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2022-2023学年陕西省宝鸡市陈仓区高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）
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这是一份2022-2023学年陕西省宝鸡市陈仓区高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为( )
A. 琥珀是一种树脂化石，树脂具有黏性，容易吸附灰尘
B. 室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快
C. 经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘
D. 琥珀本身带电，能吸引灰尘
2.下列关于元电荷、点电荷的说法中正确的是( )
A. 元电荷e的数值最早是由库仑测得的B. 元电荷是指带电量很小的带电体
C. 一个物体的带电量可能是4×10−18CD. 点电荷就是元电荷
3.拖着旧橡胶轮胎跑步是一种训练体能的常用方法。某消防队员在体能训练时拖着轮胎在操场上以恒定的速率跑了80m，下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对轮胎做了负功B. 合外力对轮胎做了正功
C. 拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变D. 支持力对轮胎做了正功
4.2020年我国发射空间站核心舱，2022年左右发射实验舱I和实验舱II，之后把3个舱形成“T”字形构型的空间站，构成完整的空间站。巳知空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，假设两者绕地球均做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A. 空间站的线速度小于同步卫星的线速度
B. 空间站的周期小于地球自转周期
C. 由于稀薄气休阻力的作用，空间站的动能逐渐减小
D. 空间实验室中可以借助重锤和打点计时器演示“验证机械能守恒定律”实验
5.“嫦娥三号”探测器是我国第一个月球软着陆无人登月探测器。如图，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降。探测器减速下降过程中，它在月球上的重力势能、动能和机械能的变化情况是( )
A. 动能增加、重力势能减小
B. 动能减少、重力势能增加
C. 机械能增加
D. 机械能减少
6.如图所示，质量相同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是( )
A. 两小球到达底端时速度相同
B. 两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同
C. 两小球到达底端时动能相同
D. 两球到达底端时，甲球重力做功的瞬时功率为零，乙球重力做功的瞬时功率也为零
7.如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变小后变大，方向水平向左
B. 先变小后变大，方向水平向右
C. 先变大后变小，方向水平向右
D. 先变大后变小，方向水平向左
8.如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度小于B点的电场强度
B. B点的电场强度小于C点的电场强度
C. 由于静电屏蔽，C点的电场强度等于0
D. 由于静电感应，球壳内表面感应出电荷
9.如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场(未画出)，则( )
A. 电场强度的最小值为E=mgtanθq
B. 若电场强度E=mgq，则电场强度方向一定竖直向上
C. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大
D. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到整直向上，则电场强度先减小后增大
10.质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力200N
B. 汽车的最大牵引力为800N
C. 8s∼18s过程中汽车牵引力做的功为8×104J
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
11.载人飞行包是一个单人低空飞行装置，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是( )
A. 发动机对飞行包不做功B. 飞行包受到的重力做负功
C. 飞行包的动能不变D. 飞行包的机械能守恒
12.
13.如图所示实线为某一点电荷的电场线，虚找为某带电粒子只在电场力作用下运动的一段轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点加速度一定大于在b点加速度
D. 该电场可能是由负点电荷产生的
14.如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、M、N为轴上三点，放在M、N两点的试探电荷受到的静电力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示．则( )
A. M点的电场强度大小为2×103N/CB. N点的电场强度大小为2×103N/C
C. 点电荷Q在M、N之间D. 点电荷Q在M、O之间
15.如图所示，竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC，A、C两点为轨道的最高点，B点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷。将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放，已知重力加速度为g，则( )
A. 小球运动到B点时的速度大小为 2gR
B. 小球运动到B点时的加速度大小为3g
C. 小球从A点运动到B点过程中电势能减少mgR
D. 小球运动到B点时对轨道的压力大小为3mg+kq1q2R2
三、填空题：本大题共1小题，共3分。
16.某同学利用如图甲装置验证重锤自由下落过程中机械能守恒．如图乙为他得到的一条纸带，在纸带上取6个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.02s，其中1，2，3点相邻，4，5，6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s1是1，3两点的距离，s2是4，6两点的距离，s3是2，5两点的距离．
(1)实验过程中，下列操作正确的有______.
A.打点计时器可接在两节干电池上
B.实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器
C.实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带
D.纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直
(2)点2速度的表达式v2=______.
(3)该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=8.00cm，s3=16.00cm，质量为m的重物从点2运动到点5过程中，动能增加量为______m，势能减少量为______m.(重力加速度g取10m/s2)
(4)在实际运动过程中系统动能的增加量△EK总小于系统势能的减少量△EP，指出产生这个系统误差的原因：______.
四、实验题：本大题共1小题，共3分。
17.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大．此同学在探究中应用的科学方法是______(选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。
五、简答题：本大题共1小题，共3分。
18.如图所示，光滑固定斜面AB的倾角θ=53∘，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的14圆弧，半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.2，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力，sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，g取10m/s2。求：
(1)物体运动到C点时的速度大小vC；
(2)A点距离水平面的高度H；
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
六、计算题：本大题共2小题，共20分。
19.质量m=2kg的物体，在F=12N水平方向力的作用下，物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5。物体从静止开始运动，运动时间t=4s。求：
(1)力F在4s内对物体所做的功；
(2)力F在4s内对物体所做功的平均功率；
(3)在4s末力F对物体做功的瞬时功率。
20.如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角为45∘.
(1)小球带何种电荷？电荷量为多少？
(2)若将小球向左拉至悬线成水平位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：琥珀首饰与丝绸摩擦，摩擦起电，使琥珀带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以带电的琥珀会将细小的物体灰尘吸附在它上面，造成了琥珀比较容易脏，故C正确，ABD错误。
故选：C。
用摩擦的方法使得物体带电，该现象称为摩擦起电；带电体能吸引轻小物体，这是带电体的基本性质．
该题考查了摩擦起电以及带电体可以吸引不带电的轻小物体，是联系生活实际的基础题．
2.【答案】C
【解析】A.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故A错误；
B.元电荷是自然界中最小的电荷量，是一个具体的数值，不是带电体，任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，故B错误；
C.由于任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，而4×10−18C1.6×10−19C=25，故一个物体的带电量可能是4×10−18C，故C正确；
D.点电荷是一种理想化的物理模型，如果在研究的问题中，带电体的形状、大小及电荷分布可以忽略，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷，与带电量没有关系，而元电荷是自然界中最小的电荷量，故D错误。
故选：C。
根据元电荷和点电荷的概念进行分析即可。
要知道元电荷是电荷量，而点电荷是一个带电体的理想抽象，是一个模型。
3.【答案】A
【解析】解：A、摩擦力方向与轮胎的运动方向相反，摩擦力对轮胎做了负功，故A正确；
B、由于轮胎在操场上沿直线以恒定的速率运动，可知轮胎的动能不变，根据动能定理可知，合外力对轮胎做功为零，故B错误；
C、拉力与位移方向夹角小于90∘，拉力对轮胎做正功，而轮胎动能的变化量为零，故C错误；
D、支持力方向轮胎的运动方向垂直，支持力对轮胎不做功，故D错误。
故选：A。
根据摩擦力与运动位移方向关系，分析功的正负；根据动能定理，分析合外力做功；根据动能定理，分析动能变化量；力与位移垂直，功为零。
本题考查学生动能定理和功定义式的掌握，是一道基础题。
4.【答案】B
【解析】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：GMmr2=mv2r，解得：v= GMr，由于r空间站v同步卫星，故A错误；
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：GMmr2=m(2πT)2r，解得：T=2π r3GM，由于r空间站C、由于稀薄气体阻力作用，空间站的轨道半径r减小，空间站的线速度：v= GMr变大，空间站的动能：EK=12mv2，空间站的动能逐渐增大，故C错误；
D、空间站处于完全失重状态，与重力有关的实验无法进行，不能进行“验证机械能守恒定律”实验，故D错误；
故选：B。
空间站绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、周期，然后分析答题。
本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力、空间站处于完全失重状态是解题的前提与关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题。
5.【答案】D
【解析】解：根据题意可知，探测器减速下降，速度减小，则动能减小，下降过程，高度降低，则重力势能减小，因为机械能等于重力势能与动能之和，所以机械能减小，故ABC错误，D正确；
故选：D。
动能等于Ek=12mv2，重力势能Ep=mgh，机械能等于动能与重力势能之和，分析速率及高度的变化情况，从而分析动能和重力势能的变化情况；
该题考查了对动能、重力势能和机械能的基本概念的应用，学习过程中要熟记动能和重力势能的定义式；
6.【答案】C
【解析】解：AC、由静止滑下到底端过程，根据动能定理有mgR=12mv2
解得v= 2gR
可见，两物块到达底端时动能相等，物块的速度大小相等，但是速度方向不同，故A错误，C正确；
B、两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，重力做功均为WG=mgR，重力做功相同，故B错误；
D、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，而乙球重力做功的瞬时功率不为零，故D错误。
故选：C。
解：根据机械能守恒条件判断；根据重力做功公式判断；根据动能定理比较两小球到达底端的动能；根据重力与速度方向的关系，结合P=mgvcsα比较瞬时功率的大小。
本题考查了机械能守恒定律、动能定理、重力做功、功率公式等基础知识，解得本题的关键是动能是标量，只有大小没有方向，以及知道瞬时功率的表达式P=mgcsα，注意α为力与速度方向的夹角。
7.【答案】C
【解析】解：根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小。则电子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右。故C正确，ABD错误。
故选：C。
电子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据电场力的变化判断外力的变化。
解决本题的关键是要知道外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，是一对平衡力。
8.【答案】C
【解析】解：ABC.A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等于零；金属空心导体放在点电荷的电场中，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以B、C两点的电场强度都为零，则EA>EB=EC，故AB错误，C正确；
D.处于静电平衡的导体的电场强度处处为零，其内表面不带电，故D错误。
故选：C。
金属空心导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，且整个导体是等势体，根据这个特点进行分析。
本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键．若要比较场强大小和电势高低常常画电场线，形象直观地判断。
9.【答案】C
【解析】解：电量为+q的小球静止在斜面上，受重力、支持力和电场力，三力的合力为零，则三个力的首尾相连构成矢量三角形，如图所示：
A、由上图可知，当电场力与支持力垂直时即电场力沿斜面向上时，电场力最小，则电场强度最小，由平衡得：qEmin=mgsinθ，解得：Emin=mgsinθq，故A错误；
B、若电场强度E=mgq，则电场力与重力大小相等，由上图可知，电场力方向可能竖直向上，也可能斜向下，故B错误；
CD、由上图可知，若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场力与竖直方向夹角逐渐减小，电场力逐渐增大，则电场强度逐渐增大，故C正确，D错误；
故选：C。
小球的重力沿斜面向下的分力mgsinα一定，当电场力沿斜面向上时，电场力最小，电场强度最小。其余情况根据矢量三角形分析。
本题是通电导体在电场中平衡问题类型，关键是抓住小球静止，根据平衡特点做出矢量三角形，即可分析电场力的大小和方向。
10.【答案】C
【解析】解：A、当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，根据功率公式，可得汽车受到的阻力为：f=Pvm=8×10310N=800N，故A错误；
B、汽车做匀加速运动的牵引力最大，根据功率公式，可得汽车的最大牵引力为：Fm=Pv1=8×1038N=1000N，故B错误；
C、8s−18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为：W=Pt=8×103×(18−8)J=8×104J，故C正确；
D、8s∼18s过程中，根据动能定理得：Pt−fx=12mvm2−12mv12，代入数据解得汽车在做变加速运动过程中的位移大小为：x=95.5m，故D错误。
故选：C。
当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，根据功率公式求解阻力；汽车做匀加速运动的牵引力最大，根据功率公式求解；根据功的公式求牵引力的功；根据动能定理求解变加速运动的位移。
本题考查的是机车启动问题，要求学生能够熟练地进行受力分析与运动状态分析，公式P=Fv，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度；当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。
11.【答案】BC
【解析】解：AB、飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中，发动机推力与飞行包速度方向相同，所以发动机推力做正功；飞行包受到的重力与其速度方向相反，所以重力做负功，故A错误，B正确；
C、飞行包匀速上升，速度不变，所以动能不变，故C正确；
D、飞行包在上升过程中动能不变，重力势能增大，则两者之和即机械能增大，故D错误。
故选：BC。
以飞行包为研究对象，分析受力，运动过程中受到重力、空气阻力和推力作用，根据推力方向和重力方向与速度方向的关系，判断推力和重力做功正负；根据速率变化分析动能的变化；对照机械能守恒条件分析机械能是否守恒。
解决本题的关键是弄清楚飞行包的运动过程，判断受力情况，根据力的方向和位移方向之间关系确定力做功的正负。
12.【答案】
【解析】
13.【答案】AC
【解析】解：A、带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，所以此粒子为正电荷，故A正确；
B、粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能从从b点沿轨迹运动到a点。故B错误。
C、由电场线的分布可知，电场线在c点的时候较密，所以在c点的电场强，则粒子在C点受到的电场力大，所以粒子在c点加速度一定大于在b点加速度，故C正确
D、电场线为向外的发散形状的，所以电场是正电荷产生的，故D错误
故选：AC。
电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．
本题是带电粒子的轨迹问题，关键要根据弯曲方向判断粒子所受电场力方向，然后再结合电场线的特点判定其他的方面即可．基础题目
14.【答案】AC
【解析】【分析】
根据电场强度的定义式E=Fq可知，F−q图线的斜率等于场强的大小，分析场强的大小。根据M、N两点的电场强度的方向，分析Q的位置。
本题要掌握电场力与场强方向、大小的关系，从数学的角度理解图线F−q斜率的物理意义，这是常用的思路。
【解答】
A、由图线的斜率表示场强，可知M点场强为：E=Fq=4×10−32×10−6N/C=2×103N/C，故A正确；
B、由图线的斜率表示场强，可知N点场强为：E′=F′q=2×10−3−4×10−6N/C=−5×102N/C，即大小为5×102N/C，故B错误；
CD、由图(乙)，因为M点和N点电场强度方向相反，说明点电荷Q放在MN之间，故C正确，D错误。
15.【答案】AD
【解析】解：A、带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR=12mvB2，解得vB= 2gR.故A正确；
B、小球运动到B点时的加速度大小为a=v2R=2g，故B错误；
C、小球从A点运动到B点过程中库仑力不做功，电势能不变，故C错误；
D、小球到达B点时，受到重力mg、库仑力F和支持力FN，由圆周运动和牛顿第二定律得FN−mg−kq1q2R2=mvB2R，解得FN=3mg+kq1q2R2，根据牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为3mg+kq1q2R2，方向竖直向下，故D错误。
故选：AD。
分析小球的运动过程中受力情况及各力做功情况，明确机械能守恒，根据机械能守恒定律列式即可求得B点的速度；根据牛顿第二定律求解加速度；分析小球在B点的受力情况，根据向心力公式可求得小球在B点受到的支持力，再由牛顿第三定律可求得压力。
本题考查点电荷的电场以及机械能守恒定律的应用；要注意认真分析物体的受力情况，再根据相应的物理规律分析求解即可。
16.【答案】CDs12T 1.51.6纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响
【解析】解：(1)A、将打点计时器接到交流电源上，不能使用干电池．故A错误；
B、C、实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带．故B错误，C正确；
D、纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直，以减小限位孔对纸带的摩擦力．故D正确．
故选：CD
(2)点2的瞬时速度等于1、3之间的平均速度，所以：v2=s12T
(3)物体在点2的动能：Ek2=12mv22=12m×(s12T)2=12m×(0.04002×0.02)2=0.5m
物体在点5的动能：Ek5=12mv52=12m×(s22T)2=12m×(0.08002×0.02)2=2.0m
质量为m的重物从点2运动到点5过程中，动能增加量：△Ek=Ek5−Ek2=2.0m−0.5m=1.5m
势能减少量：△EP=mgs3=m×10×0.1600=1.6m.
(4)在实际运动过程中系统动能的增加量△EK总小于系统势能的减少量△EP，指出产生这个系统误差的原因是纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响．
故答案为：(1)CD；(2)s12T；(3)1.5，1.6；(4)纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．要注意单位的换算和有效数字的保留．
17.【答案】减小 增大 控制变量法
【解析】解：设悬线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可得库仑力大小：F=mgtanθ；当距离减小时，θ增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；
保持距离不变，q增大时，θ增大，根据上式可以判断库仑力F增大，故q增大，库仑力增大；
在判断中先令一个量不变，判断令两个量之间的关系，这种方法是控制变量法。
故答案为：减小；增大；控制变量法。
根据平衡条件库仑力大小的计算公式，由此分析库仑力大小的决定因素；本实验采用的的控制变量法。
本题主要是考查库仑力大小实验，解答本题的关键是知道库仑力的决定因素，知道研究方法是控制变量法。
18.【答案】解：(1)物体由C点运动到最高点，根据动能定理得−mg(h+R)=0−12mvC2
代入数据解得vC=4m/s
(2)物体由A点运动到C点，根据动能定理得mgH−μmglBC=12mvC2−0
代入数据解得
H=1.02m
(3)从物体开始下滑到最终停止，根据动能定理得mgH−μmgs1=0
代入数据，解得s1=5.1m
由于s1=4lBC+0.7m
所以物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m位置。
答：(1)物体运动到C点时的速度大小为4m/s；
(2)A点距离水平面的高度为1.02m；
(3)物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m。
【解析】(1)根据动能定理，求C点速度大小；
(2)根据动能定理，求高度；
(3)根据动能定理，结合几何关系，求最终停止的位置到C点的距离。
本题考查学生对动能定理的应用能力，解题关键是正确掌握运动过程，准确列出动能定理中的总功。
19.【答案】解：(1)根据牛顿第二定律得：
F−μmg=ma
解得：a=F−μmgm=12−0.5×2×102m/s2=1m/s2
4s内的位移为：x=12at2=12×1×42m=8m
力F在4s内对物体所做功为：WF=Fx=12×8J=96J
(2)4s内的平均功率为：P−=WFt=964W=24W
(3)4s末的速度为：v=at=1×4m/s=4m/s
在4s末力F对物体做功的瞬时功率为：
P=Fv=12×4W=48W
答：(1)力F在4s内对物体所做的功为96J。
(2)力F在4s内对物体所做功的平均功率为24W。
(3)在4s末力F对物体做功的瞬时功率为48W。
【解析】根据牛顿第二定律求出加速度，进而求4s内的位移，及力F的功，根据平均功率的表达式，可求力F在4s内对物体所做功的平均功率；算出4s末的速度，根据瞬时功率的表达式，可求在4s末力F对物体做功的瞬时功率。
本题考查了瞬时功率和平均功率的知识，做题时注意二者的区别。
20.【答案】解：(1)小球受力方向与电场线相同，则为正电，如图所示由题意可知，
小球所受合力为：F合= 2mg
小球所受电场力与重力大小相等，故有：qE=mg
所以小球所带的电荷量为：q=mgE
(2)将小球向左拉到水平处
可知小球所受重力和电场力的合力沿图中虚线方向，而绳在水平方向对球无弹力，故小球将沿虚线方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，小球的加速度为：
a=Fm= 2g
到达最低点时，小球的位移为 2L，根据初速度为0的匀加速直线运动规律有：
2L=12 2gt2
可得小球运动时间为：t= 2Lg
答：(1)正电，电荷量为；mgE
(2)小球经时间 2Lg到达最低点．
【解析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡状态，根据共点力平衡得出电场力的方向和大小，从而得出小球的电性以及电量的大小．
由牛二律可求得加速度，由运动学公式求时间．
解决本题的关键正确地进行受力分析，运用共点力平衡知识进行求解．由牛顿运动定律分析运动情况．
1.古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为( )
A. 琥珀是一种树脂化石，树脂具有黏性，容易吸附灰尘
B. 室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快
C. 经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘
D. 琥珀本身带电，能吸引灰尘
2.下列关于元电荷、点电荷的说法中正确的是( )
A. 元电荷e的数值最早是由库仑测得的B. 元电荷是指带电量很小的带电体
C. 一个物体的带电量可能是4×10−18CD. 点电荷就是元电荷
3.拖着旧橡胶轮胎跑步是一种训练体能的常用方法。某消防队员在体能训练时拖着轮胎在操场上以恒定的速率跑了80m，下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对轮胎做了负功B. 合外力对轮胎做了正功
C. 拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变D. 支持力对轮胎做了正功
4.2020年我国发射空间站核心舱，2022年左右发射实验舱I和实验舱II，之后把3个舱形成“T”字形构型的空间站，构成完整的空间站。巳知空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，假设两者绕地球均做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A. 空间站的线速度小于同步卫星的线速度
B. 空间站的周期小于地球自转周期
C. 由于稀薄气休阻力的作用，空间站的动能逐渐减小
D. 空间实验室中可以借助重锤和打点计时器演示“验证机械能守恒定律”实验
5.“嫦娥三号”探测器是我国第一个月球软着陆无人登月探测器。如图，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降。探测器减速下降过程中，它在月球上的重力势能、动能和机械能的变化情况是( )
A. 动能增加、重力势能减小
B. 动能减少、重力势能增加
C. 机械能增加
D. 机械能减少
6.如图所示，质量相同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是( )
A. 两小球到达底端时速度相同
B. 两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同
C. 两小球到达底端时动能相同
D. 两球到达底端时，甲球重力做功的瞬时功率为零，乙球重力做功的瞬时功率也为零
7.如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变小后变大，方向水平向左
B. 先变小后变大，方向水平向右
C. 先变大后变小，方向水平向右
D. 先变大后变小，方向水平向左
8.如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度小于B点的电场强度
B. B点的电场强度小于C点的电场强度
C. 由于静电屏蔽，C点的电场强度等于0
D. 由于静电感应，球壳内表面感应出电荷
9.如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场(未画出)，则( )
A. 电场强度的最小值为E=mgtanθq
B. 若电场强度E=mgq，则电场强度方向一定竖直向上
C. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大
D. 若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到整直向上，则电场强度先减小后增大
10.质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力200N
B. 汽车的最大牵引力为800N
C. 8s∼18s过程中汽车牵引力做的功为8×104J
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
11.载人飞行包是一个单人低空飞行装置，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是( )
A. 发动机对飞行包不做功B. 飞行包受到的重力做负功
C. 飞行包的动能不变D. 飞行包的机械能守恒
12.
13.如图所示实线为某一点电荷的电场线，虚找为某带电粒子只在电场力作用下运动的一段轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点加速度一定大于在b点加速度
D. 该电场可能是由负点电荷产生的
14.如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、M、N为轴上三点，放在M、N两点的试探电荷受到的静电力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示．则( )
A. M点的电场强度大小为2×103N/CB. N点的电场强度大小为2×103N/C
C. 点电荷Q在M、N之间D. 点电荷Q在M、O之间
15.如图所示，竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC，A、C两点为轨道的最高点，B点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷。将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放，已知重力加速度为g，则( )
A. 小球运动到B点时的速度大小为 2gR
B. 小球运动到B点时的加速度大小为3g
C. 小球从A点运动到B点过程中电势能减少mgR
D. 小球运动到B点时对轨道的压力大小为3mg+kq1q2R2
三、填空题：本大题共1小题，共3分。
16.某同学利用如图甲装置验证重锤自由下落过程中机械能守恒．如图乙为他得到的一条纸带，在纸带上取6个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.02s，其中1，2，3点相邻，4，5，6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s1是1，3两点的距离，s2是4，6两点的距离，s3是2，5两点的距离．
(1)实验过程中，下列操作正确的有______.
A.打点计时器可接在两节干电池上
B.实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器
C.实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带
D.纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直
(2)点2速度的表达式v2=______.
(3)该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=8.00cm，s3=16.00cm，质量为m的重物从点2运动到点5过程中，动能增加量为______m，势能减少量为______m.(重力加速度g取10m/s2)
(4)在实际运动过程中系统动能的增加量△EK总小于系统势能的减少量△EP，指出产生这个系统误差的原因：______.
四、实验题：本大题共1小题，共3分。
17.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大．此同学在探究中应用的科学方法是______(选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。
五、简答题：本大题共1小题，共3分。
18.如图所示，光滑固定斜面AB的倾角θ=53∘，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的14圆弧，半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.2，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力，sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，g取10m/s2。求：
(1)物体运动到C点时的速度大小vC；
(2)A点距离水平面的高度H；
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
六、计算题：本大题共2小题，共20分。
19.质量m=2kg的物体，在F=12N水平方向力的作用下，物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5。物体从静止开始运动，运动时间t=4s。求：
(1)力F在4s内对物体所做的功；
(2)力F在4s内对物体所做功的平均功率；
(3)在4s末力F对物体做功的瞬时功率。
20.如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角为45∘.
(1)小球带何种电荷？电荷量为多少？
(2)若将小球向左拉至悬线成水平位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：琥珀首饰与丝绸摩擦，摩擦起电，使琥珀带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以带电的琥珀会将细小的物体灰尘吸附在它上面，造成了琥珀比较容易脏，故C正确，ABD错误。
故选：C。
用摩擦的方法使得物体带电，该现象称为摩擦起电；带电体能吸引轻小物体，这是带电体的基本性质．
该题考查了摩擦起电以及带电体可以吸引不带电的轻小物体，是联系生活实际的基础题．
2.【答案】C
【解析】A.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故A错误；
B.元电荷是自然界中最小的电荷量，是一个具体的数值，不是带电体，任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，故B错误；
C.由于任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，而4×10−18C1.6×10−19C=25，故一个物体的带电量可能是4×10−18C，故C正确；
D.点电荷是一种理想化的物理模型，如果在研究的问题中，带电体的形状、大小及电荷分布可以忽略，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷，与带电量没有关系，而元电荷是自然界中最小的电荷量，故D错误。
故选：C。
根据元电荷和点电荷的概念进行分析即可。
要知道元电荷是电荷量，而点电荷是一个带电体的理想抽象，是一个模型。
3.【答案】A
【解析】解：A、摩擦力方向与轮胎的运动方向相反，摩擦力对轮胎做了负功，故A正确；
B、由于轮胎在操场上沿直线以恒定的速率运动，可知轮胎的动能不变，根据动能定理可知，合外力对轮胎做功为零，故B错误；
C、拉力与位移方向夹角小于90∘，拉力对轮胎做正功，而轮胎动能的变化量为零，故C错误；
D、支持力方向轮胎的运动方向垂直，支持力对轮胎不做功，故D错误。
故选：A。
根据摩擦力与运动位移方向关系，分析功的正负；根据动能定理，分析合外力做功；根据动能定理，分析动能变化量；力与位移垂直，功为零。
本题考查学生动能定理和功定义式的掌握，是一道基础题。
4.【答案】B
【解析】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：GMmr2=mv2r，解得：v= GMr，由于r空间站
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：GMmr2=m(2πT)2r，解得：T=2π r3GM，由于r空间站
D、空间站处于完全失重状态，与重力有关的实验无法进行，不能进行“验证机械能守恒定律”实验，故D错误；
故选：B。
空间站绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、周期，然后分析答题。
本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力、空间站处于完全失重状态是解题的前提与关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题。
5.【答案】D
【解析】解：根据题意可知，探测器减速下降，速度减小，则动能减小，下降过程，高度降低，则重力势能减小，因为机械能等于重力势能与动能之和，所以机械能减小，故ABC错误，D正确；
故选：D。
动能等于Ek=12mv2，重力势能Ep=mgh，机械能等于动能与重力势能之和，分析速率及高度的变化情况，从而分析动能和重力势能的变化情况；
该题考查了对动能、重力势能和机械能的基本概念的应用，学习过程中要熟记动能和重力势能的定义式；
6.【答案】C
【解析】解：AC、由静止滑下到底端过程，根据动能定理有mgR=12mv2
解得v= 2gR
可见，两物块到达底端时动能相等，物块的速度大小相等，但是速度方向不同，故A错误，C正确；
B、两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，重力做功均为WG=mgR，重力做功相同，故B错误；
D、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，而乙球重力做功的瞬时功率不为零，故D错误。
故选：C。
解：根据机械能守恒条件判断；根据重力做功公式判断；根据动能定理比较两小球到达底端的动能；根据重力与速度方向的关系，结合P=mgvcsα比较瞬时功率的大小。
本题考查了机械能守恒定律、动能定理、重力做功、功率公式等基础知识，解得本题的关键是动能是标量，只有大小没有方向，以及知道瞬时功率的表达式P=mgcsα，注意α为力与速度方向的夹角。
7.【答案】C
【解析】解：根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小。则电子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右。故C正确，ABD错误。
故选：C。
电子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据电场力的变化判断外力的变化。
解决本题的关键是要知道外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，是一对平衡力。
8.【答案】C
【解析】解：ABC.A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等于零；金属空心导体放在点电荷的电场中，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以B、C两点的电场强度都为零，则EA>EB=EC，故AB错误，C正确；
D.处于静电平衡的导体的电场强度处处为零，其内表面不带电，故D错误。
故选：C。
金属空心导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，且整个导体是等势体，根据这个特点进行分析。
本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键．若要比较场强大小和电势高低常常画电场线，形象直观地判断。
9.【答案】C
【解析】解：电量为+q的小球静止在斜面上，受重力、支持力和电场力，三力的合力为零，则三个力的首尾相连构成矢量三角形，如图所示：
A、由上图可知，当电场力与支持力垂直时即电场力沿斜面向上时，电场力最小，则电场强度最小，由平衡得：qEmin=mgsinθ，解得：Emin=mgsinθq，故A错误；
B、若电场强度E=mgq，则电场力与重力大小相等，由上图可知，电场力方向可能竖直向上，也可能斜向下，故B错误；
CD、由上图可知，若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场力与竖直方向夹角逐渐减小，电场力逐渐增大，则电场强度逐渐增大，故C正确，D错误；
故选：C。
小球的重力沿斜面向下的分力mgsinα一定，当电场力沿斜面向上时，电场力最小，电场强度最小。其余情况根据矢量三角形分析。
本题是通电导体在电场中平衡问题类型，关键是抓住小球静止，根据平衡特点做出矢量三角形，即可分析电场力的大小和方向。
10.【答案】C
【解析】解：A、当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，根据功率公式，可得汽车受到的阻力为：f=Pvm=8×10310N=800N，故A错误；
B、汽车做匀加速运动的牵引力最大，根据功率公式，可得汽车的最大牵引力为：Fm=Pv1=8×1038N=1000N，故B错误；
C、8s−18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为：W=Pt=8×103×(18−8)J=8×104J，故C正确；
D、8s∼18s过程中，根据动能定理得：Pt−fx=12mvm2−12mv12，代入数据解得汽车在做变加速运动过程中的位移大小为：x=95.5m，故D错误。
故选：C。
当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，根据功率公式求解阻力；汽车做匀加速运动的牵引力最大，根据功率公式求解；根据功的公式求牵引力的功；根据动能定理求解变加速运动的位移。
本题考查的是机车启动问题，要求学生能够熟练地进行受力分析与运动状态分析，公式P=Fv，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度；当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。
11.【答案】BC
【解析】解：AB、飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中，发动机推力与飞行包速度方向相同，所以发动机推力做正功；飞行包受到的重力与其速度方向相反，所以重力做负功，故A错误，B正确；
C、飞行包匀速上升，速度不变，所以动能不变，故C正确；
D、飞行包在上升过程中动能不变，重力势能增大，则两者之和即机械能增大，故D错误。
故选：BC。
以飞行包为研究对象，分析受力，运动过程中受到重力、空气阻力和推力作用，根据推力方向和重力方向与速度方向的关系，判断推力和重力做功正负；根据速率变化分析动能的变化；对照机械能守恒条件分析机械能是否守恒。
解决本题的关键是弄清楚飞行包的运动过程，判断受力情况，根据力的方向和位移方向之间关系确定力做功的正负。
12.【答案】
【解析】
13.【答案】AC
【解析】解：A、带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，所以此粒子为正电荷，故A正确；
B、粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能从从b点沿轨迹运动到a点。故B错误。
C、由电场线的分布可知，电场线在c点的时候较密，所以在c点的电场强，则粒子在C点受到的电场力大，所以粒子在c点加速度一定大于在b点加速度，故C正确
D、电场线为向外的发散形状的，所以电场是正电荷产生的，故D错误
故选：AC。
电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．
本题是带电粒子的轨迹问题，关键要根据弯曲方向判断粒子所受电场力方向，然后再结合电场线的特点判定其他的方面即可．基础题目
14.【答案】AC
【解析】【分析】
根据电场强度的定义式E=Fq可知，F−q图线的斜率等于场强的大小，分析场强的大小。根据M、N两点的电场强度的方向，分析Q的位置。
本题要掌握电场力与场强方向、大小的关系，从数学的角度理解图线F−q斜率的物理意义，这是常用的思路。
【解答】
A、由图线的斜率表示场强，可知M点场强为：E=Fq=4×10−32×10−6N/C=2×103N/C，故A正确；
B、由图线的斜率表示场强，可知N点场强为：E′=F′q=2×10−3−4×10−6N/C=−5×102N/C，即大小为5×102N/C，故B错误；
CD、由图(乙)，因为M点和N点电场强度方向相反，说明点电荷Q放在MN之间，故C正确，D错误。
15.【答案】AD
【解析】解：A、带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR=12mvB2，解得vB= 2gR.故A正确；
B、小球运动到B点时的加速度大小为a=v2R=2g，故B错误；
C、小球从A点运动到B点过程中库仑力不做功，电势能不变，故C错误；
D、小球到达B点时，受到重力mg、库仑力F和支持力FN，由圆周运动和牛顿第二定律得FN−mg−kq1q2R2=mvB2R，解得FN=3mg+kq1q2R2，根据牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为3mg+kq1q2R2，方向竖直向下，故D错误。
故选：AD。
分析小球的运动过程中受力情况及各力做功情况，明确机械能守恒，根据机械能守恒定律列式即可求得B点的速度；根据牛顿第二定律求解加速度；分析小球在B点的受力情况，根据向心力公式可求得小球在B点受到的支持力，再由牛顿第三定律可求得压力。
本题考查点电荷的电场以及机械能守恒定律的应用；要注意认真分析物体的受力情况，再根据相应的物理规律分析求解即可。
16.【答案】CDs12T 1.51.6纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响
【解析】解：(1)A、将打点计时器接到交流电源上，不能使用干电池．故A错误；
B、C、实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带．故B错误，C正确；
D、纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直，以减小限位孔对纸带的摩擦力．故D正确．
故选：CD
(2)点2的瞬时速度等于1、3之间的平均速度，所以：v2=s12T
(3)物体在点2的动能：Ek2=12mv22=12m×(s12T)2=12m×(0.04002×0.02)2=0.5m
物体在点5的动能：Ek5=12mv52=12m×(s22T)2=12m×(0.08002×0.02)2=2.0m
质量为m的重物从点2运动到点5过程中，动能增加量：△Ek=Ek5−Ek2=2.0m−0.5m=1.5m
势能减少量：△EP=mgs3=m×10×0.1600=1.6m.
(4)在实际运动过程中系统动能的增加量△EK总小于系统势能的减少量△EP，指出产生这个系统误差的原因是纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响．
故答案为：(1)CD；(2)s12T；(3)1.5，1.6；(4)纸带与限位孔之间的摩擦阻力与空气的阻力的影响
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．要注意单位的换算和有效数字的保留．
17.【答案】减小 增大 控制变量法
【解析】解：设悬线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可得库仑力大小：F=mgtanθ；当距离减小时，θ增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；
保持距离不变，q增大时，θ增大，根据上式可以判断库仑力F增大，故q增大，库仑力增大；
在判断中先令一个量不变，判断令两个量之间的关系，这种方法是控制变量法。
故答案为：减小；增大；控制变量法。
根据平衡条件库仑力大小的计算公式，由此分析库仑力大小的决定因素；本实验采用的的控制变量法。
本题主要是考查库仑力大小实验，解答本题的关键是知道库仑力的决定因素，知道研究方法是控制变量法。
18.【答案】解：(1)物体由C点运动到最高点，根据动能定理得−mg(h+R)=0−12mvC2
代入数据解得vC=4m/s
(2)物体由A点运动到C点，根据动能定理得mgH−μmglBC=12mvC2−0
代入数据解得
H=1.02m
(3)从物体开始下滑到最终停止，根据动能定理得mgH−μmgs1=0
代入数据，解得s1=5.1m
由于s1=4lBC+0.7m
所以物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m位置。
答：(1)物体运动到C点时的速度大小为4m/s；
(2)A点距离水平面的高度为1.02m；
(3)物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m。
【解析】(1)根据动能定理，求C点速度大小；
(2)根据动能定理，求高度；
(3)根据动能定理，结合几何关系，求最终停止的位置到C点的距离。
本题考查学生对动能定理的应用能力，解题关键是正确掌握运动过程，准确列出动能定理中的总功。
19.【答案】解：(1)根据牛顿第二定律得：
F−μmg=ma
解得：a=F−μmgm=12−0.5×2×102m/s2=1m/s2
4s内的位移为：x=12at2=12×1×42m=8m
力F在4s内对物体所做功为：WF=Fx=12×8J=96J
(2)4s内的平均功率为：P−=WFt=964W=24W
(3)4s末的速度为：v=at=1×4m/s=4m/s
在4s末力F对物体做功的瞬时功率为：
P=Fv=12×4W=48W
答：(1)力F在4s内对物体所做的功为96J。
(2)力F在4s内对物体所做功的平均功率为24W。
(3)在4s末力F对物体做功的瞬时功率为48W。
【解析】根据牛顿第二定律求出加速度，进而求4s内的位移，及力F的功，根据平均功率的表达式，可求力F在4s内对物体所做功的平均功率；算出4s末的速度，根据瞬时功率的表达式，可求在4s末力F对物体做功的瞬时功率。
本题考查了瞬时功率和平均功率的知识，做题时注意二者的区别。
20.【答案】解：(1)小球受力方向与电场线相同，则为正电，如图所示由题意可知，
小球所受合力为：F合= 2mg
小球所受电场力与重力大小相等，故有：qE=mg
所以小球所带的电荷量为：q=mgE
(2)将小球向左拉到水平处
可知小球所受重力和电场力的合力沿图中虚线方向，而绳在水平方向对球无弹力，故小球将沿虚线方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，小球的加速度为：
a=Fm= 2g
到达最低点时，小球的位移为 2L，根据初速度为0的匀加速直线运动规律有：
2L=12 2gt2
可得小球运动时间为：t= 2Lg
答：(1)正电，电荷量为；mgE
(2)小球经时间 2Lg到达最低点．
【解析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡状态，根据共点力平衡得出电场力的方向和大小，从而得出小球的电性以及电量的大小．
由牛二律可求得加速度，由运动学公式求时间．
解决本题的关键正确地进行受力分析，运用共点力平衡知识进行求解．由牛顿运动定律分析运动情况．
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