1．（3分）下列屬于國(guó)際單位制基本單位符號(hào)的是（ ）
A．sB．NC．CD．V
2．（3分）在考察下列運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)的是（ ）
A．跳水B．擊劍
C．體操D．馬拉松
3．（3分）我國(guó)成功發(fā)射了多顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，其中一顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。關(guān)于該衛(wèi)星下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．入軌后可以位于浙江省正上方
B．入軌后的速度大于第一宇宙速度
C．發(fā)射速度大于第二宇宙速度
D．若將該衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少
4．（3分）如圖所示，小球甲在真空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一相同的小球乙在油中由靜止開始下落。它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．甲球的重力勢(shì)能變化量大
B．甲球的機(jī)械能變化大
C．甲球的平均速度小
D．甲球的重力平均功率大
5．（3分）如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在靜電力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知（ ）
A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最低
B．帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)小
C．帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比在Q點(diǎn)大
D．P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)小
6．（3分）以下關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)描述正確的是（ ）
A．如圖甲所示，手握繩子能使小球在該水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B．如圖乙所示，小朋友在秋千的最低點(diǎn)處于超重狀態(tài)
C．如圖丙所示，旋轉(zhuǎn)拖把的脫水原理是水滴受到了離心力，從而沿半徑方向甩出
D．如圖丁所示，摩托車在水平賽道上勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)，為了安全經(jīng)過彎道，人和摩托車整體會(huì)向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，人和摩托車整體受到重力、支持力、摩擦力和向心力四個(gè)力作用
7．（3分）“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．平行板電容器左極板上移時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
B．平行板電容器左極板左移時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
C．平行板電容器中間插入一片絕緣塑料板，靜電計(jì)指針偏角減小
D．靜電計(jì)測(cè)量的是電勢(shì)差，所以也可以用電壓表替代
8．（3分）如圖所示，為我國(guó)某地的一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片的半徑為R，若風(fēng)速恰好與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)所在圓面垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η。已知空氣密度為ρ，風(fēng)速為v。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的質(zhì)量為πρR2v2
B．單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為
C．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為
D．該風(fēng)力發(fā)電過程能量不守恒，因?yàn)橛幸徊糠帜芰繘]有轉(zhuǎn)化成電能
9．（3分）如圖，△abc是圓內(nèi)接的直角三角形，其中bc＝4cm，∠acb＝30°，ad與bc平行。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于圓所在平面，且a、b、c點(diǎn)的電勢(shì)分別為3V、﹣1V、3V，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿ac方向
B．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2V/m
C．電子從a點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，靜電力做功為﹣4eV
D．用外力將電子繞圓運(yùn)動(dòng)一周，電子的電勢(shì)能最高為
10．（3分）如圖所示，兩條完全相同的圓弧形材料AOB和COD，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角都為120°，圓弧AOB在豎直平面內(nèi)，圓弧COD在水平面內(nèi)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、水平向右為x軸正方向，兩弧形材料均勻分布正電荷，P點(diǎn)為兩段圓弧的圓心，已知P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0、電勢(shì)為φ0，設(shè)圓弧AO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，產(chǎn)生的電勢(shì)為φ，選無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì)為零，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．，
B．電子在P處的電勢(shì)能為eφ0，電子受到的電場(chǎng)力方向由O指向P
C．將質(zhì)子（比荷）從P點(diǎn)無(wú)初速度釋放，則質(zhì)子的最大速度為
D．若兩弧形材料上均勻分布著等量異種電荷，則x軸正半軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)為零
11．（3分）如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長(zhǎng)度為2d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓，在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自t＝0時(shí)刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0，方向平行于金屬板的相同帶電粒子，t＝0時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)，已知電場(chǎng)變化周期T，粒子質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力及相互間的作用力，則（ ）
A．在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小為v0
B．粒子的電荷量為
C．在tT時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能減少了
D．在tT時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)
12．（3分）如圖所示，在原點(diǎn)O和x軸負(fù)半軸上坐標(biāo)為﹣x1處分別固定兩點(diǎn)電荷Q1、Q2 （兩點(diǎn)電荷的電荷量和電性均未知）。一帶負(fù)電的試探電荷從坐標(biāo)為x2處以一定的初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能的變化情況已在圖中繪出，圖線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x3，圖線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為x4，不計(jì)試探電荷受到的重力，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．點(diǎn)電荷Q1帶負(fù)電
B．該試探電荷在x2～x3之間受到的靜電力沿x軸正方向
C．x3～x4之間的電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向
D．兩點(diǎn)電荷Q1、Q2電荷量的比值為
13．（3分）圖甲為示波管的原理圖。電子槍源源不斷發(fā)射的電子經(jīng)前面的加速電壓加速之后已經(jīng)獲得了極大的速度，如果在電極XX'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極YY'之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形可能為（ ）
A．B．C．D．
二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題4分，共12分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不選得0分）
（多選）14．（4分）下面敘述中正確的是（ ）
A．試探電荷體積很小，是為了方便用它來(lái)研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)
B．伽利略創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法。這些方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧的結(jié)合起來(lái)
C．教材“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過程是一種演繹推理過程
D．元電荷e的數(shù)值，最早由法拉第測(cè)得
（多選）15．（4分）下列關(guān)于教科書上的四幅插圖，說(shuō)法不正確的有（ ）
A．圖甲為靜電除塵裝置的示意圖，帶負(fù)電的塵埃被收集在線狀電離器B上
B．圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導(dǎo)走加油槍上的靜電
C．圖丙中搖動(dòng)起電機(jī)，煙霧繚繞的塑料瓶頓時(shí)清澈透明，其工作原理為靜電吸附
D．圖丁的燃?xì)庠钪邪惭b了電子點(diǎn)火器，點(diǎn)火應(yīng)用了靜電屏蔽原理
（多選）16．（4分）如圖甲所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中有一個(gè)半徑為R的豎直光滑圓環(huán)軌道，環(huán)內(nèi)有兩根光滑的軌道AB和AC，A點(diǎn)所在的半徑與豎直直徑BC間的夾角為θ＝37°。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)靜止釋放，分別沿軌道AB和AC到達(dá)圓環(huán)上B、C兩點(diǎn)用時(shí)相同。現(xiàn)去掉軌道AB和AC，如圖乙所示，在C點(diǎn)給小球一個(gè)初速度，讓小球恰能在圓環(huán)軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量的變化。下列說(shuō)法正確的是（tan37°＝0.75，重力加速度g）（ ）
A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
B．甲圖中小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為
C．乙圖中小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大
D．乙圖中小球做圓周運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)環(huán)的壓力最大值為
三、填空題（本題共2小題，第17題6分，第18題5分，共11分）
17．（6分）某班同學(xué)做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)。
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種 （選填“計(jì)時(shí)”或“測(cè)位移”）儀器，如圖1是實(shí)驗(yàn)室一種常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是圖2中的 （選填“A”或“B”）。
（2）李樺同學(xué)采用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)時(shí)他發(fā)現(xiàn)紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有如圖3的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫。你認(rèn)為 （選填“a”或“b”）的穿法效果更好。
（3）李樺同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝后，如圖4所示為釋放小車前瞬間的情景.在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)你指出圖中的錯(cuò)誤或不妥之處 （寫出一處即可）。
（4）如圖5所示是李樺同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，在所打的點(diǎn)中，取A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。若已知s1＝1.20cm、s2＝3.40cm、s3＝5.60cm、s4＝7.80cm，則打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝ m/s（保留2位有效數(shù)字）。
（5）如圖6所示為李樺同學(xué)從兩次實(shí)驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像，則下列說(shuō)法正確的是 （填選項(xiàng)前的字母）。
A.第一次實(shí)驗(yàn)中處理紙帶時(shí)，舍掉了開頭一些密集的打點(diǎn)
B.第二次實(shí)驗(yàn)中處理紙帶時(shí)，舍掉了開頭一些密集的打點(diǎn)
C.第一次的實(shí)驗(yàn)誤差比第二次的大
D.第一次的實(shí)驗(yàn)誤差比第二次的小
18．（5分）小明同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)。光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。
（1）用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到 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
（2）用ΔEk計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小。利用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為 mm。某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.002s，則鋼球的速度為v＝ m/s。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由 。
四、計(jì)算題（本題共3小題，第19題12分，第20題13分，第21題13分，共38分）
19．（12分）極限運(yùn)動(dòng)深受大家喜愛，但是過于危險(xiǎn)，為了模擬極限運(yùn)動(dòng)的情況，物理小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道半徑為R＝2m，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球在A點(diǎn)正上方3m處由靜止開始釋放，自由下落至A點(diǎn)后進(jìn)入圓形軌道并從B點(diǎn)水平拋出，最后落到斜面上C點(diǎn)（忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）。求：
（1）小球進(jìn)入圓軌道A點(diǎn)的瞬間，對(duì)軌道的壓力大小；
（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間t；
（3）小球平拋過程中距離BC邊最遠(yuǎn)的距離。
20．（13分）如圖，質(zhì)量為2.5kg的一只長(zhǎng)方體空鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng)，鐵箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1為0.3。這時(shí)鐵箱內(nèi)一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的木塊恰能靜止在后壁上。木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.25。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10m/s2。求：
（1）求木塊對(duì)鐵箱壓力的大小。
（2）求水平拉力F的大小。
（3）減小拉力F，經(jīng)過一段時(shí)間，木塊沿鐵箱左側(cè)壁落到底部且不反彈，當(dāng)鐵箱的速度為6m/s時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過1s時(shí)間木塊從左側(cè)到達(dá)右側(cè)，則此時(shí)木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離是多少？
21．（13分）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，豎直固定兩個(gè)開有小孔的平行金屬薄板P、Q，兩板相距3L。長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿兩端分別固定著小球A、B，兩球質(zhì)量均為m，小球A帶電量為+2q（q＞0），小球B帶電量為﹣q，A、B兩小球和輕桿組成的帶電系統(tǒng)靜止在圖示位置。原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定，右端固定一塊輕小的絕緣薄片S。在兩板間加上水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，帶電系統(tǒng)由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，小球A穿過小孔與薄片S一起壓縮彈簧，小球A從接觸薄片S開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，且最短長(zhǎng)度為，然后帶電系統(tǒng)又被彈簧彈回。由于薄片S的絕緣性能有欠缺，使得小球A每次離開薄片S瞬間，小球A的電荷量都損失，忽略兩小球的大小，不計(jì)絕緣薄片S及彈簧的質(zhì)量。
（1）小球A第一次與薄片S接觸時(shí)的速度大??；
（2）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第N次彈回兩板間后，小球B向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，求N為多少并求小球A從第5次接觸薄片S，到本次小球B向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間T5；
（3）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第M次彈回兩板間后，小球A向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，求M為多少；并求出本次彈回后帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)內(nèi)（B恰好達(dá)到Q）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
2023-2024學(xué)年浙江省寧波市余姚中學(xué)高一（下）期中物理試卷（選考）
參考答案與試題解析
一．選擇題（共13小題）
二．多選題（共3小題）
一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）
1．（3分）下列屬于國(guó)際單位制基本單位符號(hào)的是（ ）
A．sB．NC．CD．V
【分析】根據(jù)國(guó)際單位制的規(guī)定進(jìn)行分析。
【解答】解：國(guó)際單位制中的基本單位分別是：長(zhǎng)度的單位是米，符號(hào)是m；質(zhì)量的單位是千克，符號(hào)是kg；時(shí)間的單位是秒，符號(hào)是s；電流的單位是安培，符號(hào)是A；熱力學(xué)溫度的單位是開爾文，符號(hào)是K；物質(zhì)的量的單位是摩爾，符號(hào)是ml；發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉，符號(hào)是cd。故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】考查對(duì)國(guó)際單位制的理解，應(yīng)熟記其內(nèi)容。
2．（3分）在考察下列運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)的是（ ）
A．跳水B．擊劍
C．體操D．馬拉松
【分析】當(dāng)物體的形狀、大小對(duì)所研究的問題沒有影響時(shí)，我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)，根據(jù)把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件來(lái)判斷即可。
【解答】解：A、跳水比賽要看動(dòng)作、姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員不能視為質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；
B、擊劍比賽要看動(dòng)作、姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員不能視為質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；
C、體操比賽要看動(dòng)作、姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員不能視為質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D、運(yùn)動(dòng)員的大小和馬拉松的距離比較，運(yùn)動(dòng)員的大小可以忽略，馬拉松比賽不看動(dòng)作、姿勢(shì)，誰(shuí)先到達(dá)終點(diǎn)誰(shuí)獲得勝利，運(yùn)動(dòng)員可以視為質(zhì)點(diǎn)，故D正確．
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)質(zhì)點(diǎn)這個(gè)概念的理解，關(guān)鍵是知道物體能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)的條件，看物體的大小、形狀對(duì)所研究的問題是否產(chǎn)生影響，物體的大小、形狀能否忽略。
3．（3分）我國(guó)成功發(fā)射了多顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，其中一顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。關(guān)于該衛(wèi)星下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．入軌后可以位于浙江省正上方
B．入軌后的速度大于第一宇宙速度
C．發(fā)射速度大于第二宇宙速度
D．若將該衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少
【分析】根據(jù)同步衛(wèi)星的特點(diǎn)和宇宙速度知識(shí)進(jìn)行分析解答。
【解答】解：A．同步衛(wèi)星只能定位于赤道上空，入軌后不可以位于浙江省正上方，故A錯(cuò)誤；
BC．根據(jù)第一宇宙速度知識(shí)，入軌后的速度小于第一宇宙速度，而發(fā)射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故BC錯(cuò)誤；
D．發(fā)射衛(wèi)星時(shí)軌道半徑越大，則火箭對(duì)衛(wèi)星做功越多，所以將該衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】考查同步衛(wèi)星特點(diǎn)和宇宙速度的理解和應(yīng)用，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
4．（3分）如圖所示，小球甲在真空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一相同的小球乙在油中由靜止開始下落。它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．甲球的重力勢(shì)能變化量大
B．甲球的機(jī)械能變化大
C．甲球的平均速度小
D．甲球的重力平均功率大
【分析】重力做功只與初末位置有關(guān)，重力勢(shì)能的減少取決于重力做功；
根據(jù)除重力以外力其他力做功情況，分析機(jī)械能的變化情況，確定末機(jī)械能關(guān)系；
根據(jù)位移與時(shí)間之比分析平均速度關(guān)系；
根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系和重力做功關(guān)系分析重力的平均功率關(guān)系。
【解答】解：A、兩球下落高度相同，由W＝mgh可知，重力做功相等，根據(jù)WG＝﹣mgh可知，重力勢(shì)能的減少量等于重力做的功，可知重力勢(shì)能的變化相等，故A錯(cuò)誤；
B、在真空中，機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而在液體中，阻力做功，機(jī)械能不守恒，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，甲球機(jī)械能守恒，乙球機(jī)械能變小，故B錯(cuò)誤；
C、甲球加速度大，根據(jù)，可知運(yùn)動(dòng)較短，根據(jù)，可知甲球的平均速度大，故C錯(cuò)誤；
D、兩球下落高度相同，由W＝mgh可知，重力做功相等，甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，根據(jù)，可知甲球的重力平均功率大，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要知道重力做功與初末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。要明確機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功（單個(gè)物體），除重力以外其他力做功要引起機(jī)械能的變化。
5．（3分）如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在靜電力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知（ ）
A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最低
B．帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)小
C．帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比在Q點(diǎn)大
D．P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)小
【分析】由于質(zhì)點(diǎn)只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)即斜向右下方，由于質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，因此電場(chǎng)線方向也指向左上方；電勢(shì)能變化可以通過電場(chǎng)力做功情況判斷；電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直，且等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密，電場(chǎng)強(qiáng)度大。
【解答】解：A、電荷所受電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于電荷帶負(fù)電，因此電場(chǎng)線指向左上方，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故c等勢(shì)線的電勢(shì)最高，a等勢(shì)線的電勢(shì)最低，故A正確；
B、根據(jù)質(zhì)點(diǎn)受力情況可知，從P到Q過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低，故P點(diǎn)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)的電勢(shì)能，故B錯(cuò)誤；
C、從P到Q過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低，動(dòng)能增大，故P點(diǎn)的動(dòng)能小于Q點(diǎn)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；
D、等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密場(chǎng)強(qiáng)大，故P點(diǎn)位置電場(chǎng)強(qiáng)，電場(chǎng)力大，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】解決這類帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思路是：根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷出所受電場(chǎng)力方向，然后進(jìn)一步判斷電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、動(dòng)能等物理量的變化。
6．（3分）以下關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)描述正確的是（ ）
A．如圖甲所示，手握繩子能使小球在該水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B．如圖乙所示，小朋友在秋千的最低點(diǎn)處于超重狀態(tài)
C．如圖丙所示，旋轉(zhuǎn)拖把的脫水原理是水滴受到了離心力，從而沿半徑方向甩出
D．如圖丁所示，摩托車在水平賽道上勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)，為了安全經(jīng)過彎道，人和摩托車整體會(huì)向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，人和摩托車整體受到重力、支持力、摩擦力和向心力四個(gè)力作用
【分析】A對(duì)小球進(jìn)行受力分析，B超重和失重分別是合力向上和向下，C圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)閳A的切線方向，D受力分析時(shí)不能有向心力。
【解答】解：A、對(duì)小球受力分析，小球受豎直向下的重力和沿繩子方向的拉力，合力不可能沿水平方向，故A錯(cuò)誤；
B、小朋友在最低點(diǎn)具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故B正確；
C、旋轉(zhuǎn)拖把桶的脫水原理是水滴與拖把間的摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，沿切線方向甩出，故C錯(cuò)誤；
D、摩托車在水平賽道上勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)，為了安全經(jīng)過彎道，人和摩托車整體會(huì)向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，人和摩托車整體受到重力、支持力、摩擦力三個(gè)力作用，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，超重失重的條件，以及圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力分析，較為綜合，需要注意受力分析時(shí)不能加上向心力。
7．（3分）“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．平行板電容器左極板上移時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
B．平行板電容器左極板左移時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
C．平行板電容器中間插入一片絕緣塑料板，靜電計(jì)指針偏角減小
D．靜電計(jì)測(cè)量的是電勢(shì)差，所以也可以用電壓表替代
【分析】靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器，根據(jù)張角可以得出兩板間的電勢(shì)差高低；平行板電容器帶電后電量幾乎不變，根據(jù)電容的決定式C，分析電容的變化，再由電容的定義式分析板間電壓的變化，確定靜電計(jì)指針張角的變化。
【解答】解：A、左極板上移時(shí)極板正對(duì)面積S變小，據(jù)電容的決定式C，知電容變小，電容器電荷量不變結(jié)合電容定義式C知，兩極板間的電勢(shì)差U變大，靜電計(jì)指針張角變大，故A錯(cuò)誤；
B、平行板電容器左極板左移時(shí)，增大板間距d，據(jù)電容的決定式C，知電容變小，電容器電荷量不變結(jié)合電容定義式C知，兩極板間的電勢(shì)差U變大，靜電計(jì)指針張角變大，故B錯(cuò)誤；
C、由電容器決定式C可知，兩板之間插入一層薄的導(dǎo)體材料，d減小，則此時(shí)電容器電容增大，由于電容器所帶電荷量不變，則由電容定義式C可得，U減小，靜電計(jì)偏角大小取決于兩板之間的電勢(shì)差，故偏角變小，故C正確；
D、靜電計(jì)與電壓表的原理不同，不能替代。電壓表線圈中必須有電流通過時(shí)，指針才偏轉(zhuǎn)，故不能用電壓表代替靜電計(jì)，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道靜電計(jì)測(cè)量的是電容器兩端的電勢(shì)差，正確掌握靜電計(jì)的使用方法；對(duì)于電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問題，常常是電容的決定式和定義式結(jié)合分析，抓住不變量是分析的基礎(chǔ)。
8．（3分）如圖所示，為我國(guó)某地的一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片的半徑為R，若風(fēng)速恰好與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)所在圓面垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η。已知空氣密度為ρ，風(fēng)速為v。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的質(zhì)量為πρR2v2
B．單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為
C．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為
D．該風(fēng)力發(fā)電過程能量不守恒，因?yàn)橛幸徊糠帜芰繘]有轉(zhuǎn)化成電能
【分析】AB.根據(jù)密度公式可得與發(fā)電機(jī)葉片發(fā)生作用的空氣的體積和質(zhì)量，根據(jù)動(dòng)能公式得到氣流的動(dòng)能；
C.根據(jù)功率與單位時(shí)間內(nèi)的動(dòng)能的關(guān)系結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率求解發(fā)電機(jī)的功率；
D.根據(jù)能量守恒定律分析作答。
【解答】解：A.時(shí)間t風(fēng)通過葉片的體積V＝Svt＝πR2vt
單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B.根據(jù)動(dòng)能的定義
代入數(shù)據(jù)解得單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為，故B錯(cuò)誤；
C.風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率，故C正確；
D.該風(fēng)力發(fā)電過程有一部分能量沒有轉(zhuǎn)化成電能，根據(jù)能量守恒定律，該過程中能量是守恒，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查流體質(zhì)量、動(dòng)能和功率的計(jì)算；解題時(shí)要把和發(fā)電機(jī)葉片發(fā)生作用的空氣模型看作一個(gè)圓柱體，進(jìn)而根據(jù)密度公式、動(dòng)能公式和功率公式、效率公式計(jì)算。
9．（3分）如圖，△abc是圓內(nèi)接的直角三角形，其中bc＝4cm，∠acb＝30°，ad與bc平行。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于圓所在平面，且a、b、c點(diǎn)的電勢(shì)分別為3V、﹣1V、3V，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿ac方向
B．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2V/m
C．電子從a點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，靜電力做功為﹣4eV
D．用外力將電子繞圓運(yùn)動(dòng)一周，電子的電勢(shì)能最高為
【分析】A.根據(jù)電勢(shì)相等的點(diǎn)確定等勢(shì)面，再由等勢(shì)面和電場(chǎng)線的關(guān)系確定電場(chǎng)方向；
B.根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度的公式計(jì)算；
C.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)結(jié)合電場(chǎng)力做功的公式解答；
D.根據(jù)電勢(shì)能的公式列式解答。
【解答】解：A.由于ac兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故ac為一條等勢(shì)線，電場(chǎng)方向與等勢(shì)線垂直，且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)可知，電場(chǎng)方向垂直ac且指向斜下方，故A錯(cuò)誤；
B.因△abc是圓內(nèi)接的直角三角形，則ac邊為直徑，O為圓心，如圖所示
由幾何關(guān)系可知，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為，故B錯(cuò)誤；
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行相等的線段，其端電壓相等，有Uab＝Udc，可得φd＝φa﹣φb+φc，得φd＝7V，故電子從a點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為Wad＝qUad＝（﹣e）（3﹣7）V＝4eV，故C錯(cuò)誤；
D.用外力將電子繞圓運(yùn)動(dòng)一周，電子在電勢(shì)能最高的點(diǎn)，其電勢(shì)最低，為圖中的N點(diǎn)，有EP＝qφN，而由勻強(qiáng)電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)與電壓關(guān)系有φO﹣φN＝UON＝ER＝20010﹣2VV，聯(lián)立可得 ，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】考查勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)和確定電場(chǎng)的方法，利用相應(yīng)的幾何關(guān)系，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
10．（3分）如圖所示，兩條完全相同的圓弧形材料AOB和COD，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角都為120°，圓弧AOB在豎直平面內(nèi)，圓弧COD在水平面內(nèi)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、水平向右為x軸正方向，兩弧形材料均勻分布正電荷，P點(diǎn)為兩段圓弧的圓心，已知P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0、電勢(shì)為φ0，設(shè)圓弧AO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，產(chǎn)生的電勢(shì)為φ，選無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì)為零，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．，
B．電子在P處的電勢(shì)能為eφ0，電子受到的電場(chǎng)力方向由O指向P
C．將質(zhì)子（比荷）從P點(diǎn)無(wú)初速度釋放，則質(zhì)子的最大速度為
D．若兩弧形材料上均勻分布著等量異種電荷，則x軸正半軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)為零
【分析】對(duì)圓弧AOB分析可知，AO產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)和OB產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，則可知AOB在圓心產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，結(jié)合對(duì)稱性與場(chǎng)強(qiáng)疊加求解即可；由題中條件結(jié)合對(duì)稱性特點(diǎn)分析電勢(shì)；由動(dòng)能定理求解質(zhì)子的最大速度；動(dòng)能定理的正確應(yīng)用是求解的關(guān)鍵。
【解答】解：A.由對(duì)稱性可知圓弧AO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與圓弧BO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向夾角為60°，如圖所示
同理，圓弧CO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與圓弧DO在圓心P處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小也相等、方向夾角也為60°，結(jié)合幾何知識(shí)可得
Ecs60°×2×2＝E0
解得

電勢(shì)為標(biāo)量，四段圓弧在P處產(chǎn)生的電勢(shì)都相等，有
4φ＝φ0
則

故A錯(cuò)誤；
B.電子帶負(fù)電，所以在P處的電勢(shì)能為﹣eφ0，受到的電場(chǎng)力方向由P指向O，故B錯(cuò)誤；
C.將比荷為的質(zhì)子從P點(diǎn)無(wú)初速釋放，根據(jù)動(dòng)能定理有e（φ0，解得質(zhì)子的最大速度，故C錯(cuò)誤；
D.若兩段圓弧形材料上均勻分布著等量異種電荷，帶正電的圓弧在x正半軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向，帶負(fù)電的圓弧在x正半軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向，兩段圓弧在x正半軸各點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，因此合場(chǎng)強(qiáng)為零，同時(shí)兩段圓弧在x正半軸各點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)大小相等，一正一負(fù)，總電勢(shì)也為零，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加、動(dòng)能定理，要求學(xué)生運(yùn)用矢量合成方式分析電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，分析電勢(shì)的大小，并結(jié)合動(dòng)能定理求速度。
11．（3分）如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長(zhǎng)度為2d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓，在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自t＝0時(shí)刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0，方向平行于金屬板的相同帶電粒子，t＝0時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)，已知電場(chǎng)變化周期T，粒子質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力及相互間的作用力，則（ ）
A．在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小為v0
B．粒子的電荷量為
C．在tT時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能減少了
D．在tT時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)
【分析】帶電粒子垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為垂直電場(chǎng)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)線方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解。
【解答】解：A、t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，粒子在豎直方向先向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，再向下減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，經(jīng)過一個(gè)周期，豎直方向速度為0，故粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小等于水平速度v0，故A錯(cuò)誤；
B、粒子在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，得2d＝v0t，解得：tT，由題意可知在時(shí)間內(nèi)粒子在豎直方向上的位移為，根據(jù)牛頓第二定律可知a（）2，解得q，故B錯(cuò)誤；
C、tT時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子，離開電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的位移為：d′＝2a（）2﹣2a（T）2，進(jìn)場(chǎng)的位置到出場(chǎng)的位置的電勢(shì)差U12＝φ1﹣φ2，電勢(shì)能變化量ΔEp＝qφ2﹣qφ1，可知電勢(shì)能減少，故C錯(cuò)誤；
D、tT時(shí)刻進(jìn)入的粒子，在豎直方向先向下加速運(yùn)動(dòng)T時(shí)間，然后向下減速運(yùn)動(dòng)T時(shí)間，再向上加速T時(shí)間，向上減速T時(shí)間，然后離開電場(chǎng)，由運(yùn)動(dòng)過程對(duì)稱可知，此時(shí)豎直方向位移為0，故粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是要搞清粒子在電場(chǎng)中水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)特征，主要是結(jié)合電場(chǎng)的變化情況研究豎直方向在一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。
12．（3分）如圖所示，在原點(diǎn)O和x軸負(fù)半軸上坐標(biāo)為﹣x1處分別固定兩點(diǎn)電荷Q1、Q2 （兩點(diǎn)電荷的電荷量和電性均未知）。一帶負(fù)電的試探電荷從坐標(biāo)為x2處以一定的初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能的變化情況已在圖中繪出，圖線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x3，圖線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為x4，不計(jì)試探電荷受到的重力，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．點(diǎn)電荷Q1帶負(fù)電
B．該試探電荷在x2～x3之間受到的靜電力沿x軸正方向
C．x3～x4之間的電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向
D．兩點(diǎn)電荷Q1、Q2電荷量的比值為
【分析】根據(jù)負(fù)電荷電勢(shì)能的變化特點(diǎn)，靜電力做功特點(diǎn)，進(jìn)行分析，在D選項(xiàng)中，對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行矢量疊加，列式計(jì)算求解即可。
【解答】A：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，根據(jù)Ep＝φq，可得沿電場(chǎng)線方向，負(fù)電荷的電勢(shì)能逐漸升高，可得從O﹣x2電場(chǎng)線方向向右，因此點(diǎn)電荷Q1帶正電。故A錯(cuò)誤；
B：將試探電荷從x2移動(dòng)到x3，由圖像可得，電勢(shì)能在增加，因此電場(chǎng)力做負(fù)功，電場(chǎng)力方向沿x軸負(fù)方向，故B錯(cuò)誤；
C：將試探電荷從x3移動(dòng)到x4，由圖像可得，電勢(shì)能增加，因此電場(chǎng)線沿x軸正方向，故C錯(cuò)誤；
D：在x4位置時(shí)，由圖像可得，故此時(shí)負(fù)電荷所受電場(chǎng)力為0，此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)為0，根據(jù)平衡條件，可得
k
解得。
故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題需要注意到試探電荷為負(fù)電荷，需要熟練清楚靜電力做功特點(diǎn)，以及靜電力做功對(duì)電荷電勢(shì)能的影響，列式計(jì)算時(shí)注意不要算錯(cuò)。
13．（3分）圖甲為示波管的原理圖。電子槍源源不斷發(fā)射的電子經(jīng)前面的加速電壓加速之后已經(jīng)獲得了極大的速度，如果在電極XX'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極YY'之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形可能為（ ）
A．B．C．D．
【分析】根據(jù)電場(chǎng)的疊加分析電子所處的位置，由此得到波形圖。
【解答】解：根據(jù)乙圖和丙圖可知，在t＝0時(shí)，x方向的電壓為零，y方向的電壓正向最大，此時(shí)電子在y軸正向最大位置；
t時(shí)，x方向的電壓正向最大，y方向的電壓為零，此時(shí)電子在x軸正向最大位置；
tT時(shí)，x方向的電壓為零，y方向的電壓負(fù)向最大，此時(shí)電子在y軸負(fù)向最大位置；
tT時(shí)，x方向的電壓負(fù)向最大，y方向的電壓為零，此時(shí)電子在x軸負(fù)向最大位置；
t＝T時(shí)，x方向的電壓為零，y方向的電壓正向最大，此時(shí)電子在y軸正向最大位置；
綜上所述，符合條件的圖象為B圖，故B正確、ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】示波管的YY′偏轉(zhuǎn)電壓上加的是待顯示的信號(hào)電壓，XX′偏轉(zhuǎn)電極上通常接入掃描電壓，當(dāng)信號(hào)電壓與掃描電壓周期相同時(shí)，就可以在熒光屏上的得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)定圖象。
二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題4分，共12分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不選得0分）
（多選）14．（4分）下面敘述中正確的是（ ）
A．試探電荷體積很小，是為了方便用它來(lái)研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)
B．伽利略創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法。這些方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧的結(jié)合起來(lái)
C．教材“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過程是一種演繹推理過程
D．元電荷e的數(shù)值，最早由法拉第測(cè)得
【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷的理解，伽利略的邏輯推理方法和元電荷的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析解答。
【解答】解：A.試探電荷體積很小，是為了方便用它來(lái)研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)，也不影響場(chǎng)源電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)，故A正確；
B.伽利略創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法。這些方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧的結(jié)合起來(lái)，故B正確；
C.教材“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過程是一種演繹推理過程，是物理學(xué)一種重要的研究方法，故C正確；
D.元電荷e的數(shù)值，最早由密立根測(cè)得，故D錯(cuò)誤。
故選：ABC。
【點(diǎn)評(píng)】考查點(diǎn)電荷的理解，伽利略的邏輯推理方法和元電荷的相關(guān)知識(shí)，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
（多選）15．（4分）下列關(guān)于教科書上的四幅插圖，說(shuō)法不正確的有（ ）
A．圖甲為靜電除塵裝置的示意圖，帶負(fù)電的塵埃被收集在線狀電離器B上
B．圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導(dǎo)走加油槍上的靜電
C．圖丙中搖動(dòng)起電機(jī)，煙霧繚繞的塑料瓶頓時(shí)清澈透明，其工作原理為靜電吸附
D．圖丁的燃?xì)庠钪邪惭b了電子點(diǎn)火器，點(diǎn)火應(yīng)用了靜電屏蔽原理
【分析】帶負(fù)電的塵埃被收集在A上；汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導(dǎo)走人體上所帶上的靜電；應(yīng)用了靜電吸附的原理；根據(jù)尖端放電分析。
【解答】解：A、圖甲為靜電除塵裝置的示意圖，收集板A和電源正極相連接，所以帶負(fù)電的塵埃被收集在A上，故A錯(cuò)誤；
B、圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導(dǎo)走人體上所帶上的靜電，故B錯(cuò)誤；
C、圖丙中搖動(dòng)起電機(jī)，煙霧繚繞的塑料瓶頓時(shí)清澈透明，其工作原理為靜電吸附，故C正確；
D、圖丁的燃?xì)庠钪邪惭b了電子點(diǎn)火器，點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電原理，故D錯(cuò)誤。
本題是選不正確的，故選：ABD。
【點(diǎn)評(píng)】知道靜電的利用和防止在日常生活中的具體應(yīng)用是解題的基礎(chǔ)。
（多選）16．（4分）如圖甲所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中有一個(gè)半徑為R的豎直光滑圓環(huán)軌道，環(huán)內(nèi)有兩根光滑的軌道AB和AC，A點(diǎn)所在的半徑與豎直直徑BC間的夾角為θ＝37°。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)靜止釋放，分別沿軌道AB和AC到達(dá)圓環(huán)上B、C兩點(diǎn)用時(shí)相同?，F(xiàn)去掉軌道AB和AC，如圖乙所示，在C點(diǎn)給小球一個(gè)初速度，讓小球恰能在圓環(huán)軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量的變化。下列說(shuō)法正確的是（tan37°＝0.75，重力加速度g）（ ）
A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
B．甲圖中小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為
C．乙圖中小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大
D．乙圖中小球做圓周運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)環(huán)的壓力最大值為
【分析】根據(jù)小球沿AB軌道和AC軌道運(yùn)動(dòng)過程求解場(chǎng)強(qiáng)大小以及甲圖中小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間；
根據(jù)重力和電場(chǎng)力的比值關(guān)系得出等效最低點(diǎn)和等效最高點(diǎn)，結(jié)合等時(shí)圓完成時(shí)間的分析；理解等效最低點(diǎn)和等效最高點(diǎn)的速度特點(diǎn)，從而得出能力的關(guān)系；根據(jù)動(dòng)能定理結(jié)合牛頓第二定律計(jì)算出小環(huán)對(duì)軌道的最大壓力。
【解答】解：A．小球沿AB軌道運(yùn)動(dòng)過程有，
小球沿AC軌道運(yùn)動(dòng)過程有，
解得
故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)上述有
即電場(chǎng)力與重力的合力方向由A指向O，且大小為
則有
結(jié)合上述解得
故B正確；
C．乙圖中小球在A點(diǎn)的電場(chǎng)力與重力的合力方向指向圓心，即A點(diǎn)為等效的物理最高點(diǎn)，小球在該點(diǎn)的動(dòng)能最小，電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大，故C正確；
D．由于小球恰能在圓環(huán)軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則在等效物理最高點(diǎn)有
根據(jù)上述，與A點(diǎn)關(guān)于圓心對(duì)稱的點(diǎn)為等效物理最低點(diǎn)，該位置小球做圓周運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)環(huán)的壓力最大，小球有A點(diǎn)到該點(diǎn)過程有
在等效物理最低點(diǎn)有
則小球做圓周運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)環(huán)的壓力N'＝N
解得
D正確。
故選：BCD。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題的關(guān)鍵點(diǎn)是找到等效最低點(diǎn)和等效最高點(diǎn)，結(jié)合動(dòng)能定理和牛頓第二定律完成分析即可。
三、填空題（本題共2小題，第17題6分，第18題5分，共11分）
17．（6分）某班同學(xué)做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)。
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種 計(jì)時(shí) （選填“計(jì)時(shí)”或“測(cè)位移”）儀器，如圖1是實(shí)驗(yàn)室一種常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是圖2中的 B （選填“A”或“B”）。
（2）李樺同學(xué)采用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)時(shí)他發(fā)現(xiàn)紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有如圖3的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫。你認(rèn)為 b （選填“a”或“b”）的穿法效果更好。
（3）李樺同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝后，如圖4所示為釋放小車前瞬間的情景.在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)你指出圖中的錯(cuò)誤或不妥之處 電源用的是干電池 （寫出一處即可）。
（4）如圖5所示是李樺同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，在所打的點(diǎn)中，取A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。若已知s1＝1.20cm、s2＝3.40cm、s3＝5.60cm、s4＝7.80cm，則打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝ 0.45 m/s（保留2位有效數(shù)字）。
（5）如圖6所示為李樺同學(xué)從兩次實(shí)驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像，則下列說(shuō)法正確的是 BC （填選項(xiàng)前的字母）。
A.第一次實(shí)驗(yàn)中處理紙帶時(shí)，舍掉了開頭一些密集的打點(diǎn)
B.第二次實(shí)驗(yàn)中處理紙帶時(shí)，舍掉了開頭一些密集的打點(diǎn)
C.第一次的實(shí)驗(yàn)誤差比第二次的大
D.第一次的實(shí)驗(yàn)誤差比第二次的小
【分析】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器；根據(jù)圖示器材分析答題。
（2）根據(jù)圖示情景分析答題。
（3）根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)裝置分析答題。
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論求出瞬時(shí)速度。
（5）根據(jù)圖示圖像分析答題。
【解答】解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器；由圖1所示可知，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電火花計(jì)時(shí)器，應(yīng)使用220V的交流電源，應(yīng)使用圖2中的電源B。
（2）由圖3所示可知，b的穿法效果更好。
（3）由圖4所示可知，電源是直流電源，應(yīng)使用交流電源，另外小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
（4）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t＝5×0.02s＝0.1s，
打C點(diǎn)時(shí)小車的速度vm/s＝0.45m/s。
（5）由圖6所示可知，第一次的v﹣t圖像小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有一個(gè)點(diǎn)離圖線較遠(yuǎn)，第二次小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度不為零，第二次實(shí)驗(yàn)中處理紙帶時(shí)舍掉了開頭一些密集的打點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖線吻合，第一次實(shí)驗(yàn)誤差較大，第二次實(shí)驗(yàn)誤差較小，故AD錯(cuò)誤，BC正確。
故選：BC。
故答案為：（1）計(jì)時(shí)；B；（2）b；（3）電源用的是干電池；（4）0.45；（5）BC。
【點(diǎn)評(píng)】掌握基礎(chǔ)知識(shí)、理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提，分析清楚圖示實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論即可解題。
18．（5分）小明同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)。光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。
（1）用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到 B 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
（2）用ΔEk計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小。利用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為 3.75 mm。某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.002s，則鋼球的速度為v＝ 1.90 m/s。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由 見解析 。
【分析】（1）小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差，據(jù)此分析作答；
（2）20分度值的游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，測(cè)量值＝主尺上對(duì)應(yīng)刻度（mm）+對(duì)齊格數(shù)（不估讀）×精確度；
根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出鋼球的速度；
（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)的裝置與實(shí)驗(yàn)的原理，分析誤差產(chǎn)生的原因。
【解答】故答案為：（1）B；（2）3.80；1.90；（3）見解析。
解：（1）根據(jù)題意可知，小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差，故AC錯(cuò)誤，B正確。
故選：B。
（2）20分度值的游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，遮光條寬度d＝3mm+15×0.05mm＝3.75mm
根據(jù)平均速度公式，鋼球的速度為
（3）不同意。如果是空氣阻力造成的，應(yīng)該是ΔEp＞ΔEk
而圖表中的ΔEk大于ΔEp，則存在的差異，可能是由于釋放點(diǎn)小球的初速度不為零造成的，而不是由于空氣阻力造成的。
故答案為：（1）B；（2）3.80；1.88；（3）見解析。
【點(diǎn)評(píng)】理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提，解題時(shí)要知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，要能分析小球動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減小量的可能原因。
四、計(jì)算題（本題共3小題，第19題12分，第20題13分，第21題13分，共38分）
19．（12分）極限運(yùn)動(dòng)深受大家喜愛，但是過于危險(xiǎn)，為了模擬極限運(yùn)動(dòng)的情況，物理小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道半徑為R＝2m，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球在A點(diǎn)正上方3m處由靜止開始釋放，自由下落至A點(diǎn)后進(jìn)入圓形軌道并從B點(diǎn)水平拋出，最后落到斜面上C點(diǎn)（忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）。求：
（1）小球進(jìn)入圓軌道A點(diǎn)的瞬間，對(duì)軌道的壓力大??；
（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間t；
（3）小球平拋過程中距離BC邊最遠(yuǎn)的距離。
【分析】（1）小球從靜止自由下落到A點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律求解到達(dá)A點(diǎn)速度，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解對(duì)軌道的壓力大小；
（2）小球恰好能沿圓形軌道到達(dá)B點(diǎn)，在B點(diǎn)重力提供向心力，小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解時(shí)間；
（3）將小球從離開B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)沿著BC和垂直于BC方向進(jìn)行分解，則在垂直于BC方向的速度減為0時(shí)小球距離直線BC最遠(yuǎn)，根據(jù)逆向思維法列式，即可分析求解。
【解答】解：（1）根據(jù)題意，小球從靜止自由下落到A點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律有

設(shè)小球進(jìn)入圓軌道A點(diǎn)的瞬間，軌道對(duì)小球的支持力為FN，則有

聯(lián)立解得
FN＝30N
由牛頓第三定律可得，小球進(jìn)入圓軌道A點(diǎn)的瞬間，對(duì)軌道的壓力為
FN'＝FN＝30N
（2）根據(jù)題意可知，小球恰好能沿圓形軌道到達(dá)B點(diǎn)，在B點(diǎn)有

解得

小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，則有
x＝vBt，，
解得

（3）小球離開B后，當(dāng)垂直于斜面方向的速度為零時(shí)離斜面最遠(yuǎn)，分解vB，如圖所示
則有

又有

小球平拋過程中距離BC邊最遠(yuǎn)的距離

答：（1）小球進(jìn)入圓軌道A點(diǎn)的瞬間，對(duì)軌道的壓力大小等于30N；
（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間等于；
（3）小球平拋過程中距離BC邊最遠(yuǎn)的距離等于。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)與斜面的結(jié)合的問題，可以分為兩種模型：
①?gòu)男泵嫔掀綊伒奈矬w，如果仍舊落在斜面上，那么它的位移偏轉(zhuǎn)角就是斜面的傾角；所以此類問題要判斷物體是否會(huì)落在斜面上。
②落在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)，通?？梢愿鶕?jù)題目的描述結(jié)合斜面的傾角確定速度的偏轉(zhuǎn)角，從而解決其他問題。
20．（13分）如圖，質(zhì)量為2.5kg的一只長(zhǎng)方體空鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng)，鐵箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1為0.3。這時(shí)鐵箱內(nèi)一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的木塊恰能靜止在后壁上。木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.25。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10m/s2。求：
（1）求木塊對(duì)鐵箱壓力的大小。
（2）求水平拉力F的大小。
（3）減小拉力F，經(jīng)過一段時(shí)間，木塊沿鐵箱左側(cè)壁落到底部且不反彈，當(dāng)鐵箱的速度為6m/s時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過1s時(shí)間木塊從左側(cè)到達(dá)右側(cè)，則此時(shí)木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離是多少？
【分析】（1）木塊恰好能靜止在鐵箱后壁上，木塊所受的靜摩擦力達(dá)到最大值，豎直方向上木塊受力平衡，木塊所受的重力恰好等于最大靜摩擦力fm，由fm＝μ2FN，求出木塊對(duì)鐵箱的作用力；
（2）以木塊為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度；再以鐵箱和木塊整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律求出水平拉力F的大小。
（3）撤去拉力后，木塊相對(duì)鐵箱滑動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出木塊和鐵箱的加速度，由速度—時(shí)間公式求出鐵箱減速至速度為零的時(shí)間，再根據(jù)位移—時(shí)間公式和兩者位移關(guān)系求木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離。
【解答】解：（1）木塊恰好能靜止在鐵箱后壁上，木塊所受的靜摩擦力達(dá)到最大值。
對(duì)木塊，在豎直方向上，根據(jù)平衡條件得
mg＝fm
又fm＝μ2FN
解得木塊對(duì)鐵箱壓力的大小為：FN＝20N
（2）木塊水平方向的加速度為

對(duì)鐵箱和木塊整體，由牛頓第二定律有
F﹣μ1（M+m）g＝（M+m）a
解得水平拉力F的大小為：F＝129N
（3）撤去拉力時(shí)，鐵箱和木塊的速度均為6m/s，由于
μ1＞μ2
撤去拉力后，木塊相對(duì)鐵箱滑動(dòng)。木塊的加速度為
a2＝μ2g＝0.25×10m/s2＝2.5m/s2
鐵箱的加速度為

解得：a1＝3.1m/s2
鐵箱減速至速度為零的時(shí)間為
s≈1.9s＞1s
故木塊到達(dá)鐵箱右端時(shí)，鐵箱未靜止，木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離為

解得：ΔL＝0.3m
答：（1）木塊對(duì)鐵箱壓力的大小為20N；
（2）水平拉力F的大小為129N；
（3）此時(shí)木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離是0.3m。
【點(diǎn)評(píng)】本題要通過分析木塊的狀態(tài)，由牛頓第二定律求解木塊對(duì)鐵箱的壓力和水平拉力。抓住木塊與鐵箱位移的關(guān)系，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合來(lái)求解木塊相對(duì)鐵箱運(yùn)動(dòng)的距離。
21．（13分）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，豎直固定兩個(gè)開有小孔的平行金屬薄板P、Q，兩板相距3L。長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿兩端分別固定著小球A、B，兩球質(zhì)量均為m，小球A帶電量為+2q（q＞0），小球B帶電量為﹣q，A、B兩小球和輕桿組成的帶電系統(tǒng)靜止在圖示位置。原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定，右端固定一塊輕小的絕緣薄片S。在兩板間加上水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，帶電系統(tǒng)由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，小球A穿過小孔與薄片S一起壓縮彈簧，小球A從接觸薄片S開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，且最短長(zhǎng)度為，然后帶電系統(tǒng)又被彈簧彈回。由于薄片S的絕緣性能有欠缺，使得小球A每次離開薄片S瞬間，小球A的電荷量都損失，忽略兩小球的大小，不計(jì)絕緣薄片S及彈簧的質(zhì)量。
（1）小球A第一次與薄片S接觸時(shí)的速度大?。?br>（2）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第N次彈回兩板間后，小球B向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，求N為多少并求小球A從第5次接觸薄片S，到本次小球B向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間T5；
（3）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第M次彈回兩板間后，小球A向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，求M為多少；并求出本次彈回后帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)內(nèi)（B恰好達(dá)到Q）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
【分析】（1）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求小球A第一次與薄片S接觸時(shí)的速度大??；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求小球B向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，N為多少和小球A從第5次接觸薄片S，到本次小球B向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間T5；
（3）根據(jù)動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求小球A向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，M為多少和本次彈回后帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)內(nèi)（B恰好達(dá)到Q）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
【解答】解：（1）設(shè)小球A第一次接觸S的速度為v，接觸S前的加速度為a，
根據(jù)牛頓第二定律有：
2qE﹣qE＝2ma
對(duì)于帶電系統(tǒng)從靜止到與S接觸前的過程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：
v2＝2aL
聯(lián)立解得：

（2）設(shè)帶電系統(tǒng)被第N次彈回兩板間時(shí)小球A的帶電量為q′，帶電系統(tǒng)被第N次彈回兩板間后，小球B向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，對(duì)整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：
（2qE﹣qE）L﹣（q′E﹣qE）2L＝0
解得

即

解得
N＝10
小球A每次離開S的瞬時(shí)速度大小相同，且等于小球A第一次與S接觸時(shí)速度大小。設(shè)小球第5次離開S向右做減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a5，速度由v減為零所需時(shí)間為t5，小球離開Q所帶電荷量為q5。
根據(jù)牛頓第二定律有：
q5E﹣qE＝2ma5
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：

根據(jù)題意可知小球第5次離開Q所帶電荷量為：

聯(lián)立解得：

小球A從第5次接觸薄片S，到小球B本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間

（3）設(shè)帶電系統(tǒng)被第M次彈回兩板間后小球A的帶電量為qM帶電系統(tǒng)被第M次彈回兩板間后，小球A向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，對(duì)整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：
（2qE﹣qE）L﹣qME?3L+qE?2L＝0
解得
qM＝q
即

解得
M＝20
帶電系統(tǒng)第20次被彈回兩板間后，小球A離開S時(shí)的速度仍為，此時(shí)小球A帶正電，電量為q，小球B帶負(fù)電，電量為q，故帶電系統(tǒng)第20次離開S后帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)中所受合外力為0，帶電系統(tǒng)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到小球B離開Q板，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。帶電系統(tǒng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間：

答：（1）小球A第一次與薄片S接觸時(shí)的速度大小為；
（2）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第N次彈回兩板間后，小球B向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，N為10，并求小球A從第5次接觸薄片S，到本次小球B向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間T5為；
（3）假設(shè)帶電系統(tǒng)被第M次彈回兩板間后，小球A向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)Q板位置，M為20，本次彈回后帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)內(nèi)（B恰好達(dá)到Q）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵理清帶電系統(tǒng)在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合牛頓第二定律、動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解。
聲明：試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2025/4/21 10:24:57；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學(xué)號(hào)：41037197ΔEp（×10﹣2J）
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C
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