江苏省扬州市三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题

这是一份江苏省扬州市三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题，共29页。试卷主要包含了实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

江苏省扬州市三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题


一、实验题
1．（2018春·江苏扬州·高一期末）某同学利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．
（1）关于这一实验，下列说法中正确的是________

A．打点计时器应接直流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
（2）该同学通过打点后得到一条纸带如图所示，O点为重物自由下落时纸带打点的起点，另选取连续的三个打印点为计数点A、B、C，各计数点与O点距离分别为S1、S2、S3，相邻计数点时间间隔为T．当地重力加速度为g，重物质量为m，从开始下落到打下B点的过程中，重物动能的增量表达式ΔEk=__________ ，重物重力势能减少量表达式ΔEp=_____________．（用题中字母表示）

（3）经计算发现重物动能增加量略小于重力势能减少量，其主要原因是__________
A．重物的质量过大                 B．重物的体积过小
C．重物及纸带在下落时受到阻力     D．电源的电压偏低
（4）为了减小实验误差请提出一条合理性建议：_____________________
2．（2018春·江苏扬州·高一期末）某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、天平、小木块等．组装的实验装置如图所示．

（1）若要完成该实验，必需的实验器材还有________．
（2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是________
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受到的合力
（3）平衡摩擦力后，为了保证小车受到的合力与钩码总重力大小基本相等，尽量减少实验误差，现有质量为10g、30g、50g的三种钩码，你选择_______g的钩码．

（4）已知小车的质量为M，所挂的钩码质量为m，重力加速度用g表示，B、E两点间的距离为L，经计算打下B、E点时小车的速度分别为vB、vE，若选取纸带BE段研究，那么本实验最终要验证的数学表达式为___________________________
3．（2019春·江苏扬州·高一期末）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：

（1）该同学采用的实验方法为____.
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想化模型法
D．微小量放大法
（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

1.0
1.5
2.0
2.5
3.0

1.0
2.25
4.0
6.25
9.0

0.88
2.00
3.50
5.50
7.90

①请在图乙中作出F–v2图线____；

②若圆柱体运动半径r=0.3m，由作出的F–v2的图线可得圆柱体的质量m=____ kg.（结果保留两位有效数字）
4．（2019春·江苏扬州·高一期末）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，重物带动纸带从静止开始下落，某实验小组利用此装置验证机械能守恒定律．

（1）关于这一实验，下列说法中正确的是________.
A．必须测量重物质量
B．打点计时器可以用4节干电池串联组成电源
C．可以用手托住重物，待纸带自由下垂稳定后再释放重物
D．先接通电源，再释放纸带
（2）小明得到如图所示的纸带，纸带上各点O、A、B、C…是打点计时器打出的点，其中O点为纸带上打出的第一个点，相邻点的时间间隔为0.02s．重物下落高度可从纸带上各点间的距离直接测出．已知当地的重力加速度g，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_________．

A．OA、AD和EG的长度
B．OC、BC和CD的长度
C．OE、CE和EG的长度
D．AC、BD和EG的长度
（3）小明同学用刻度尺测得OA＝9.62 cm，OC＝15.89 cm，OE＝23.64 cm．重物的质量为1.00 kg，取g＝9.80 m/s2．在OC段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝______ J；重物的动能增加量ΔEk＝_______ J(结果均保留三位有效数字)．
（4）小华同学利用该实验装置测定当地的重力加速度g．打出了一条纸带后，在纸带上测量出了各点到第一个点的距离h，并算出了各点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是__________．

A．重物下落过程受到空气阻力
B．先释放重物，再接通打点计时器的电源
C．所用电源的频率偏大
小华测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g____k(选填“>”、“=”或“<”)．
5．（2021春·江苏扬州·高一期末）电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。

（1）要研究电容器放电过程的规律，开关S应接在______端（选填“1”或“2”）；
（2）根据计算机所记录的I-t曲线
①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
②在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容______（选填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
6．（2021春·江苏扬州·高一期末）在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图（1）和（2）所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。

（1）比较两种实验方案，你认为___________组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小；
（2）甲组同学采用了图（1）所示的方案，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是___________（填“A”、“ B”、“ C”或“D”）；
（3）甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，重物的质量为1.0kg，g取9.8m/s2根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了___________J，这时它的动能是___________J。（计算结果保留三位有效数字）

（4）乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C三个计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3，打点计时器打点周期为T，重物质量如图所示，m1大于m2，重力加速度为g。若通过纸带验证OB过程系统机械能守恒，其表达式为___________。

7．（2022春·江苏扬州·高一期末）某实验小组利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图1所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g。

（1）实验室有两种计时器：电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小实验误差，实验时应选择___________打点计时器。
（2）按图示组装好器材后，下列步骤合理的顺序是___________
①在纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，将重物拉至靠近打点计时器处
②释放纸带
③接通电源，使打点计时器打点
④取下纸带
⑤关闭打点计时器电源
（3）某同学多次实验后，挑选一条点迹清晰的纸带，测量出纸带上连续四个点A、B、C、D到起始点O的距离如图2所示。已知打点计时器的打点频率为f、则从O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为___________。

（4）该同学利用纸带上各点到O的距离h，计算出各点的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图3所示的图线，若重物下落时机械能守恒，该图线的斜率应为___________。
（5）在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是___________。
A．重物的质量偏大
B．交流电源的电压偏高
C．交流电源的频率偏小
D．重物下落时受到的阻力过大

二、解答题
8．（2018春·江苏扬州·高一期末）如图所示，倾角θ=37°斜面固定在水平面上，一质量m=2kg的物块在大小为20N、方向沿斜面向上的拉力F作用下，由静止沿斜面向上运动．运动x=10m时，速度达到v=6m/s．已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求此过程中：

（1）F对物块做的功W；
（2）物块重力势能的增量ΔEp；
（3）物块克服重力做功的最大瞬时功率P．
9．（2018春·江苏扬州·高一期末）如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度L=4cm、场强E=N/C方向竖直向下的匀强电场，在与右侧虚线相距L=4cm处有一与电场平行的足够大的屏．现有一质量m=9.1×10-31kg、电荷量e=1.6×10-19C的电子(重力不计)以垂直电场方向的初速度v0=2×104m/s射入电场中，最终打在屏上的P点（图中未画出），v0方向的延长线与屏的交点为O．求：
（1）电子从射入电场至打到屏上所用的时间t；
（2）电子刚射出电场时速度v的大小和方向；
（3）P点到O点的距离d
．
10．（2018春·江苏扬州·高一期末）如图所示，一段粗糙的倾斜轨道，在B点与半径R=0.5m的光滑圆弧轨道BCD相切并平滑连接．CD是圆轨道的竖直直径，OB与OC夹角θ=53°．将质量为m=1kg的小滑块从倾斜轨道上的A点由静止释放，AB=S，小滑块与倾斜轨道间的动摩擦因数μ=0.5．sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2．求：
（1）若S=2m，小物块第一次经过C点时的速度大小；
（2）若S=2m，小物块第一次经过C点时对轨道的压力大小；
（3）若物块能沿轨道到达D点，求AB的最小值S’．

11．（2018春·江苏扬州·高一期末）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为2L的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为g，求：
（1）当转台角速度ω1为多大时，细绳开始有张力出现；
（2）当转台角速度ω2为多大时，转台对物块支持力为零；
（3）转台从静止开始加速到角速度的过程中，转台对物块做的功．

12．（2019春·江苏扬州·高一期末）如图所示，长为L不可伸长的轻绳，一端拴着质量为m的小球，另一端系在竖直细杆的上端．手握细杆轻轻摇动一段时间后，小球在水平面内做匀速圆周运动，此时轻绳与竖直细杆夹角为θ．重力加速度为g，不计一切阻力．求：小球做匀速圆周运动时

(1) 所受轻绳拉力大小T；
(2) 加速度的大小a；
(3) 线速度的大小v．
13．（2019春·江苏扬州·高一统考期末）如图所示，虚线MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场，两虚线间距离为d。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从a点由静止释放，经电压为U的电场加速后，由b点垂直进入水平匀强电场中，从MN上的某点c（图中未画出）离开，其速度与电场方向成45°角。不计粒子的重力，求：
（1）粒子刚进入水平匀强电场时的速率v0；
（2）水平匀强电场的场强大小E；
（3）bc两点间的电势差Ubc。

14．（2019春·江苏扬州·高一期末）小明以v0=10m/s初速度竖直向上抛出一个质量m=0.1kg的皮球，最后又在抛出点接住皮球．假设皮球在空气中所受阻力大小为重力的k=0.25倍．g取10m/s2．求：
(1)皮球刚抛出时的动能；
(2)皮球上升过程损失的机械能；
(3)皮球落回抛出点时重力的功率.
15．（2019春·江苏扬州·高一期末）如图所示，A、B两球质量均为m，用一长为l的轻绳相连，A球中间有孔套在光滑的足够长的水平横杆上，两球处于静止状态。现给B球水平向右的初速度v0，经一段时间后B球第一次到达最高点，此时小球位于水平横杆下方处。（忽略轻绳形变）求：

(1)B球刚开始运动时，绳子对小球B的拉力大小T；
(2)B球第一次到达最高点时，A球的速度大小v1；
(3)从开始到B球第一次到达最高点的过程中，轻绳对B球做的功W。
16．（2021春·江苏扬州·高一期末）粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u）、两个下夸克（d）如图中等边三角形所示。已知：下夸克带负电，电荷量为，e为元电荷1.6×10-19C，夸克间距离为L=0.8×10-15m，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，夸克可视为点电荷。求：
（1）上夸克所带电荷性质以及电荷量；
（2）两个下夸克间的库仑力大小；
（3）两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。

17．（2021春·江苏扬州·高一期末）2021年4月29日上午，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕，预计2022年底之前正式建成。若地球质量为M，空间站质量为m，空间站距地面高度为h，地球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）空间站受地球引力大小；
（2）空间站环绕地球运行的周期；
（3）空间站环绕地球运行的向心加速度大小。

18．（2021春·江苏扬州·高一期末）串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示，A、B、C极板竖直等距，A、C极板接地，B极板接高压正极。负一价离子流在A极板中央处由静止开始水平向右加速运动，经过B极板中心处的剥离膜被剥除两个电子转为正一价离子，正离子流再次沿中央线加速向C极板运动，沿着束流管的中心进入束流管。已知：一价离子电荷量为q，质量为m，B极板与A、C极板的电势差为U、间距为d，不计离子经过剥离膜的能量损失。求：
（1）离子到达C极板的速度大小；
（2）实际离子流经过剥离膜时存在角散和能散，即偏离了原来的方向和动能有了损失。若极少数角散为90º的离子能散为99.99%，即速率变为原来的百分之一，则束流管的直径至少多大才能收集到该类型的离子流？

19．（2021春·江苏扬州·高一期末）“鲁布·戈德堡”游戏通过连锁机械反应，以迂回曲折的方式完成一些简单的动作。如图所示为某兴趣小组设计的该类游戏装置：AB为光滑圆弧轨道，“”形轻质纸盒C与物块D用轻绳相连，轻薄板E被D压在光滑桌面上并与物块F用轻绳相连，地面上一轻质塑料尺搁在固定的小垫木上，尺的右端静置一羽毛球。游戏从AB轨道上某点无初速释放小车开始，到羽毛球发射后竖直上升至最高点结束。已知：小车质量为m，物块D质量为3m，物块F质量为，羽毛球质量为，纸盒C到上方定滑轮的距离为4h，物块F下落2h落到轻质塑料尺左端，轻薄板与物块D间的动摩擦因数为0.5，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮大小，小车可视为质点。求：
（1）小车从轨道h高度处由静止释放，到达最低点B的速度大小；
（2）（1）问中小车刚进入纸盒时绳子的拉力大小；
（3）小车从轨道至少多高处释放，才能使物块F落下；
（4）（3）问中若物块F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，忽略尺左端距地面距离，羽毛球弹起最大高度为6h，求羽毛球上升过程中受到的平均阻力大小。

20．（2022春·江苏扬州·高一期末）2022年，中国空间站将完成在轨建造任务。若空间站环绕地球做匀速圆周运动，周期为T。已知重力加速度为g，万有引力常量为G，地球半径为R。求：
（1）地球的质量M；
（2）空间站做匀速圆周运动的轨道半径r。
21．（2022春·江苏扬州·高一期末）图甲为2022年北京冬奥会的“雪如意”跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙，滑道由助滑道AB、水平起跳区BC和斜面着陆坡CD平滑连接而成。AC的竖直高度h=60m，C、D间的距离s=150m，C、D连线与水平方向的夹角θ=37°。某运动员连同装备的质量m=60kg，从出发点A沿助滑道无初速下滑，从起跳点C处沿水平方向飞出，在D处着地，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37º=0.6。求：
（1）运动员在空中运动的时间t；
（2）运动员在AC过程中，除重力外的其他力所做的功W。

22．（2022春·江苏扬州·高一期末）如图所示，绝缘细杆与水平面夹角θ=53º，质量为m的带正电小球A套在细杆上，杆底端固定一个与小球A带等量同种电荷的小球B，整个装置处在真空中。小球A从离底端x0处由静止释放后沿杆下滑，释放瞬间加速度大小，小球与细杆间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g，静电力常量为k，sin53º=0.8，cos53º=0.6。求：
（1）小球A所带的电荷量Q；
（2）从开始下滑到速率达到最大的过程中，小球克服摩擦力所做的功W。

23．（2022春·江苏扬州·高一期末）如图所示，足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点，小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧，原长为L的轻质弹簧套在转轴上，上端固定在O点，下端与小球C连接，小球A、C间和B、C间均用长度为的不可伸缩的轻质细线连接，A、B两球的质量均为m，C球的质量为2m，小球可看成质点。装置静止时，小球A、B紧靠在转轴上，两根绳子恰被拉直且张力为零。转动该装置并缓慢增大转速，小球C缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）当弹簧恢复原长时，装置的转动角速度ω；
（3）从开始至弹簧恢复原长过程中，外界对装置所做的功W。


参考答案：
1．     （1）D     （2），          （3）C     （4）选用密度大的材料做重物 或 使打点计时器的两个限位孔的连线竖直
【详解】（1）打点计时器应接交流电源，故A错误．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故B错误．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表．故C错误．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确．故选D．
（2）打B点时重物的速度，故重物动能的增量表达式，重物重力势能减少量表达式；
（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是重物下落时受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能，故选C．
（4）为减少实验误差，可能选用密度大的材料做重物或使打点计时器的两个限位孔的连线竖直．
【点睛】根据下降的高度求出重力势能的减小量，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，从而得出动能的增加量．根据实验的原理以及注意事项确定误差的来源．
2．     （1）刻度尺     （2）D     （3）10g     （4）
【详解】（1）本实验的原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺．（2）实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦力带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故ABC错误，D正确．故选D．（3）小车受到的合力，即为绳子上拉力的F，对小车根据牛顿第二定律有：，对钩码有：，解得：，由此可知当时，小车受到的合力与钩码总重力大小基本相等，所以应选择质量较小的钩码，故选10g；（4）当时，小车受到的合力与钩码总重力大小相等，故合力做的功为，动能的变化量为，故本实验要验证的表达式为，即．
【点睛】根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析，根据W=mgL求出合力做的功，根据题目所给条件求出动能的变化量，从而写出探究结果表达式．
3．     B          0.27（或0.26）
【详解】第一空.实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法为控制变量法，故选B；
第二空.在图乙中作出F–v2图线如图所示；

第三空.根据，则，因为r=0.3m，则m=0.27kg.
4．     （1）D     （2）BC     （3）1.56     1.54     （4）B     ＞
【详解】（1）此实验要验证的关系是mgh=mv2，两边的质量m可以消掉，则没必要测量重物质量，选项A错误；打点计时器必须要接低压交流电源，选项B错误；实验前用手拉住纸带保持竖直，然后由静止释放，选项C错误；实验时要先接通电源，再释放纸带，选项D正确；
（2）根据要验证的关系mgh=mv2，若已知BC和CD的长度可求解C点的速度，再已知OC可验证机械能守恒定律，选项B正确；若已知CE和EG的长度可求解E点的速度，再已知OE可验证机械能守恒定律，选项C正确；根据AD的数据不能验证机械能守恒定律；故选BC.
（3）在OC段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝mghOC=1×9.8×0.1589J=1.56 J；打C点时重物的速度：；重物的动能增加量ΔEk＝．
（4）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源．故选B.
若阻力不能忽略，则有：mgh-fh=mv2，则v2=（g-）h，斜率k＜g，即当地的重力加速度g>k．
5．     2     变大     不变
【详解】(1)[1] 研究电容器放电过程的规律，应断开电源，开关S应接在2端。
(2) ①[2] 在形成电流曲线1的过程中，电容器电量逐渐增大，根据可得，电容器两极板间电压逐渐增大。
②[3] 在形成电流曲线2的过程中，根据可知，电容器电容不变。
6．     甲     D              
【详解】（1）[1] 甲方案更合理，因为在乙图中还受到细线与滑轮之间的阻力影响。
（2）[2] 为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，手提纸带的一端，并且使重物靠近打点计时器，故合理的位置为D图。
（3）[3] 打 B点时重物的重力势能比开始下落时减少了

[4] 相邻两个计数点时间间隔

B点的速度

则B点的动能

（4）[5] 从O点到B点的过程中，系统重力势能的减少量

到达B点时的速度

系统动能的增加量

当

机械能守恒，即

7．     电火花     ①③②⑤④               C
【详解】（1）[1] 使用电火花打点计时器打点对纸带的阻力更小误差更小，所以选用电火花打点计时器；
（2）[2]实验时，将打点计时器固定在铁架台上；再用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带；然后接通电源，打开打点计时器开关；释放纸带；关闭打点计时器电源；最后取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据。故正确操作顺序为①③②⑤④。
（3）[3]打点周期为

打B点时的速度大小

动能的增加量

（4）[4]由机械能守恒定律得

整理得

图像斜率

（5）[5]A．机械能是否守恒与重物的质量无关，A错误；
B．交流电源的电压高低不影响打点计时器的工作频率，对测量、计算结果没有影响，B错误；
C．交流电源的频率偏小，导致计算所用时间间隔偏小，则瞬时速度偏大，会使重物动能的增加量略大于重力势能的减少量，C正确；
D．重物下落时受到的阻力过大，则重物动能的增加量应小于重力势能的减少量，D错误。
故选C。
8．（1）200J；（2）120J；（3）72W
【详解】（1）力F所做的功

（2）物块重力势能增量

（3）物块克服重力做功的最大瞬时功率

【点睛】本题主要考查了做功的计算、重力势能增量的计算和瞬时功率的计算．解题时要注意瞬时功率用P=Fv计算，而平均功率用计算．
9．（1）4×10-6s （2），与水平方向夹角为α且斜向上，α=45° （3）0.06m
【详解】（1）电子从进电场至打到屏上所用时间

（2）电子在电场中加速度：

电子在电场中水平方向匀速直线运动的时间

电子在竖直方向的分速度

电子射出电场时速度大小

速度方向与初速度夹角为α且斜向上
  
即α=45°
（3）电子打到屏上P点到O的距离

代入数据得
d=0.06m
【点睛】本题中带电粒子先做类平抛运动后做匀速直线运动，运用运动的分解研究类平抛运动，根据几何知识求解夹角和d．
10．（1）    （2）58N    （3）S=2.1m
【详解】（1）对小滑块从A到C的过程应用动能定理

代入数据得

（2）C点时对滑块应用向心力公式

代入数据得

根据牛顿第三定律得

（3）小滑块恰能通过最高点D时，只有重力提供向心力

代入数据得

对小滑块从静止释放到D点全过程应用动能定理
  
代入数据得

【点睛】本题分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题，解题时注意物体做圆周运动临界条件的应用．
11．（1）    （2）    （3）
【详解】（1）当最大静摩擦力不能满足所需要向心力时，细绳上开始有张力：

代入数据得

（2）当支持力为零时，物块所需要的向心力由重力和细绳拉力的合力提供

代入数据得

（3）∵，∴物块已经离开转台在空中做圆周运动．设细绳与竖直方向夹角为α，有

代入数据得

转台对物块做的功等于物块动能增加量与重力势能增加量的总和即

代入数据得：

【点睛】本题考查牛顿运动定律和功能关系在圆周运动中的应用，注意临界条件的分析，至绳中出现拉力时，摩擦力为最大静摩擦力；转台对物块支持力为零时，N=0，f=0．根据能量守恒定律求转台对物块所做的功．
12．（1）（2）a=gtanθ（3）
【详解】（1）根据对小球受力分析得：
（2）根据牛顿第二定律：mgtanθ=ma
解得：a=gtanθ
（3）合外力提供向心力：  
得：
13．(1) ； (2) ；(3)
【详解】(1)根据动能定理得

解得

(2)设离开水平电场时的速度为v，则有

在水平方向有

解得

(3)根据动能定理得

解得

14．（1）5J（2）1J（3）W
【详解】（1）由动能公式得：   
（2）对皮球上升过程应用动能定理：
（mg+kmg）h=0-  
得：h=4m
皮球上升过程损失的机械能：E损=fh=kmgh=1J  
（3）对皮球上升和下降全过程应用动能定理：
kmg∙2h=   
得：m/s
重力的瞬时功率：P=mgv=W
15．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)B球刚开始运动时A球静止，对B球由牛顿第二定律可得
T-mg=m
解得
T=mg+m
(2)B球第一次到达最高点时，A、B速度大小、方向均相同，均为v1，以A、B系统为研究对象，以水平横杆为零势能参考平面，从开始到B球第一次到达最高点的构成，据机械能守恒定律可得

解得

(3)从开始到B球第一次到达最高点的过程，对B球由动能定理可得

解得

16．（1）正电，；（2）40N；（3）
【详解】（1）因为中子不带电，且两个下夸克带负电，电荷量为，可得，上夸克应该带正电，电荷量为；
（2）根据电荷间库仑力的公式，可得两个下夸克间的库仑力大小为

代入数据可得

（3）根据场强公式可得，一个下夸克在上夸克处形成的场强大小为

又场强是矢量，故可得两个下夸克在上夸克处形成的场强大小为

代入数据，可得场强大小为

17．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)空间站受地球引力大小为

(2)由万有引力提供向心力得

解得

(3)由万有引力提供向心力得

解得

18．(1)；(2)
【详解】(1)从A加速至C过程，由动能定理可得

解得

(2)角散为90º的离子相当于在BC间做类平抛运动，水平方向做匀加速直线运动

竖直方向做匀速直线运动

联立解得

则束流管的直径至少为2r，即，才能收集到该类型的离子流。
19．(1)；(2)；(3)；(4)
【详解】(1)由动能定理得

解得

(2)由合力提供向心力得

解得

(3)要使物块F落下，则物块F的重力至少要等于轻薄板受到的摩擦力。即

对D受力分析，由平衡条件得

对C受力分析得

小车下滑过程中，由动能定理得

联立解得

(4)物块F与塑料尺左端碰前的速度为

物块F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，说明物块F碰后速度刚好为0，由动量守恒定律得

羽毛球上升过程中，由动能定理得

联立解得

20．（1）；（2）
【详解】（1）太空中，地球对空间站的引力提供重力，设空间站的质量为m，由万有引力公式可得
        
解得
        
（2）空间站围绕地球做匀速圆周运动时，地球对空间站的引力提供向心力，即

由题意可知，匀速圆周运动的速度为

即
    
解得

21．（1）；（2）
【详解】解析：
（1）运动员从点开始做平抛运动，竖直方向

可得

（2）水平方向

从A到B过程，由动能定理有

解得

22．（1）；（2）
【详解】（1）对小球进行受力分析
，
根据牛顿第二定律

解得

（2）设小球、间距离为时速度最大，此时加速度

有

解得

从释放到速率最大过程中，克服摩擦力做功

23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）整个装置静止时，细线恰好被拉直，细线中拉力

弹簧长度等于细线长，对小球C，由

得

（2）设弹簧恢复原长时，细线的拉力为，装置转动的角速度为，细线与转轴间的夹角为，对小球C有

对小球有

又
，
解得

（3）系统动能增加

C球升高的高度

C球的重力势能增加

弹簧弹性势能增加

外界对装置所做的功