广东省清远三中2017届高三上学期第十一次周考物理试卷 25页

2016-2017 学年广东省清远三中高三（上）第十一次周考物理试卷 　 一、选择题（共 48 分，每题 4 分；漏选得 2 分，多选、错选不得分，其中 1-8 为 单选，9-12 题为多选） 1．下列说法中正确的是（　　） A．质点、位移都是理想化模型 B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证 C．单位 m、kg、s 是一组属于国际单位制的基本单位 D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量 2．平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用，引力的大小与内部场强 E 和极 板所带电荷量 Q 的乘积成正比．今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上， 现将 A 极板下移使 A、B 两板间距为原来的 ，则 A、B 两极板之间的引力与原来 的比值是（　　） A． B． C． D． 3．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个 小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球 在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（　　） A． B． C ． D． 4．如图，放在斜劈上的物块，受到平行于光滑斜面向下的力 F 作用，沿斜面向下 运动，斜劈保持静止．下列说法正确的是（　　） A．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右 B．地面对斜劈的弹力大于斜劈和物块的重力之和 C．若 F 增大，地面对斜劈的摩擦力也增大 D．若 F 反向，地面对斜劈的摩擦力也反向 5．质点所受的合外力 F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线 上．已知 t=0 时质点的速度为零．在图示的 t1、t2、t3 和 t4 各时刻中，质点的速度 最大的时刻是（　　） A．t1 B．t2 C．t3 D．t4 6．如图甲所示，一长为 l 的轻绳，一端穿在过 O 点的水平转轴上，另一端固定一 质量未知的小球，整个装置绕 O 点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小 球的拉力 F 与其速度平方 v2 的关系如图乙所示，重力加速度为 g，下列判断正确的 是（　　） A．图象函数表达式为 F=m +mg B．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线 b 点的位置变小 C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大 D．重力加速度 g= 7．如图所示，平行板电容器与电动势为 E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板 接地，静电计所带电量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点， 现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A．平行板电容器的电容值将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将增大 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电 油滴所受电场力不变 8．如图所示，长直杆 CPD 与水平面成 45°，由不同材料拼接面成，P 为两材料分 界点，DP＞CP．一个圆环套在长直杆上，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图 1）；再将长直杆两端对调放置，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图 2），两种情 况下圆环从开始运动到经过 P 点的时间相同．下列说法中正确的是（　　） A．圆环与直杆 CP 段的动摩擦因数小于圆环与直杆 DP 段之间的动摩擦因数 B．两次滑动中圆环到达底端速度大小不相等 C．圆环从 C 到 D 所用时间小于从 D 到 C 所用时间 D．圆环从 C 到 D 所用时间大于从 D 到 C 所用时间 9．如图所示，物块用一不可伸长的轻绳跨过小滑轮与小球相连，与小球相连的轻 绳处于水平拉直状态．小球由静止释放运动到最低点过程中，物块始终保持静止， 不计空气阻力．下列说法正确的有（　　） A．小球刚释放时，地面对物块的摩擦力为零 B．小球运动到最低点时，地面对物块的支持力可能为零 C．上述过程中小球的机械能守恒 D．上述过程中小球重力的功率一直增大 10．据报道，2016 年 2 月 18 日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号 卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自 2013 年 12 月 14 日月面软着陆 以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录．假如月球车在 月球表面以初速度 v0 竖直上抛出一个小球，经时间 t 后小球回到出发点，已知月 球的半径为 R，引力常量为 G，下列说法正确的是（　　） A．月球表面的重力加速度为 B．月球的质量为 C．探测器在月球表面获得 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 11．如图所示，长为 L=0.5m、倾角为 θ=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电 场中，一带电荷量为+q，质量为 m 的小球（可视为质点），以初速度 v0=2m/s 恰能 沿斜面匀速上滑，g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在 B 点的电势能大于在 A 点的电势能 B．水平匀强电场的电场强度为 C．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为 3 m/s2 D．若电场强度减半，小球运动到 B 点时速度为初速度 v0 的一半 12．如图甲所示，在距离地面高度为 h=0.80m 的平台上有一轻质弹簧，其左端固 定于竖直挡板上，右端与质量 m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA 段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用．物块开始静止于 A 点，与 OA 段的动摩擦因数 μ=0.50．现对物块施加一个水平向左的外力 F，大小随位移 x 变化 关系如图乙所示．物块向左运动 x=0.40m 到达 B 点，到达 B 点时速度为零，随即 撤去外力 F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从 M 点离开平台，落到地面上 N 点，取 g=10m/s2，则（　　） A．弹簧被压缩过程中外力 F 做的功为 6.0 J B．弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为 6.0J C．整个运动过程中克服摩擦力做功为 4.0J D．MN 的水平距离为 1.6 m 　 二、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 12 分．请正确作图并将答案填在答卷 卷题目中的横线上．） 13．在“验证力的平行四边形定则”实验中： （1）若测某一分力时，弹簧秤的外壳与接触面发生了摩擦，这种操作，对实验结 果影响　　．（填“有”或“无”） （2）下列要求或做法正确的是　　． A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上 C．两细绳套应适当长些，便于确定力的方向 D．用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时，只需要记下弹簧秤的读数，用两个弹簧秤 通过细绳拉橡皮条时，要记下两个弹簧秤的读数和两条细线的方向 （3）有几位同学进一步做实验．先用两个弹簧秤一起把橡皮条的结点拉到位置 O， 用手按住结点；再改变其中一个弹簧秤的方位，使这个弹簧秤的拉力的大小和方 向都跟原来不同．固定这个弹簧秤的位置，松开结点，试着改变另一个弹簧秤的 方位，来改变拉力的大小和方向，使结点回到原来的位置．下列说法正确的 是　　． A．两个弹簧秤后来的拉力的合力跟它们原来的拉力的合力相同 B．两个弹簧秤后来的拉力的合力跟它们原来的拉力的方向相同大小不相等 C．另一个弹簧秤的方位是唯一的 D．另一个弹簧秤的方位不是唯一的． 14．在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸 带，如图甲所示．他舍弃前面密集的点，以 O 为起点，从 A 点开始选取纸带上连 续点 A、B、C…，测出 O 到 A、B、C…的距离分别为 h1、h2、h3…．电源的频率为 f． （1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是　　． A．选用铁质重锤 B．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上 C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直 D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直 （2）打 B 点时，重锤的速度 vB 为　　． （3）小明通过实验测得数据（有阻力的影响），画出的 v2﹣h 图象如图乙所示．已 知直线斜率为 k，则当地重力加速度 g　　 （选填“＞”；“=”；“＜”） 　 三、计算题（本题含 2 题，共 40 分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 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．） 15．甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持 9m/s 的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时 机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前 S0=13.5m 处作了标记，并以 V=9m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的 前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已 知接力区的长度为 L=20m． 求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度 a； （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离． 16．如图是测定带电粒子比荷的一种装置．图中点划线 PQ 是装置的轴线，A 是粒 子源，某一带电粒子（不计重力）自小孔飞出，经电场加速后沿轴线 PQ 进入装置 C；装置 C 中有一对平行金属板，板间存在正交的电磁场，已知磁场的磁感应强度 为 B1，两极板间距为 d，极板间的电势差为 U；装置 D 是一半径为 r、磁感应强度 为 B2、圆心在 PQ 上的圆形匀强磁场区域． 若某带电粒子（不计重力）经电场加 速后，恰好沿轴线 PQ 直线通过装置 C，并沿轴线 PQ 方向进入装置 D，经 D 中的 磁场发生偏转，最后从圆形区域边界上的 G 点射出，已知 G 点到轴线 PQ 的距离 为 r． 求：（1）粒子离开装置 C 的速度大小； （2）粒子的比荷 ． 　 2016-2017 学年广东省清远三中高三（上）第十一次周考 物理试卷 参考答案与试题解析 　 一、选择题（共 48 分，每题 4 分；漏选得 2 分，多选、错选不得分，其中 1-8 为 单选，9-12 题为多选） 1．下列说法中正确的是（　　） A．质点、位移都是理想化模型 B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证 C．单位 m、kg、s 是一组属于国际单位制的基本单位 D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量 【考点】力学单位制． 【分析】力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间，基本单位为米、千克、 秒，注意牛顿第一定律无法通过实验验证，可以通过理想实验进行验证． 【解答】解：A、质点是理想化模型，而位移是物理学中的一个物理量，不是理想 化模型，故 A 错误； B、牛顿第一定律无法通过实验验证，故 B 错误； C、力学中的三个基本物理量单位的符号为 m、kg、s，故 C 正确； D、力不是基本物理量是导出物理量，故 D 错误． 故选 C． 　 2．平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用，引力的大小与内部场强 E 和极 板所带电荷量 Q 的乘积成正比．今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上， 现将 A 极板下移使 A、B 两板间距为原来的 ，则 A、B 两极板之间的引力与原来 的比值是（　　） A． B． C． D． 【考点】电容器的动态分析． 【分析】根据电容的决定式C= ，结合 Q=CU，及电场强度公式 E= ，即可求 解引力的比值． 【解答】解：A、B 两板间距变为原来的 ，根据电容决定式 C= ，可知，电 容器电容变为原来的 ， 根据 Q=CU，可知，极板所带电荷量为原来的 ， 根据电场强度公式 E= ，可知，内部电场强度变为原来的 ， 由于 F=kQE，所以两极板之间的引力变为原来的 ，故 B 正确，ACD 错误； 故选：B． 　 3．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个 小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球 在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（　　） A． B． C ． D． 【考点】向心力． 【分析】小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二 定律求出 Locsθ，从而分析判断． 【解答】解：小球做匀速圆周运动，mgtanθ=mω2Lsinθ，整理得：Lcosθ= 是常 量，即两球处于同一高度，故 B 正确． 故选：B． 　 4．如图，放在斜劈上的物块，受到平行于光滑斜面向下的力 F 作用，沿斜面向下 运动，斜劈保持静止．下列说法正确的是（　　） A．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右 B．地面对斜劈的弹力大于斜劈和物块的重力之和 C．若 F 增大，地面对斜劈的摩擦力也增大 D．若 F 反向，地面对斜劈的摩擦力也反向 【考点】物体的弹性和弹力． 【分析】根据光滑斜面上物体对斜面只有压力，与物体运动状态，及运动方向无 关，并依据摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即可求解． 【解答】解：A、无论滑块下滑还是上滑，滑块对斜面体的压力不变，即垂直于斜 面向下，因此斜面受到地面水平向右的静摩擦力作用，故 A 正确． B、无论滑块下滑还是上滑，滑块对斜面体的压力不变，即垂直于斜面向下，所以 斜面体受力不变，由斜面体所受各力保持平衡，故 B 错误； CD、不论 F 增大，还是反向，物体对斜面的压力均不变，则地面对斜劈的摩擦力 大小与方向均不变，故 CD 错误； 故选：A． 　 5．质点所受的合外力 F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线 上．已知 t=0 时质点的速度为零．在图示的 t1、t2、t3 和 t4 各时刻中，质点的速度 最大的时刻是（　　） A．t1 B．t2 C．t3 D．t4 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系． 【分析】通过分析质点的运动情况，确定速度如何变化． 【解答】解：由力的图象分析可知： 在 0∽t1 时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动． 在 t1∽t2 时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动． 在 t2∽t3 时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动． 在 t3∽t4 时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动．t4 时刻速度为零． 则 t2 时刻质点的速度最大． 故选：B． 　 6．如图甲所示，一长为 l 的轻绳，一端穿在过 O 点的水平转轴上，另一端固定一 质量未知的小球，整个装置绕 O 点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小 球的拉力 F 与其速度平方 v2 的关系如图乙所示，重力加速度为 g，下列判断正确的 是（　　） A．图象函数表达式为 F=m +mg B．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线 b 点的位置变小 C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大 D．重力加速度 g= 【考点】向心力；物体的弹性和弹力． 【分析】在最高点，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求 出拉力的表达式，结合图线的横轴截距以及斜率分析判断． 【解答】解：A、小球在最高点，根据牛顿第二定律有： ， 解得 F= ，故 A 错误； D、当 F=0 时，根据表达式有： ， 解得 g= = ，故 D 正确； B、当 F=0 时，g= ，可知 b 点的位置与小球的质量无关，绳长不变，用质量较小 的球做实验，图线 b 点的位置不变，故 B 错误； C、根据 F= 知，图线的斜率 k= ，绳长不变，用质量较小的球做实验，斜 率更小，故 C 错误； 故选：D 　 7．如图所示，平行板电容器与电动势为 E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板 接地，静电计所带电量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点， 现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A．平行板电容器的电容值将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将增大 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电 油滴所受电场力不变 【考点】电容器的动态分析；带电粒子在混合场中的运动． 【分析】电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器 d 的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变 化． 【解答】解：A、根据 C= 知，d 增大，则电容减小．故 A 错误． B、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差 不变，所以静电计指针张角不变．故 B 错误． C、电势差不变，d 增大，则电场强度减小，P 点与上极板的电势差减小，则 P 点 的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小．故 C 错误． D、电容器与电源断开，则电荷量不变，d 改变，根据 E= = = ，知电场强 度不变，则油滴所受电场力不变．故 D 正确． 故选：D． 　 8．如图所示，长直杆 CPD 与水平面成 45°，由不同材料拼接面成，P 为两材料分 界点，DP＞CP．一个圆环套在长直杆上，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图 1）；再将长直杆两端对调放置，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图 2），两种情 况下圆环从开始运动到经过 P 点的时间相同．下列说法中正确的是（　　） A．圆环与直杆 CP 段的动摩擦因数小于圆环与直杆 DP 段之间的动摩擦因数 B．两次滑动中圆环到达底端速度大小不相等 C．圆环从 C 到 D 所用时间小于从 D 到 C 所用时间 D．圆环从 C 到 D 所用时间大于从 D 到 C 所用时间 【考点】匀变速直线运动规律的综合运用． 【分析】根据牛顿第二定律，结合位移时间公式比较加速度的大小，从而比较动 摩擦因数的大小．根据动能定理比较到达底端的速度大小．根据平均速度推论求 出两次到达 P 点的速度大小，然后对后半过程，运用平均速度推论比较运动的时 间，从而比较出总时间． 【解答】解：A、C 到 P 的过程中，有： ，a1=gsin45°﹣μ1gcos45°，D 到 P 的过程中有： ，a2=gsin45°﹣μ2gcos45°， 因为 xDP＞xCP，运动到 P 的时间相等，则 a1＜a2，所以 μ1＞μ2，即圆环与直杆 CP 段的动摩擦因数大于圆环与直杆 DP 段之间的动摩擦因数，故 A 错误． B、从 C 到 D 和从 D 到 C 过程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可 知，两次滑动中物块到达底端速度相等，故 B 错误． C、由题意可知，小物块两次滑动经过 P 点的时间相同，且 DP＞CP，因此从 D 到 P 的平均速度大于从 C 到 P 的平均速度，设从 C 到 P 点时速度为 v1，从 D 到 P 时速 度为 v2，则根据匀变速直线运动特点有： ，即从 D 到 P 点速度大于从 C 到 P 点的速度，则得 v1＜v2． 设圆环滑到底端的速度大小为 v．则第一种情况：从 P 到 D 过程 ， 第二种情况：从 P 到 C 过程 ， 因为 xPD＞xPC，v1＜v2． 所以 t1＞t2．则得第一次圆环到达底端所用时间长．故 D 正确，C 错误． 故选：D． 　 9．如图所示，物块用一不可伸长的轻绳跨过小滑轮与小球相连，与小球相连的轻 绳处于水平拉直状态．小球由静止释放运动到最低点过程中，物块始终保持静止， 不计空气阻力．下列说法正确的有（　　） A．小球刚释放时，地面对物块的摩擦力为零 B．小球运动到最低点时，地面对物块的支持力可能为零 C．上述过程中小球的机械能守恒 D．上述过程中小球重力的功率一直增大 【考点】机械能守恒定律；摩擦力的判断与计算；共点力平衡的条件及其应用； 功率、平均功率和瞬时功率． 【分析】对小球的运动过程分析，然后对物体进行受力分析，根据物块始终处于 静止即可判断，在判断机械能守恒时对重力受力分析，只有重力做功即可判断 【解答】解：A、小球刚释放时，小球速度为零，此时绳子的拉力为零，对物块分 析可知，受到的摩擦力为零，故 A 正确； B、小球运动到最低点时，若地面对物块的支持力为零，此时绳子的拉力对物块有 向右的分力，不可能静止，故 B 错误； C、整体受力分析，只有重力做功，故机械能守恒，故 C 正确； D、刚释放时，速度为零，小球的功率为零，到达最低端时，速度方向与重力方向 垂直，功率为零，故功率先减小后增大，故 D 错误； 故选：AC 　 10．据报道，2016 年 2 月 18 日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号 卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自 2013 年 12 月 14 日月面软着陆 以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录．假如月球车在 月球表面以初速度 v0 竖直上抛出一个小球，经时间 t 后小球回到出发点，已知月 球的半径为 R，引力常量为 G，下列说法正确的是（　　） A．月球表面的重力加速度为 B．月球的质量为 C．探测器在月球表面获得 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】根据竖直上抛运动求得月球表面的重力加速度，再根据重力与万有引力 相等求得月球质量和月球的第一宇宙速度． 【解答】解：A、根据竖直上抛运动规律△v=gt 可知，月球表面的重力加速度 g= ， 故 A 错误； B、在月球表面重力与万有引力相等有 ，可得月球质量 M= = ， 故 B 错误； C、据万有引力提供圆周运动向心力可知，卫星的最大运行速度 v= = ， 故 C 正确； D、绕月球表面匀速飞行的卫星的周期 T= ，故 D 正确； 故选：CD 　 11．如图所示，长为 L=0.5m、倾角为 θ=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电 场中，一带电荷量为+q，质量为 m 的小球（可视为质点），以初速度 v0=2m/s 恰能 沿斜面匀速上滑，g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在 B 点的电势能大于在 A 点的电势能 B．水平匀强电场的电场强度为 C．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为 3 m/s2 D．若电场强度减半，小球运动到 B 点时速度为初速度 v0 的一半 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度． 【分析】带电小球从底端运动到顶端，重力做负功，电场力做正功，而支持力不 做功．而两处速度相等，则重力做的功与电场力做功之和为零．所以可以确定小 球在何处的电势能高．同时由倾角可确定重力与电场力的关系． 【解答】解：A、从 A 到 B 的过程中做匀速运动，电场力做正功，电势能减小，B 点的电势能小于 A 点的电势能．故 A 错误； B、小球以初速度 v0 由斜面底端的 A 点沿斜面匀速上滑，到达斜面顶端 N 的速度 仍为 v0，根据动能定理，重力做功与电场力做功相等，有：qEx=mgh，所以 E= ．故 B 正确． C 、 若 电 场 强 度 加 倍 ， 小 球 沿 斜 面 方 向 的 受 力 ： ， 小 球 运 动 的 加 速 度 大 小 为 ： m/s2 故 C 错误； D、若电场强度减半，小球运动到 B 点时： ，代入数据 得：v=1m/s，速度为初速度 v0 的一半．故 D 正确． 故选：BD． 　 12．如图甲所示，在距离地面高度为 h=0.80m 的平台上有一轻质弹簧，其左端固 定于竖直挡板上，右端与质量 m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA 段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用．物块开始静止于 A 点，与 OA 段的动摩擦因数 μ=0.50．现对物块施加一个水平向左的外力 F，大小随位移 x 变化 关系如图乙所示．物块向左运动 x=0.40m 到达 B 点，到达 B 点时速度为零，随即 撤去外力 F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从 M 点离开平台，落到地面上 N 点，取 g=10m/s2，则（　　） A．弹簧被压缩过程中外力 F 做的功为 6.0 J B．弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为 6.0J C．整个运动过程中克服摩擦力做功为 4.0J D．MN 的水平距离为 1.6 m 【考点】功能关系；弹性势能． 【分析】F﹣x 图象与坐标轴所围的面积表示力 F 做的功，由几何知识求外力 F 做 的功．根据能量守恒定律求弹簧最大的弹性势能．由 W=fx 求克服摩擦力做功．由 能量守恒定律求出物体离开 M 点时的速度，由平抛运动的规律求 MN 的水平距 离． 【解答】解：A、根据 F﹣x 图象与坐标轴所围的面积表示力 F 做的功，则弹簧被压 缩过程中外力 F 做的功为 WF= +18×0.2=6.0J．故 A 正确． B、物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功 Wf=μmgx=0.5×0.5×10×0.4J=1.0J 根据能量守恒可知，弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为 Ep=WF﹣Wf=5.0J， 故 B 错误． C、整个运动过程中克服摩擦力做功为 Wf 总=2μmgx=2.0J．故 C 错误． D、设物块离开 M 点时的速度为 v．对整个过程，由能量守恒得： =WF﹣Wf 总，解得 v=4m/s 物块离开 M 点后做平抛运动，则有 h= x=vt 解得 x=1.6m．故 D 正确． 故选：AD 　 二、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 12 分．请正确作图并将答案填在答卷 卷题目中的横线上．） 13．在“验证力的平行四边形定则”实验中： （1）若测某一分力时，弹簧秤的外壳与接触面发生了摩擦，这种操作，对实验结 果影响　无　．（填“有”或“无”） （2）下列要求或做法正确的是　C　． A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上 C．两细绳套应适当长些，便于确定力的方向 D．用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时，只需要记下弹簧秤的读数，用两个弹簧秤 通过细绳拉橡皮条时，要记下两个弹簧秤的读数和两条细线的方向 （3）有几位同学进一步做实验．先用两个弹簧秤一起把橡皮条的结点拉到位置 O， 用手按住结点；再改变其中一个弹簧秤的方位，使这个弹簧秤的拉力的大小和方 向都跟原来不同．固定这个弹簧秤的位置，松开结点，试着改变另一个弹簧秤的 方位，来改变拉力的大小和方向，使结点回到原来的位置．下列说法正确的是　 AC　． A．两个弹簧秤后来的拉力的合力跟它们原来的拉力的合力相同 B．两个弹簧秤后来的拉力的合力跟它们原来的拉力的方向相同大小不相等 C．另一个弹簧秤的方位是唯一的 D．另一个弹簧秤的方位不是唯一的． 【考点】验证力的平行四边形定则． 【分析】（1）明确弹簧秤的构造和使用即可正确解答； （2）在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同（即 橡皮条拉到同一位置），而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大 小．因此细线的长度没有限制，弹簧秤的示数也没有要求，两细线的夹角不要太 小也不要太大，但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行； （3）要使结点不变，应保证合力大小、方向不变，其中固定一个弹簧秤的位置， 所以另一个弹簧秤的方位是惟一的． 【解答】解：（1）由于弹簧秤内部弹簧并不和外壳接触，因此实验中弹簧秤的外 壳与纸面间的摩擦不影响橡皮条受到拉力的大小． （2）A、细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长．故 A 错误； B、两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹 角平分线上．故 B 错误； C、为了减小测量的误差，两根细绳应适当长些．故 C 正确． D、一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时，也不仅要记下弹簧秤的读数，也要记录方 向．故 D 错误； 故选：C （3）结点不变，则力的作用效果不变，所以两个弹簧秤后来的拉力的合力跟它们 原来的拉力的合力相同， 固定一个弹簧秤的位置，即一个分力是不变的，合力不变，则另一个弹簧秤的方 位是惟一的，故 AC 正确，BD 错误． 故选：AC 故答案为：（1）无；（2）C；（3）A C 　 14．在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸 带，如图甲所示．他舍弃前面密集的点，以 O 为起点，从 A 点开始选取纸带上连 续点 A、B、C…，测出 O 到 A、B、C…的距离分别为 h1、h2、h3…．电源的频率为 f． （1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是　ABC　． A．选用铁质重锤 B．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上 C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直 D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直 （2）打 B 点时，重锤的速度 vB 为　 　． （3）小明通过实验测得数据（有阻力的影响），画出的 v2﹣h 图象如图乙所示．已 知直线斜率为 k，则当地重力加速度 g　＞　 （选填“＞”；“=”；“＜”） 【考点】验证机械能守恒定律． 【分析】（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤． （2）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． （3）根据动能定理结合图线进行分析． 【解答】解：（1）A、为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体 积小一些的，故 A 正确． B、安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故 B 正 确． C、释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故 C 正确． D、重锤下落过程中，手不能拉着纸带，故 D 错误． 故选：ABC． （2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知， 则 B 点的瞬时速度 vB= = ． （3）根据动能定理：F 合 h= mv2﹣ mv02，得 v2=v02+ ， 因为 v2﹣h 图象的斜率为 k，知 =k， F 合=mg﹣f＜mg 联立得：F 合= ＜mg 即：g＞ 故答案为：（1）ABC；（2） ；（3）＞． 　 三、计算题（本题含 2 题，共 40 分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 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．） 15．甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持 9m/s 的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时 机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前 S0=13.5m 处作了标记，并以 V=9m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的 前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已 知接力区的长度为 L=20m． 求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度 a； （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离． 【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀速直线运动及其公式、图像． 【分析】（1）甲在追乙的过程中，甲做的是匀速运动，乙做的是加速运动，追上 时他们的位移的差值是 13.5m，从而可以求得加速度的大小； （2）乙做的是加速运动，由匀加速运动的位移公式可以求得乙的位移的大小，从 而可以求得在完成交接棒时乙离接力区末端的距离． 【解答】解：（1）设经过时间 t，甲追上乙， 则根据题意有 vt﹣ vt=13.5 将 v=9 代入得到：t=3s， 再有 v=at 解得：a=3m/s2 即乙在接棒前的加速度为 3m/s2． （2）在追上乙的时候，乙走的距离为 s， 则：s= at2 代入数据得到 s=13.5m． 所以乙离接力区末端的距离为△s=20﹣13.5=6.5m． 　 16．如图是测定带电粒子比荷的一种装置．图中点划线 PQ 是装置的轴线，A 是粒 子源，某一带电粒子（不计重力）自小孔飞出，经电场加速后沿轴线 PQ 进入装置 C；装置 C 中有一对平行金属板，板间存在正交的电磁场，已知磁场的磁感应强度 为 B1，两极板间距为 d，极板间的电势差为 U；装置 D 是一半径为 r、磁感应强度 为 B2、圆心在 PQ 上的圆形匀强磁场区域． 若某带电粒子（不计重力）经电场加 速后，恰好沿轴线 PQ 直线通过装置 C，并沿轴线 PQ 方向进入装置 D，经 D 中的 磁场发生偏转，最后从圆形区域边界上的 G 点射出，已知 G 点到轴线 PQ 的距离 为 r． 求：（1）粒子离开装置 C 的速度大小； （2）粒子的比荷 ． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】（1）可知装置 C 为速度选择器模型，在装置 C 中做匀速直线运动的条件 为电场力与洛伦兹力平衡，再结合匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式即 可求出速度 v； （2）带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力与几何关系联 立即可求出比荷． 【解答】解： （1）粒子在正交电磁场中恰好沿轴线直线 PQ 通过装置 C 满足：qvB1=Eq ① 根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式有：E═ ② ①②式联立得：v= ③ （2）设粒子在偏转磁场中匀速圆周运动的半径为 R，速度偏转角为 α，偏转轨迹 圆弧所对应的圆心角为 θ， 如图所示，因为粒子沿着磁场半径方向射入，根据对称性，粒子一定沿 着磁场半径方向出射， 根据几何关系可知：α=θ 由洛伦兹力提供向心力：qvB2=m ，得 R= ④ 根据几何关系：sinα= = 所以：θ=α=60° =tan = ⑤ 将③⑤式代入④式，得粒子比荷： = 答：（1）粒子离开装置 C 的速度大小为 ； （2）粒子的比荷 = ． 　 2017 年 1 月 23 日