2023~2024学年高一下学期期中联考考试
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试 和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于功和能，下列说法正确的是（ ）
A. 作用力做正功时，反作用力也有可能做正功
B. 只要物体受力的同时又发生了位移，则该力一定对物体做功
C. 物体动能不变，所受的合外力必定为零
D. 物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒
2. 华为Mate60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”卫星，将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动。关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（ ）
A. 三颗卫星有可能经过期郸市上空
B. 三颗卫星的轨道半径一定都相等
C. 三颗卫星的运行速度等于
D. 三颗卫星的线速度小于位于地球表面赤道上物体的线速度
3. 如图所示，将一个电荷量为的带电小球（可视为点电荷）固定在四分之一圆弧的圆心处，为一个电荷量为的试探电荷置于A点。下列说法正确的是（ ）
A. 若用外力使沿圆弧从A运动到所受库仑力保持不变
B. 若用外力使沿圆弧从A运动到的电势能先增大后减小
C. 若将另一个电荷量为与大小完全相同的带电小球与接触后分开，则与间的库仑力大小变为原来
D. 若将另一个电荷量为与大小完全相同的带电小球与接触后分开，则与间的库仑力大小变为原来
4. 某静电场中的一条电场线刚好与轴重合，其电势随位置坐标变化的关系如图所示，图线上三点的横坐标满足，纵坐标分别为，三点的场强大小分别为，电子在三点的电势能分别为。则下列说法正确的是（ ）
A. 电场线方向沿轴正方向
B.
C.
D.
5. 如图甲所示，“水秋千”是我国古代的一种水上运动，最早在宋人孟元老《东京梦华录》中就有记载。表演过程如图乙所示，表演者手握固定在竖直桅杆点轻绳的一端，用力荡起至与桅杆夹角为的点时，表演者松手沿垂直轻绳方向飞出。已知在空中经过最高点时的速度大小为，重力加速度为，表演者可视为质点，整个过程船静止不动，绳子始终伸直，不计空气阻力。若点到水面的高度为间高度的4倍，则落水点到点的水平距离为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，质量为、可视为质点的陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，半径均为，陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道半径的方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度最小值为
B. 陀螺在轨道内侧运动的过程中，无论速度取何值，均不会脱离轨道
C. 当陀螺在轨道外侧运动时，只要速度不超过，即可保证其始终不脱离轨道
D. 若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，则其所受合外力的大小为
7. 如图所示，滑轮大小可忽略的倾斜传送带以恒定速率顺时针转动。将小物块（可视为质点）轻放在传送带底端点，小物块运动至传送带顶端。在小物块运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小物块所受摩擦力做的功等于小物块动能的增加量
B. 若小物块运动到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于小物块增加的动能
C. 若小物块运动到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于小物块增加的机械能
D. 无论小物块与传送带是否达到共速，电动机额外消耗的电能一定等于小物块克服重力做的功与两者间产生的摩擦热之和
二、选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 电子透镜是利用电场使电子束汇聚的静电透镜，主要应用于医学及科学研究。如图所示为一电子透镜内电场线的分布情况，正中间的一条电场线为直线，其他电场线关于其对称分布，、为电场中的四个点，其中两点关于中间电场线对称，虚线为一电子仅在电场力作用下从运动的轨迹，则下列说法正确的是（ ）
A. 四点电势大小关系为
B. 两点间连线为等势线，且两点电场强度相同
C. 电子从到电场力做负功，电势能增大
D. 若从点由静止释放一电子，其运动轨迹将与图中两点间的电场线重合
9. 如图所示，三根无弹性轻质细绳系于点，端分别固定在竖直与水平墙上，绳水平，绳与水平方向间夹角为端竖直悬挂一质量为的小球（可视为质点）。现保持结点不变动，对小球施加一水平向右的作用力，使小球缓慢运动至绳与水平方向成夹角的位置（绳始终伸直）。已知绳长度为，重力加速度为，不计空气阻力，。则此过程（ ）
A. 力大小不变 B. 绳受到的拉力大小不变
C. 力做功大小为 D. 小球机械能增加了
10. 如图甲所示，一足够长的木板静置于水平地面上，右端放置一可视为质点的小物块。在时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力，作用后撤去，整个过程木板运动的图像如图乙所示。已知小物块的质量，木板的质量，物块与木板间及木板与地面间动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，物块始终未从木板掉落。下列说法正确的是（ ）
A. 物块与木板及木板与地面间的动摩擦因数大小为
B. 拉力的大小为
C. 整个过程小物块相对木板运动的位移大小为
D. 整个过程系统因摩擦而产生的热量为
三、非选择题∶本题共5小题，共54分。
11. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶
a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零；
b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析；
c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析；
d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。
请回答下列问题∶
（1）对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）；
A. 等效替代法
B 控制变量法
C. 理想实验法
D 微小量放大法
（2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成___________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成___________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。
（3）若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小___________（用题中已知的相关物理量的字母表示）。
12. 如图所示，为了验证机械能守恒定律，物理实验小组设计利用自由落体运动验证机械能守恒定律，电源频率为，打点计时器固定在铁架台上，使重锤带动纸带从静止开始自由下落。
（1）按正确实验操作将重锤由静止释放。按实验要求正确地选出纸带，是打下的第一个点，用刻度尺测量连续三点到点的距离，如图乙所示，若重锤的质量，查表可知当地的重力加速度，则从打下点到打下计数点的过程中，重力势能的减少量___________J，动能的增加量___________J（计算结果均保留3位有效数字）。结果发现略大于，原因可能是___________
（2）用代表重锤下落的距离，重锤的动能与变化的关系图像如图丙所示，如果重锤所受阻力恒定，已知图像的斜率为，那么重锤受到的阻力大小为___________（用题中给出相关物理量的字母表示）。
13. 如图所示是一款用来运载货物的小型电动货车。某次小货车在水平地面上由静止开始匀加速启动运送货物，已知货车与货物的总质量为，匀加速的加速度大小为，行驶距离发动机刚好达到额定输出功率，此后保持该功率继续运动，整个过程所受阻力大小恒为货车与货物总重的0.2倍，重力加速度。求∶
（1）小货车匀加速阶段经历的时间t及匀加速阶段的最大速度的大小；
（2）小货车发动机的额定输出功率的大小及整个运动过程中的最大速度的大小。
14. 如图所示，长方形区域内有平行于该平面的匀强电场，方向沿连线，大小未知。现将一电荷量为的带电粒子（可视为点电荷）从点移至点。已知长方形边长，顶点的电势分别为，不计粒子重力，。
（1）求长方形区域内匀强电场的电场强度及顶点的电势的大小；
（2）求带电粒子从点移至点电势能的变化量；
（3）若在边中点处用绝缘细线悬挂一带电小球，小球静止时，细线刚好处于水平伸直状态，已知小球质量，重力加速度。求小球的带电性质及电荷量的大小。
15. 如图所示，一倾角为的斜而固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，顶端固定一大小可忽略的轻质定滑轮。一轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块连接。跨过定滑轮的轻绳一端与物块选接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块连接。初始时，物块在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为；Q静止于点且恰好与斜面之间无摩擦，点上方光滑（含点），下方粗糙，与粗糙段之间的动摩擦因数为。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为，重力加速度为，弹簧劲度系数为，弹簧轴线、物块与定滑轮之间的轻绳均与斜面平行，水平直杆与斜面在同一竖直平面内，不计滑轮处的摩擦，物块均可视为质点
（1）求物块在点时轻绳的拉力大小；
（2）若某时刻撤去水平外力，物块由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角，求物块到点时的速度大小；
（3）若在点保持外力存在的情况下，某时刻剪断轻绳，求此后物块运动过程中的最大速度的大小。（已知弹性限度内弹簧的弹性势能大小为为劲度系数，为形变量）2023~2024学年高一下学期期中联考考试
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试 和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于功和能，下列说法正确的是（ ）
A. 作用力做正功时，反作用力也有可能做正功
B. 只要物体受力的同时又发生了位移，则该力一定对物体做功
C. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零
D. 物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．作用力做正功时，反作用力也有可能做正功，比如光滑水平上在磁场引力作用下相互靠近的两个磁铁，相互作用的磁场力都做正功，故A正确；
B．物体受力的同时又发生了位移，如果在该力方向与位移方向垂直，则该力不做功，故B错误；
C．物体做匀速圆周运动时，物体的动能不变，但所受的合外力不为零，故C错误；
D．物体匀速上升时，物体所受的合外力为零，物体的动能不变，重力势能增加，物体的机械能增加，故D错误。
故选A。
2. 华为Mate60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”卫星，将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动。关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（ ）
A. 三颗卫星有可能经过期郸市上空
B. 三颗卫星的轨道半径一定都相等
C. 三颗卫星的运行速度等于
D. 三颗卫星线速度小于位于地球表面赤道上物体的线速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．三颗卫星在地球静止轨道上运行，即赤道上空，不可能经过期郸市上空，故A错误；
B．三颗卫星都是地球静止轨道卫星，根据
解得
可知，三颗卫星的轨道半径一定都相等，故B正确；
C．第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，而天通一号卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，故天通一号卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；
D．地球同步静止卫星与地球表面赤道上物体运动周期相同，即角速度相同，根据
地球同步静止卫星比地球表面赤道上物体的运行半径大，所以三颗卫星的线速度大于位于地球表面赤道上物体的线速度，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，将一个电荷量为的带电小球（可视为点电荷）固定在四分之一圆弧的圆心处，为一个电荷量为的试探电荷置于A点。下列说法正确的是（ ）
A. 若用外力使沿圆弧从A运动到所受的库仑力保持不变
B. 若用外力使沿圆弧从A运动到的电势能先增大后减小
C. 若将另一个电荷量为与大小完全相同的带电小球与接触后分开，则与间的库仑力大小变为原来
D. 若将另一个电荷量为与大小完全相同的带电小球与接触后分开，则与间的库仑力大小变为原来
【答案】C
【解析】
【详解】A．若用外力使沿圆弧从A运动到所受的库仑力大小不变，方向不断发生变化，故A错误；
B．圆弧为的一条等势线，从A运动到电场力不做功，电势能不发生变化，故B错误；
CD．设圆弧半径为R，两球接触前与间的库仑力的库仑力为
若将另一个电荷量为与大小完全相同的带电小球与接触后分开，各自所带的电荷量为
接触后N与M间的库仑力大小为
故C正确，D错误。
故选C。
4. 某静电场中的一条电场线刚好与轴重合，其电势随位置坐标变化的关系如图所示，图线上三点的横坐标满足，纵坐标分别为，三点的场强大小分别为，电子在三点的电势能分别为。则下列说法正确的是（ ）
A. 电场线方向沿轴正方向
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图象可知，沿x轴方向电势增加，而沿电场线方向电势降低，则电场线方向沿x轴负方向，故A错误；
B．根据图象可知，y轴表示电势，相等的位移电势变化越大，有
故B错误；
C．根据图象可知，电势关系
由电势能表达式得
故C错误；
D．由电场强度表达式可知
因此，电势φ随位置坐标x变化图象的斜率代表电场强度大小，则
故D正确；
故选D。
5. 如图甲所示，“水秋千”是我国古代的一种水上运动，最早在宋人孟元老《东京梦华录》中就有记载。表演过程如图乙所示，表演者手握固定在竖直桅杆点轻绳的一端，用力荡起至与桅杆夹角为的点时，表演者松手沿垂直轻绳方向飞出。已知在空中经过最高点时的速度大小为，重力加速度为，表演者可视为质点，整个过程船静止不动，绳子始终伸直，不计空气阻力。若点到水面的高度为间高度的4倍，则落水点到点的水平距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题知表演者在A点竖直方向的速度大小为
AB的高度为
又
AB的水平距离为
表演者从B点到水面做平抛运动，下落高度为
下落时间为
B点到水面的水平距离为
落水点到A点的水平距离为
故选A。
6. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，质量为、可视为质点的陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，半径均为，陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道半径的方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度最小值为
B. 陀螺在轨道内侧运动的过程中，无论速度取何值，均不会脱离轨道
C. 当陀螺在轨道外侧运动时，只要速度不超过，即可保证其始终不脱离轨道
D. 若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，则其所受合外力的大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．陀螺在轨道内侧运动到最高点时，由于
可知速度最小值可以为0，此时轨道弹力大小为
故A错误；
B．陀螺在轨道内侧运动的过程中，由于陀螺离开轨道只能做近心运动，而在最高点的最小速度可以为0，所以无论速度取何值，均不会脱离轨道，故B正确；
C．当陀螺在轨道外侧运动时，在最低点的弹力刚好为0时，则有
可得
可知要保证陀螺始终不脱离轨道，其速度不能超过，故C错误；
D．若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，陀螺受到磁吸引力和轨道弹力处于水平方向，重力处于竖直方向，则合外力的水平分力为
合外力的竖直分力为
则所受合外力的大小为
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，滑轮大小可忽略的倾斜传送带以恒定速率顺时针转动。将小物块（可视为质点）轻放在传送带底端点，小物块运动至传送带顶端。在小物块运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小物块所受摩擦力做功等于小物块动能的增加量
B. 若小物块运动到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于小物块增加的动能
C. 若小物块运动到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于小物块增加的机械能
D. 无论小物块与传送带是否达到共速，电动机额外消耗的电能一定等于小物块克服重力做的功与两者间产生的摩擦热之和
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据动能定理可知
则小物块所受摩擦力做的功大于小物块动能的增加量，故A错误；
BC．若物块滑到顶端时恰好与传送带共速，此时滑块的位移
传送带的位移
产生的热量
此过程中摩擦力对木块做功为
根据动能定理可知
即
摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增量，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的机械能，故B错误，C正确；
D．电动机额外消耗的电能等于小物块增加的机械能与小物块和传送带间产生的摩擦热之和，故D错误。
故选C。
二、选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 电子透镜是利用电场使电子束汇聚的静电透镜，主要应用于医学及科学研究。如图所示为一电子透镜内电场线的分布情况，正中间的一条电场线为直线，其他电场线关于其对称分布，、为电场中的四个点，其中两点关于中间电场线对称，虚线为一电子仅在电场力作用下从运动的轨迹，则下列说法正确的是（ ）
A. 四点电势大小关系为
B. 两点间连线为等势线，且两点电场强度相同
C. 电子从到电场力做负功，电势能增大
D. 若从点由静止释放一电子，其运动轨迹将与图中两点间的电场线重合
【答案】AC
【解析】
【详解】A．沿着电场线方向电势降低，由图中电场线可知
故A正确；
B．等势面与电场线垂直，bd连线与电场线不垂直，则b、d两点间连线不是等势线，两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C．由于，电子带负电，根据
所以电子从a到b电势能增大，电场力做负功，故C正确；
D．c点处的电场线为曲线，电子受到的电场力始终与电场线相切，电场力的方向变化，所以电子由静止释放后轨迹不与电场线重合，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，三根无弹性的轻质细绳系于点，端分别固定在竖直与水平墙上，绳水平，绳与水平方向间夹角为端竖直悬挂一质量为的小球（可视为质点）。现保持结点不变动，对小球施加一水平向右的作用力，使小球缓慢运动至绳与水平方向成夹角的位置（绳始终伸直）。已知绳长度为，重力加速度为，不计空气阻力，。则此过程（ ）
A. 力大小不变 B. 绳受到的拉力大小不变
C. 力做功大小为 D. 小球机械能增加了
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．对小球进行受力分析，则小球处于动态平衡状态，设OC绳与水平方向的夹角为，则
则随着逐渐减小，F逐渐增大，也逐渐增大。末状态时
得绳OC受到最大拉力为；由于结点O不变动，则绳BO与水平方向夹角不变，对结点O进行受力分析，在竖直方向上有
联立解得
则绳受到的拉力保持不变，故A错误，B正确；
CD．使小球缓慢运动至绳与水平方向成夹角的位置过程中，由动能定理
解得
而力对小球做的功等于小球机械能增加量，得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，一足够长的木板静置于水平地面上，右端放置一可视为质点的小物块。在时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力，作用后撤去，整个过程木板运动的图像如图乙所示。已知小物块的质量，木板的质量，物块与木板间及木板与地面间动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，物块始终未从木板掉落。下列说法正确的是（ ）
A. 物块与木板及木板与地面间的动摩擦因数大小为
B. 拉力的大小为
C. 整个过程小物块相对木板运动的位移大小为
D. 整个过程系统因摩擦而产生的热量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由图像乙可知，在时木板的加速度发生了变化，说明此时小物块与木板的速度相等，小物块对木板的摩擦力方向发生了变化，在时间内小物块相对木板滑动，根据图象则木板的加速度为
对木板由牛顿第二定律
解得
故A错误；
B．根据图象在的时间内木板的加速度为
由牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．在时间内小物块始终相对木板滑动，由牛顿第二定律，则小物块的加速度
小物块的位移为
木板的位移为v t图像包围的面积，则
时间，小物块与木板相对静止，则整个过程小物块相对木板运动的位移大小为
故C正确；
D．整个过程小物块相对木板运动时产生的热量为
木板与地面之间的摩擦产生的热量为
木板与小物块一起运动的位移
木板运动的总位移
联立解得
因此整个过程系统因摩擦而产生的热量为
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题∶本题共5小题，共54分。
11. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶
a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零；
b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析；
c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析；
d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。
请回答下列问题∶
（1）对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）；
A. 等效替代法
B. 控制变量法
C. 理想实验法
D. 微小量放大法
（2）该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成___________（填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成___________（填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。
（3）若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小___________（用题中已知的相关物理量的字母表示）。
【答案】（1）B （2） ①. 正比 ②. 反比
（3）
【解析】
【小问1详解】
此实验中比较小球在不同距离时所受电场力大小，再使小球间距离不变，分别改变两小球所带电荷量，比较小球所受静电力的大小，是采用了控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]通过实验数据研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量、的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。
【小问3详解】
电子秤的读数是m时，B对电子秤的压力为
根据牛顿第三定律，电子秤对B的支持力为
B处于平衡状态，即B受力平衡，根据平衡条件，可得B对A的静电力大小为
12. 如图所示，为了验证机械能守恒定律，物理实验小组设计利用自由落体运动验证机械能守恒定律，电源频率为，打点计时器固定在铁架台上，使重锤带动纸带从静止开始自由下落。
（1）按正确实验操作将重锤由静止释放。按实验要求正确地选出纸带，是打下的第一个点，用刻度尺测量连续三点到点的距离，如图乙所示，若重锤的质量，查表可知当地的重力加速度，则从打下点到打下计数点的过程中，重力势能的减少量___________J，动能的增加量___________J（计算结果均保留3位有效数字）。结果发现略大于，原因可能是___________
（2）用代表重锤下落的距离，重锤的动能与变化的关系图像如图丙所示，如果重锤所受阻力恒定，已知图像的斜率为，那么重锤受到的阻力大小为___________（用题中给出相关物理量的字母表示）。
【答案】（1） ①. 0.488 ②. 0.475 ③. 见解析
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]从起点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量
由于交流电频率50Hz，则打点时间间隔
又因为B点瞬时速度等于AC段的平均速度代入数值计算得
从起点O到打下计数点B的过程中，重物动能的增加量代入数值计算得
重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量，其主要原因是由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能。
【小问2详解】
设重锤所受阻力为，从起点重物下落的过程中，由动能定理有
变形得
可得根据图像可知，斜率为
计算得
13. 如图所示是一款用来运载货物的小型电动货车。某次小货车在水平地面上由静止开始匀加速启动运送货物，已知货车与货物的总质量为，匀加速的加速度大小为，行驶距离发动机刚好达到额定输出功率，此后保持该功率继续运动，整个过程所受阻力大小恒为货车与货物总重的0.2倍，重力加速度。求∶
（1）小货车匀加速阶段经历的时间t及匀加速阶段的最大速度的大小；
（2）小货车发动机的额定输出功率的大小及整个运动过程中的最大速度的大小。
【答案】（1）5s；5m/s；（2）；
【解析】
【详解】（1）小货车匀加速阶段，由
解得
可得
（2）根据牛顿第二定律，可得
解得
小货车发动机额定输出功率大小为
整个运动过程中的最大速度为
14. 如图所示，长方形区域内有平行于该平面的匀强电场，方向沿连线，大小未知。现将一电荷量为的带电粒子（可视为点电荷）从点移至点。已知长方形边长，顶点的电势分别为，不计粒子重力，。
（1）求长方形区域内匀强电场的电场强度及顶点的电势的大小；
（2）求带电粒子从点移至点电势能的变化量；
（3）若在边中点处用绝缘细线悬挂一带电小球，小球静止时，细线刚好处于水平伸直状态，已知小球质量，重力加速度。求小球的带电性质及电荷量的大小。
【答案】（1），90V；（2）；（3）负电，
【解析】
【详解】（1）ac长度为
电场强度
顶点b的电势
（2）顶点d的电势
带电粒子从d点移至b点电势能的变化量
（3）对小球受力分析，由平衡条件知小球受到沿与电场强度方向相反电场力，所以小球带负电。由平衡条件有
得
15. 如图所示，一倾角为的斜而固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，顶端固定一大小可忽略的轻质定滑轮。一轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块连接。跨过定滑轮的轻绳一端与物块选接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块连接。初始时，物块在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为；Q静止于点且恰好与斜面之间无摩擦，点上方光滑（含点），下方粗糙，与粗糙段之间的动摩擦因数为。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为，重力加速度为，弹簧劲度系数为，弹簧轴线、物块与定滑轮之间的轻绳均与斜面平行，水平直杆与斜面在同一竖直平面内，不计滑轮处的摩擦，物块均可视为质点
（1）求物块在点时轻绳的拉力大小；
（2）若某时刻撤去水平外力，物块由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角，求物块到点时的速度大小；
（3）若在点保持外力存在的情况下，某时刻剪断轻绳，求此后物块运动过程中的最大速度的大小。（已知弹性限度内弹簧的弹性势能大小为为劲度系数，为形变量）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块P在A点时，设绳子拉力为，对物块P，根据平衡条件
解得
（2）物块P在A点时，对物块Q，沿斜面方向
解得
此时弹簧的伸长量为
当物块P由A点运动到B点，弹簧长度的变化量为
即物块P分别在A点和B点时，弹簧的形变量相同，弹簧的弹性势能相同，撤去水平外力F后，根据动能定理
根据沿绳方向的分速度相同，可得
解得
（3）当物块Q受力平衡时，速度最大，设此时弹簧的压缩量为，根据平衡条件
其中
解得
根据动能定理
其中
解得
