2022-2023学年上海市高一年级下册期末考试物理考试卷含详解

上海市洋泾中学2022学年度第二学期

高一物理期末考试试卷

一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正

确答案。）

1.如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是（）

A.牛顿通过该装置测出了引力常量G

B.牛顿被称为第一个称量地球的人

C.开普勒通过该装置提出了万有引力定律

D.该实验巧妙地利用了微小量放大思想

2.《流浪地球》讲述了极速衰老的太阳威胁到地球的生存环境，人类带着地球逃亡的故事.若太阳变为了红巨

星，此时意味着它处于恒星的（）

A.诞生期B.成长期C.存在期D.死亡期

3.关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是（）

A.这三种方式都创造了带负电荷电子

B.这三种方式都创造了带正电荷的质子

C.这三种起电方式中只有接触起电是电子的转移

D.这三种方式都符合电荷守恒定律

4.如图所示，两个互相垂直的力耳和K作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力耳对物体做

功为4J,力工对物体做功为3J，则力耳与工的合力对物体做的功为（）

C.3.5JD.1J

5.转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中

也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点。做匀速圆周运动，有关该同学转笔中涉及到

的物理知识，下列叙述正确的是（)

A.笔杆上的点离。点越远，角速度越大

B.笔杆上的点离。点越近，做圆周运动的向心加速度越大

C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的

D.若该同学使用钢笔，钢笔中的墨水有可能因快速转动被甩出

6.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为机的质点自轨道端点尸由静止开始滑

下，滑到最低点。时，对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到。的过程中，克服摩擦力所

做的功为（）

O

Q

11171

A.—mgRB.—mgRC.—mgRD.—mgR

7.根据相对论知识分析，下列说法正确的是（）

A.经过太阳周边的光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用

B.牛顿是狭义相对论和广义相对论的创立者

C.引力场越强的位置，时间进程越快

D.广义相对论可以解释引力红移现象

8.一个人站在阳台上，以相同的速率V0分别把质量为7"、2m、3根的A、I3、C三个小球竖直向上抛出、竖直向下

抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率（）

A.A球最大B.B球最大C.C球最大D.三个球一样大

9.如图所示，甲图是等量异种点电荷形成的电场，乙图是等量同种点电荷形成的电场，丙图是孤立点电荷形成的

电场，丁图是一对带等量异号电荷的平行金属板形成的电场。某带负电粒子（只受电场力作用且不与形成电场的

电荷接触）在这四种电场内的运动情况，说法错误的是（）

A.在甲电场中可以做匀变速直线运动

B.在乙电场中可以静止不动

C.在丙电场中可以做匀速圆周运动

D.在丁电场中可以做曲线运动

10.如图，有一条宽为20m的河道，一小船从岸边的某点渡河，渡河过程中保持船头指向与河岸垂直。小船在静

水中的速度大小为4m/s,水流速度大小为3m/s。下列说法正确的是（）

f珠.............

河岸

A.小船在河水中航行的轨迹是曲线

B.小船渡河的时间是4s

C.小船渡河过程中的位移大小为25m

D.小船在河水中的速度是7m/s

11.如图所示，劲度系数为左的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为机的小

球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率

为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是（）

A.小球过2点时，弹簧弹力为mg-m~

2

B.小球过B点时，弹簧的弹力为mg+m』一

2R

C.从A到8的过程中，小球的机械能守恒

D.从A到8的过程中，小球的机械能减少

12.质量为1kg的玩具小车放置在水平路面上，由静止开始启动，其运动的丫一，图像如图所示，图中0~2s时间段

图像为直线，2s后小车的输出功率保持不变，小车达到最大速度后以此速度做匀速直线运动。已知玩具小车行驶

中的阻力恒为2N,下列说法正确的是（）

A.2s后牵引力功率为12W

B.小车运动的最大速度％=12m/s

C.小车从启动到刚达到最大速度的过程中牵引力所做的总功为112.5J

D.0~2s内牵引力所做的功为30J

二、填空题（每题4分，共20分）

13.在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪

光传播的速度（填写“相同”或“不同”），判断依据是

—

14.如图所示是“套圈”游戏。“套圈”从出手到落地的过程中，先后经历了4、仇C三个位置（不计空气阻

力），其中。为“套圈”出手后运动的最高点，且自b=/7bc。则“套圈”在由。点运动到C点的过程中，动能

（选填“变大”“变小”或“不变”）；设“套圈”在浦段重力做功的平均功率为尸1,在6c段重力做功

的平均功率为尸2,则尸1尸2（选填“>”或"="）=

15.东京奥运会上，我国运动员在乒乓球项目中荣获4金3银的好成绩。如图所示，某次训练时乒乓球发球机正对

竖直墙面水平发射乒乓球。设有两个质量相同的乒乓球a和6以不同的速度水平射出，碰到墙面时下落的高度之

比为4：9,不考虑空气阻力和球的旋转，则乒乓球。和6水平射出时的初速度之比vb=,乒乓球。和b

碰到墙面时的速度与水平方向的夹角之比tand：tan£=。

16.如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M的小车，通过不可伸长的绳与一个质量为他的钩码相连，起初加

距地高为〃，从静止释放.则当祛码着地的瞬间（小车未与滑轮相碰）小车的速度大小为,在这过程中，

绳的拉力对小车所做的功为（重力加速度为g.）

17.如图所示，高为〃=10m光滑斜面A3,倾角为0=30。，底端与水平面2。相连，经过2点时无机械能损失,

在水平面末端墙上固定一轻弹簧，水平面8C段粗糙，长度为20m,动摩擦因数为〃=0.2,水平面CO段光滑，且

等于弹簧原长，质量为〃z=lkg的物块，由斜面顶端A点静止下滑，（g=10m/s2）,弹簧被压缩具有的最大弹性势能

J,物块会在段上总共运动路程是________m。

7

7

7

7

7

7

7

7

7

//////〃//〃/

DCB

三、综合题（共40分，第18题6分，第19题12分，第20题12分，第21题10分）

18.某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上

的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的尸1、尸2、尸3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静

电力的大小。

步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带电荷量，比较小球所受的静电力的大小。

（1）该实验采用的方法是o（填正确选项前的字母）

A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法

(2)若球质量为“，在尸1位置偏离竖直方向的夹角为a,则带电体受的库仑力大小为o

(3)在实验中，同学让两半径为R的小球分别带上m和砂的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利

必

用公式歹=k4来计算两球之间的库仑力，你认为该值与第二问的结果相比应该(选填“偏

(3R)2

大”“偏小”或“相等”)o

19.“用DIS验证机械能守恒定律”实验装置如图。

①底坐

②立柱

③固定装置

④连接轩

⑤摆捶

⑥挡光片

(1)本实验利用传感器测量摆锤释放后经过各个点的速度，结合各挡光片相对轨道最低点的

和摆锤质量，可以分析摆锤运动过程中机械能的变化。

(2)将摆锤由A点静止释放，在摆锤摆到最低点的过程中()o

A.连接杆拉力不做功，合外力不做功B.连接杆拉力不做功，合外力做正功

C.连接杆拉力做正功，合外力不做功D.连接杆拉力做正功，合外力做正功

(3)实验结果绘制数据如下图所示，图像的横轴表示摆锤距离最低点的高度，纵轴表示小球的重力势能4，,动

能4,或机械能及其中表示摆锤的重力势能Ep、动能&图线分别是和。(选填“甲”、“乙”或

00.51.01.5A/(X10-')m

(4)根据实验图象，可以得出的结论是

20.在研究某些复杂的曲线运动时，常常采用运动的合成与分解的方法。我们对于平抛运动的研究就是采用了这种

方法。请应用这种思想方法，解决下面的类似问题：

如图所示，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定在水平地面上，圆柱体的内径为凡沿着水平切向给贴在内壁左侧。

点的小滑块一个初速度V。，小滑块将沿着柱体的内壁旋转一周经过a点后继续运动，最终落在柱体的底面上、已

知小滑块的质量为m,重力加速度为go

(1)小滑块在运动中受哪些力的作用？分析这些力是否做功？

(2)根据研究平抛运动的方法，可以将该运动(螺旋线运动)分解为两个分运动：

①平行于水平面的分运动：匀速圆周运动(如上俯视平面图所示)；

②竖直方向的分运动为另一种基本运动。

a.说明分运动①的线速度v和%的关系；

b.描述竖直方向上的分运动②是什么运动？

(3)a.求小滑块在柱体壁上旋转一周所用的时间T；

b.求小滑块到达a点时的速度大小匕。

21.如图(a)所示，一倾角为37。的传送带以恒定速度运行.现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送

带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示，取沿传送带向上为正方向，g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

(1)0—10s内物体位移的大小；

(2)物体与传送带间的动摩擦因数；

(3)0-10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q.

上海市洋泾中学2022学年度第二学期

高一物理期末考试试卷

一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正

确答案。）

1.如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是（）

A.牛顿通过该装置测出了引力常量G

B.牛顿被称为第一个称量地球的人

C.开普勒通过该装置提出了万有引力定律

D.该实验巧妙地利用了微小量放大思想

【答案】D

【详解】AB.卡文迪什通过该装置测出了引力常量G,也因此被称为第一个称量地球的人，选项A、B错误；

C.牛顿提出万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测出引力常量，验证万有引力定律正确性，选项C错误；

D.该实验巧妙地利用了微小量放大思想，选项D正确。

故选D。

2.《流浪地球》讲述了极速衰老的太阳威胁到地球的生存环境，人类带着地球逃亡的故事.若太阳变为了红巨

星，此时意味着它处于恒星的（）

A.诞生期B.成长期C.存在期D.死亡期

【答案】D

【分析】

【详解】太阳的最终演化过程为：恒星一主序星―红巨星―白矮星，若太阳变为了红巨星，此时意味着它处于恒星

的死亡期，故D正确ABC错误。

故选D。

3.关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是（）

A.这三种方式都创造了带负电荷的电子

B.这三种方式都创造了带正电荷的质子

C.这三种起电方式中只有接触起电是电子的转移

D.这三种方式都符合电荷守恒定律

【答案】D

【详解】AB.电荷既不能被创造，也不能被消灭，这三种方式都没有产生电荷，故AB错误；

C,摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，但实质是一样的，都是电子的转移，故C错误;

D.这三种方式都符合电荷守恒定律，故D正确。

故选D。

4.如图所示，两个互相垂直的力耳和工作用在同一物体上，使物体运动,物体发生一段位移后，力月对物体做

功为4J,力瑞对物体做功为3J，则力耳与工的合力对物体做的功为（）

A.7JB.5JC.3.5JD.1J

【答案】A

【详解】求多个力对物体做功时，总功的大小等于各个力对物体做功之和,所以力F］与F2的合力对物体做的功为

%=叱+吗=3+4(J)=7J

故选A„

5.转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中

也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点。做匀速圆周运动，有关该同学转笔中涉及到

的物理知识，下列叙述正确的是（）

A.笔杆上的点离。点越远，角速度越大

B.笔杆上的点离。点越近，做圆周运动的向心加速度越大

C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的

D.若该同学使用钢笔，钢笔中的墨水有可能因快速转动被甩出

【答案】D

【详解】A.笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，故A错误;

B.由向心加速度公式

CD-R

笔杆上的点离。点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故B错误；

C.笔杆上的点并不都与手接触，故各点不都与手存在摩擦，因此不应该都是由手的摩擦力提供向心力，故C错

误；

D.当转速过大时，当提供的向心力小于需要向心力，钢笔中的墨水有可能做离心运动被甩出，故D正确。

故选Do

6.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为机的质点自轨道端点P由静止开始滑

下，滑到最低点。时，对轨道的正压力为力咫，重力加速度大小为g,质点自尸滑到。的过程中，克服摩擦力所

C.^mgRD.—mgR

【答案】C

【详解】试卷分析：据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：Ep=mgR；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具

有的动能为：E云,此时质点对轨道压力为：N-mg=m^,由能量守恒定律得到：

wy=EP-Ek=mgR-^mv^=,故选项C正确.

考点：能量守恒定律、圆周运动

【名师点睛】本题分析的关键是找出质点在初始位置是的机械能和在末位置时的机械能，两个位置机械能只差就

等于摩擦力做的功的大小即wf=Ep-Ek.但在球末位置时的动能时需要用到圆周运动规律，=

R

由此式可以求出在末位置的速度，也就可以求解此位置的动能大小了.

7.根据相对论的知识分析，下列说法正确的是（）

A.经过太阳周边的光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用

B.牛顿是狭义相对论和广义相对论的创立者

C.引力场越强的位置，时间进程越快

D,广义相对论可以解释引力红移现象

【答案】D

【详解】A.根据广义相对论可知，经过太阳周边的光线弯曲的原因是太阳引力场引起的，故A错误；

B.爱因斯坦是狭义相对论和广义相对论的创立者，故B错误；

C.根据广义相对论可知，引力场越强的位置，时间进程越慢，故C错误；

D.矮星体积很小，质量却不小，其表面引力很强，时间进程比较慢，那里原子发光的频率比同种原子在地球上发

光的频率低，这一现象叫作引力红移，所以广义相对论可以解释引力红移现象，故D正确。

故选D。

8.一个人站在阳台上，以相同的速率vo分别把质量为相、2m、3机的A、B、C三个小球竖直向上抛出、竖直向下

抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率（）

A.A球最大B.B球最大C.C球最大D.三个球一样大

【答案】D

【详解】由于不计空气的阻力，所以三个小球的机械能守恒，因此设下落的高度为〃，落地速度大小为v,根据动

能定理可知

11,

Mgh=-Mv92Mvl

解得

v12gh+近

可以看出小球落地时的速度大小与小球质量无关，只和高度、初速度大小有关，而三个小球抛出时的高度与初速

度大小都相等，因此可知三个小球落地时的速度大小相等。

故选Do

9.如图所示，甲图是等量异种点电荷形成的电场，乙图是等量同种点电荷形成的电场，丙图是孤立点电荷形成的

电场，丁图是一对带等量异号电荷的平行金属板形成的电场。某带负电粒子（只受电场力作用且不与形成电场的

电荷接触）在这四种电场内的运动情况，说法错误的是（）

A.在甲电场中可以做匀变速直线运动

B.在乙电场中可以静止不动

C.在丙电场中可以做匀速圆周运动

D.在丁电场中可以做曲线运动

【答案】A

【详解】A.在甲电场中，根据电场线分布可知，粒子在该电场中受电场力不可能不变，则不可以做匀变速直线运

动，选项A错误；

B.在乙电场中，若粒子放在两电荷连线的中点位置，则受电场力为零，可以静止不动，选项B正确；

C.在丙电场中，若速度合适，粒子可以以点电荷为中心做匀速圆周运动，选项C正确；

D.在丁电场中，粒子若速度方向与电场线不共线时可以做曲线运动，选项D正确。

此题选择不正确的选项，故选A。

10.如图，有一条宽为20m的河道，一小船从岸边的某点渡河，渡河过程中保持船头指向与河岸垂直。小船在静

水中的速度大小为4m/s,水流速度大小为3m/s。下列说法正确的是（）

f珠.............

河岸

A.小船在河水中航行轨迹是曲线

B.小船渡河的时间是4s

C.小船渡河过程中的位移大小为25m

D.小船在河水中的速度是7m/s

【答案】C

【详解】A.小船垂直于河岸方向做匀速直线运动，沿河岸方向也做匀速直线运动，所以小船的实际运动为匀速直

线运动，A错误；

B.由于渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直，故

L=v船，

解得

t=-=5s

v船

B错误；

C.小船到达河对岸时，垂直于河岸的位移为20m,沿河岸方向的位移为

x2=v水/=15m

总位移为

X=A/202+152m=25m

C正确；

D.小船在河水中的速度为

V=A/42+32m/s=5m/s

D错误。

故选C。

11.如图所示，劲度系数为上的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为式的圆环顶点P,另一端系一质量为机的小

球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率

为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是（）

A.小球过2点时，弹簧的弹力为机g—机"

2

B.小球过8点时，弹簧的弹力为加g+m2—

2R

C.从A到B的过程中，小球的机械能守恒

D.从A到8的过程中，小球的机械能减少

【答案】D

【详解】AB.由于小球运动到最低点时速率为V,对圆环恰好没有压力，根据牛顿第二定律

%—/咫=7*

K

即

V2

F弹=mg+m—

AB错误；

CD.从A到B的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，及

AE球=AE弹簧

又

AE弹簧=AEp

弹簧伸长，形变量变大，弹簧的弹性势能增大，小球的机械能减小，C错误，D正确。

故选D。

12.质量为1kg的玩具小车放置在水平路面上，由静止开始启动，其运动的V—/图像如图所示，图中0~2s时间段

图像为直线，2s后小车的输出功率保持不变，小车达到最大速度后以此速度做匀速直线运动。已知玩具小车行驶

中的阻力恒为2N,下列说法正确的是（）

A.2s后牵引力功率为12W

B.小车运动的最大速度％=12m/s

C.小车从启动到刚达到最大速度的过程中牵引力所做的总功为112.5J

D.0~2s内牵引力所做的功为30J

【答案】D

【详解】A.由图可知，汽车启动时的加速度为

由牛顿第二定律有

F—f=ma

可得

F=5N

由公式？=网可得，2s后牵引力功率，即小车的额定功率为

P=30W

故A错误；

B.当小车以额定功率形式，且小车的牵引力等于阻力时，小车的速度最大，由公式P=fV可得

%=:=15m/s

故B错误；

C.根据题意，设小车从启动到刚达到最大速度的过程中运动的位移为x,牵引力做的功为W,由动能定理有

12

W-fx=-mvm

可得

W=fic+-mvl>U2.5J

故C错误；

D.由图可知，小车前2s内的位移为

1C，

X,=—x2x6m=6m

12

由公式W=£r可得，0~2s内牵引力所做的功为

W=FXl=30J

故D正确。

故选D。

二、填空题（每题4分，共20分）

13.在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪

光传播的速度（填写“相同”或“不同”），判断依据是

【答案】①.相同②.光速不变原理

【详解】川⑵在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看

闪光，则闪光传播的速度相同，判断依据是光速不变原理。

14.如图所示是“套圈”游戏。“套圈”从出手到落地的过程中，先后经历了。、6、c三个位置（不计空气阻

力），其中“为“套圈”出手后运动的最高点，且，ab=〃bc。则“套圈”在由。点运动到C点的过程中，动能

（选填“变大”“变小”或“不变”）；设“套圈”在湖段重力做功的平均功率为尸1,在6c段重力做功

的平均功率为则尸1P2（选填“>”或“=”）。

【答案】①.变大；②.<

【详解】[1]“套圈”在由。点运动到c点的过程中，所处的高度降低，但它的速度变大，所以它的重力势能变

小，动能变大。

[2]“套圈”的重力一定

hab=hbc

根据

W^Gh

可知，“套圈”在成段重力做功等于在松段重力做功，即

叱=%

套圈”在湖段的速度小于在be段的速度，根据

s

v=—

t

可知，“套圈”在就段所用时间大于在儿段所用时间，根据

P」

t

可知，“套圈”在仍段重力做功的平均功率小于在be段重力做功的平均功率，即

15.东京奥运会上，我国运动员在乒乓球项目中荣获4金3银的好成绩。如图所示，某次训练时乒乓球发球机正对

竖直墙面水平发射乒乓球。设有两个质量相同的乒乓球。和b以不同的速度水平射出，碰到墙面时下落的高度之

比为4：9,不考虑空气阻力和球的旋转，则乒乓球a和6水平射出时的初速度之比玲：vh=,乒乓球a和6

碰到墙面时的速度与水平方向的夹角之比tand：tan£=

【详解】⑴口］根据

h=28t'

得，。、6的下落时间比为2：3根据

X二vot

因为水平方向距离相等，所以初速度之比为3：2。

⑵由运动学公式得

Vya=gta,Vyb~gtb,Vya：Vyb~ta*tb=2：3

由图可得

tan8=,tan/?=—

%。为

又因为。、6的初速度之比为3：2,所以

tantan"=4：9

16.如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M的小车，通过不可伸长的绳与一个质量为根的钩码相连，起初相

距地高为人，从静止释放.则当祛码着地的瞬间（小车未与滑轮相碰）小车的速度大小为,在这过程中，

绳的拉力对小车所做的功为（重力加速度为g.）

【答案】①.v=巨劭

②w^Mmgh

\M+mM+m

【详解】［1］把小车与祛码作为一系统，在小车滑动过程中仅有重力做功，则系统的机械能守恒，由机械能守恒定

律可得

mgh=g(M+m)v2

解得祛码着地的瞬时速度为

2mgh

v=

M+m

⑵选小车作为研究对象，则由动能定理可得

1,

2

WF=-MV

解得

Mmgh

啤=-----

M-\-m

17.如图所示，高为〃=10m的光滑斜面A5,倾角为6=30。，底端与水平面5。相连，经过5点时无机械能损失,

在水平面末端墙上固定一轻弹簧，水平面BC段粗糙，长度为20m,动摩擦因数为〃=0.2,水平面CO段光滑，且

等于弹簧原长，质量为〃z=lkg的物块，由斜面顶端A点静止下滑，（g=10m/s2）,弹簧被压缩具有的最大弹性势能

J,物块会在段上总共运动路程是mo

7

7

7

7

7

7

7

7

7

//////////〃/

DCB

【答案】①.60②.50

【详解】［1］弹簧压缩最短时，弹性势能最大，此时物体速度为零，全程由能量守恒定律可得

mgh=/jmgL+Ep

解得

E=60J

⑵设物体在8c段运动总路程为s,根据能量守恒定律可得

mgh=jumgs

解得

s=50m

三、综合题(共40分，第18题6分，第19题12分，第20题12分，第21题10分)

18.某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上

的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的尸1、尸2、尸3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静

电力的大小。

步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。

(1)该实验采用的方法是o(填正确选项前的字母)

A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法

(2)若球质量为根，在P位置偏离竖直方向的夹角为a,则带电体受的库仑力大小为。

(3)在实验中，同学让两半径为R的小球分别带上R和42的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利

用公式尸=k来计算两球之间的库仑力，你认为该值与第二问的结果相比应该

GW(选填“偏

大”“偏小”或“相等”)。

【答案】①.B②./gtana③.偏大

【详解】(1)口］该实验采用的方法是控制变量法，即探究静电力与两电荷间的距离的关系时，应保证两电荷的带

电量不变。

故选B。

(2)［2］对带电小球受力分析，受力示意图如图所示

由平衡条件可得，带电体受的库仑力大小为

F=mgtana

(3)⑶在实验中，同学让两半径为R的小球分别带上/和饮的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,

利用公式歹=左[%来计算两球之间的库仑力，该值与第二问的结果相比应该偏大，因为同种电荷相互排斥，电

(3封

荷间等效距离大于3R,库仑力的实际值小于左黑7。

19.“用DIS验证机械能守恒定律”实验装置如图。

①底坐

②立柱

③固定装置

④连接轩

⑤摆捶

⑥挡光片

(1)本实验利用传感器测量摆锤释放后经过各个点的速度，结合各挡光片相对轨道最低点的

和摆锤质量，可以分析摆锤运动过程中机械能的变化。

(2)将摆锤由A点静止释放，在摆锤摆到最低点的过程中()。

A.连接杆拉力不做功，合外力不做功B.连接杆拉力不做功，合外力做正功

C.连接杆拉力做正功，合外力不做功D.连接杆拉力做正功，合外力做正功

(3)实验结果绘制数据如下图所示，图像横轴表示摆锤距离最低点的高度，纵轴表示小球的重力势能4，,动

能Ek，或机械能及其中表示摆锤的重力势能Ep、动能4图线分别是和o(选填“甲”、“乙”或

(4)根据实验图象，可以得出的结论是0

【答案】①.光电门②.高度③.B④.乙⑤.丙⑥.摆锤运动过程中机械能守恒

【详解】(1)口］［2］本实验利用光电门传感器测量摆锤释放后经过各个点的速度，结合各挡光片相对轨道最低点的

高度和摆锤质量，可以分析摆锤运动过程中机械能的变化。

(2)［3］将摆锤由A点静止释放，在摆锤摆到最低点的过程中，连接杆拉力方向始终垂直于摆锤的速度方向，所以

不做功，而摆锤动能增大，合外力做正功，故选B。

(3)⑷［5］摆锤的重力势能可随的增大而增大，动能及随〃的增大而减小，所以其中表示摆锤的重力势能耳,、

动能Ek图