2020年高一物理下冊期末模擬試卷及答案（九）

2020年高一物理下冊期末模擬試卷及答案（九）

一、選擇題（共12個小題，共48分.1到7題只有一個選項符合題意,

每題4分；8到12題至少有兩個選項符合題意，每題4分，選對但

不選全得2分，有錯選不得分）

1.關(guān)于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是（）

A.沿電場線的方向電勢可以升高

B.電場強度的方向一定與等勢面垂直

C.電場強度為零的地方，電勢也為零

D.隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低

2.如圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏靜電計

相連，極板B接地.若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指

針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是（）

A.兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大

B.兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小

C.極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小

D.極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大

3.如圖所示，將小球從空中的A點以速度v水平向右拋出，不計空

氣阻力，小球剛好擦過豎直檔板落在地面上的B點.若使小球的落地

點位于擋板和B點之間，下列方法可行的是（）

A.在A點將小球以小于v的速度水平拋出

B.在A點將小球以大于v的速度水平拋出

C.在A點正下方某位置將小球以小于v的速度水平拋出

D.在A點正上方某位置將小球以小于v的速度水平拋出

4.兩個質(zhì)量不同的天體構(gòu)成雙星系統(tǒng)，它們以二者連線上的某一點

為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）

A.質(zhì)量大的天體線速度較大

B.質(zhì)量小的天體角速度較大

C.兩個天體的向心力大小相等

D.若在圓心處放一個質(zhì)點，它受到的合力為零

5.2008年9月25日至28日我國成功實施了"神舟〃七號載入航天飛

行并實現(xiàn)了航天員首次出艙.飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點

343千米處P點點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道,

在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘.下列判斷正確的是（）

A.飛船變軌前后的機械能相等

B.飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

C.飛船在此圓軌道上運動的角度速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度

D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點P時的加速度大于變軌后沿圓軌

道運動的加速度

6.如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、

P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為力M，ON，OP，力Q，一電子

由M點分別到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，則

A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，0M>0Q

B.直線c位于某一等勢面內(nèi)，4）M>力N

C.若電子由M點運動到Q點，電場力做正功

D.若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功

7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一物體.物體在A處時，

彈簧處于原長狀態(tài).現(xiàn)用手托住物體使它從A處緩慢下降，到達(dá)B

處時，手和物體自然分開.此過程中，物體克服手的支持力所做的功

為W.不考慮空氣阻力.關(guān)于此過程，下列說法正確的有（）

A.物體重力勢能減小量一定大于W

B.彈簧彈性勢能增加量一定小于W

C.物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量為W

D.若將物體從A處由靜止釋放，則物體到達(dá)B處時的動能為W

8.如圖所示，實線MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，

虛線ab是一個帶負(fù)電的粒子（不計重力）穿越這條電場線的軌跡.下

列結(jié)論正確的是（）

A.點電荷一定位于M點的左側(cè)

B.帶電粒子在a點的動能小于在b的動能

C.帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度

D.帶電粒子在a點時的電勢能小于在b點時的電勢能

9.汽車以額定功率在平直公路上勻速行駛，匕時刻司機減小了油門,

使汽車的輸出功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時刻

汽車又開始做勻速直線運動（設(shè)整個過程中汽車所受的阻力不變）則

從匕到t2的這段時間內(nèi)（）

A.汽車的牽引力逐漸增大B.汽車的牽引力逐漸減小

C.汽車的速度逐漸增大D.汽車的速度逐漸減小

10.如圖所示，某無限長粗糙絕緣直桿與等量異種電荷連線的中垂線

重合，桿豎直放置.桿上有A、B、0三點，其中0為等量異種電荷

連線的中點，AO=BO.現(xiàn)有一帶電小圓環(huán)從桿上A點以初速度V。向B

點滑動，滑到B點時速度恰好為0.則關(guān)于小圓環(huán)的運動，下列說法

正確的是（）

B

①。。

并

A.運動的加速度先變大再變小

B.電場力先做正功后做負(fù)功

C.運動到0點的動能為初動能的一半

D.運動到。點的速度小于等

11.放置于固定斜面上的物塊，在平行于斜面向上的拉力F作用下,

沿斜面向上做直線運動.拉力F和物塊速度v隨時間t變化的圖象如

圖，貝IJ（）

A.第：1s內(nèi)物塊受到的合外力為0.5N

B.物塊的質(zhì)量為11kg

C.第1s內(nèi)拉力F的功率逐漸增大

D.前3s內(nèi)物塊機械能先增大后不變

12.如圖所示，細(xì)線拴一帶負(fù)電的小球，球處在豎直向下的勻強電場

中，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則（）

E

A.小球不可能做勻速圓周運動

B.當(dāng)小球運動到最高點時繩的張力一定最小

C.小球運動到最低點時，球的線速度一定最大

D.小球運動到最低點時一，電勢能一定最大

二、實驗題（共18分）

13.某興趣小組通過物塊在斜面上運動的實驗，探究"合外力做功和

物體速度v變化的關(guān)系〃.實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：

①W88V③W8V2.

他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固

定一個速度傳感器，每次實驗物體都從不同位置處由靜止釋放.

（1）實驗中是否需要測出木板與水平面的夾角？—.

（2）同學(xué)們設(shè)計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù).其中L”L2、1_3、1_4

代表物體分別從不同高度處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的

距離，Vi、V2、V3、V4...,表示物體每次通過Q點的速度.

實驗次數(shù)1234...

VViv2v3v4...

他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L-v圖象，由圖象形狀得出

結(jié)論論Wav2.

他們的做法是否合適，并說明理由？—.

（3）在此實驗中，木板與物體間摩擦力大?。ㄟx填"會"或"不會"）

影響得出的探究結(jié)果.

14.（14分）如甲圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物

帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證機械能守恒定律.

①已準(zhǔn)備的器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的

鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需的器材是—.

A.直流電源、天平及祛碼B.直流電源、刻度尺

C.交流電源、天平及祛碼D.交流電源、刻度尺

②實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v

和下落高度h.某同學(xué)對實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方

案.這些方案中合理的是：—

A.用刻度尺測出物體下落的高度h,由打點間隔數(shù)算出下落時間3

通過v=gt計算出瞬時速度v

B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過計算出瞬時速度

v

C.根據(jù)做勻變速直線運動時;紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后

相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v,并通過h==計算得出高

2g

度h

D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時一，紙

帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬

時速度v

③安裝好實驗裝置，正確進(jìn)行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要

求的紙帶，如乙圖所示.圖中。點為打點起始點，且速度為零.選取

紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…作為計數(shù)點，測出其中E、F、G點

距起始點0的距離分別為％、h2、h3.已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓?/p>

加速度為g,計時器打點周期為T.為了驗證此實驗過程中機械能是

否守恒，需要計算出從。點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量

△Ep=—,動能的增加量—（用題中所給字母表示）.

④實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于這個

誤差下列說法正確的是—.

A.該誤差屬于偶然誤差

B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

⑤某同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能，

于是深入研究阻力f對本實驗的影響.他測出各計數(shù)點到起始點的距

離h,并計算出各計數(shù)點的速度v,用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h

圖線，如丙圖所示.圖象是一條直線，此直線斜率的物理含義是

（用數(shù)學(xué)表達(dá)式書寫，可能用到的物理量m、g、f）.已知當(dāng)?shù)氐闹?/p>

力加速度g=9.8m/s2,由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重

力的百分比為工=—%（保留兩位有效數(shù)字）.

ZS

三.解答題（共4個小題，14題8分，15題10分，16題12分，17

題14分）

15.（8分）如圖所示，一較長的光滑水平軌道AB與半徑為R的光

滑豎直圓弧軌道BC相切于B點，所有軌道在同一豎直面內(nèi).一水平

放置的輕質(zhì)彈簧的左端固定在軌道的A點，用質(zhì)量為m的光滑小球

（視為質(zhì)點）壓縮彈簧到某位置時，由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)小球剛好能經(jīng)

過C點.求：

（1）小球落地點與軌道B點的距離；

（2）小球剛釋放時彈簧具有的彈性勢能.

B

16.（10分）如圖（甲）所示，傾角為8=30。的光滑固定斜桿底端固

定一個帶負(fù)電、電量為Q=2X10-4c的小球A,將一可視為質(zhì)點的帶

電小球B從斜桿的底端a點（與A靠得很近，但未接觸）靜止釋放，

小球沿斜面向上滑動過程中速度v隨位移s的變化圖象如圖（乙）所

示.已知重力加速度g=10m/s2,靜電力常量k=9XlC）9N?m2/c2.求:

zt尸皿ps）x）

（甲）（乙）

（1）小球B的荷質(zhì)比&；

m

（2）小球B在b點時速度到達(dá)最大，求a、b兩點的電勢差LU.

17.（12分）如圖所示，傾角為0的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為

m的小球A和B,兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B

離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開始下滑，不計球與地面碰撞時

的機械能損失，且地面光滑，

求：（1）兩球在光滑水平面上運動時的速度大?。?/p>

（2）此過程中桿對A球所做的功.

18.（14分）相距很近的平行板電容器AB,A、B兩板中心各開有一

個小孔，如圖甲所示，靠近A板的小孔處有一電子槍，能夠持續(xù)均勻

地發(fā)射出電子，電子的初速度為Vo，質(zhì)量為m,電量為e,在AB兩

2

板之間加上如圖乙所示的交變電壓，其中5=吧_；緊靠B板的偏轉(zhuǎn)

6e

電場的電壓也等于U0,上極板恒帶正電，板長為L,兩板間距為d,

偏轉(zhuǎn)電場的中軸線(虛線)過A、B兩板中心，距偏轉(zhuǎn)極板右端處

垂直中軸線放置很大的熒光屏PQ.不計電子的重力和它們之間的相

(1)在0-券時間內(nèi)和方-T時間內(nèi)，由B板飛出的電子的速度各為

多大；

(2)在0-T時間內(nèi)熒光屏上有兩個位置會發(fā)光，試求這兩個發(fā)光點

之間的距離.(結(jié)果采用L、d表示)；

(3)以偏轉(zhuǎn)電場的中軸線為對稱軸，只調(diào)整偏轉(zhuǎn)電場極板的間距，

要使熒光屏上只出現(xiàn)一個光點，極板間距應(yīng)滿足什么要求.

參考答案與試題解析

一、選擇題（共12個小題，共48分.1到7題只有一個選項符合題意,

每題4分；8到12題至少有兩個選項符合題意，每題4分，選對但

不選全得2分，有錯選不得分）

1.關(guān)于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是（）

A.沿電場線的方向電勢可以升高

B.電場強度的方向一定與等勢面垂直

C.電場強度為零的地方，電勢也為零

D.隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低

【考點】勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系.

【分析】電場線的疏密表示電場強度的相對大小，電場線的方向反映

電勢的高低，說明電場強度與電勢沒有直接關(guān)系.電場強度為零，電

勢不一定為零.電勢為零，電場強度也不一定為零.電場強度越大的

地方，電勢不一定高.電場線總是與等勢面垂直.

【解答】解：A、沿電場線的方向電勢一定是降低的，故A錯誤；

B、電場強度的方向與等勢面一定相互垂直，故B正確；

C、電場強度為零的地方，電勢不一定為零，達(dá)到靜電平衡的導(dǎo)體，

內(nèi)部場強一定為零，但內(nèi)部的電勢是否為零與零等勢面的選擇有

關(guān).故C錯誤；

D、電場強度的大小與電勢的大小無關(guān)，如負(fù)點電荷形成的電場中，

越遠(yuǎn)離電荷，電場強度越小，但電勢越來越高，故D錯誤.

故選：B.

【點評】本題考查電場強度與電勢間的關(guān)系，要注意明確電場強度與

電勢無直接關(guān)系，知道電場強度的方向是電勢降低最快的方向，從而

明確電場線一定與等勢面相互垂直.

2.如圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏靜電計

相連，極板B接地.若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指

針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是（）

A.兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大

B.兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小

C.極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小

D.極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大

【考點】電容器的動態(tài)分析.

【分析】電容器的電荷量幾乎不變.將極板B稍向上移動一點，極板

正對面積減小，電容減小，由公式C=^分析板間電壓變化.

【解答】解：由圖分析可知電容器極板上的電荷量幾乎不變，將極板

B稍向上移動一點，極板正對面積減小，根據(jù)公式電容減

4兀kd

小，由公式c=￥可判斷出電容器極板間電壓變大，靜電計張角增大，

故D正確，ABC錯誤.

故選：D.

【點評】本題要抓住電荷量不變的條件，根據(jù)電容的定義式C=黔析

電容如何變化.

3.如圖所示，將小球從空中的A點以速度v水平向右拋出，不計空

氣阻力，小球剛好擦過豎直檔板落在地面上的B點.若使小球的落地

點位于擋板和B點之間，下列方法可行的是（）

A.在A點將小球以小于v的速度水平拋出

B.在A點將小球以大于v的速度水平拋出

C.在A點正下方某位置將小球以小于v的速度水平拋出

D.在A點正上方某位置將小球以小于v的速度水平拋出

【考點】平拋運動.

【分析】小球做平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自

由落體運動，由分位移公式得出運動時間和水平位移表達(dá)式，再分析

即可.

【解答】解：AB、根據(jù)h=/gt2得t=砂，水平位移為x=v°t=vo楞.則

知在A點將小球拋出時一，落地時平拋運動的時間相等，初速度小于v

時，水平位移減小，可能撞在擋板上，或落在擋板左側(cè).初速度大于

v時-，水平位移增大，小球?qū)⒙湓贐點右側(cè)，故AB錯誤.

c、由x=Vo傳,知在A點正下方某位置將小球拋出時，落地時平拋

運動時間縮短，若初速度小于v,則水平位移減小，可能撞在擋板上,

或落在擋板左側(cè).故C錯誤.

D、在A點正上方某位置將小球以小于v的速度水平拋出時，，小球能

越過擋板，水平位移可以減小，能落在擋板和B點之間，故D正確.

故選：D

【點評】解決本題的關(guān)鍵要掌握其研究方法：運動的分解法，將平拋

運動分解為水平和豎直兩個方向進(jìn)行研究，再由運動學(xué)公式列式分

析.

4.兩個質(zhì)量不同的天體構(gòu)成雙星系統(tǒng)，它們以二者連線上的某一點

為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）

A.質(zhì)量大的天體線速度較大

B.質(zhì)量小的天體角速度較大

C.兩個天體的向心力大小相等

D.若在圓心處放一個質(zhì)點，它受到的合力為零

【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用；向心力.

【分析】雙星系統(tǒng)是一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，它們以二者連線上的某一點為

圓心做勻速圓周運動，角速度相等，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓

第二定律列式分析即可.

【解答】解：B、雙星系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，故它們的角速度相等；

故B錯誤；

C、兩個星球間的萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第三定律可知，兩

個天體的向心力大小相等，故C正確；

A、根據(jù)牛頓第二定律，有：

叫加2二產(chǎn)2皿?但2、?

其中：ri+r2=L

故“=一學(xué)一L

1m]+iri2

r=-y—L

42iD|+m2

v2r2m]

故質(zhì)量大的星球線速度小，故A錯誤;

D、若在圓心處放一個質(zhì)點，合力：

）聲0,故D錯誤;

【點評】本題是雙星問題，與衛(wèi)星繞地球運動模型不同，兩顆星都繞

同一圓心做勻速圓周運動，關(guān)鍵抓住條件：角速度相同.

5.2008年9月25日至28日我國成功實施了"神舟"七號載入航天飛

行并實現(xiàn)了航天員首次出艙.飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點

343千米處P點點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道,

在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘.下列判斷正確的是（）

A.飛船變軌前后的機械能相等

B.飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

C.飛船在此圓軌道上運動的角度速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度

D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點P時的加速度大于變軌后沿圓軌

道運動的加速度

【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的

關(guān)系.

【分析】根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒.

知道物體出于失重狀態(tài)的含義.

根據(jù)運動周期的關(guān)系判斷角速度的大小關(guān)系.

【解答】解：A、變軌的時候點火，發(fā)動機做功，所以飛船點火變軌,

前后的機械能不守恒，故A錯誤.

B、飛船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力，航天員出艙前后都處

于失重狀態(tài)，故B正確.

C、飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運動的周期

24小時，根據(jù)3=罕可知，飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于

同步衛(wèi)星運動的角速度，故C正確.

D、飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時只有萬有引力來提供加速度，

變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度，所以相等，故

D錯誤.

故選BC.

【點評】衛(wèi)星變軌也就是近心運動或離心運動，根據(jù)提供的萬有引力

和所需的向心力關(guān)系確定.

能夠根據(jù)圓周運動知識來解決問題.

6.如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、

P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為力M，6N，力P，OQ，一電子

由M點分別到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，則

()

ab

II

II

II

II

一i1QV"

t、I

II

II

II

--------1Jd

N\P.

i?

??

A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，力M>0Q

B.直線c位于某一等勢面內(nèi)，4)M>力N

C.若電子由M點運動到Q點，電場力做正功

D.若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功

【考點】電勢差與電場強度的關(guān)系；電勢.

【分析】電子由M點分別到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)

功相等，說明電勢能增加相等，據(jù)此分析電勢高低.

【解答】解：AB、據(jù)題，電子由M點分別到N點和P點的過程中，

電場力做負(fù)功相等，則電勢能增加相等，電勢降低，則N、P兩點的

電勢相等，d位于同一等勢面內(nèi)，根據(jù)勻強電場等勢面分布情況知，

直線a不是同一等勢面，直線c位于某一等勢面內(nèi)，且4)M>4)N.故

A錯誤，B正確.

C、由上分析知，直線c位于某一等勢面內(nèi)，M、Q的電勢相等，若

電子由M點運動到Q點電場力不做功，故C錯誤.

D、電子由P點運動到Q點與電子由P點運動到M點電場力做功相

等，所以電場力做正功，故D錯誤.

故選：B.

【點評】解決本題的關(guān)鍵要抓住電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，知

道負(fù)電荷在電勢高處電勢能小.

7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一物體.物體在A處時，

彈簧處于原長狀態(tài).現(xiàn)用手托住物體使它從A處緩慢下降，到達(dá)B

處時，手和物體自然分開.此過程中，物體克服手的支持力所做的功

為W.不考慮空氣阻力.關(guān)于此過程，下列說法正確的有()

rhB

A.物體重力勢能減小量一定大于W

B.彈簧彈性勢能增加量一定小于W

C.物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量為W

D.若將物體從A處由靜止釋放，則物體到達(dá)B處時的動能為W

【考點】功能關(guān)系；彈性勢能.

【分析】物體在B為平衡位置mg=kh,根據(jù)功能關(guān)系分析能量變化情

況即可.

【解答】解：A、重物在向下運動的過程中，要克服彈簧拉力做功W

彈力，根據(jù)動能定理知mgh-W-W彈力=0,故物體重力勢能減小量一定

大于W,故A正確；

B、根據(jù)動能定理知mgh-W-W彈力=0,由平衡知kh=mg,即mgh-

W=1kh24n?h,彈簧彈性勢能增加量一定等于W,B錯誤；

C、物體克服手的支持力所做的功為W,機械能減小W,故c錯誤；

D、重物從靜止下落到B速度最大的過程中，根據(jù)動能定理，有mgh

結(jié)合選項知故正確；

-\kh2=EkBEk=yn?gh=W,D

故選：AD

【點評】本題通過彈簧模型綜合考了力與運動關(guān)系、動能定理、能量

守恒定律，綜合性較強.

8.如圖所示，實線MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，

虛線ab是一個帶負(fù)電的粒子（不計重力）穿越這條電場線的軌跡.下

列結(jié)論正確的是（）

A.點電荷一定位于M點的左側(cè)

B.帶電粒子在a點的動能小于在b的動能

C.帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度

D.帶電粒子在a點時的電勢能小于在b點時的電勢能

【考點】電場線；電勢能.

【分析】電荷受到的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出

粒子受力的方向向右，又因為都是負(fù)電荷，它們之間是排斥力，可以

判斷固定在電荷在M一側(cè)，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度之間的關(guān)

系.

【解答】解：根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出粒子受力的方向向右.

A、MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線.一個帶負(fù)電的粒

子受力的方向向右，由于正電荷與負(fù)電荷之間是吸引力，所以點電荷

運動在N點的右側(cè).故A錯誤；

B、D：a到b運動的方向與受力的方向一致，由于受力的方向與運動

方向之間的夾角小是銳角，故電場力做正功，粒子的動能增加，電勢

能減小，B正確，D錯誤.

C、由A的分析知點電荷運動在N點的右側(cè)，a點的場強小，帶電粒

子在a點的加速度也小，故C正確.

故選：BC

【點評】本題屬于電場中軌跡問題，考查分析推理能力.根據(jù)軌跡的

彎曲方向，判斷出電荷受到的電場力指向右側(cè)，可以判斷固定在電荷

在M一側(cè).

9.汽車以額定功率在平直公路上勻速行駛，匕時刻司機減小了油門,

使汽車的輸出功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時刻

汽車又開始做勻速直線運動（設(shè)整個過程中汽車所受的阻力不變）則

從匕到t2的這段時間內(nèi)（）

A.汽車的牽引力逐漸增大B.汽車的牽引力逐漸減小

C.汽車的速度逐漸增大D.汽車的速度逐漸減小

【考點】功率、平均功率和瞬時功率.

【分析】當(dāng)汽車做勻速直線運動時一，牽引力等于阻力，減小輸出功率,

根據(jù)P=Fv,判斷牽引力的變化，根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的變

化，從而判斷速度的變化.

【解答】解：￡時刻司機減小了油門，使汽車的輸出功率立即減小一

半，根據(jù)P=Fv,知牽引力減小為原來的一半，加速度方向與速度方

向相反，做減速運動，在減速運動的過程中，速度減小，牽引力增大,

加速度減小，當(dāng)加速度減小到零，即t2時刻，又做勻速直線運動.故

A、D正確，B、C錯誤.

故選AD.

【點評】解決本題的關(guān)鍵知道勻速直線運動時、牽引力等于阻力，知

道輸出功率與牽引力的關(guān)系

10.如圖所示，某無限長粗糙絕緣直桿與等量異種電荷連線的中垂線

重合，桿豎直放置.桿上有A、B、0三點，其中。為等量異種電荷

連線的中點，AO=BO.現(xiàn)有一帶電小圓環(huán)從桿上A點以初速度V。向B

點滑動，滑到B點時速度恰好為0.則關(guān)于小圓環(huán)的運動，下列說法

正確的是（)

，I

?一3°

A.運動的加速度先變大再變小

B.電場力先做正功后做負(fù)功

C.運動到0點的動能為初動能的一半

D.運動到。點的速度小于等

【考點】電勢差與電場強度的關(guān)系；電場強度；電勢能.

【分析】一對等量異號電荷的連線的中垂線是等勢面，電荷從等勢面

上的一點移動到另一點，電場力做功為零.根據(jù)受力分析得出加速度

的變化；小圓環(huán)從A向B運動的過程中重力和摩擦力做功，根據(jù)動能

定律即可得出動能和速度的變化.

【解答】解:

A、等量異號電荷的連線的中垂線上，從A到B電場強度先增大后減

小，0點的電場強度最大，所以小圓環(huán)受到的電場力先增大后減小，

小圓環(huán)受到的摩擦力：f="N=|iqE,所以小圓環(huán)受到的摩擦力先增大

后減小，它的加速度：a=膽工，則a先增大后減小.故A正確；

m

B、一對等量異號電荷的連線的中垂線是等勢面，故小圓環(huán)從A到B

過程電場力不做功，故B錯誤；

C、設(shè)AB之間的距離為2L,摩擦力做功為2Wf,小圓環(huán)從A到B的

過程中，電場力不做功，重力和摩擦力做功，根據(jù)動能定理得：

A->0過程：-mgL+Wf=yrovQ--Z-IDVQ

12

-mV

A玲B過程：-mg?2L+2Wf=0-2o

>A

聯(lián)立以上兩個公式解得：v°=等o-

2VO

ymvQ=—,ymvg,即運動到0點的動能為初動能的一半，運動到0點

的速度大于半.故C正確，D錯誤.

故選：AC.

【點評】本題關(guān)鍵是明確一對等量異號電荷的電場線分布圖和等勢面

分布圖，要做到胸中有圖；同時要特別注意兩個電荷的連線和中垂線

上的電場情況.能夠熟練運用動能定理研究速度和動能.

11.放置于固定斜面上的物塊，在平行于斜面向上的拉力F作用下，

沿斜面向上做直線運動.拉力F和物塊速度v隨時間t變化的圖象如

A.第1s內(nèi)物塊受到的合外力為0.5N

B.物塊的質(zhì)量為11kg

C.第1s內(nèi)拉力F的功率逐漸增大

D.前3s內(nèi)物塊機械能先增大后不變

【考點】功能關(guān)系；牛頓第二定律；功率、平均功率和瞬時功率.

【分析】根據(jù)V-t圖象知道物體先勻加速后勻速，由圖象的斜率求

解出勻加速運動的加速度，然后根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件列方

程，最后聯(lián)立可求得物體的質(zhì)量和斜面的傾角，再求得第S內(nèi)物體的

合外力.根據(jù)P=FV分析拉力功率的變化.由功能關(guān)系分析物塊機械

能的變化.

【解答】解：AB、由圖可得，。?1s內(nèi)物體的加速度為：a=]=^=0.5

m/s2...(T)

由牛頓第二定律可得：F-mgsin8=ma...②

1s后有：F'=mgsine...③

聯(lián)立①②③，并將F=5.5N,F=5.0N代入解得：

m=1.0kg,0=30°

第1s內(nèi)物塊受到的合外力為F-=ma=lX0.5N=0.5N.故A正確，B

錯誤.

C、第1s內(nèi)拉力F的功率P=Fv,F不變，v增大，則P增大，故C正

確.

D、前：1s內(nèi)物塊的動能和重力勢能均增大，則其機械能增大.2-3s

內(nèi)，動能不變，重力勢能增大，其機械能增大，所以物塊的機械能一

直增大.故D錯誤.

故選：AC

【點評】本題的關(guān)鍵先由v-t圖象確定運動情況，然后求解出加速

度，再根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件列方程求解物體的質(zhì)量和斜面的

傾角.

12.如圖所示，細(xì)線拴一帶負(fù)電的小球，球處在豎直向下的勻強電場

中，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則（）

A.小球不可能做勻速圓周運動

B.當(dāng)小球運動到最高點時繩的張力一定最小

C.小球運動到最低點時，球的線速度一定最大

D.小球運動到最低點時一，電勢能一定最大

【考點】電勢能；牛頓第二定律；向心力.

【分析】帶電小球做圓周運動，由重力、線的拉力、電場力三力的合

力提供，但三者的大小未知，小球是否做勻速圓周運動以及何時速度

最大要具體分析，電勢能的大小可由其算式分析

【解答】解：A、重力豎直向下、電場力豎直向上，若使二者相等且

保持繩子拉力大小不變，則有可能做勻速圓周運動，故A錯誤

B、重力與電場力大小未知，小球速度最小位置不確定，由受力分析

結(jié)合牛頓第二定律得知，繩子張力最小位置不確定，故B錯誤

C、由B分析可知，C錯誤

D、沿電場方向電勢逐漸降低，結(jié)合小球帶負(fù)電，故在電勢最低處點

勢能最大，故D正確

故選D

【點評】要能正確分析向心力來源，知道電勢分布于電場線之間的關(guān)

系，明確電勢能計算式

二、實驗題(共18分)

13.某興趣小組通過物塊在斜面上運動的實驗，探究"合外力做功和

物體速度v變化的關(guān)系〃.實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：

①W0cVv(2)W8v③W8v2.

他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固

定一個速度傳感器，每次實驗物體都從不同位置處由靜止釋放.

(1)實驗中是否需要測出木板與水平面的夾角？不需要.

(2)同學(xué)們設(shè)計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù).其中L”L2,L3、L4...,

代表物體分別從不同高度處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的

距離，Vi、V2、V3、v4...,表示物體每次通過Q點的速度.

實驗次數(shù)1234...

LL4???

L2L3

VV1V3v...

v24

他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L-v圖象，由圖象形狀得出

結(jié)論論Wav2.

他們的做法是否合適，并說明理由？不合適.由曲線不能直接確定

函數(shù)關(guān)系，應(yīng)進(jìn)一步繪制L-v?圖象.

(3)在此實驗中，木板與物體間摩擦力大小不會(選填"會"或"不

會”）影響得出的探究結(jié)果.

【考點】探究功與速度變化的關(guān)系.

【分析】通過實驗來探究"合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”.每次

實驗物體從不同初位置處靜止釋放，量出初位置到速度傳感器的位

移、讀出物體到傳感器位置的速度.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點

作出圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系，在運動過程中，由于物

體受力是恒定的，所以得出合外力做功與物體速度變化的關(guān)系.因此

在實驗中物體與木板間的摩擦力不會影響探究的結(jié)果.

【解答】解：（1）通過實驗來探究"合外力做功和物體速度變化的關(guān)

系”.每次實驗物體從不同初位置處靜止釋放，量出初位置到速度傳

感器的位移、讀出物體到傳感器位置的速度.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)

表并描點作出圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系，所以不需要測

出木板與水平面的夾角.

（2）在數(shù)據(jù)處理中，由曲線不能直接確定函數(shù)關(guān)系，一般都是在直

線上確定各個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，所以該方法是不合適的，應(yīng)進(jìn)

一步繪制L-v2圖象.

（3）在運動過程中，由于物體受力是恒定的，所以得出合外力做功

與物體速度變化的關(guān)系.因此在實驗中物體與木板間的摩擦力不會影

響探究的結(jié)果.

故答案為：（1）不需要.（2）不合適.由曲線不能直接確定函數(shù)關(guān)

系，應(yīng)進(jìn)一步繪制L-v?圖象.（3）不會.

【點評】通過實驗數(shù)據(jù)列表、描點、作圖從而探究出問題的結(jié)論.值

得注意的是：由于合力恒定，因此合外力做的功與發(fā)生的位移是成正

比.故可先探究位移與速度變化有何關(guān)系.

14.（14分）（2016春?重慶校級期末）如甲圖所示，將打點計時器

固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置

可驗證機械能守恒定律.

①已準(zhǔn)備的器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的

鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需的器材是D.

A.直流電源、天平及祛碼B,直流電源、刻度尺

C.交流電源、天平及祛碼D.交流電源、刻度尺

②實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v

和下落高度h.某同學(xué)對實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方

案.這些方案中合理的是：D

A.用刻度尺測出物體下落的高度h,由打點間隔數(shù)算出下落時間3

通過v=gt計算出瞬時速度v

B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=再計算出瞬時速度

v

C.根據(jù)做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后

2

相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度V,并通過卜=為計算得出高

度h

D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時，紙

帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬

時速度V

③安裝好實驗裝置，正確進(jìn)行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要

求的紙帶，如乙圖所示.圖中。點為打點起始點，且速度為零.選取

紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、...作為計數(shù)點，測出其中E、F、G點

距起始點0的距離分別為％、h2、h3.已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓?/p>

加速度為g,計時器打點周期為T.為了驗證此實驗過程中機械能是

否守恒，需要計算出從0點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量

△Ep=mgh,，動能的增加量△Ek=_M二（用題中所給字

母表示）.

④實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于這個

誤差下列說法正確的是BD.

A.該誤差屬于偶然誤差

B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

⑤某同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能，

于是深入研究阻力f對本實驗的影響.他測出各計數(shù)點到起始點的距

離h,并計算出各計數(shù)點的速度v,用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h

圖線，如丙圖所示.圖象是一條直線，此直線斜率的物理含義是加

速度的2倍.（用數(shù)學(xué)表達(dá)式書寫,可能用到的物理量m、g、f）.已

知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,由圖線求得重錘下落時受到阻力與

重錘所受重力的百分比為工■=2.0%（保留兩位有效數(shù)字）.

【考點】驗證機械能守恒定律.

【分析】①根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的

器材；

②下落高度應(yīng)用米尺測量，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬

時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測出瞬時速度；

③根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速

度等于瞬時速度求出F點的速度，從而得出動能的增加量.

④實驗中阻力的存在屬于系統(tǒng)誤差，無法避免，可以通過減小阻力的

影響減小誤差.

⑤根據(jù)速度位移公式得出圖線斜率的含義，結(jié)合牛頓第二定律求出阻

力的表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率求出重錘下落時受到阻力與重錘所受重

力的百分比.

【解答】解：①打點計時器使用交流電源，驗證動能的增加量和重力

勢能的減小量，兩端都有質(zhì)量，可以約去，不需要天平，該實驗需要

刻度尺測量點跡間的距離，從而求解瞬時速度以及下降的高度.故D

正確.

②A、實驗中不能通過丫=81或v=V^求解瞬時速度，否則就是用機械

能守恒驗證機械能守恒，失去驗證的意義，故A、B錯誤.

2

C、應(yīng)用米尺量出紙帶下落高度，不能用h=￡求解，故C錯誤.

2g

D、下落高度應(yīng)用米尺測量，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的

瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測出瞬時速度，故D

正確.

故選：D.

③從。點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量△Ep=mgh2，F(xiàn)點

的瞬時速度等于EG段的平均速度，則v廣包』，動能的增加量

F2T

2

*1rov2=m(ha-hi)

△Ek4F-77?—

48T

④實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，這個誤差

是系統(tǒng)誤差，無法避免，

可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差.

故選：BD.

⑤根據(jù)v2=2ah,可知圖線的斜率等于k=2a,即直線斜率的物理含義

是重錘下落加速度的2倍.根據(jù)牛頓第二定律，重錘下落受阻力時，

,k

mg-f二ma,所以f=mg-ma=m(g-4),所以fJ2，

mg-g

由圖象可知斜率k=19.2,所以工2.0%.

mg

故答案為：①D,②D,③mghz，④BD,⑤加速度的2倍，2.0.

【點評】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，能通過原理得知測量的物

理量.知道v2-h圖線斜率的含義，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解.

三.解答題(共4個小題，14題8分，15題10分，16題12分，17

題14分)

15.如圖所示，一較長的光滑水平軌道AB與半徑為R的光滑豎直圓

弧軌道BC相切于B點，所有軌道在同一豎直面內(nèi).一水平放置的輕

質(zhì)彈簧的左端固定在軌道的A點，用質(zhì)量為m的光滑小球(視為質(zhì)

點)壓縮彈簧到某位置時，由靜止釋放,發(fā)現(xiàn)小球剛好能經(jīng)過C點.求:

(1)小球落地點與軌道B點的距離；

(2)小球剛釋放時彈簧具有的彈性勢能.

【考點】功能關(guān)系.

【分析】(1)小球剛好能經(jīng)過C點，說明小球在C點時由重力提供

向心力，由牛頓第二定律求出小球通過C點的速度.小球離開C點后

做平拋運動，由平拋運動的規(guī)律求解小球落地點與軌道B點的距離.

(2)對從開始釋放彈簧到小球到達(dá)C點的過程，運用機械能守恒定

律求小球剛釋放時彈簧具有的彈性勢能.

【解答】解：（I）據(jù)題，小球在C點時，由重力提供向心力，由牛

頓第二定律得：

mg=m_L

R

可得：vc=VgR

小球離開C點后做平拋運動，貝I」：

豎直方向有2R=-i-gt2

水平方向有x=vct

解得x=2R,即小球落地點與軌道B點的距離是2R.

（2）從開始釋放彈簧到小球到達(dá)C點的過程，由機械能守恒定律得:

195

Ep=2mgR+]mv[*mgR

答:（1）小球落地點與軌道B點的距離是2R；

（2）小球剛釋放時彈簧具有的彈性勢能是^mgR.

【點評】解決本題的關(guān)鍵要理清小球的運動情況，把握能量的轉(zhuǎn)化情

況.對于平拋運動，要熟練運用分解法研究，掌握其分運動的規(guī)律是

關(guān)鍵.

16.（10分）（2017?淄川區(qū)一模）如圖（甲）所示，傾角為6=30。

的光滑固定斜桿底端固定一個帶負(fù)電、電量為Q=2X104C的小球A,

將一可視為質(zhì)點的帶電小球B從斜桿的底端a點（與A靠得很近，但

未接觸）靜止釋放，小球沿斜面向上滑動過程中速度v隨位移s的變

化圖象如圖（乙）所示.已知重力加速度g=10m/s2,靜電力常量k=9

X109N?m7c2.求：

(2)小球B在b點時速度到達(dá)最大，求a、b兩點的電勢差Uab.

【考點】動能定理的應(yīng)用；勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系.

【分析】(1)由v-s圖知道在s0=3m時，小球的速度達(dá)到最大，為

v=2於m/s,此時小球受力平衡，由平衡條件和庫侖定律結(jié)合求比荷.

(2)對小球從釋放到速度最大的過程，運用動能定理列式，可求電

勢差Uab.

【解答】解：(1)由v-s圖知，在s0=3m時，小球的速度最大為v=2遍

m/s,受力平衡，即有

mgsin0=k2①

Sn

所以小球B帶負(fù)電，比荷&=2.5X100c/kg

m

(2)對小球從釋放到速度最大的過程，由動能定理得：

2

-qUab-mgsosin0=yniv(2)

6

解得：Uab=-lX10V

答：

(1)小球B的荷質(zhì)比&是2.5X10"c/kg；

(2)小球B在b點時速度到達(dá)最大，a、b兩點的電勢差5b為-1

X106V.

【點評】本題首先要抓住圖象的信息，分析小球的運動情況，再根據(jù)

平衡條件和動能定理進(jìn)行處理.

17.(12分)(2016春?重慶校級期末)如圖所示，傾角為0的光滑

斜面上放有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長為L

的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開始

下滑，不計球與地面碰撞時的機械能損失，且地面光滑，

求：(1)兩球在光滑水平面上運動時的速度大?。?/p>

(2)此過程中桿對A球所做的功.

【考點】機械能守恒定律；功的計算.

【分析】(1)以系統(tǒng)為研究對象，由機械能守恒定律可以求出兩球

的速度.

(2)以A為研究對象，應(yīng)用動能定理可以求出桿對A