2024-2025学年河北省廊坊市等两地高一下学期7月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1NT20名校联合体高一年级期末考试物理注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：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，只有一项符合题目要求。1.下列说法中正确的是（）A.元电荷就是电子或质子B.通常认为元电荷的数值为C.静电平衡的导体越尖锐的位置，电荷的密度越小D.带电作业的工人维护超高压输电线时穿绝缘物质织成的工作服更安全【答案】B【解析】A．元电荷是电荷量的最小单位，而非电子或质子本身，故A错误；B．元电荷的数值确为，由实验测定，故B正确；C．静电平衡时，导体表面曲率越大（尖锐处）电荷密度越大，故C错误；D．带电作业需穿导电服使人体与导线等电势，而非绝缘服，故D错误。故选B。2.2025年5月22日16时49分，神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同进行了约8小时的出舱活动，完成了既定目标后顺利返舱。设某次出舱活动中一位连同装备共120kg的航天员，脱离空间站后，在离空间站30m的位置与空间站处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50m/s的速度（相对于空间站）迅速喷出少量气体。航天员返回空间站恰好用时5min，他向后喷出气体的质量为（）A.0.24kg B.0.30kg C.0.36kg D.0.42kg【答案】A【解析】距离30m，时间5分钟（300秒），匀速运动速度

设喷出气体质量为，航天员剩余质量为，气体速度为50m/s（相对于空间站），根据动量守恒定律解得3.如图所示，一小船从南岸到北岸横渡一条河。小船船头方向始终垂直于河岸，小船刚好沿直线渡河。若从河流中心到河岸，河水的流速逐渐减小。在渡河的过程中（）A.小船在静水中的速度一直增大B.小船在静水中的速度一直减小C.小船在静水中的速度先增大后减小D.小船在静水中的速度先增大后不变【答案】C【解析】小船沿直线渡河，所以小船合速度方向不变，由运动的合成与分解可知，小船速度关系如图所示因为在渡河过程中河水速度先增大后减小，而船的合速度ν方向保持不变，所以船在静水中的速度也必须先增大后减小。故选C。4.静电除尘是用静电场来净化气体或回收有用尘粒的一项技术。某静电除尘装置由带电的金属圆筒Q和线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、C、M、N为电场线上的五个点，AP=BP=BC。下列说法中正确的是（）A.线状电极P带正电B.A点电场强度和B点电场强度大小相等，方向相反C.B、C两点的电势关系φB>φCD.电势差UCB<UBP【答案】D【解析】A．电场线由正电荷出发到终止于负电荷，结合题图可知，金属圆筒带正电，线状电极带负电，故A错误；B．电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，结合图可知，A点电场强度和B点电场强度方向相反，大小关系为EA>EB，故B错误；C．沿着电场线电势逐渐降低，所以φC>φB，故C错误；D．由前面分析可知，C、B间各点的电场强度小于B、P间各点的电场强度，结合BP=BC，U=Ed，所以UCB<UBP，故D正确。故选D。5.在匀强电场中有一直角三角形ABC，∠A=60°，AB=10cm，电场线平行于三角形所在平面，A、B、C三点的电势分别为2V、4V、10V。下列关于该电场强度的说法正确的是（）A.电场强度沿B到A方向 B.电场强度沿A到C方向C.电场强度大小为40V/m D.电场强度大小为【答案】C【解析】过B作AC的垂线交于D点，如图所示则有则有可知BD连线为等势线，所以电场强度沿C到A方向；场强大小为故选C。6.将小球以初速度竖直向上抛出，经过一段时间小球的速度大小为v，方向竖直向下。运动过程中小球所受空气阻力大小为重力的一半，重力加速度为g，则小球在空中运动时间为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】上升阶段：合力为重力（）与空气阻力（）之和，方向向下，故加速度为，方向向上当速度减0时有解得上升时间下落阶段：合力为重力（）减去空气阻力（），方向向下，加速度为，方向向下由速度公式从最高点速度0加速到，时间总时间故选B。7.某中子星的质量是地球质量的n倍，它的半径只有地球半径的k倍。地球极点的重力加速度为g，地球赤道的重力加速度为xg，地球的第一宇宙速度为v。下列说法中正确的是（）A.中子星密度是地球密度的倍B.中子星极点的重力加速度为gC.中子星的第一宇宙速度为D.中子星自转的最大角速度是地球自转角速度的倍【答案】D【解析】A．根据密度公式可得地球密度为中子星密度为，故A错误；B．根据极点重力加速度公式，对地球有对中子星有，故B错误；C．根据第一宇宙速度公式，对地球有对中子星有，故C错误；D．地球赤道满足解得中子星最大角速度满足解得则倍数为，故D正确。故选D。二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。8.如图所示，光滑水平面上静止一长为4m、质量为M=50kg的平板小车，一质量为m=30kg的小孩站在小车左端。小孩从小车左端移动到小车右端（不打滑），在这一过程中小孩的最大速度，小孩可视为质点。下列说法中正确的是（）A.车的最大速率为0.6m/sB.从开始到最大速度过程中小孩做的功为15JC.整个过程中小孩发生的位移为2.5mD.整个过程中小车发生的位移为2.5m【答案】AC【解析】A．从开始到小孩速度最大过程中由动量守恒有解得，故车的最大速率为0.6m/s，故A正确；B．由能量守恒可知，从开始到最大速度过程中小孩做的功为，故B错误；CD．设此过程中小孩发生的位移为，小车发生的位移大小为，由动量守恒有由题意有解得，故C正确，D错误。故选AC。9.如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的薄板B固定在弹簧上端静止。质量为3m的物块A从离薄板B高为h处由静止释放，物块A和薄板B碰撞瞬间粘在一起，弹簧始终处于弹性限度内。已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A.A、B碰撞后瞬间B的速度为B.A、B碰撞后一起向下运动过程中弹簧的弹性势能先增大后减小C.A、B碰撞后一起向下运动到弹簧压缩量最大过程中弹性势能增加D.从物块A开始下落到弹簧压缩量最大过程中物块A、薄板B和弹簧组成的系统机械能不守恒【答案】AD【解析】A．物块A自由落体过程有物块A和薄板B碰撞过程有解得A正确；B．AB碰撞后一起向下运动的过程中，弹簧始终处于压缩状态，且压缩量一直增大，所以弹簧的弹性势能一直增大，B错误；C．设AB碰撞后向下运动H到达最低点，由能量守恒有C错误；D．由前面分析可知，物块A与薄板B碰撞过程中损失了机械能，所以整个过程中机械能不守恒，D正确。故选AD。10.如图所示，先在相距为L的A、B两点分别放置电荷量为+Q和+2Q的点电荷，O点为AB的中点，C、M在AB连线的中垂线上，N在AB连线上，，，再在C点放置一电荷量为-Q的点电荷。现将一带正电的试探电荷从M点沿中垂线移到O点，再沿AB连线移到N点。下列说法中正确的是（）A.O点的电场强度方向与OC成30°斜向下B.O点的电场强度大小为C.移动过程中试探电荷的电势能先增大后减小D.移动过程中试探电荷的电势能一直增大【答案】BD【解析】AB．A、B、C三个电荷在O点产生的电场强度分别为，，方向如图所示则方向为与OC之间夹角均为斜向下，故A错误，B正确；CD．试探电荷在MO间受力情况如图所示由图可知将试探电荷从M点移动到O点过程中静电力做负功，所以试探电荷的电势能增大，试探电荷在ON间受力情况如图所示由图可知将试探电荷从O点移动到N点过程中静电力做负功，所以试探电荷的电势能增大，所以移动过程中试探电荷的电势能一直增大，故C错误，D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11.某物理兴趣小组研究向心力的影响因素，他们设计了两个方案。方案一：（1）用图1所示装置探究做匀速圆周运动的物体所需向心力的大小与哪些因素有关。图2为装置剖面图，图3为俯视图，A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时：①两槽转动的角速度ωA___________ωB（选填“大于”、“等于”或“小于”）；②现有两个质量之比为1：2的金属球1、2分别放在A槽、B槽的横臂挡板处，若它们到各自转轴的距离相等，当金属1、2各自对应的标尺露出的格数之比为___________时，向心力大小Fm得到验证。方案二：（2）他们设计了如图4所示的实验装置，将物块放置在光滑卡槽内，卡槽沿径向固定于平台，平台绕中心轴的转速可调节，平台匀速转动时，物块随之做匀速圆周运动。转速传感器测量平台转速（以r/s为单位），力传感器测量物块所受拉力大小。①转速传感器的示数为n时，物块转动的角速度为_________。②利用控制变量法，保证物块质量和转动半径不变，探究向心力大小与角速度的关系。该同学根据测算数据画出的F-图像如图5所示，纵轴为力传感器读数F，横轴为。用刻度尺测得物块转动的半径为50cm，由图线可知物块的质量m=___________kg（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）①.等于②.1：2（1）①.2πn②.0.10【解析】（1）①由于a、b轮半径相同，且皮带传动轮缘线速度相等，所以两个轮的角速度相等，两槽与轮同轴转动，所以两个槽转动的角速度相等，即；②由题意可知两个球转动的半径和角速度都相等，由题意可知，若Fm成立，则；（2）①转速传感器的示数为n时，由题意可知物块转动的角速度；②由题意有，即，由图可知图像的斜率所以结合r=50cm=0.5m所以m=010kg12.某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。两滑块上遮光条的宽度相等。（1）他首先调气垫导轨的水平，调整时他将滑块B拿开，给滑块A一个向左的初速度，记录遮光条通过光电门1和光电门2时的挡光时间t1、t2，若t1___________t2（填“>”、“<”或“=”），则表明气垫导轨已经水平；（2）他研究完全非弹性碰撞中的动量守恒。他在滑块A左端装上撞针，滑块B右端装上橡皮泥，给滑块A一个初速度，滑块A与滑块B碰撞后一起运动，分别记录碰撞前滑块A通过光电门1时的挡光时间t1和碰撞后滑块B通过光电门2时的挡光时间t2，已知滑块A的总质量为m1，滑块B的总质量为m2，若__________成立（用题中物理量的符号表示），则表明碰撞过程中动量守恒；（3）他研究一般碰撞中的动量守恒。滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为m1、m2，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，此过程中光电门1的挡光时间先后为t1和t3，光电门2的挡光时间为t2。若___________成立（用题中物理量的符号表示），则表明碰撞过程中动量守恒，该碰撞过程中系统机械能的损失率（即损失的机械能占总机械能的比例）为___________（用题中物理量的符号表示）。【答案】（1）=（2）（3）【解析】小问1解析】若气垫导轨水平，滑块A匀速通过两个光电门，所以两个光电门的挡光时间应该相等，即t1=t2；小问2解析】设遮光条的宽度为d，由题意可知滑块A通过光电门1时的速度滑块A和滑块B碰撞后的速度若碰撞过程中动量守恒，有解得【小问3解析】设遮光条的宽度为d，由题意可知滑块A通过光电门1时的速度滑块A和滑块B碰撞后，滑块A的速度滑块B的速度碰撞过程中动量守恒有整理有碰撞过程中系统机械能的损失率整理有13.如图所示，带相同正电荷的四个小球固定在边长为L的正方形ABCD的四个顶点，该正方形位于水平面内，质量为m的带电小球P恰好静止在正方形中心O点上方2L处。已知小球P所带电荷量大小为q，重力加速度为g，静电力常量为k。求：（1）小球P所带电荷的电性和小球P静止处的电场强度E大小；（2）四个小球所带的电荷量Q。【答案】（1）正电，（2）【解析】【小问1解析】由于小球静止，所以小球P和ABCD四个带电小球间的库仑力为斥力，所以小球P带正电对小球P受力分析有解得【小问2解析】由库仑定律可知小球P与带电小球A间的库仑力沿PA连线，设与竖直方向的夹角为α，由几何关系可知小球P静止时受到小球A的库仑力有该位置对小球P受力分析有解得14.在某次地外探险中，宇宙飞船发现了某卫星A绕行星做匀速圆周运动，卫星A的轨道半径为行星半径的4倍，它的公转周期为T。飞船在该行星表面降落，宇航员将一小球从星球表面上的倾角为α的斜面顶端以初速度v0水平抛出，经过时间t，小球落回斜面上。已知引力常量为G，不计空气阻力，不考虑行星的自转。求：（1）该行星表面的重力加速度g；（2）该行星的密度ρ。【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】小球抛出后做平抛运动，则有，解得【小问2解析】设该星球的半径为R，对卫星分析，根据万有引力提供向心力有根据密度定义有解得15.如图所示，倾角为30°的斜面与水平地面平滑连接，竖直平面内的光滑半圆面与水平地面在P点相切，半圆的圆心为O，半径为R=1.4m，Q点为半圆面的最高点。质量的滑块A从斜面上某点由静止释放，释放时离水平面的高度h=1.6m，滑块在斜面底端无能量损失地进入光滑水平面，与静止的质量的滑块B（左侧粘有质量可忽略的炸药）碰撞，碰撞瞬间滑块B左侧的炸药爆炸，此后滑块A刚好静止在水平面上，滑块B从P点滑上半圆轨道。已知A、B两个滑块可视为质点，滑块A与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，忽略空气阻力，设炸药爆炸过程中释放的化学能全部转化为A、B两个滑块的动能。（1）求炸药爆炸过程中释放的化学能；（2）求滑块B经过P点时对半圆轨道的压力大小；（3）滑块B能否通过半圆轨道最高点Q，若能通过最高点，求在最高点时滑块B对半圆轨道的压力大小；若不能通过最高点，求出滑块B脱离半圆轨道时离地面的高度。【答案】（1）E=2.1J（2）F压=9N（3）不能，H=2.1m【解析】【小问1解析】对滑块A沿斜面向下运动过程分析，由动能定理有解得滑块A和滑块B碰撞过程由动量守恒有解得由能量守恒有解得E=2.1J【小问2解析】滑块B经过P点时，对滑块B受力分析，并结合牛顿第二定律有由牛顿第三定律有F压=FNF压=9N【小问3解析】设滑块B通过最高点，滑块B从P点滑到Q点的过程中由动能定理有解得所以滑块不能通过Q点设滑块B脱离半圆轨道时与竖直方向的夹角为α，滑块B在半圆轨道上滑行过程由动能定理有在该位置滑块B与半圆轨道接触没有相互作用，对滑块B受力分析并结合牛顿第二定律有解得此时滑块B离水平面的高度NT20名校联合体高一年级期末考试物理注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：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，只有一项符合题目要求。1.下列说法中正确的是（）A.元电荷就是电子或质子B.通常认为元电荷的数值为C.静电平衡的导体越尖锐的位置，电荷的密度越小D.带电作业的工人维护超高压输电线时穿绝缘物质织成的工作服更安全【答案】B【解析】A．元电荷是电荷量的最小单位，而非电子或质子本身，故A错误；B．元电荷的数值确为，由实验测定，故B正确；C．静电平衡时，导体表面曲率越大（尖锐处）电荷密度越大，故C错误；D．带电作业需穿导电服使人体与导线等电势，而非绝缘服，故D错误。故选B。2.2025年5月22日16时49分，神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同进行了约8小时的出舱活动，完成了既定目标后顺利返舱。设某次出舱活动中一位连同装备共120kg的航天员，脱离空间站后，在离空间站30m的位置与空间站处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50m/s的速度（相对于空间站）迅速喷出少量气体。航天员返回空间站恰好用时5min，他向后喷出气体的质量为（）A.0.24kg B.0.30kg C.0.36kg D.0.42kg【答案】A【解析】距离30m，时间5分钟（300秒），匀速运动速度

设喷出气体质量为，航天员剩余质量为，气体速度为50m/s（相对于空间站），根据动量守恒定律解得3.如图所示，一小船从南岸到北岸横渡一条河。小船船头方向始终垂直于河岸，小船刚好沿直线渡河。若从河流中心到河岸，河水的流速逐渐减小。在渡河的过程中（）A.小船在静水中的速度一直增大B.小船在静水中的速度一直减小C.小船在静水中的速度先增大后减小D.小船在静水中的速度先增大后不变【答案】C【解析】小船沿直线渡河，所以小船合速度方向不变，由运动的合成与分解可知，小船速度关系如图所示因为在渡河过程中河水速度先增大后减小，而船的合速度ν方向保持不变，所以船在静水中的速度也必须先增大后减小。故选C。4.静电除尘是用静电场来净化气体或回收有用尘粒的一项技术。某静电除尘装置由带电的金属圆筒Q和线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、C、M、N为电场线上的五个点，AP=BP=BC。下列说法中正确的是（）A.线状电极P带正电B.A点电场强度和B点电场强度大小相等，方向相反C.B、C两点的电势关系φB>φCD.电势差UCB<UBP【答案】D【解析】A．电场线由正电荷出发到终止于负电荷，结合题图可知，金属圆筒带正电，线状电极带负电，故A错误；B．电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，结合图可知，A点电场强度和B点电场强度方向相反，大小关系为EA>EB，故B错误；C．沿着电场线电势逐渐降低，所以φC>φB，故C错误；D．由前面分析可知，C、B间各点的电场强度小于B、P间各点的电场强度，结合BP=BC，U=Ed，所以UCB<UBP，故D正确。故选D。5.在匀强电场中有一直角三角形ABC，∠A=60°，AB=10cm，电场线平行于三角形所在平面，A、B、C三点的电势分别为2V、4V、10V。下列关于该电场强度的说法正确的是（）A.电场强度沿B到A方向 B.电场强度沿A到C方向C.电场强度大小为40V/m D.电场强度大小为【答案】C【解析】过B作AC的垂线交于D点，如图所示则有则有可知BD连线为等势线，所以电场强度沿C到A方向；场强大小为故选C。6.将小球以初速度竖直向上抛出，经过一段时间小球的速度大小为v，方向竖直向下。运动过程中小球所受空气阻力大小为重力的一半，重力加速度为g，则小球在空中运动时间为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】上升阶段：合力为重力（）与空气阻力（）之和，方向向下，故加速度为，方向向上当速度减0时有解得上升时间下落阶段：合力为重力（）减去空气阻力（），方向向下，加速度为，方向向下由速度公式从最高点速度0加速到，时间总时间故选B。7.某中子星的质量是地球质量的n倍，它的半径只有地球半径的k倍。地球极点的重力加速度为g，地球赤道的重力加速度为xg，地球的第一宇宙速度为v。下列说法中正确的是（）A.中子星密度是地球密度的倍B.中子星极点的重力加速度为gC.中子星的第一宇宙速度为D.中子星自转的最大角速度是地球自转角速度的倍【答案】D【解析】A．根据密度公式可得地球密度为中子星密度为，故A错误；B．根据极点重力加速度公式，对地球有对中子星有，故B错误；C．根据第一宇宙速度公式，对地球有对中子星有，故C错误；D．地球赤道满足解得中子星最大角速度满足解得则倍数为，故D正确。故选D。二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。8.如图所示，光滑水平面上静止一长为4m、质量为M=50kg的平板小车，一质量为m=30kg的小孩站在小车左端。小孩从小车左端移动到小车右端（不打滑），在这一过程中小孩的最大速度，小孩可视为质点。下列说法中正确的是（）A.车的最大速率为0.6m/sB.从开始到最大速度过程中小孩做的功为15JC.整个过程中小孩发生的位移为2.5mD.整个过程中小车发生的位移为2.5m【答案】AC【解析】A．从开始到小孩速度最大过程中由动量守恒有解得，故车的最大速率为0.6m/s，故A正确；B．由能量守恒可知，从开始到最大速度过程中小孩做的功为，故B错误；CD．设此过程中小孩发生的位移为，小车发生的位移大小为，由动量守恒有由题意有解得，故C正确，D错误。故选AC。9.如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的薄板B固定在弹簧上端静止。质量为3m的物块A从离薄板B高为h处由静止释放，物块A和薄板B碰撞瞬间粘在一起，弹簧始终处于弹性限度内。已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A.A、B碰撞后瞬间B的速度为B.A、B碰撞后一起向下运动过程中弹簧的弹性势能先增大后减小C.A、B碰撞后一起向下运动到弹簧压缩量最大过程中弹性势能增加D.从物块A开始下落到弹簧压缩量最大过程中物块A、薄板B和弹簧组成的系统机械能不守恒【答案】AD【解析】A．物块A自由落体过程有物块A和薄板B碰撞过程有解得A正确；B．AB碰撞后一起向下运动的过程中，弹簧始终处于压缩状态，且压缩量一直增大，所以弹簧的弹性势能一直增大，B错误；C．设AB碰撞后向下运动H到达最低点，由能量守恒有C错误；D．由前面分析可知，物块A与薄板B碰撞过程中损失了机械能，所以整个过程中机械能不守恒，D正确。故选AD。10.如图所示，先在相距为L的A、B两点分别放置电荷量为+Q和+2Q的点电荷，O点为AB的中点，C、M在AB连线的中垂线上，N在AB连线上，，，再在C点放置一电荷量为-Q的点电荷。现将一带正电的试探电荷从M点沿中垂线移到O点，再沿AB连线移到N点。下列说法中正确的是（）A.O点的电场强度方向与OC成30°斜向下B.O点的电场强度大小为C.移动过程中试探电荷的电势能先增大后减小D.移动过程中试探电荷的电势能一直增大【答案】BD【解析】AB．A、B、C三个电荷在O点产生的电场强度分别为，，方向如图所示则方向为与OC之间夹角均为斜向下，故A错误，B正确；CD．试探电荷在MO间受力情况如图所示由图可知将试探电荷从M点移动到O点过程中静电力做负功，所以试探电荷的电势能增大，试探电荷在ON间受力情况如图所示由图可知将试探电荷从O点移动到N点过程中静电力做负功，所以试探电荷的电势能增大，所以移动过程中试探电荷的电势能一直增大，故C错误，D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11.某物理兴趣小组研究向心力的影响因素，他们设计了两个方案。方案一：（1）用图1所示装置探究做匀速圆周运动的物体所需向心力的大小与哪些因素有关。图2为装置剖面图，图3为俯视图，A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时：①两槽转动的角速度ωA___________ωB（选填“大于”、“等于”或“小于”）；②现有两个质量之比为1：2的金属球1、2分别放在A槽、B槽的横臂挡板处，若它们到各自转轴的距离相等，当金属1、2各自对应的标尺露出的格数之比为___________时，向心力大小Fm得到验证。方案二：（2）他们设计了如图4所示的实验装置，将物块放置在光滑卡槽内，卡槽沿径向固定于平台，平台绕中心轴的转速可调节，平台匀速转动时，物块随之做匀速圆周运动。转速传感器测量平台转速（以r/s为单位），力传感器测量物块所受拉力大小。①转速传感器的示数为n时，物块转动的角速度为_________。②利用控制变量法，保证物块质量和转动半径不变，探究向心力大小与角速度的关系。该同学根据测算数据画出的F-图像如图5所示，纵轴为力传感器读数F，横轴为。用刻度尺测得物块转动的半径为50cm，由图线可知物块的质量m=___________kg（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）①.等于②.1：2（1）①.2πn②.0.10【解析】（1）①由于a、b轮半径相同，且皮带传动轮缘线速度相等，所以两个轮的角速度相等，两槽与轮同轴转动，所以两个槽转动的角速度相等，即；②由题意可知两个球转动的半径和角速度都相等，由题意可知，若Fm成立，则；（2）①转速传感器的示数为n时，由题意可知物块转动的角速度；②由题意有，即，由图可知图像的斜率所以结合r=50cm=0.5m所以m=010kg12.某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。两滑块上遮光条的宽度相等。（1）他首先调气垫导轨的水平，调整时他将滑块B拿开，给滑块A一个向左的初速度，记录遮光条通过光电门1和光电门2时的挡光时间t1、t2，若t1___________t2（填“>”、“<”或“=”），则表明气垫导轨已经水平；（2）他研究完全非弹性碰撞中的动量守恒。他在滑块A左端装上撞针，滑块B右端装上橡皮泥，给滑块A一个初速度，滑块A与滑块B碰撞后一起运动，分别记录碰撞前滑块A通过光电门1时的挡光时间t1和碰撞后滑块B通过光电门2时的挡光时间t2，已知滑块A的总质量为m1，滑块B的总质量为m2，若__________成立（用题中物理量的符号表示），则表明碰撞过程中动量守恒；（3）他研究一般碰撞中的动量守恒。滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为m1、m2，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，此过程中光电门1的挡光时间先后为t1和t3，光电门2的挡光时间为t2。若___________成立（用题中物理量的符号表示），则表明碰撞过程中动量守恒，该碰撞过程中系统机械能的损失率（即损失的机械能占总机械能的比例）为___________（用题中物理量的符号表示）。【答案】（1）=（2）（3）【解析】小问1解析】若气垫导轨水平，滑块A匀速通过两个光电门，所以两个光电门的挡光时间应该相等，即t1=t2；小问2解析】设遮光条的宽度为d，由题意可知滑块A通过光电门1时的速度滑块A和滑块B碰撞后的速度若碰撞过程中动量守恒，有解得【小问3解析】设遮光条的宽度为d，由题意可知滑块A通过光电门1时的速度滑块A和滑块B碰撞后，滑块A的速度滑块B的速度碰撞过程中动量守恒有整理有碰撞过程中系统机械能的损失率整理有13.如图所示，带相同正电荷的四个小球固定在边长为L的正方形ABCD的四个顶点，该正