2024济宁高二下学期7月期末考试物理含解析

这是一份2024济宁高二下学期7月期末考试物理含解析，共29页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。小明分别乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ）
A. 乘甲电梯过程中，小明所受合力做正功
B. 乘甲电梯过程中，电梯对小明的支持力不做功
C. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的支持力做正功
D. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的摩擦力做正功
2. 如图所示，夜晚时电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光60次，风扇转轴O上装有3个相同的扇叶，它们互成120°角。当风扇匀速转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转动角速度最小值为（ ）
A. 40πrad/sB. 40rad/s
C 120πrad/sD. 120rad/s
3. 某同学课余时间做了一个“纸帽能弹多高”的小实验，其简化图如图所示，实验时轻弹簧下端固定在水平桌面上，将用硬纸卡做成的小纸帽倒扣在弹簧上并用力竖直下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽能离开弹簧并继续上升一段距离，不计空气阻力，小纸帽在上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小纸帽的机械能守恒
B. 小纸帽刚脱离弹簧时动能最大
C. 小纸帽的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减小
D. 小纸帽的动能先增大后减小，机械能一直增加
4. 某同学用平行板电容器探究某材料在竖直方向的尺度随温度变化的关系，如图所示为装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动。若保持电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低。下列说法正确的是（ ）
A. 极板间距离增大
B. 材料竖直方向尺度增大
C. 极板间电场强度变小
D. 电容器电容变小
5. 利用500米口径球面射电望远镜（FAST），我国天文学家探测到了一个新天体，命名为。这个新发现的天体是孤立的，该星质量相对较低，主要由暗物质组成。已知和地球的半径分别为、，和地球表面的重力加速度为、，则和地球的质量比为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，真空中正三角形三个顶点分别固定三个电荷量大小相同的点电荷，其中A带正电，B、C带负电，P、O、Q为BC边的四等分点。下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两点电场强度相同
B. P、Q两点电势相同
C. 一正电荷沿直线从P点移动到O点的过程中静电力做正功
D. 一正电荷在P点的电势能大于在O点的电势能
7. 如图所示，长度为4L的轻杆两端分别固定小球A、B（均可视为质点），小球A、B的质量分别为m、3m，杆上距A球L处的O点套在光滑的水平转轴上，杆可绕水平转轴在竖直面内转动。当A、B两球静止在图示位置时，转轴受杆的作用力大小为；当A、B两球转动至图示位置时，杆OA部分恰好不受力，转轴受杆的作用力大小为。忽略空气阻力，则与的比值为（ ）
A. 1:12B. 1:4
C. 1:3D. 4:9
8. 复兴号动车组在世界上首次实现时速350km自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列动车的初速度为，以额定功率在平直轨道上运动，经过一段时间动车达到最大速度。若行驶过程中动车所受阻力大小与其速率成正比，则车速为和时动车的加速度大小之比为（ ）
A. 2∶1B. 3∶1C. 3∶2D. 5∶2
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在修筑铁路时，弯道处外轨会略高于内轨，如图所示为某段铁轨转弯处的截面图，铁轨平面与水平地面夹角为θ。当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。关于火车在该转弯处转弯时，下列说法正确的是（ ）
A. 火车转弯时，实际转弯速度越小越好
B. 火车转弯速度大于v时，外轨将受到轮缘的侧向挤压力
C. 当火车质量改变时，规定的行驶速度v大小也随之变化
D. 当火车以速度v转弯时，铁轨对火车的支持力大于其重力
10. 2024年5月3日，我国“嫦娥六号”月球探测器成功发射，6月2日探测器登陆月球背面，开始人类首次月背采样。如图所示，若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ运行，当经过近月点M时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ运行。关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是（ ）
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至M点时加速度大小相等
C. 在轨道Ⅰ经过M点的速率大于在轨道Ⅱ经过M点的速率
D. 在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能
11. 如图所示，在匀强电场中，有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC，O点为该三角形的中心，三角形所在平面与匀强电场平行，三角形各顶点的电势分别为、、，DE是平行于AB且过O点的直线，D、E是直线与圆周的两个交点。下列说法正确的是（ ）
A. O点电势6V
B. 在三角形ABC外接圆上，E点的电势最低
C. 将电子由D点移到E点，电子的电势能增加
D. 匀强电场的场强大小为150V/m，方向由B指向A
12. 如图所示，物体Q锁定在水平地面上，不可伸长的轻质细线一端连接在Q上，另一端绕过三个光滑轻质小滑轮后固定在地面上。物体P与滑轮2相连，系统静止，四段细线都竖直，现解除对物体Q的锁定，物体P触地后静止不动，物体P触地瞬间连接物体Q的绳子断开。已知物体P与地面间高度差为h，物体P、Q质量分别为3m、m，重力加速度为g，天花板离滑轮1和3足够高，物体P、Q均可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 物体Q上升过程中的最大速度为
B. 物体Q上升过程中的最大速度为
C. 物体Q上升的最大高度为
D. 物体Q上升的最大高度为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示电路研究电容器的放电规律，先将开关S合向1，待电路稳定后再将开关S合向2，通过电流传感器描绘出电容器放电电流I随时间t变化的规律如图乙所示。图甲中电源两端提供稳定电压U=6V，数出图乙中图线与两坐标轴所围区域方格数约为42。（电流I表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即）
（1）放电过程中，通过定值电阻R的电量为Q=______C，由此求得电容器的电容为C=______F。
（2）若仅将定值电阻换用更大阻值的电阻重新实验，则电容器放电的时间会______（填“变长”、“变短”或“不变”），在放电过程中，电容器两端的电压的减少量与电容器的带电量减少量的比值会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
14. 某小组用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）关于本实验，下列说法正确的有________。
A. 应选择质量小、体积大重物进行实验
B. 释放重物时应使纸带保持竖直
C. 重物的质量可以不用测量
D. 测出重物下落的高度h，可以用公式计算重物在某点的速度
（2）实验时，先接通电源，再释放纸带，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度大小为g，打点计时器的打点周期为T。若重物质量为m，则从打点计时器打下O点到打下B点过程中，重物重力势能减少量__________，动能增加量__________，若二者在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。（用题目中所给的物理量表示）
（3）该小组同学继续用图像法验证机械能守恒定律，他们计算出相应点对应的速度大小v，以h（纸带上各点到起始点O的距离）为横轴、为纵轴作出的图线如图丙所示，当地重力加速度为g，该图线的斜率应________。
A. 略小于gB. 等于g
C. 略小于2gD. 等于2g
15. 调速器可用来控制电动机的转速，其结构如图所示，圆筒状的外壳固定不动，内壁光滑，中心转轴随电动机转动，轴上两侧各有一相同轻质细杆，其上端与中心转轴链接，下端各固定一个质量为m＝1.0kg的摆锤（可视为质点），两细杆与转轴恒在同一竖直平面内，并始终随转轴一起转动，转动时细杆可以自由张开或合拢。当细杆与转轴的夹角θ＝37°时，摆锤恰好与外壳内壁接触。当转速增加到一定值时，圆筒内壁的压力传感器会传递电动机转速过大的信息。已知外壳的内径r＝0.3m，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，。求：
（1）当摆锤恰好与外壳内壁接触时，中心转轴的角速度大小；
（2）当中心转轴以角速度ω＝6rad/s转动时，任一摆锤对外壳内壁压力的大小。
16. 如图所示，甲、乙两颗地球卫星的轨道分别是同一平面内的椭圆和圆。甲卫星轨道的近地点与地面的距离为R，远地点与地面的距离为5R，乙卫星轨道与地面的距离为R。卫星与地球间的引力势能（即卫星的重力势能）表达式为（r为卫星到地心的距离，m为卫星的质量）。已知地球半径为R，地球质量为M，乙卫星质量为，引力常量为G。求：
（1）乙卫星在轨运行的机械能E；
（2）甲卫星和乙卫星在轨运行的周期之比。
17. 如图所示，在一竖直面内，倾角θ＝37°的光滑直轨道AB、光滑螺旋圆形轨道BC－DEF、水平直轨道FG、水平传送带GH平滑连接。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG分别相切于B（E）点和C（F）点。传送带以大小v＝6m/s的速度顺时针转动，一质量m＝1kg的滑块（视为质点）从倾斜轨道AB上高度h＝3m处静止释放，可经该装置滑离传送带。已知螺旋圆形轨道半径R＝0.4m，轨道FG长，传送带GH长，滑块与FG间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，。求：
（1）滑块经过轨道最高点D时所受轨道压力的大小；
（2）滑块到达H点时的速度大小；
（3）滑块经过传送带GH的过程中，电机因传送滑块多消耗的电能ΔE。
18. 如图所示，相距2L的竖直直线AB、CD间有两个有界匀强电场，水平直线MN分别与直线AB、CD相交于M、N两点，直线MN下方的电场方向竖直向上，大小，直线MN上方的电场方向竖直向下，大小为未知。Q点在直线AB上，且与M点的距离为L。一粒子从Q点以初速度沿水平方向射入下方电场，经MN上的P点进入上方电场，然后从CD边上的F点水平射出。已知F点到N点的距离为，粒子质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力。求：
（1）粒子从Q点到P点运动的时间；
（2）MN上方的电场强度的大小；
（3）若MQ间连续分布着上述粒子，粒子均以速度沿水平方向射入下方电场，不计粒子间相互作用。求沿水平方向射出CD的粒子，在MQ上的入射点到M点的距离y。
2023—2024学年度第二学期质量检测
高一物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。小明分别乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ）
A. 乘甲电梯过程中，小明所受合力做正功
B. 乘甲电梯过程中，电梯对小明的支持力不做功
C. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的支持力做正功
D. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的摩擦力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．乘甲电梯过程中，小明匀速运动，所受合力为0，不做功，故A错误；
B．乘甲电梯过程中，人受到的支持力方向竖直向上，与运动方向的夹角小于，支持力对小明做正功。故B错误；
C．乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力方向与速度方向垂直，支持力对小明不做功。故C错误；
D．乘乙电梯过程中，电梯对人的摩擦力方向与速度方向同向，摩擦力对小明做正功。故D正确。
故选D。
2. 如图所示，夜晚时电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光60次，风扇转轴O上装有3个相同的扇叶，它们互成120°角。当风扇匀速转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转动角速度最小值为（ ）
A. 40πrad/sB. 40rad/s
C. 120πrad/sD. 120rad/s
【答案】A
【解析】
【详解】因为电扇叶片有三个，相互夹角为，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶转过的角度应为的整数倍，则有
（，，）
闪光灯每秒闪光60次，则转动的角速度为
（，，）
当时，可得风扇转动角速度最小值为
故选A。
3. 某同学课余时间做了一个“纸帽能弹多高”的小实验，其简化图如图所示，实验时轻弹簧下端固定在水平桌面上，将用硬纸卡做成的小纸帽倒扣在弹簧上并用力竖直下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放手，小纸帽能离开弹簧并继续上升一段距离，不计空气阻力，小纸帽在上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小纸帽的机械能守恒
B. 小纸帽刚脱离弹簧时动能最大
C. 小纸帽的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减小
D. 小纸帽的动能先增大后减小，机械能一直增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于弹簧对小纸帽做功，所以小纸帽的机械能不守恒，故A错误；
B．小纸帽在上升过程中，当合力为零时速度最大，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，小纸帽还没有脱离弹簧，故B错误；
C．在小纸帽上升的过程中，小纸帽与弹簧系统机械能守恒，由于小纸帽的重力势能一直增大，所以纸帽的动能与弹簧的势能之和一直在减小，故C正确；
D．小纸帽在上升过程中，受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，再等于重力，后小于弹力，合力先向上，再向下，则小纸帽先做加速后减速运动，小纸帽的动能先增大后减小；小纸帽弹起到脱离前的过程中，由于弹簧的弹力对小纸帽一直做正功，所以小纸帽的机械能一直增加；小纸帽与弹簧脱离后小纸帽的机械能不变，故D错误。
故选C。
4. 某同学用平行板电容器探究某材料在竖直方向的尺度随温度变化的关系，如图所示为装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动。若保持电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低。下列说法正确的是（ ）
A. 极板间距离增大
B. 材料竖直方向尺度增大
C. 极板间电场强度变小
D. 电容器电容变小
【答案】B
【解析】
【详解】D．电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低，根据可知，电容器的电容增大。故D错误；
AB．根据可知，C增大，则d减小，即极板间距离减小。可知材料竖直方向尺度增大。故A错误，B正确；
C．极板间电场强度为
可知，Q不变则极板间电场强度不变。故C错误。
故选B。
5. 利用500米口径球面射电望远镜（FAST），我国天文学家探测到了一个新天体，命名为。这个新发现的天体是孤立的，该星质量相对较低，主要由暗物质组成。已知和地球的半径分别为、，和地球表面的重力加速度为、，则和地球的质量比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由星球表面物体重力等于万有引力可得
解得
设天体的质量为M1，地球的质量为M2，则有
A正确，BCD错误。
故选A。
6. 如图所示，真空中正三角形三个顶点分别固定三个电荷量大小相同的点电荷，其中A带正电，B、C带负电，P、O、Q为BC边的四等分点。下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两点电场强度相同
B. P、Q两点电势相同
C. 一正电荷沿直线从P点移动到O点的过程中静电力做正功
D. 一正电荷在P点的电势能大于在O点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，PQ两点的场强大小相同，但是方向不同，故A错误；
B．因BC处的负电荷在PQ两点的合电势相等，A点的正电荷在PQ两点的电势也相等，则PQ两点电势相等，故B正确；
CD．正电荷从P到O，因BC两电荷的合力对正电荷的库仑力从O指向P，则该力对正电荷做负功，A点的正电荷也对该正电荷做负功，可知三个电荷对正电荷的合力对其做负功，则正电荷的电势能增加，即正电荷在P点的电势能比在O点小。故CD错误。
故选B。
7. 如图所示，长度为4L的轻杆两端分别固定小球A、B（均可视为质点），小球A、B的质量分别为m、3m，杆上距A球L处的O点套在光滑的水平转轴上，杆可绕水平转轴在竖直面内转动。当A、B两球静止在图示位置时，转轴受杆的作用力大小为；当A、B两球转动至图示位置时，杆OA部分恰好不受力，转轴受杆的作用力大小为。忽略空气阻力，则与的比值为（ ）
A. 1:12B. 1:4
C 1:3D. 4:9
【答案】C
【解析】
【详解】当A、B两球静止在图示位置时，对整体由平衡条件得
由牛顿第三定律可知，转轴受杆的作用力大小为
当A、B两球转动至图示位置时，杆OA部分恰好不受力，对A球
对B球
联立解得
由牛顿第三定律可知
则
故选C。
8. 复兴号动车组在世界上首次实现时速350km自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列动车的初速度为，以额定功率在平直轨道上运动，经过一段时间动车达到最大速度。若行驶过程中动车所受阻力大小与其速率成正比，则车速为和时动车的加速度大小之比为（ ）
A. 2∶1B. 3∶1C. 3∶2D. 5∶2
【答案】D
【解析】
【详解】动车以额定功率在平直轨道上运动，动车达到最大速度4v0，加速度为零，有
，
解得
当车速为v0和2v0时，则
联立解得
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在修筑铁路时，弯道处外轨会略高于内轨，如图所示为某段铁轨转弯处的截面图，铁轨平面与水平地面夹角为θ。当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。关于火车在该转弯处转弯时，下列说法正确的是（ ）
A. 火车转弯时，实际转弯速度越小越好
B. 火车转弯速度大于v时，外轨将受到轮缘的侧向挤压力
C. 当火车质量改变时，规定的行驶速度v大小也随之变化
D. 当火车以速度v转弯时，铁轨对火车的支持力大于其重力
【答案】BD
【解析】
【详解】D．火车以速度转弯时，对火车受力分析，如图所示
由图可知矢量三角形斜边大于其直角边，故铁轨对火车的支持力大于其重力，故D正确；
C．由牛顿第二定律有
解得
可知规定行驶的速度与质量无关，当火车质量改变时，规定的行驶速度不变，故C错误；
AB．结合上述分析可知，当火车的转弯速度适当时，对内、外轨均没有弹力，速度较小时，对内轨有压力，容易造成轮缘的损坏，火车转弯速度大于v时，外轨将受到轮缘的侧向挤压力，故A错误，B正确。
故选BD。
10. 2024年5月3日，我国“嫦娥六号”月球探测器成功发射，6月2日探测器登陆月球背面，开始人类首次月背采样。如图所示，若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ运行，当经过近月点M时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ运行。关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是（ ）
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至M点时加速度大小相等
C. 在轨道Ⅰ经过M点的速率大于在轨道Ⅱ经过M点的速率
D. 在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能
【答案】BC
【解析】
【详解】A．嫦娥六号仍然处于地球的束缚之内，则发射速度大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误；
B．根据
解得
可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至M点时加速度大小相等，故B正确；
C．轨道Ⅰ相对于轨道Ⅱ是高轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置加速，可知在轨道Ⅰ经过M点的速率大于在轨道Ⅱ经过M点的速率，故C正确；
D．结合上述，由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在M点加速，则在轨道Ⅰ的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，在匀强电场中，有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC，O点为该三角形的中心，三角形所在平面与匀强电场平行，三角形各顶点的电势分别为、、，DE是平行于AB且过O点的直线，D、E是直线与圆周的两个交点。下列说法正确的是（ ）
A. O点电势为6V
B. 在三角形ABC的外接圆上，E点的电势最低
C. 将电子由D点移到E点，电子的电势能增加
D. 匀强电场的场强大小为150V/m，方向由B指向A
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．设AB中点为F，电势为
则FC为等势线，FC连线过O点，则O点电势为4V，故A错误；
B．等势线FC垂直DE，则电场线平行DE，由D指向E，由图可知E点的电势最低。故B正确；
C．电子带负电，将其沿电场方向由D点移到E点，电子的电势能增加。故C正确；
D．AB平行DE，则电场方向平行AB，匀强电场的场强大小为
方向由B指向A。故D正确。
故选BCD。
12. 如图所示，物体Q锁定在水平地面上，不可伸长的轻质细线一端连接在Q上，另一端绕过三个光滑轻质小滑轮后固定在地面上。物体P与滑轮2相连，系统静止，四段细线都竖直，现解除对物体Q的锁定，物体P触地后静止不动，物体P触地瞬间连接物体Q的绳子断开。已知物体P与地面间高度差为h，物体P、Q质量分别为3m、m，重力加速度为g，天花板离滑轮1和3足够高，物体P、Q均可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 物体Q上升过程中的最大速度为
B. 物体Q上升过程中的最大速度为
C. 物体Q上升的最大高度为
D. 物体Q上升的最大高度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，物体P刚刚触地时，Q速度最大，此时
根据机械能守恒定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．绳子断开后有
物体Q上升的最大高度
结合上述解得
故C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示电路研究电容器的放电规律，先将开关S合向1，待电路稳定后再将开关S合向2，通过电流传感器描绘出电容器放电电流I随时间t变化的规律如图乙所示。图甲中电源两端提供稳定电压U=6V，数出图乙中图线与两坐标轴所围区域方格数约为42。（电流I表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即）
（1）放电过程中，通过定值电阻R的电量为Q=______C，由此求得电容器的电容为C=______F。
（2）若仅将定值电阻换用更大阻值的电阻重新实验，则电容器放电的时间会______（填“变长”、“变短”或“不变”），在放电过程中，电容器两端的电压的减少量与电容器的带电量减少量的比值会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. 变长 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
[1]图像与横坐标所围几何图形的面积表示电荷量，则放电过程中，通过定值电阻R的电量为
[2]根据电容器电容的定义式有
解得
【小问2详解】
[1]充电时，电容器极板所带电荷量不变，若仅将定值电阻换用更大阻值的电阻重新实验，放电时的最大电流减小，可知，电容器放电的时间会变长；
[2]根据电容器电容的定义式有
可知，在放电过程中，电容器两端的电压的减少量与电容器的带电量减少量的比值不变。
14. 某小组用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）关于本实验，下列说法正确的有________。
A. 应选择质量小、体积大的重物进行实验
B. 释放重物时应使纸带保持竖直
C. 重物的质量可以不用测量
D. 测出重物下落的高度h，可以用公式计算重物在某点的速度
（2）实验时，先接通电源，再释放纸带，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度大小为g，打点计时器的打点周期为T。若重物质量为m，则从打点计时器打下O点到打下B点过程中，重物重力势能减少量__________，动能增加量__________，若二者在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。（用题目中所给的物理量表示）
（3）该小组同学继续用图像法验证机械能守恒定律，他们计算出相应点对应的速度大小v，以h（纸带上各点到起始点O的距离）为横轴、为纵轴作出的图线如图丙所示，当地重力加速度为g，该图线的斜率应________。
A. 略小于gB. 等于g
C. 略小于2gD. 等于2g
【答案】（1）BC （2） ①. ②.
（3）C
【解析】
【小问1详解】
A．为减小误差，应选择质量大、体积小的重物进行实验，故A错误；
B．为了有效地使用纸带并减小阻力的影响，‌纸带应保持竖直，故B正确；
C．要验证机械能守恒，即
等式两边质量可以约去，所以重物的质量可以不用测量，故C正确；
D．通过计算速度
即默认了机械能守恒，失去了验证
的意义，故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
[1][2]从打点计时器打下O点到打下B点过程中，重物重力势能减少量
B点的速度表示为
动能增加量
【小问3详解】
根据动能定理
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
即该图像的斜率略小于2g。
故选C。
15. 调速器可用来控制电动机的转速，其结构如图所示，圆筒状的外壳固定不动，内壁光滑，中心转轴随电动机转动，轴上两侧各有一相同轻质细杆，其上端与中心转轴链接，下端各固定一个质量为m＝1.0kg的摆锤（可视为质点），两细杆与转轴恒在同一竖直平面内，并始终随转轴一起转动，转动时细杆可以自由张开或合拢。当细杆与转轴的夹角θ＝37°时，摆锤恰好与外壳内壁接触。当转速增加到一定值时，圆筒内壁的压力传感器会传递电动机转速过大的信息。已知外壳的内径r＝0.3m，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，。求：
（1）当摆锤恰好与外壳内壁接触时，中心转轴的角速度大小；
（2）当中心转轴以角速度ω＝6rad/s转动时，任一摆锤对外壳内壁压力的大小。
【答案】（1）；（2）3.3N
【解析】
【详解】（1）当摆锤恰好与外壳内壁接触时，由合力提供向心力
解得
（2）当中心转轴以角速度ω＝6rad/s转动时，有
联立解得
由牛顿第三定律可知，摆锤对外壳内壁压力的大小为3.3N。
16. 如图所示，甲、乙两颗地球卫星的轨道分别是同一平面内的椭圆和圆。甲卫星轨道的近地点与地面的距离为R，远地点与地面的距离为5R，乙卫星轨道与地面的距离为R。卫星与地球间的引力势能（即卫星的重力势能）表达式为（r为卫星到地心的距离，m为卫星的质量）。已知地球半径为R，地球质量为M，乙卫星质量为，引力常量为G。求：
（1）乙卫星在轨运行的机械能E；
（2）甲卫星和乙卫星在轨运行的周期之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）乙卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
乙卫星在轨运行的机械能为
联立解得
（2）根据开普勒第三定律可得
其中
，
则甲卫星和乙卫星在轨运行的周期之比为
17. 如图所示，在一竖直面内，倾角θ＝37°的光滑直轨道AB、光滑螺旋圆形轨道BC－DEF、水平直轨道FG、水平传送带GH平滑连接。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG分别相切于B（E）点和C（F）点。传送带以大小v＝6m/s的速度顺时针转动，一质量m＝1kg的滑块（视为质点）从倾斜轨道AB上高度h＝3m处静止释放，可经该装置滑离传送带。已知螺旋圆形轨道半径R＝0.4m，轨道FG长，传送带GH长，滑块与FG间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，。求：
（1）滑块经过轨道最高点D时所受轨道的压力的大小；
（2）滑块到达H点时速度大小；
（3）滑块经过传送带GH的过程中，电机因传送滑块多消耗的电能ΔE。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从A到D，由动能定理得
解得滑块经过轨道最高点D时速度大小
滑块经过轨道最高点D时由牛顿第二定律得
解得
（2）滑块由A到G由动能定理得
解得滑块到达G点时的速度大小
滑块在传送带上的加速度大小为
滑块加速到与传送带有共同速度，则
说明滑块运动到H点没达到与传送带有共同速度，则
解得滑块到达H点时的速度大小
（3）滑块在传送带上运动的时间
滑块在传送带上运动的时间内传送带运动的位移大小
滑块经过传送带GH的过程中，电机因传送滑块多消耗的电能
解得
18. 如图所示，相距2L的竖直直线AB、CD间有两个有界匀强电场，水平直线MN分别与直线AB、CD相交于M、N两点，直线MN下方的电场方向竖直向上，大小，直线MN上方的电场方向竖直向下，大小为未知。Q点在直线AB上，且与M点的距离为L。一粒子从Q点以初速度沿水平方向射入下方电场，经MN上的P点进入上方电场，然后从CD边上的F点水平射出。已知F点到N点的距离为，粒子质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力。求：
（1）粒子从Q点到P点运动的时间；
（2）MN上方的电场强度的大小；
（3）若MQ间连续分布着上述粒子，粒子均以速度沿水平方向射入下方电场，不计粒子间相互作用。求沿水平方向射出CD的粒子，在MQ上的入射点到M点的距离y。
【答案】（1）；（2）；（3）（n=1，2，3）
【解析】
【详解】（1）粒子从Q点到P点竖直方向上做匀加速直线运动，根据
得运动的时间
（2）粒子从CD边上F点水平射出，则竖直方向速度为0，竖直方向上在下方电场做匀加速直线运动，在上方电场做匀减速直线运动，设粒子从Q到P的竖直速度大小为，在下方电场有
在上方电场加速度大小为，有
联立得MN上方的电场强度
（3）设粒子到M点的距离为y，在下方电场中运动时间为，在上方电场中运动时间为，若水平射入，水平射出，有
得
粒子可能经过n次循环到达边界CD，故
（n=1，2，3）
解得
（n=1，2，3）
竖直方向有
联立解得
（n=1，2，3）