湖南省长沙市望城一中2017届高三上学期第三次调研物理试卷

湖南省长沙市望城一中2017届高三上学期第三次调研物理试卷

‎2016-2017学年湖南省长沙市望城一中高三（上）第三次调研物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题共10个小题，共计52分．其中1-4题为单选题，每题4分，5-10题为多选题，每题6分，少选3分，错选0分）‎ ‎1．目前我省交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚，如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m．该车减速时的加速度大小为5m/s2．则下列说法中正确的是（　　）‎ A．如果驾驶员立即刹车制动，则t=2s时，汽车离停车线的距离为2m B．如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车能在停车线处刹住停车让人 C．如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人 D．如果驾驶员的反应时间为0.2s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人 ‎2．如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为α、β，且α＜β，则下列说法正确的是（　　）‎ A．两球质量一定有ma＜mb B．两球带电量一定有qa＞qb C．若将两细线同时剪断，则两球一定同时落到同一水平地面上 D．若将两细线同时剪断，落地时，两球水平位移的大小一定相等 ‎3．一倾角为θ足够长的光滑斜面固定在水平面上，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的下端系一个质量为m的小球，用一垂直于斜面的挡板P挡住小球，此时弹簧没有发生形变，如图所示．若挡板P以加速度a沿斜面向下匀加速运动，且弹簧与斜面始终保持平行，经过一段时间后，当小球与挡板刚好分离时（　　）‎ A．弹簧弹力大小为mgsinθ B．小球运动的速度达到最大 C．弹簧的弹性势能为 D．小球运动的时间为 ‎4．甲乙两个物体在同一时刻沿同一直线运动，它们的速度﹣时间图象如图所示，下列有关说法正确的是（　　） ‎ A．在4～6 s内，甲、乙两物体的加速度大小相等，方向相反 B．甲、乙两物体一定在2 s末相遇 C．前4 s内甲、乙两物体的平均速度相等 D．前6 s内甲通过的路程更大 ‎5．2014年11月1日早上6时42分，被誉为“嫦娥5号”的“探路尖兵”再人返回飞行试验返回器在内蒙古四于王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再人返回关键技术，为“嫦娥5号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ引力常量为G，则（　　）‎ A．航天器的环绕周期为 B．航天器的轨道半径为 C．月球的质量为 D．月球的密度为 ‎6．某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象．在地面上称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重．电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10m/s2）．则（　　）‎ A．电梯为下降过程 B．在10﹣11s内电梯的加速度大小为2m/s2‎ C．F3的示数为550N D．电梯运行的总位移为19m ‎7．如图，质量为m的物体放在升降机的底板上．若升降机从静止开始以a=g/2的加速度竖直向下运动一段位移h．下列说法正确的是（　　）‎ A．物体所受的支持力为 B．物体动能的增加量为mgh C．物体重力势能的减小量为mgh D．物体机械能的减少量为 ‎8．如图甲，轻杆一端固定在O点，另一端固定质量为m的小球．现让小球在竖直平面内做圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，速度大小为v，其F﹣v2图象如图乙所示．则（　　）‎ A．小球做圆周运动的半径R=‎ B．v2=0时，小球受到的弹力与重力大小不相等 C．v2=c时，小球受到的弹力方向向上 D．v2=2b时，小球受到的弹力大小为a ‎9．如图，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内．用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止．现将B球沿斜面向上移动一小段距离，发现A球随之向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是（　　）‎ A．墙面对A的弹力变小 B．斜面对B的弹力不变 C．推力F变大 D．两球之间的距离变大 ‎10．如图所示，虚线表示某电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等．一重力不计、带负电的粒子从左侧射入电场，运动轨迹与三个等势面分别交于a、b、c三点，则（　　）‎ A．a点的电势比b点的电势高 B．粒子在c点时的加速度最大 C．粒子从a到c电势能不断增加 D．粒子从a到b电场力所做的功小于从b到c电场力所做的功 ‎　‎ 二、实验题．（11-12题为实验题，每空2分，共计18分．）‎ ‎11．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示．实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，如图（b）所示．‎ ‎（1）小车上安装的是位移传感器的　　部分（选填“接收”或“发射”）．‎ ‎（2）小车和轨道间的动摩擦因数μ=　　．‎ ‎（3）图（b）中，拉力F较大时，a﹣F图线明显弯曲，如果F不断增大，这一曲线不断延伸，那么加速度的值趋向为　　．‎ ‎12．物理课上老师拿出了如图1所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验，下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想．、‎ ‎（1）甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验．‎ ‎①要完成该实验，下列做法正确的是：　　（填字母代号）‎ A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．实验时，应让小车尽量的靠近打点计时器，且应先放开小车再接通打点计时器的电源 C．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，不应将钩码通过定滑轮拴在小车上 D．通过增减小车上的砝码改变小车质量时，需要重新调节木板倾斜度 ‎②设钩码的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中要进行m和M的选取，以下最合理的一组是：　　‎ A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g ‎（2）乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验．‎ 平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点来计算小车的速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：　　．‎ ‎（3）丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验．‎ ‎①实验中得到了一条纸带如图2所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0～6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T．则打下点2时小车的速度v2=　　；若测得小车的质量为M、钩码的总质量为m，打下点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，若不计一切阻力，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为　　（用相关的字母表示）．‎ ‎②下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是：　　‎ A．实验中甲必须用天平测出小车的质量，乙、丙不需要测出小车的质量 B．实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力 C．实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量 D．实验中甲、乙、丙都要先接通电源，再放开小车，且小车要尽量靠近打点计时器．‎ ‎　‎ 三、计算题（13-15为计算题，总计40分．）‎ ‎13．如图所示，一质量为m的带电小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右，场强大小为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=37°角．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）小球的电性及所带电荷量的大小？‎ ‎（2）如果不改变电场强度的大小而将电场的方向变为竖直向下，则带电小球从静止开始运动到最低点时绳子的张力多大？‎ ‎14．如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．现进行试验，设无人机的质量为m=4kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间t=4s时离地面的高度为h=48m，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）其动力系统所能提供的最大升力为多大？‎ ‎（2）无人机通过调整升力继续上升，恰能悬停在距离地面高度为H=118m处，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功为多大？‎ ‎（3）当无人机悬停在距离地面高度H=118m处时，突然关闭动力设备，无人机从静止开始竖直坠落，经2s后无人机瞬间又恢复最大升力，则无人机在下落过程中距地面的最低高度为多大？‎ ‎15．如图所示为浦江中学物理课外兴趣小组在某次四驱车比赛时轨道的一小段．小虎同学控制的四驱车（可视为质点），质量m=1.0kg，额定功率为P=9W，四驱车到达水平平台上A点时速度很小（可视为0），此时启动四驱车的发动机并以额定功率运动，当四驱车到达平台边缘B点时恰好达到最大速度，并从B点水平飞出，恰能从C点沿切线方向飞入粗糙的竖直圆形轨道内侧，到达C点时的速度大小为5m/s，且∠α=53°，四驱车沿CDE运动到最高点F时轨道对它的压力恰为零，已知AB间的距离L=6m，圆弧轨道半径R=0.4m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：‎ ‎（1）四驱车运动到B点时的速度大小；‎ ‎（2）发动机在水平平台上工作的时间；‎ ‎（3）四驱车在圆轨道上从C点运动到F点的过程中克服阻力做的功．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖南省长沙市望城一中高三（上）第三次调研物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题共10个小题，共计52分．其中1-4题为单选题，每题4分，5-10题为多选题，每题6分，少选3分，错选0分）‎ ‎1．目前我省交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚，如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m．该车减速时的加速度大小为5m/s2．则下列说法中正确的是（　　）‎ A．如果驾驶员立即刹车制动，则t=2s时，汽车离停车线的距离为2m B．如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车能在停车线处刹住停车让人 C．如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人 D．如果驾驶员的反应时间为0.2s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人 ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】根据位移时间公式求出立即匀加速运动的位移，判断是否通过停车线，根据速度位移公式求出减速到零的时间，然后求出位移，判断是否超过停车线．‎ ‎【解答】解：A、若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间s＜2s，所以刹车到停止的位移，汽车离停车线的距离为8m﹣6.4m=1.6m，故A错误；‎ B、如果在距停车线6m处开始刹车制动，刹车到停止的位移是6.4m，所以汽车不能在停车线处刹住停车让人．故B错误；‎ C、刹车的位移是6.4m，所以车匀速运动的位移是1.6m，则驾驶员的反应时间： s．故C错误，D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎2．如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为α、β，且α＜β，则下列说法正确的是（　　）‎ A．两球质量一定有ma＜mb B．两球带电量一定有qa＞qb C．若将两细线同时剪断，则两球一定同时落到同一水平地面上 D．若将两细线同时剪断，落地时，两球水平位移的大小一定相等 ‎【考点】库仑定律；物体的弹性和弹力；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】同时剪断两根细线时，小球受水平方向的库伦力和竖直方向的重力作用，然后根据水平方向和竖直方向运动的独立性可正确求解．‎ ‎【解答】解：A、对小球受力分析，重力、库仑力与拉力，两者的库仑力大小相等，方向相反，根据平衡条件有：‎ mag=‎ mbg=，‎ 由于β＞α，‎ 所以ma＞mb，故A错误．‎ B、两者的库仑力大小相等，方向相反，但a球的电荷量和b球的电量大小无法判断，故B错误；‎ C、若同时剪断细线，竖直方向上作自由落体运动，根据运动的独立性可知，则两球一定同时落到同一水平地面上，故C正确．‎ D、竖直方向上作自由落体运动，根据运动的独立性可知，a、b两球下落的时间相同，但因质量的不同，则水平方向的加速度不同，因此水平位移的大小不一定相等，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．一倾角为θ足够长的光滑斜面固定在水平面上，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的下端系一个质量为m的小球，用一垂直于斜面的挡板P挡住小球，此时弹簧没有发生形变，如图所示．若挡板P以加速度a沿斜面向下匀加速运动，且弹簧与斜面始终保持平行，经过一段时间后，当小球与挡板刚好分离时（　　）‎ A．弹簧弹力大小为mgsinθ B．小球运动的速度达到最大 C．弹簧的弹性势能为 D．小球运动的时间为 ‎【考点】功能关系．‎ ‎【分析】小球与挡板刚分离时，相互间的弹力为零，由牛顿第二定律求弹簧弹力大小．当小球的合力为零时速度最大．从开始运动到小球与挡板分离的过程中，挡板A始终以加速度a匀加速运动，由牛顿第二定律和胡克定律结合求得小球的位移，由Ep=求弹簧的弹性势能．由位移时间公式求时间．‎ ‎【解答】解：A、当m与挡板刚好分离时，由牛顿第二定律有：mgsinθ﹣F1=ma，得弹簧的弹力大小为 F1=mgsinθ﹣ma，故A错误．‎ B、当小球的加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零．即 F2=mgsinθ，则 F1＜F2，可知，小球与挡板刚好分离时小球运动的速度不是最大，故B错误．‎ C、由胡克定律有 F1=kx，得 x=，弹簧的弹性势能为 Ep==，故C错误．‎ D、由 x=at2，解得 t=．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎4．甲乙两个物体在同一时刻沿同一直线运动，它们的速度﹣时间图象如图所示，下列有关说法正确的是（　　） ‎ A．在4～6 s内，甲、乙两物体的加速度大小相等，方向相反 B．甲、乙两物体一定在2 s末相遇 C．前4 s内甲、乙两物体的平均速度相等 D．前6 s内甲通过的路程更大 ‎【考点】匀变速直线运动的图像；位移与路程．‎ ‎【分析】v﹣t图象中图线与坐标轴围成图形的面积表示位移，判断2s末两物体位移是否相等即可判断是否相遇；图线上某点对应纵轴坐标的正负表示运动方向．‎ ‎【解答】解：A、在4s﹣6s内，甲、乙两物体图线的斜率相同，则加速度大小相等，方向相同，A错误；‎ B、由图线所围图形的面积知前2s内两物体的位移相等，但不确定是从同一地点出发的，故不能判定二者是否相遇，D错误前6s内甲图线与坐标轴围成图形的面积之和较大，所以甲通过的路程更大，故B错误；‎ C、由图线所围图形的面积知前4s内甲的位移大于乙的位移，故甲的平均速度大于乙的平均速度，故C错误；‎ D、由图可知，图象与时间轴围成的面积表示位移，则可知，前6 s内甲通过的路程更大，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．2014年11月1日早上6时42分，被誉为“嫦娥5号”的“探路尖兵”再人返回飞行试验返回器在内蒙古四于王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再人返回关键技术，为“嫦娥5号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ引力常量为G，则（　　）‎ A．航天器的环绕周期为 B．航天器的轨道半径为 C．月球的质量为 D．月球的密度为 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】由万有引力充当向心力而做圆周运动的，则由万有引力公式及已知量可得出能计算的物理量．‎ ‎【解答】解：A、经过时间t，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ则：，得：．故A正确；‎ B、根据几何关系得：．故B错误；‎ C、由万有引力充当向心力而做圆周运动，所以：所以：．故C正确；‎ D、人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，月球的半径等于r，则月球的体积：‎ 月球的密度：．故D错误．‎ 故选：AC ‎　‎ ‎6．某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象．在地面上称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重．电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10m/s2）．则（　　）‎ A．电梯为下降过程 B．在10﹣11s内电梯的加速度大小为2m/s2‎ C．F3的示数为550N D．电梯运行的总位移为19m ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用-超重和失重．‎ ‎【分析】（1）前2秒由静到动是加速，但从图象可以看出是失重，故是加速下降；‎ ‎（2）电梯前2秒加速下降，2～10秒匀速下降，10～11s是减速下降；先求解2s时速度，然后求解最后1s的加速度，再根据牛顿第二定律求解弹力；‎ ‎（3）分加加速、匀速、减速三段求解位移，最后相加得到总位移．‎ ‎【解答】解：A、由图象可知，在0～2s内，台秤对小明的支持力为：F1=450N 由牛顿第二定律定律有：mg﹣F1=ma1‎ 解得：‎ 加速度方向竖直向下，故电梯下降，故A正确；‎ B、设在10s～11s内小明的加速度为a3，时间为t3，0～2s的时间为t1，则a1t1=a3t3‎ 解得：，故B正确 C、由牛顿第二定律定律有：F3﹣mg=ma3‎ 解得：F3=600N，故C错误 D、0～2s内位移 ‎ ‎2s～10s内位移 x2=a1t1t2=16m ‎10s～11s内位移 =1m 小明运动的总位移 x=x1+x2+x3=19m，故D正确 故选：ABD ‎　‎ ‎7．如图，质量为m的物体放在升降机的底板上．若升降机从静止开始以a=g/2的加速度竖直向下运动一段位移h．下列说法正确的是（　　）‎ A．物体所受的支持力为 B．物体动能的增加量为mgh C．物体重力势能的减小量为mgh D．物体机械能的减少量为 ‎【考点】功能关系．‎ ‎【分析】根据牛顿第二定律求解支持力的大小．由动能定理研究动能的增量．重力做功多少，重力势能就减小多少．根据支持力做功的多少，分析机械能的变化量．‎ ‎【解答】解：A、根据牛顿第二定律得：mg﹣N=ma，得物体所受的支持力为 N=mg=ma=m=．故A错误．‎ B、合力做功为 W合=mah=mgh，根据动能定理得，物体动能的增加量为△Ek=W合=mgh．故B错误．‎ C、重力做功为mgh，则物体重力势能的减小量为mgh．故C正确．‎ D、根据功能关系得知，物体机械能的减少量等于物体克服支持力做功，即为mgh，故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎8．如图甲，轻杆一端固定在O点，另一端固定质量为m的小球．现让小球在竖直平面内做圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，速度大小为v，其F﹣v2图象如图乙所示．则（　　）‎ A．小球做圆周运动的半径R=‎ B．v2=0时，小球受到的弹力与重力大小不相等 C．v2=c时，小球受到的弹力方向向上 D．v2=2b时，小球受到的弹力大小为a ‎【考点】向心力．‎ ‎【分析】根据图象乙知：小球在最高点时，若v=0，则F=mg=a；若F=0，应有mg=m，可求得R．由图乙可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下；若v2=2b．根据向心力公式即可求解弹力．‎ ‎【解答】解：A、由图乙知，若v=0，则F=mg=a．当F=0时，v2=b，则小球在最高点时，当F=0，有 mg=m=m，联立解得R=，故A正确；‎ B、v2=0时，根据牛顿第二定律得：mg﹣F=m=0，则F=mg，故B错误．‎ C、由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；‎ D、若v2=2b时．由牛顿第二定律有 F+mg=m=m，结合A项分析解得 F=mg=a，故D正确．‎ 故选：AD ‎　‎ ‎9．如图，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内．用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止．现将B球沿斜面向上移动一小段距离，发现A球随之向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是（　　）‎ A．墙面对A的弹力变小 B．斜面对B的弹力不变 C．推力F变大 D．两球之间的距离变大 ‎【考点】库仑定律；物体的弹性和弹力；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】利用整体法对AB两球分析可知斜面对B的弹力不变，假设A球不动，利用库仑定律可知库仑力的变化，进而知道小球会上升，致使库仑力与竖直方向的夹角变小，水平分量变小，库仑力变小，两球间的距离变大，注意判断即可．‎ ‎【解答】解：对B选项，利用整体法可知，斜面对B球支持力的竖直分量等于A、B两带电小球的重力之和，斜面倾角不变，斜面对B球支持力不变，故斜面对B的弹力不变，B选项正确；‎ 对D选项，假设A球不动，由于A、B两球间的距离减小，库仑力增大，A球上升，库仑力与竖直方向的夹角变小，而竖直分量不变，故库仑力变小，A、B间的距离变大，故D正确；‎ 对A、C选项，因水平分量减小，故A正确，C错误．‎ 故选：ABD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，虚线表示某电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等．一重力不计、带负电的粒子从左侧射入电场，运动轨迹与三个等势面分别交于a、b、c三点，则（　　）‎ A．a点的电势比b点的电势高 B．粒子在c点时的加速度最大 C．粒子从a到c电势能不断增加 D．粒子从a到b电场力所做的功小于从b到c电场力所做的功 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方，由于质点带负电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大．‎ ‎【解答】解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，c点的电势最低，故A正确 B、相邻等势面之间的电势差相等，从左向右相邻等势面之间距离变大，可知电场变弱，带电粒子左向右运动时，电场力变小，加速度减小，故B错误；‎ C、粒子从a到时c，电场力做负功，电势能增大，故C正确；‎ D、电场力做功W=qU，因相邻面间的电势差相等，故粒子从a到b克服电场力做功等于从b到c克服电场力做功，故D错误 故选：AC ‎　‎ 二、实验题．（11-12题为实验题，每空2分，共计18分．）‎ ‎11．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示．实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，如图（b）所示．‎ ‎（1）小车上安装的是位移传感器的　发射　部分（选填“接收”或“发射”）．‎ ‎（2）小车和轨道间的动摩擦因数μ=　0.2　．‎ ‎（3）图（b）中，拉力F较大时，a﹣F图线明显弯曲，如果F不断增大，这一曲线不断延伸，那么加速度的值趋向为　g　．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（1）小车上安装的是位移传感器的发射器；‎ ‎（2）由a﹣F图象得图象斜率得出小车质量和滑动摩擦力，再根据滑动摩擦力公式求解；‎ ‎（3）根据图象得出变量之间的关系，知道钩码所受的重力作为小车所受外力的条件．‎ ‎【解答】解：（1）小车上安装的是位移传感器的发射器，木板左端安装的是传感器的接受器；‎ ‎（2）根据F=ma得a﹣F图象的斜率k=，‎ 由a﹣F图象得图象斜率k=，所以m=0.25kg．‎ 由a﹣F图象得，当F=0.5N时，物体即将要滑动，此时有F=f，因此滑动摩擦力等于0.5N，‎ 所以滑块和轨道间的动摩擦因数；‎ ‎（3）对小车和钩码整体分析应有：a=，变形为a=，可见当m→∝时，a=g，即若不断增加砂和砂桶的质量，应有a=g，即小车的加速度的趋向值为g．‎ 故答案为：（1）发射；（2）0.2；（3）g ‎　‎ ‎12．物理课上老师拿出了如图1所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验，下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想．、‎ ‎（1）甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验．‎ ‎①要完成该实验，下列做法正确的是：　AC　（填字母代号）‎ A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．实验时，应让小车尽量的靠近打点计时器，且应先放开小车再接通打点计时器的电源 C．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，不应将钩码通过定滑轮拴在小车上 D．通过增减小车上的砝码改变小车质量时，需要重新调节木板倾斜度 ‎②设钩码的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中要进行m和M的选取，以下最合理的一组是：　C　‎ A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g ‎（2）乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验．‎ 平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点来计算小车的速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：　在小车上加适量钩码　．‎ ‎（3）丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验．‎ ‎①实验中得到了一条纸带如图2所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0～6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T．则打下点2时小车的速度v2=　　；若测得小车的质量为M、钩码的总质量为m，打下点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，若不计一切阻力，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为　mg（d5﹣dv1）=（M+m）（v52﹣v12）　（用相关的字母表示）．‎ ‎②下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是：　CD　‎ A．实验中甲必须用天平测出小车的质量，乙、丙不需要测出小车的质量 B．实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力 C．实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量 D．实验中甲、乙、丙都要先接通电源，再放开小车，且小车要尽量靠近打点计时器．‎ ‎【考点】探究功与速度变化的关系；探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（1）根据实验原理与实验注意事项分析答题，为了使得钩码的总重力等于细绳的拉力，要满足钩码的总质量远小于小车的质量．‎ ‎（2）纸带上打出的点较小，说明小车的加速度过大（即小车过快），可以增加小车质量（在小车上加上适量的砝码），或减少砝码的拉力；‎ ‎（3）由匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可算2点速度，根据重力势能等于增加的动能验证机械能守恒．‎ ‎【解答】解：（1）①A、为使小车受到的拉力等于沙桶的重力，应调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故A正确；‎ B、实验时，应先接通电源再放开小车，故B错误；‎ C、在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不能将沙桶通过定滑轮拴在小车上，故C正确；‎ D、平衡摩擦力后，在实验过程中，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D错误；故选：AC ‎②重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律得：‎ 对重物：mg﹣T=ma 对小车：T=Ma，解得：T=，故当M＞＞m时，有T≈mg，故C符合要求．故选：C ‎（2）平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，即小车的加速度大，‎ 所以应减少小车的加速度，当小车的合力一定的情况下，据牛顿第二定律可知，适当增大小车的质量，即在小车上加适量的砝码．‎ ‎（3）①匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可算2点速度，‎ 即第点2的瞬时速度等于13间的平均速度：v2=，‎ 把钩码和小车看成系统，系统减小的势能即为钩码减小的重力势能△Ep=mg（d5﹣d1）‎ 系统增加的动能为小车和钩码增加的动能：△EK=（M+m）（v52﹣v12），‎ 验证点1与点5间系统的机械能是否守恒，就是验证△Ep=△Ek，即mg（d5﹣dv1）=（M+m）（v52﹣v12）；‎ ‎②A、三个实验都需要测量小车的质量，其中验证机械能守恒定律实验要把钩码和小车看成系统，所以要测量小车质量，故A错误；‎ B、三个实验都需要平衡摩擦力，都需要用钩码的重力代替绳子的拉力，则都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量，故B错误，C正确；‎ D、使用打点计时器时，都要先接通电源，再放开小车，且小车要尽量靠近打点计时器，故D正确．故选：CD 故答案为：（1）①AC；②C；（2）在小车上加适量钩码；（3）①，mg（d5﹣dv1）=（M+m）（v52﹣v12）；②CD．‎ ‎　‎ 三、计算题（13-15为计算题，总计40分．）‎ ‎13．如图所示，一质量为m的带电小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右，场强大小为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=37°角．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）小球的电性及所带电荷量的大小？‎ ‎（2）如果不改变电场强度的大小而将电场的方向变为竖直向下，则带电小球从静止开始运动到最低点时绳子的张力多大？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】（1）对小球受力分析，根据平衡条件可明确粒子的电性，再根据平衡条件利用几何关系可求得电荷量的大小；‎ ‎（2）根据动能定理可求得小球到达最低点的速度，再根据向心力公式即可明确绳子上张力的大小．‎ ‎【解答】解：（1）对小球受力分析，如图所示，要使小球静止，小球受力一定向左，与电场线方向相反，故小球带负电 ‎ 小球处于平衡状态，由几何关系可得：‎ Eq=mgtanθ 解得：q==　　‎ ‎（2）小球摆下过程中，由动能定理得：‎ mgl（1﹣cosθ）﹣qEl（1﹣cosθ）=mv2‎ 联立①③式得v==‎ 由牛顿第二定律得：T+qE=m 解得：T=mg﹣qE+m 联立解得：T=0.35mg 答：（1）小球带负电；所带电荷量的大小为 ‎（2）如果不改变电场强度的大小而将电场的方向变为竖直向下，则带电小球从静止开始运动到最低点时绳子的张力为0.35mg ‎　‎ ‎14．如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．现进行试验，设无人机的质量为m=4kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间t=4s时离地面的高度为h=48m，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）其动力系统所能提供的最大升力为多大？‎ ‎（2）无人机通过调整升力继续上升，恰能悬停在距离地面高度为H=118m处，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功为多大？‎ ‎（3）当无人机悬停在距离地面高度H=118m处时，突然关闭动力设备，无人机从静止开始竖直坠落，经2s后无人机瞬间又恢复最大升力，则无人机在下落过程中距地面的最低高度为多大？‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度，结合牛顿第二定律求出最大升力的大小．‎ ‎（2）先求出t=4s时的速度，无人机从h上升到H的过程中，根据动能定理求动力系统所做的功；‎ ‎（3）根据牛顿第二定律求出无人机失去升力下落的加速度和位移，恢复升力后的加速度和位移，最后求出无人机在下落过程中距地面的最低高度；‎ ‎【解答】解：（1）由位移公式得：‎ 由牛顿第二定律得：F﹣mg﹣f=ma1‎ F=68N ‎ ‎（2）v1=a1t=24m/s，‎ 根据动能定理有：‎ 解得：W=1928J ‎（3）失去升力后下落过程：，‎ 经过2s后速度v1=a2t1=18m/s，下落高度，‎ 恢复升力后减速下降：‎ 根据速度位移关系有：‎ h2=20.25m 故无人机下落时距地面的最低高度△H=H﹣（h1+h2）=79.75m 答：（1）其动力系统所能提供的最大升力为68N ‎（2）无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功为1928J ‎（3）则无人机在下落过程中距地面的最低高度为20.25m ‎　‎ ‎15．如图所示为浦江中学物理课外兴趣小组在某次四驱车比赛时轨道的一小段．小虎同学控制的四驱车（可视为质点），质量m=1.0kg，额定功率为P=9W，四驱车到达水平平台上A点时速度很小（可视为0），此时启动四驱车的发动机并以额定功率运动，当四驱车到达平台边缘B点时恰好达到最大速度，并从B点水平飞出，恰能从C点沿切线方向飞入粗糙的竖直圆形轨道内侧，到达C点时的速度大小为5m/s，且∠α=53°，四驱车沿CDE运动到最高点F时轨道对它的压力恰为零，已知AB间的距离L=6m，圆弧轨道半径R=0.4m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：‎ ‎（1）四驱车运动到B点时的速度大小；‎ ‎（2）发动机在水平平台上工作的时间；‎ ‎（3）四驱车在圆轨道上从C点运动到F点的过程中克服阻力做的功．‎ ‎【考点】动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】（1）小车离开B点做平抛运动，根据平行四边形定则求出水平分速度，从而得出B点的速度．‎ ‎（2）对A到B的过程运用动能定理，抓住功率不变，求出发动机在水平平台上的工作时间．‎ ‎（3）通过牛顿第二定律求出F点的速度，从C到F利用动能定理求得摩擦力做功．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）因为四驱车到达C点的速度大小为5m/s，故其水平分速度即为到达B点的速度：‎ ‎（2）到B点时速度恰达到最大值，所以AB间阻力，‎ 由动能定理，从A到B有：；代入数据解得：t=2.5s ‎（3）到F点时轨道对它的压力恰为零，，‎ 则从C到F，由动能定理：‎ ‎=4.1J ‎ 答（1）四驱车运动到B点时的速度大小为3m/s；‎ ‎（2）发动机在水平平台上工作的时间为2.5s；‎ ‎（3）四驱车在圆轨道上从C点运动到F点的过程中克服阻力做的功为4.1J．‎ ‎　‎ ‎2017年2月5日