为 mg，电动机多做的功率为mgv，电动机多消耗的电能为213223mvEmgvt再跟小球 1 发生弹性正碰，同理可得，第二次碰后，物块和小球的速度大小，以及第二次往返电动机多消耗的电能分别为2211133vvv21221333uvv22223mvE 以此类推，物块与小球 1 经过 n 次碰撞后，他们的速度大小以及第 n 次往返电动机多消耗的电能分别为第 21 页/共 22 页学科网（北京）股份有限公司13nnvv12133nnuv223nnmvE 从第一次碰撞之后到最后运动中，电动机多消耗的能量为22222322223333nmvmvmvmvE 解得22121325J1313nmvEmv