江苏省常州高中2014-2015学年高一下学期期中物理试卷(普通班)(Wo.doc

江苏省常州高中2014-2015学年高一（下）期中物理试卷（普通班）一、单项选择题（本大题共7小题每小题3分，共21分，每小题只有一个选项符合题意）1（3分）下列说法中正确的是（）A元电荷是电量为1.601019C的带电粒子B电场是真实存在的而电场线是假想的C由C=得，C与Q成正比与U成反比D由F=得，当r0时，F2（3分）某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小这个实验结果说明电荷之间的作用力（）A随着电荷量的增大而增大B与两电荷量的乘积成正比C随着电荷间距离的增大而减小D与电荷间距离的平方成反比3（3分）如图平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，静电计指针如图极板B和静电计外壳接地若极板B稍向右移动一点，下列说法正确的是（）A两极板间的电压不变，电容器的电容变小，验电器指针的夹角变大B两极板间的电压不变，电容器的电容变大，验电器指针的夹角变小C极板的电量几乎不变，电容器的电容变小，验电器指针的夹角变大D极板的电量几乎不变，电容器的电容变大，验电器指针的夹角变小4（3分）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可判断出（）A无法判断运动的方向，但是B点的速率一定小于A点B可以判断电荷的正负，并且B点的电势能一定大于A点的电势能C可以判断电场的方向，在运动的过程中电场力做正功D可以得到电势的高低，A点的电势比B点的电势高5（3分）汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是（）ABCD6（3分）如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立放在水平面上，其正上方A位置处有一个小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零关于小球下降阶段，下列说法中正确的是（）A运动到B点的速度最大BB点运动到D点期间小球动能先增大后减小C运动到C点小球动能最小DB点到D点小球的减小动能等于增加的弹性势能7（3分）质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30的斜面向上滑行（图1），在向上滑行和向下滑行的过程中，其动能随物体到斜面底端距离的变化关系如图2所示，则物体在斜面上受到的摩擦力为（）A14NB10NC6ND4N二、多项选择题（本大题共5小题，每题4分，共20分每小题有多个选项符号题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）8（4分）以下说法中正确的是（）A重力做功和路径无关而电场力做功与路径有关B沿着电场线的方向，电场可能越来越大C初速为零的带电粒子在电场中释放，该粒子一定可以沿着电场线运动D场强的大小与试探电荷的电量无关9（4分）两个相同的金属小球，带电荷量之比为1：3，相距为r（此距离小球可以看作点电荷），两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）ABC3D10（4分）如图所示，在真空中A、B两点分别放置等量的异种电荷，在A、B两点间取一个矩形路径abcd，该矩形路径关于A、B两点间连线及连线的中垂线对称现将一电子沿abcd移动一周，以无穷远处电势为0，则下列判断正确的是（）A由a到b静电力做正功，电子的电势能减少B由b到c电场对电子先做负功后做正功，总和为零C由c到d电势一直增加，且c的电势为负，d的电势为正D由d到a的过程中a点的场强与d的场强相等11（4分）如图所示，在离地面高H的水平台面上，一个质量为m的物体自A点以初速度v0被抛出，运动到B点时的速度为vB，以A所在的平面为零势能面，不计空气阻力，当它达到B点时物体的机械能为（）Amv02+mghBmvB2+mghCmv02DmvB2mgh12（4分）如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30的斜面体置于水平地面上A的质量为m，B的质量为3m开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是（）A物块B受到的摩擦力先减小后增大B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C小球A所受重力的功率先增大后减小D小球A的机械能先增大后减小三、简答题（本大题共3小题，共20分）13（4分）如图所示：A，B，C，D是匀强电场中一正方形的四个顶点已知A，B，C三点的电势分别为A=15V，B=3V，C=3V，则D点的电势为V一个带电量为41017C的电荷在A点的电势能为J14（6分）如图，匀强电场的场强为103V/m，a、b两点间的距离为0.1m，ab连线与电场方向的夹角为60，则a、b两点间的电势差为V，若将电量为21010C的点电荷从a点移到b点，电场力做功为 J15（10分）验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取10m/s2，O是打的第一个点，O、A之间有几个点没画出：（1）下列说法中正确的是A先接通电源，后释放纸带B使用电磁电磁打点计时器时候要使用46V的直流电源C该实验可以缺少秒表和天平两种器材D利用刻度尺可以测量出下落高度h，则该点速度为（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量EP=J，此过程中物体动能的增加量EK=J（3）造成EPEK（填“、=、”），其不相等的主要原因是四、计算题（本大题共4小题共59分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16（14分）如图所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向成角，可在空间加一匀强电场（1）则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？（2）某一时刻撤去（1）中所加电场，求小球摆到竖直位置的时候对绳子的拉力？17（14分）一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0103kg，发动机的额定输出功率为P额=40kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了s=800m，直到获得最大速度后才匀速行驶（g取10m/s2）试求：（1）汽车的最大行驶速度；（2）汽车匀加速阶段结束时的速度；（3）汽车以额定功率又加速了多长时间？18（15分）滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H，且h=2m，H=2.8m，g取10m/s2求：（1）运动员从A运动到达B点时的速度大小vB；（2）轨道CD段的动摩擦因数；（3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？19（16分）如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传送带的左端，传送带长L=8m，匀速运动的速度v0=5m/s一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点，小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2求：（1）N点的纵坐标；（2）小物块在传送带上运动产生的热量；（3）若将小物块轻放在传送带上的某些位置，小物块均能沿光滑圆弧轨道运动（小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨）到达纵坐标yM=0.25m的M点，求这些位置的横坐标范围江苏省常州高中2014-2015学年高一（下）期中物理试卷（普通班）参考答案与试题解析一、单项选择题（本大题共7小题每小题3分，共21分，每小题只有一个选项符合题意）1（3分）下列说法中正确的是（）A元电荷是电量为1.601019C的带电粒子B电场是真实存在的而电场线是假想的C由C=得，C与Q成正比与U成反比D由F=得，当r0时，F考点：库仑定律；元电荷、点电荷 专题：电场力与电势的性质专题分析：物体所带的电荷量是最小电荷量的整数倍，最小的电荷量是元电荷；电场是真实存在的而电场线是假想的；要正确理解公式中各个物理量的含义C=得公式是采用比值法定义，对于库仑定律F=的理解与适用条件解答：解：A、自然界中最小的电荷量等于电子或质子所带电荷量，为1.601019C，该电荷量叫做元电荷；元电荷是一个电荷量，不是一种带电微粒，故A错误；B、电场是真实存在的而电场线是假想的，故B正确；C、公式C=运用比值法定义，则知：C与Q、U无关，故C错误；D、当r0时，带电体不能看作点电荷，公式F=得不再成立，故D错误故选：B点评：本题考查了元电荷、库仑定律等电学中的基础知识，掌握比值定义法的含义，理解库仑定律成立的条件2（3分）某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小这个实验结果说明电荷之间的作用力（）A随着电荷量的增大而增大B与两电荷量的乘积成正比C随着电荷间距离的增大而减小D与电荷间距离的平方成反比考点：库仑定律 专题：电场力与电势的性质专题分析：解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究虽然学生现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系解答：解：在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，故ABD错误，C正确故选：C点评：控制变量法是高中物理物理中重要研究方法，要了解控制变量法的应用3（3分）如图平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，静电计指针如图极板B和静电计外壳接地若极板B稍向右移动一点，下列说法正确的是（）A两极板间的电压不变，电容器的电容变小，验电器指针的夹角变大B两极板间的电压不变，电容器的电容变大，验电器指针的夹角变小C极板的电量几乎不变，电容器的电容变小，验电器指针的夹角变大D极板的电量几乎不变，电容器的电容变大，验电器指针的夹角变小考点：电容 专题：电容器专题分析：由题看出，电容器的电量几乎不变将极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，电容减小，由公式C=分析板间电压的变化解答：解：A极板与静电计相连，所带电荷电量几乎不变，B板与A板带等量异种电荷，则电容器所带电荷量Q也几乎不变将极板B稍向右移动一点，极板间距减小，电容变大，由公式C=分析可知板间电压变小，所以验静电计指针的夹角变小故ABC错误，D正确故选：D点评：本题首先判断出只有一个选项正确，是单选题，其次抓住电容器的电量几乎不变是关键，结合电容的决定因素进行分析4（3分）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可判断出（）A无法判断运动的方向，但是B点的速率一定小于A点B可以判断电荷的正负，并且B点的电势能一定大于A点的电势能C可以判断电场的方向，在运动的过程中电场力做正功D可以得到电势的高低，A点的电势比B点的电势高考点：电势差与电场强度的关系；电势；电势能 专题：电场力与电势的性质专题分析：粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性根据电场力做功情况，判断动能和电势能的变化当电场力做正功时，电荷的电势能减小，动能增大；当电场力做负功时，电荷的电势能增大，动能减小解答：解：A、由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，但粒子的运动方向无法确定若粒子从A运动到B，电场力做负功，动能减小，速率减小，则知B点的速率一定小于A点，故A正确B、由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，若粒子从A运动到B，电场力做负功，电势能增加，则B点的电势能一定大于A点的电势能故B错误C、不能判断电场的方向，可以知道电场力做功的正负，故C错误；D、由于粒子的电性未知，不能判断电场线的方向，也就不能判断电势的高低故D错误故选：A点评：本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况5（3分）汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是（）ABCD考点：功率、平均功率和瞬时功率 专题：功率的计算专题分析：根据P=Fv分析：匀加速运动时F不变，v随时间均匀增大，故P随时间均匀增大，当匀速时牵引力等于阻力，说明牵引力突变，故功率突变解答：解：根据P=Fv分析知匀加速运动时牵引力大于阻力，F不变，v随时间均匀增大，故P随时间均匀增大，故AD错误；当匀速时牵引力等于阻力，说明F突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故B错误，C正确故选：C点评：此题考查P=Fv的应用，注意在机车问题中F为牵引力，不是合力，力可以突变，速度不会突变6（3分）如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立放在水平面上，其正上方A位置处有一个小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零关于小球下降阶段，下列说法中正确的是（）A运动到B点的速度最大BB点运动到D点期间小球动能先增大后减小C运动到C点小球动能最小DB点到D点小球的减小动能等于增加的弹性势能考点：功能关系 分析：（1）小球在运动过程中，受到重力和弹簧的弹力，所以系统的机械能守恒（2）把整个过程分为三段，一是从A到B，此过程中只受到重力作用，小球做加速运动，速度增加，小球的重力势能的减少量全部转化为小球的动能二是从B到C，此过程弹簧逐渐被压缩，弹簧的弹力逐渐增大，合外力逐渐减小，加速度和速度的方向相同，速度增大，到了C点，重力和弹簧的弹力大小相等，速度达到最大值，此时的动能最大，小球的重力势能的减少量一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能三是从C到D，此过程弹簧继续被压缩，弹簧的弹力大于重力，加速度向上，速度越来越小，小球的重力势能的减少量和动能的减少量都转化为弹簧的弹性势能解答：解：A、从A到B，此过程中只受到重力作用，小球做匀加速运动，速度增加；从B到C，此过程弹簧逐渐被压缩，弹簧的弹力逐渐增大，合外力逐渐减小，加速度和速度的方向相同，速度增大，到了C点时，重力和弹簧的弹力大小相等，速度达到最大值，此时的动能最大故A错误；B、从B到C，此过程弹簧逐渐被压缩，到了C点时，重力和弹簧的弹力大小相等，速度达到最大值，C到D之间小球受到的弹力大于重力，小球做减速运动故B点运动到D点期间小球动能先增大后减小故B正确；C、结合B的分析可知，运动到C点小球动能最大故C错误D、从A到D，根据系统的机械能守恒，可知小球重力势能转化为弹簧的弹性势能，故B点到D点小球的过程中减小动能大于增加的弹性势能故D错误；故选：B点评：解决能量转换时，经常要对运动过程进行分段，尤其是象此题有弹簧的情况；并找出各阶段的临界状态，在各段中对物体受力分析，明确各力的做功情况7（3分）质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30的斜面向上滑行（图1），在向上滑行和向下滑行的过程中，其动能随物体到斜面底端距离的变化关系如图2所示，则物体在斜面上受到的摩擦力为（）A14NB10NC6ND4N考点：摩擦力的判断与计算 专题：摩擦力专题分析：根据动能定理，选取从滑上底端开始到再次滑下底端结束，过程中重力做功为零，则摩擦力做功，导致动能减小，从而即可求解解答：解：由题意可知，选取从滑上底端开始到再次滑下底端结束，过程中重力做功为零，根据动能定理，则有：f2L=EkEk；即有：f=；故D正确，ABC错误；故选：D点评：考查动能定理的应用，注意过程的选取是解题的关键，同时注意力做功的正负二、多项选择题（本大题共5小题，每题4分，共20分每小题有多个选项符号题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）8（4分）以下说法中正确的是（）A重力做功和路径无关而电场力做功与路径有关B沿着电场线的方向，电场可能越来越大C初速为零的带电粒子在电场中释放，该粒子一定可以沿着电场线运动D场强的大小与试探电荷的电量无关考点：电势差与电场强度的关系；电场强度；电势能 专题：电场力与电势的性质专题分析：重力做功和电场力做功均与路径无关电场线的疏密表示场强的大小粒子运动的轨迹决定于力与速度的方向关系场强的大小与试探电荷的电量无关解答：解：A、重力做功和电场力做功均与路径无关故A错误B、沿着电场线的方向，电场线可能越来越密，场强越来越大，故B正确C、由于电场线不一定是直线，故初速为零的带电粒子在电场中运动的轨迹不一定与电场线重合，故C错误D、场强的大小由电场本身决定，与试探电荷的电量无关故D正确故选：BD点评：本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，其大小和方向与试探电荷无关，是电场本身决定电场线不是电荷在电场中运动的轨迹9（4分）两个相同的金属小球，带电荷量之比为1：3，相距为r（此距离小球可以看作点电荷），两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）ABC3D考点：库仑定律 专题：电场力与电势的性质专题分析：由库仑定律列出接触前的库仑力表达式；根据电荷守恒定律可得出接触后两球的电荷量，再由库仑定律列出库仑力表达式，即可求得两力的关系解答：解：由库仑定律可得两球接触前的库仑力为：F=k当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量为：q=2Q两球接触后的库仑力为：F=k=F；当两球带异种电荷时，两球接触中和后再平分电量，则两球的电量为：q=Q两球接触后的库仑力为：F=k=F，故AD正确、BC错误故选：AD点评：两相同小球相互接触再分开，则电量先中和然后再平分总电荷量；库仑定律计算中可以只代入电量，最后再根据电性判断库仑力的方向10（4分）如图所示，在真空中A、B两点分别放置等量的异种电荷，在A、B两点间取一个矩形路径abcd，该矩形路径关于A、B两点间连线及连线的中垂线对称现将一电子沿abcd移动一周，以无穷远处电势为0，则下列判断正确的是（）A由a到b静电力做正功，电子的电势能减少B由b到c电场对电子先做负功后做正功，总和为零C由c到d电势一直增加，且c的电势为负，d的电势为正D由d到a的过程中a点的场强与d的场强相等考点：电势差与电场强度的关系；电场强度 专题：电场力与电势的性质专题分析：根据电场线的方向判断电势的高低根据负电荷在电势低处电势能大，分析电势能的变化作出过bc的等势线，分析b、c两点的电势与D点电势的关系，判断电场力做功情况根据电场线的分布情况，分析由da场强的变化解答：解：A、由题，A、B两点分别放等量异号点电荷+q、q，a点电势高于b点电势，则电子在a点电势能小于在b点电势能，所以由ab，电势降低，电子的电势能增大故A错误B、过bc两点作出等势线，如图，由于C点的电势大于D点电势，则b点与c点相等，大于D点电势，则电子由bc，电场力对电子先做负功，后做正功，总功为零故B正确C、由cd，电势升高，由于AB连线的中垂线是一条等势线，且电势与无穷远处电势相等，可知c的电势为负，d的电势为正故C正确D、根据电场线分布的对称性可知，a点与d点的场强大小相等，但方向不同，所以场强不同，故D错误故选：BC点评：本题关键要掌握等量异号点电荷电场等势线的分布情况，画等势线是比较电势高低常用的方法11（4分）如图所示，在离地面高H的水平台面上，一个质量为m的物体自A点以初速度v0被抛出，运动到B点时的速度为vB，以A所在的平面为零势能面，不计空气阻力，当它达到B点时物体的机械能为（）Amv02+mghBmvB2+mghCmv02DmvB2mgh考点：机械能守恒定律 专题：机械能守恒定律应用专题分析：不计空气阻力，抛出后物体只受重力，其机械能守恒，物体到达B点时的机械能等于抛出时的机械能解答：解：不计空气阻力，抛出后物体只受重力，其机械能守恒，物体到达B点时的机械能等于抛出时在A点的机械能以A所在的平面为零势能面，根据机械能守恒知，物体到达B点时的机械能等于A点的机械能为：E=mv02，所以C正确在B点时候，机械能为mvB2mgh，所以D正确；故选：CD点评：本题关键要掌握机械守恒定律，并能正确应用，也可以根据动能定理求解12（4分）如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30的斜面体置于水平地面上A的质量为m，B的质量为3m开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是（）A物块B受到的摩擦力先减小后增大B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C小球A所受重力的功率先增大后减小D小球A的机械能先增大后减小考点：功率、平均功率和瞬时功率；摩擦力的判断与计算 专题：功率的计算专题分析：小物体B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最大，再对物体B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况对B与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力的方向解答：解：A、小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有mgL=mv2，在最低点，有Fmg=m，解得F=3mg再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为Fx=（3m）gsin30=1.5mg，故静摩擦力先减小，当拉力大于1.5mg后反向变大故A正确 B、对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力故B正确 C、重力的功率P=mgvy；由于小球在摆动过程中，竖直分速度先增大后减小；故小球A受重力的功率先增大后减小；故C正确； D、小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒故D错误故选：ABC点评：本题关键是先根据机械能守恒求出小球A最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最后对滑块B受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择三、简答题（本大题共3小题，共20分）13（4分）如图所示：A，B，C，D是匀强电场中一正方形的四个顶点已知A，B，C三点的电势分别为A=15V，B=3V，C=3V，则D点的电势为9V一个带电量为41017C的电荷在A点的电势能为61016J考点：电势差与电场强度的关系；电势能 专题：电场力与电势的性质专题分析：根据匀强电场中场强与电势差的关系式U=Ed，可知AD间的电势差与BC间的电势差相等由此求D点的电势再由公式EP=q求电势能解答：解：根据匀强电场中场强与电势差的关系式U=Ed，可知AD间的电势差与BC间的电势差相等，则有 AD=BC，则得：D=AB+C=1533=9V带电量为41017C的电荷在A点的电势能为：EP=qA=4101715J=61016J故答案为：9；61016点评：解决本题的关键是理解并掌握公式U=Ed，知道在匀强电场中沿同一方向相等距离电势差是相等的14（6分）如图，匀强电场的场强为103V/m，a、b两点间的距离为0.1m，ab连线与电场方向的夹角为60，则a、b两点间的电势差为50V，若将电量为21010C的点电荷从a点移到b点，电场力做功为1108 J考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系 专题：电场力与电势的性质专题分析：ab连线不沿场强方向，先确定出两点沿电场线方向的距离d，再用公式U=Ed计算ab两点间的电势差根据公式W=qU求解电场力做功解答：解：由图得到：ab两点沿电场线方向的距离为 d=0.1mcos60=0.05m则a、b两点间的电势差为 Uab=Ed=1030.05V=50V；将电量为+21010C的点电荷从a点移到b点，电场力做功为：W=qUab=2101050J=1108J；故答案为：50；1108点评：解决本题关键要正确理解电势差公式U=Ed，知道d是沿电场线方向两点的距离，即两个等势面间的距离15（10分）验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取10m/s2，O是打的第一个点，O、A之间有几个点没画出：（1）下列说法中正确的是ACA先接通电源，后释放纸带B使用电磁电磁打点计时器时候要使用46V的直流电源C该实验可以缺少秒表和天平两种器材D利用刻度尺可以测量出下落高度h，则该点速度为（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量EP=0.50J，此过程中物体动能的增加量EK=0.48J（3）造成EPEK（填“、=、”），其不相等的主要原因是原因是纸带与限位孔的摩擦和空气的阻力考点：验证机械能守恒定律 专题：实验题分析：从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚纸带法实验中，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该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在解答：解：（1）A、先接通电源，后释放纸带，否则纸带不能充分利用，故A正确；B使用电磁电磁打点计时器时候要使用46V的交流电源，而不是直流电源，故B错误；C该实验不需要秒表和天平两种器材，故C正确；D利用刻度尺可以测量出下落高度h，然而该点速度不能为，否则不是实验验证，却变成理论推导，故D错误；故选AC；（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：VB=m/s=0.98m/s，动能变化量：EK=m=0.48J根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：EP=mgh=1.0100.05J=0.50J（3）由（2）可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体下落过程中存在阻力故答案为：（1）AC； （2）0.50；0.48；（3）；原因是纸带与限位孔的摩擦和空气的阻力点评：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，对于验证实验，我们有时也需要实验原理、测量数据等各个方面分析产生误差的原因四、计算题（本大题共4小题共59分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16（14分）如图所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向成角，可在空间加一匀强电场（1）则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？（2）某一时刻撤去（1）中所加电场，求小球摆到竖直位置的时候对绳子的拉力？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；共点力平衡的条件及其应用 专题：电场力与电势的性质专题分析：（1）当电场强度最小时，电场力最小，根据平衡条件可知物体所受合力为0，故电场力和绳子拉力的合力等于物体的重力，根据平行四边形定则可以将三个力放到同一个矢量三角形中，故电场力的对边的箭头落在绳子上显然只有当电场力与绳垂直时电场力最小解答：解：（1）以小球为研究对象，对小球进行受力分析，故小球受到重力mg、绳的拉力F1、电场力F2三个力作用，根据平衡条件可知，拉力F1与电场力F2的合力必与重力mg等大反向因为拉力F1的方向确定，F1与F2的合力等于mg确定，由矢量图可知，当电场力F2垂直悬线时电场力F2=qE最小，故场强E也最小即：qE=mgsin所以E=（2）当撤掉电场时，只有重力做功，据动能定理得：mg（LLcos）据牛顿第二定律得：Tmg=联立以上解得：T=3mg2mgcos由牛顿第三定律得对绳子的拉力为T=3mg2mgcos；方向向下答：（1）则当所加的匀强电场沿水平向右偏向上时场强最小；最小的场强（2）某一时刻撤去（1）中所加电场，求小球摆到竖直位置的时候对绳子的拉力3mg2mgcos；方向向下点评：当处于平衡状态的物体受到三个力，一个力是恒力，第二个力方向不变，第三个力大小与方向都发生变化时可以利用矢量三角形法即图解法求解17（14分）一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0103kg，发动机的额定输出功率为P额=40kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了s=800m，直到获得最大速度后才匀速行驶（g取10m/s2）试求：（1）汽车的最大行驶速度；（2）汽车匀加速阶段结束时的速度；（3）汽车以额定功率又加速了多长时间？考点：动能定理；功率、平均功率和瞬时功率 专题：动能定理的应用专题分析：（1）当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=Fv求出最大速度的大小；（2）根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合P=Fv求出匀加速运动的末速度；（3）根据动能定理求出汽车以额定功率加速的时间解答：解：（1）当牵引力与阻力相等时，速度最大，则；（2）根据牛顿第二定律得：m/s2带入数据得v=10m/s（3）以额定功率加速的过程中，根据动能定理得：带入数据得t=47.5s答：（1）汽车的最大行驶速度为20m/s；（2）汽车匀加速阶段结束时的速度为10m/s；（3）汽车以额定功率又加速47.5s时间点评：解决本题的关键知道汽车在整个过程中的运动规律，知道匀加速运动的最大速度和最终匀速直线运动速度的区别，知道牵引力等于阻力时，速度最大18（15分）滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H，且h=2m，H=2.8m，g取10m/s2求：（1）运动员从A运动到达B点时的速度大小vB；（2）轨道CD段的动摩擦因数；（3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力 分析：（1）在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，根据几何关系求出在B点速度；（2）由B点到E点，由动能定理列式即可求解动摩擦因数；（3）运动员能到达左侧的最大高度为h，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理求出h，再与h进行比较即可判断解答：解：（1）由题意可知：解得：vB=2v0=6m/s（2）由B点到E点，由动能定理可得：由带入数据可得：=0.125（3）运动员能到达左侧的最大高度为h，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理有：解得：h=1.8mh=2m所以第一次返回时，运动员不能回到B点 设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为S，由动能定理可得：代入数据解得：S=30.4m因为S=3SCD+6.4m，所以运动员最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处答：（1）运动员从A运动到达B点时的速度大小为6m/s；（2）轨道CD段的动摩擦因数为0.125；（3）第一次返回时，运动员不能回到B点，最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处点评：本题考查了平抛运动、动能定理的综合，能根据几何关系求出B点速度，综合性较强，是一道好题19（16分）如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传送带的左端，传送带长L=8m，匀速运动的速度v0=5m/s一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点，小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2求：（1）N点的纵坐标；（2）小物块在传送带上运动产生的热量；（3）若将小物块轻放在传送带上的某些位置，小物块均能沿光滑圆弧轨道运动（小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨）到达纵坐标yM=0.25m的M点，求这些位置的横坐标范围考点：功能关系；机械能守恒定律 分析：（1）求解出P到Q过程的加速度，根据运动学公式列式求解出Q点的速度；在N点，重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律列式；最后联立方程得到圆弧轨道的半径；（2）根据Q=fS求解热量（3）滑块在滑动摩擦力的作用下加速，加速距离不同，冲上圆弧轨道的初速度就不同；求出恰好到达圆心右侧M点、圆心右侧等高点、圆心左侧M点的临界加速距离解答：解：（1）小物块在传送带上匀加速运动的加速度a=g=5m/s2小物块与传送带共速时，所用的时间运动的位移（Lx）=6m故小物块与传送带达到相同速度后以v0=5m/s的速度匀速运动到Q，然后冲上光滑圆弧轨道恰好到达N点，故有：由机械能守恒定律得解得yN=1m（2）小物块在传送带上相对传送带滑动的位移s=v0tx=2.5m产生的热量Q=mgs=12.5J；（3）设在坐标为x1处将小物块轻放在传送带上，若刚能到达圆心右侧的M点，由能量守恒得：mg（Lx1）=mgyM代入数据解得x1=7.5 mmg（Lx2）=mg（yN） 代入数据解得x2=7 m若刚能到达圆心左侧的M点，由（1）可知x3=5.5 m故小物块放在传送带上的位置坐标范围为：7mx7.5m和0x5.5m答：（1）N点的纵坐标为1m；（2）从P点到Q点，小物块在传送带上运动系统产生的热量为12.5J；（3）将小物块轻放在传送带上的位置的横坐标范围为7mx7.5m和0x5.5m时，小物块均能沿光滑圆弧轨道运动（小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨）到达纵坐标yM=0.25m的M点点评：本题关键是明确小滑块的运动情况，然后分段根据牛顿第二定律、动能定理、运动学公式列式分析求解