2025年秋季高二開(kāi)學(xué)摸底考試模擬卷

物理?全解全析

別談'能量守恒'，我的電量在開(kāi)學(xué)第一天就滿(mǎn)格一一畢竟洛倫茲力不做功，但我做題能做

功！

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8個(gè)小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.如圖所示，中老鐵路國(guó)際旅客列車(chē)從云南某車(chē)站由靜止出發(fā)，沿水平直軌道逐漸加速到144km/h,在此過(guò)

程中列車(chē)對(duì)座椅上的一高中生所做的功最接近（）

A.4X105JB.4X104JC.4X103JD.4X102J

【答案】B

24

^=lwv=4.0X10J

【詳解】高中生的質(zhì)量約為50kg,根據(jù)動(dòng)能定理有2

故選Bo

2.用帶電玻璃棒接觸驗(yàn)電器的金屬球，移走玻璃棒，驗(yàn)電器內(nèi)兩片金屬箔張開(kāi)，穩(wěn)定后如圖。圖中。、6、

。、d四點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的是（）

A.aB.bC.cD.d

【答案】D

1/22

【詳解】be兩點(diǎn)分別在金屬外殼內(nèi)部和金屬桿的內(nèi)部，則兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為零；在金屬箔上的最下端電荷分

布比金屬球上更密集，且d點(diǎn)距離金箔的下端較近，可知d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比a點(diǎn)大，則電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)在d

點(diǎn)。

3.游樂(lè)設(shè)施“旋轉(zhuǎn)杯”的底盤(pán)和轉(zhuǎn)杯分別以0、。'為轉(zhuǎn)軸，在水平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。0'固定

在底盤(pán)上。某時(shí)刻轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)到如圖所示位置，杯上A點(diǎn)與。、。'恰好在同一條直線(xiàn)上。則（）

A.A點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.O'點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C.此時(shí)A點(diǎn)的速度小于0'點(diǎn)

D.此時(shí)A點(diǎn)的速度等于。'點(diǎn)

【答案】B

【詳解】A.A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)為A點(diǎn)繞°’的圓周運(yùn)動(dòng)和°,相對(duì)于。的圓周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，故軌跡不是圓周，故不

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)題意。'固定在底盤(pán)上，故可知°’圍繞0點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確；

CD.杯上A點(diǎn)與°、°,恰好在同一條直線(xiàn)上時(shí)且A在延長(zhǎng)線(xiàn)上，A點(diǎn)和。'點(diǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向相同，

A點(diǎn)相對(duì)。'點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，故此時(shí)A的速度大于。'的速度，故CD錯(cuò)誤。

4.“天宮課堂”在2021年12月9日正式開(kāi)講，神舟十三號(hào)乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國(guó)空

間站進(jìn)行太空授課，王亞平說(shuō)他們?cè)诰嚯x地球表面400km的空間站中一天內(nèi)可以看到16次日出。已知地球

半徑為6400km,萬(wàn)有引力常數(shù)G=6.67xl（）TN-m2/kg2,同步衛(wèi)星周期為24h,忽略地球的自轉(zhuǎn)。若只知

上述條件，則不熊確定的是（）

2/22

A.地球的的平均密度

B.地球表面的重力加速度和地球的第一宇宙速度

C.空間站與地球間的萬(wàn)有引力

D.地球同步衛(wèi)星與空間站的線(xiàn)速度大小的比值

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)一天內(nèi)可以看到16次日出可以求得空間站的周期工，并且地球半徑R和空間站軌道高度h

均已知，根據(jù)

Mm4/

G-----------------二m——(R+h)

(R+h)2----T

可求出地球的質(zhì)量，地球的半徑已知，可求出地球的體積，根據(jù)

M

p=一

V

可求得地球的平均密度，A正確;

B.忽略地球自轉(zhuǎn)，則由代換公式有

GM

g=F

設(shè)地球的第一宇宙速度為v,質(zhì)量為m的物體繞地球表面以第一宇宙速度v運(yùn)行，根據(jù)牛頓第二定律有

-Mmv2

CJ-7-=m——

R2R

結(jié)合A選項(xiàng)，可知能確定地球的第一宇宙速度和地球表面的重力加速度，B正確;

C.由于空間站的質(zhì)量未知，所以無(wú)法求得空間站與地球的萬(wàn)有引力，C錯(cuò)誤;

D.空間站的線(xiàn)速度大小為

2萬(wàn)(尺+〃)

匕=

4

根據(jù)

3/22

結(jié)合地球的質(zhì)量聯(lián)立可求出同步衛(wèi)星的線(xiàn)速度大小，故地球同步衛(wèi)星與空間站的線(xiàn)速度大小的比值，D正

確。

5.野外高空作業(yè)時(shí)，使用無(wú)人機(jī)給工人運(yùn)送零件。如圖，某次運(yùn)送過(guò)程中的一段時(shí)間內(nèi)，無(wú)人機(jī)向左水平

飛行，零件用輕繩懸掛于無(wú)人機(jī)下方，并相對(duì)于無(wú)人機(jī)靜止，輕繩與豎直方向成一定角度。忽略零件所

受空氣阻力，則在該段時(shí)間內(nèi)（）

A.無(wú)人機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)B.零件所受合外力為零

C.零件的慣性逐漸變大D.零件的重力勢(shì)能保持不變

【答案】D

【詳解】D.無(wú)人機(jī)沿水平方向飛行，零件相對(duì)于無(wú)人機(jī)靜止，也沿水平方向飛行做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故零件的高

度不變，可知零件的重力勢(shì)能保持不變，D正確；

AB.對(duì)零件受力分析，受重力和繩子的拉力，由于零件沿水平方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可知合外力沿水平方向，

提供水平方向的加速度。零件水平向左做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，AB錯(cuò)誤；

C.慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，零件的質(zhì)量不變，故零件的慣性不變，C錯(cuò)誤。

6.如圖所示，ABCD為豎直平面內(nèi)的絕緣光滑軌道，其中AB部分為傾角為30。的斜面，BCD部分為半徑為R

的四分之三圓弧軌道，與斜面平滑相切，C為軌道最低點(diǎn)，整個(gè)軌道放置在電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中。

現(xiàn)將一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小滑塊從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，小滑塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。

已知重力加速度為g,且qE=#mg,下列說(shuō)法正確的是（)

4/22

A.釋放點(diǎn)A到斜面底端B的距離為

B.小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為9mg

C.小滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能為gmgR

D.小滑塊從D點(diǎn)拋出后恰好落在軌道上的B點(diǎn)

【答案】B

【詳解】小滑塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，表明小滑塊能通過(guò)軌道的等效最高點(diǎn)，重力與電場(chǎng)力的合力

為

F=4⑸丫+(mg￥=2mg

所以軌道等效最高點(diǎn)為圓心左上60°軌道上，即D點(diǎn)。在等效最高點(diǎn)，有

V2

=m—

R

A.從A點(diǎn)到軌道等效最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得

1)

mg(ssin30°-7?cos30°-7?sin30°)+￡,^(5cos30°-7?sin60°+3?sin3O°)=—mv2-0

解得

5=1.57?

A錯(cuò)誤;

B.從C到等效最高點(diǎn)，有

172192

mg(-R-Rcos60)+Eq(-Rsin60)=—mv-—mvc

在C點(diǎn)，有

5/22

N-mg=m

解得

N=9mg

根據(jù)牛頓第三定律得滑塊對(duì)軌道的壓力為9mg,B正確；

C.小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的圓上對(duì)稱(chēng)點(diǎn)時(shí)，速度最大，有

—2mg2.R=—mv2——mv?2

22m

解得

12

~mvm=5mgR

C錯(cuò)誤；

D.小滑塊從D點(diǎn)拋出后，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)剛好落到B點(diǎn)，則有

2mg-ma,vt-R

則在合力方向上的位移為

y=-at^=—R<R

-22

假設(shè)錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。

7.如圖所示是安裝工人移動(dòng)空調(diào)室外機(jī)的情境。剛開(kāi)始，兩工人分別在與窗戶(hù)邊緣等高的M、N兩點(diǎn)通過(guò)1、

2兩根繩子使空調(diào)室外機(jī)靜止在P點(diǎn)，然后他們緩慢放繩，使空調(diào)室外機(jī)豎直向下緩慢運(yùn)動(dòng)。已知開(kāi)始時(shí)P

點(diǎn)到M點(diǎn)的距離小于P點(diǎn)到N點(diǎn)的距離。繩子的質(zhì)量忽略不計(jì)。在空調(diào)室外機(jī)到達(dá)指定位置前的一段時(shí)間

內(nèi)關(guān)于1、2兩繩的拉力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.1繩的拉力一直小于2繩的拉力

B.1、2兩繩的拉力都在減小

6/22

C.1、2兩繩拉力的合力小于空調(diào)室外機(jī)的重力

D.1、2兩繩的拉力之比保持不變

【答案】B

【詳解】A.如圖

由幾何關(guān)系得

cos0l=—,COS="

由于P點(diǎn)到M點(diǎn)的距離小于P點(diǎn)到N點(diǎn)的距離，則

q<2

根據(jù)平行四邊形定則結(jié)合正弦定理得

-一

sin02sin0、

由于4<2且空調(diào)室外機(jī)豎直向下緩慢運(yùn)動(dòng)，則

T,>T2

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)正弦定理可得

..加g=

sin02sin(4+02)sin9X

化簡(jiǎn)可得

T一mg

11

sin6,----------1-cos0,

itan%1

其中

7/22

1OMOPOM1

-------——---------.

tanay]0M2+0P2ONON\pM2

因此可知如中碩+cos4變大，則7；變小,同理心也變小，則1、2兩繩的拉力只能減小。故B正確;

C.由于空調(diào)室外殼緩慢移動(dòng)，處于動(dòng)態(tài)平衡，則1、2兩繩拉力的合力等于空調(diào)室外機(jī)的重力。故C錯(cuò)誤;

§2

+h

sinOx邑

可見(jiàn)，h變化，1、2兩繩的拉力之比也變。故D錯(cuò)誤。

8.如圖，光滑絕緣水平面AB與豎直面內(nèi)光滑絕緣半圓形軌道BC在B點(diǎn)相切，軌道半徑為r,圓心為0,0、

A間距離為3/。原長(zhǎng)為2r的輕質(zhì)絕緣彈簧一端固定于。點(diǎn)，另一端連接一帶正電的物塊?？臻g存在水

平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，物塊所受的電場(chǎng)力與重力大小相等。物塊在A點(diǎn)左側(cè)釋放后，依次經(jīng)過(guò)A、B、C

三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為理PE?EkC,則（）

g“<

A-E^B<Ekc紇3<<E^c

CD.

EQ<EkC<E”ERC<EQ<Ew

【答案】C

【詳解】由題意可得A點(diǎn)彈簧伸長(zhǎng)量為「，B點(diǎn)和C點(diǎn)彈簧壓縮量為外，即三個(gè)位置彈簧彈性勢(shì)能相等，則

由A到B過(guò)程中彈簧彈力做功為零，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，

同理B到C過(guò)程中彈簧彈力和電場(chǎng)力做功都為零，重力做負(fù)功，則動(dòng)能減小，EkB>E乩

8/22

由A至1」C全過(guò)程則有qE】AB-1ngiBC=EkC-EkA>0

因此￡妨>紇C>%故選C。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4個(gè)小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得

4分，選對(duì)但選不全的得2分，有錯(cuò)選或不答的得0分。

9.高速公路某段平直路面上有三塊車(chē)距判斷牌，分別標(biāo)識(shí)為“Om”“50m”“100m”，相鄰判斷牌間距50m,

某同學(xué)乘車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)通過(guò)“0m”牌時(shí)，車(chē)速為72km/h,經(jīng)過(guò)“50m”牌時(shí)車(chē)速為90km/h,經(jīng)過(guò)“100m”牌時(shí)

車(chē)速為108km/h,若汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直做加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以下判斷正確的是（）

A.汽車(chē)可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B.從“0m”牌到“50m”牌過(guò)程與“50m”牌到“100m”牌過(guò)程平均速度可能相同

C.汽車(chē)加速度可能一直增大

D.從“0m”牌到“50m”牌過(guò)程與“50m”牌到“100m”牌過(guò)程合外力做功之比為9：H

【答案】CD

【詳解】ABC.由題可知,從“0m”牌到“50m”牌過(guò)程平均速度小于“50m”牌到“100m”牌過(guò)程平均速度,

由。=乎可知，后半段的平均加速度大于前半段，故汽車(chē)不可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)加速度可能一直增

△t

大，AB錯(cuò)誤，C正確；

D.從“0m”牌至U“50m”牌過(guò)程與“50m”牌到“100m”牌過(guò)程，由動(dòng)能定理可知

1212

W=—mv2--mvx

_vf-v^_252-202_9

W1~v1-vf-302-252-H

D正確。

9/22

故選CDo

10.如圖所示，E為電源，R為電阻，D為理想二極管，P和Q構(gòu)

成一理想電容器，M、N為輸出端，讓薄金屬片P以圖示位置為中

心在虛線(xiàn)范圍內(nèi)左右做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而Q固定不動(dòng)。下列說(shuō)法中

正確的是（）

A.P每次向右運(yùn)動(dòng)，電容器的電容就會(huì)增大；

B.P每次向左運(yùn)動(dòng)，電容器的電壓就會(huì)增大；

C.隨著P的左右運(yùn)動(dòng)，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度最終會(huì)保持不變；

D.隨著P的左右運(yùn)動(dòng)，輸出端會(huì)有周期性脈沖電壓輸出。

【答案】ABC

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【詳解】A.根據(jù)電容決定式C=占，P向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，極板間距d減小，其他條件不變，所以電容C增大,

4Jikd

A正確。

B.P向左運(yùn)動(dòng)，極板間距d增大，電容C減小。由于二極管單向?qū)щ娦?，電容器不能放電（電流不能反向?/p>

過(guò)二極管），根據(jù)C=E（Q是電容器所帶電荷量，U是電壓），Q不變（不能放電），C減小則U增大，B

正確。

C.當(dāng)P向右運(yùn)動(dòng)，電容增大，電容器充電（二極管正向?qū)ǎ?，Q增大；P向左運(yùn)動(dòng)，電容減小，但電容器

不能放電（二極管反向截止），Q保持不變。隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終電容器電荷量Q達(dá)到電源能提供的最大

值后不再變化，根據(jù)E=J=5*（推導(dǎo)：由C==和C=*可得U=容電場(chǎng)強(qiáng)度E=J=3=

dCdeS4JikdUeSdeS4nk

W）,Q不變，e、s不變，所以電場(chǎng)強(qiáng)度E最終保持不變，C正確。

D.因?yàn)楫?dāng)P向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器不能放電（二極管截止），不會(huì)有電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生電壓輸出；只有P

向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器充電，可能有短暫電流，但由于最終電荷量穩(wěn)定后，不再有周期性的充電、放電導(dǎo)致

的電流變化，所以輸出端不會(huì)有周期性脈沖電壓輸出，D錯(cuò)誤。

11.2017年，人類(lèi)第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程，在兩顆中子

星合并前約100s時(shí)，它們相距約400km,繞二者連線(xiàn)上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈。將兩顆中子星都看作是

質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星的

（）

A.質(zhì)量之和B.質(zhì)量之比C.速率之和D.速率之比

【答案】AC

【詳解】L明確雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：雙中子星繞二者連線(xiàn)上某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，它們的角速度3（或周期T）相

等，二者之間的萬(wàn)有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。已知每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈，根據(jù)周期T=L（n為每秒

n

轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)），可得周期T=^s,再由3=空，能算出角速度3。設(shè)兩顆中子星的質(zhì)量分別為mi、m2,

軌道半徑分別為〃、r2,且R+r2=L=400km（L為兩星間距）。

11/22

2.分析質(zhì)量相關(guān)量：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，對(duì)m^G^=m132rl，對(duì)m2有G^=m232r2。將

兩式相加，可得券(mi+m2)=32(miri+m2r2)=32L(mi￡+m?/)，又因?yàn)閙Mi=m2r2(雙星

系統(tǒng)角動(dòng)量守恒)，化簡(jiǎn)后得到mi+m2=t@,所以可以估算出質(zhì)量之和，A選項(xiàng)正確；由于僅根據(jù)現(xiàn)

有條件無(wú)法得出mi與m2各自的具體值，也就無(wú)法求質(zhì)量之比，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.分析速率相關(guān)量：根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度與角速度的關(guān)系v=?r,則Vi=?r1；vZ=3r2，那么Vi+V2=

(n+r)=?L,可以估算出速率之和，C選項(xiàng)正確；而速率之比也=U=吧，因?yàn)橘|(zhì)量之比無(wú)法求出，

u2V2r2mi

所以速率之比也無(wú)法求出，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

12.如圖所示，半徑為R的光滑球固定在水平面上的A點(diǎn)，球上B點(diǎn)與球心0等高，C點(diǎn)位于A點(diǎn)正上方，

水平面上距A點(diǎn)x處的P點(diǎn)與0、A在同一豎直面內(nèi)。在P0A面內(nèi)將小球從P點(diǎn)以某一速度拋出，要使

小球能夠到達(dá)球的右側(cè)，下列說(shuō)法正確的是()

A.小球拋出的最小速度為2，或

B.若小球恰好從C點(diǎn)掠過(guò)球面，則拋出的最小速度為小成

C.若X=3K，小球恰好從C點(diǎn)掠過(guò)球面，則拋出速度大小為gjiN

D.小球拋出后可從圓弧B點(diǎn)以上任一點(diǎn)切入球面，沿球面到達(dá)右側(cè)

【答案】ABC

mgx2R=—mvf

【詳解】A.當(dāng)小球與球面相切，且恰好到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度最小，根據(jù)動(dòng)能定理有2

解得匕=2回

故A正確;

12/22

mg=m^

B.若小球恰好從C點(diǎn)掠過(guò)球面，則在C點(diǎn)有R

mgx2,R=—mv2--mvf

根據(jù)動(dòng)能定理有22

解得此時(shí)拋出的最小速度為

故B正確;

C.若％=3尺，小球恰好從c點(diǎn)掠過(guò)球面，則最高點(diǎn)的速度為%

mgR（l-cos0）=—mv^--mvf

設(shè)小球與斜面相切時(shí)，切點(diǎn)與圓心連線(xiàn)與豎直方向的夾角為°,則22

,10

3R-Rsin3=v'cos3tR+Rcos0=v3sm0t+-gf

根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知3cosm、2

匕=，（學(xué)cos8）2+（:sine+g%）2=~/gR

則拋出速度大小為2故c正確；

D.小球拋出后可從圓弧B點(diǎn)以上任一點(diǎn)切入球面，若小球所受合力不足以提供向心力，則小球不能沿球面

到達(dá)右側(cè)，故D錯(cuò)誤；故選ABC。

三、非選擇題（本題共6小題，共60分。）

13.（6分）13.（6分）某同學(xué)想利用如圖所示的裝置測(cè)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和葉片邊緣的速度，他先在某一葉片

邊緣粘上一小條弧長(zhǎng)為AI的反光材料，當(dāng)該葉片轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，用光傳感器接收反光材料反射的激光束,

并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出矩形波，如右圖所示，屏幕橫向每大格表示的時(shí)間為5.0x10-2s。電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速

為r/s；若Al為10cm,則葉片邊緣的速度為m/s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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反光條

U數(shù)據(jù)采集器N」'

【答案】（1）5.0r/s（2）10m/s

【詳解】（1）觀(guān)察光強(qiáng)-時(shí)間圖象，相鄰兩個(gè)矩形波的時(shí)間間隔就是葉片轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的周期T。

從圖中看，橫向每大格5.0x10-2s,數(shù)出相鄰矩形波間隔約20x10-2$（即o.2Os,數(shù)格時(shí)注意有效數(shù)

字，以圖象清晰讀數(shù)為準(zhǔn)），所以周期T=0.20s。

根據(jù)轉(zhuǎn)速公式n=亨，代入得n=高r/s=5.0r/s（保留2位有效數(shù)字）。

（2）反光條弧長(zhǎng)A1=10cm=0.10m,單個(gè)矩形波的時(shí)間就是反光條通過(guò)光傳感器的時(shí)間Ato

從圖象看，矩形波寬度對(duì)應(yīng)1X10-2$（即0.01s,數(shù)格確定）o

根據(jù)線(xiàn)速度公式V=f,代入得v=^m/s=10m/s（保留2位有效數(shù)字）。

At0.01''

14.（8分）實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?？蛇x用的器材有：交流電源（頻率50Hz）、

鐵架臺(tái)、電子天平、重錘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺等。

圖1

（1）下列所給實(shí)驗(yàn)步驟中，有4個(gè)是完成實(shí)驗(yàn)必需且正確的，把它們選擇出來(lái)并按實(shí)驗(yàn)順序排列:

（填步驟前面的序號(hào)）

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①先接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)，然后再釋放紙帶

②先釋放紙帶，然后再接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)

③用電子天平稱(chēng)量重錘的質(zhì)量

④將紙帶下端固定在重錘上，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手捏住紙帶上端

⑤在紙帶上選取一段，用刻度尺測(cè)量該段內(nèi)各點(diǎn)到起點(diǎn)的距離，記錄分析數(shù)據(jù)

⑥關(guān)閉電源，取下紙帶

⑵圖2所示是紙帶上連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E到起點(diǎn)的距離。則打出B點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度

大小為m/s（保留3位有效數(shù)字）。

<4iW?W7

I13.2016.6020.3424.5029.00單位：cm\

圖2

（3）紙帶上各點(diǎn)與起點(diǎn)間的距離即為重錘下落高度h,計(jì)算相應(yīng)的重錘下落速度v,并繪制圖3所示的

丫2—力關(guān)系圖像。理論上，若機(jī)械能守恒，圖中直線(xiàn)應(yīng)________（填“通過(guò)”或“不通過(guò)”）原點(diǎn)且斜

率為（用重力加速度大小g表示）。由圖3得直線(xiàn)的斜率左=（保留3位有效數(shù)字）。

E-E.

（4）定義單次測(cè)量的相對(duì)誤差〃=」_-xlOO%,其中￡p是重錘重力勢(shì)能的減小量，￡卜是其動(dòng)能

En

增加量，則實(shí)驗(yàn)相對(duì)誤差為〃=xlOO%（用字母k和g表示）；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮∪?/p>

g=9.80m/s2,則〃=%（保留2位有效數(shù)字），若〃<5%,可認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)誤差允許的

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范圍內(nèi)機(jī)械能守恒。

2g-k

【答案】(1)④①⑥⑤(2)1.79(3)通過(guò)2g19.0(4)2g3.1

【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)步驟為：將紙帶下端固定在重錘上，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手捏住紙帶上端，先

接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)，然后再釋放紙帶，關(guān)閉電源，取下紙帶，在紙帶上選取一段，用刻度尺

mgn,=1—mv2

測(cè)量該段內(nèi)各點(diǎn)到起點(diǎn)的距離，記錄分析數(shù)據(jù)，根據(jù)原理2可知質(zhì)量可以約掉，不需要用電子天

平稱(chēng)量重錘的質(zhì)量。

故選擇正確且正確排序?yàn)棰堍佗蔻荨?/p>

T=-=0.02s

(2)根據(jù)題意可知紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔了

vB==----

根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于該過(guò)程平均速度可得2T

代入數(shù)據(jù)可得力“79m/s

mgh=—mv2

(3)根據(jù)2

整理可得y=2g?人

可知理論上，若機(jī)械能守恒，圖中直線(xiàn)應(yīng)通過(guò)原點(diǎn)，且斜率后=2g

k=5-6~L5-i9.o

[3]由圖3得直線(xiàn)的斜率0.295-0.08

mgh--mv2

r/=-------------x100%

(4)[1]根據(jù)題意有mSh

^=2g-￡xl0()%

可得2g

2

[2]當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮∪=9.80m/s；代入數(shù)據(jù)可得〃"3.1%。

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15.（8分）空間中有場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右，如圖所示。一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶

電小球，從。點(diǎn)豎直向上拋出，此時(shí)動(dòng)能為￡卜0,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球再次與0點(diǎn)高度相同時(shí)動(dòng)能為5Ek。，不

計(jì)空氣阻力，已知重力加速度大小為g。求：

（1）小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間；

（2）小球的電荷量。

---------------------->

E

【詳解】（1）帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球豎直初速度為％,則有

￡ko=g加說(shuō)

解得

小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間

（2）水平方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)

的對(duì)稱(chēng)性，小球回到與。點(diǎn)相同高度處，豎直分速度大小仍然為%,設(shè)此時(shí)水平分速度為V”則合速度有

則與0點(diǎn)等高度處的動(dòng)能為

5耳。=；加耐=g加（說(shuō)+4）

聯(lián)立解得

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水平方向上，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

匕=歿?2/

m

解得4=蟹

E

16.（8分）假定月球繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，地球繞太陽(yáng)也作圓周運(yùn)動(dòng)，且軌道都在同一平面內(nèi)。已知地球表

面處的重力加速度g=9.gOm/s?,地球半徑1^=6.37X10%,月球質(zhì)量%=7.3義lO^kg,月球半徑R.=l.7X10%,

8

引力恒量G=6.67X105加?1117kg,月心地心間的距離約為re=3.84X10m

（1）月球的球心繞地球的球心運(yùn)動(dòng)一圈需多少天？

（2）地球上的觀(guān)察者相繼兩次看到滿(mǎn)月需多少天？

【答案】（1）27.4天（2）29.6天

【詳解】（i）月球在地球引力作用下繞地心作圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球的質(zhì)量為叫，月球繞地心作圓周運(yùn)動(dòng)的角速

度為3m,由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律有G2g=叫《m武

另有G^=g

R；

27r

月球繞地球一周的時(shí)間Tm=—

%

球和太陽(yáng)之間，即圖中A的位置。當(dāng)?shù)诙€(gè)滿(mǎn)月時(shí)，由于地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，地球的位置已運(yùn)動(dòng)到A'。若

以T'“表示相繼兩次滿(mǎn)月經(jīng)歷的時(shí)間，3表示地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的角速度，由于3。和3m的方向相同，故有3

而2%

而0m=—

1m

2兀

co=—

式中兀為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期，兀=365天。由(6)、(7)、(8)三式得

注意到(5)式,得T'l29.6天

17.(14分)用開(kāi)瓶器拔出瓶中的木塞，初始時(shí)軟木塞的上截面與玻璃瓶口平齊，木塞質(zhì)量為加，高為h,

過(guò)程中做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為a、過(guò)程中木塞受到的摩擦力為/=%1——，其中人為參數(shù),

Ih)

h為木塞高，x為木塞運(yùn)動(dòng)的距離。開(kāi)瓶器齒輪的半徑為r,重力加速度為g。

⑴求拔出時(shí)，齒輪的角速度3;

(2)求初始到拔出，開(kāi)瓶器對(duì)木塞做的功W；

(3)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間為t,求開(kāi)瓶器的功率P與t的關(guān)系式。

【答案】(1)r

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W=mah+mghf^h

⑵2

r2

P=magt+mcrt+f^at——--xp

⑶2/z

2

【詳解】（1）木塞的末速度等于齒輪線(xiàn)速度，對(duì)木塞，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式V=

根據(jù)角速