2023-2024学年广东省深圳市高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年广东省深圳市高一（下）期末物理试卷一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．（4分）引力场强度定义为单位质量的质点在该点所受的力，E=FA．m/s2 B．kg•m/s2 C．kg•m/s D．N2．（4分）下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是（）A．研究力的平行四边形定则 B．观察桌面的微小形变 C．把物体简化为有质量的点 D．研究重力在曲面上做功特点3．（4分）货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上，货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升，角度θ逐渐增大，且货物相对车厢始终保持静止，该过程中货物受到的（）A．支持力逐渐变大 B．摩擦力逐渐减小 C．支持力做正功 D．摩擦力做负功4．（4分）蹦床是深受儿童喜爱的体育活动，弹性网面起到提高弹跳高度和保护作用，某儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，空气阻力和弹性网的质量均忽略不计，则（）A．儿童的速度逐渐增大 B．儿童的加速度逐渐减小 C．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的重力势能 D．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能5．（4分）某游戏项目中，挑战者小明需要利用绳子荡过水坑，如图所示。两次游戏中小明分别抓住绳子的A点和B点，并随绳子做圆周运动。两次抓住绳瞬间速度方向均水平，且大小相等。视小明为质点，比较他抓住A点和抓住B点，抓住A点（）A．对绳子的拉力较大 B．角速度较大 C．向心加速度较小 D．最终能荡到更大的高度6．（4分）无人机送餐服务在深圳试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图象，图甲是沿水平方向的x﹣t图象，图乙是沿竖直方向的v﹣t图像。则无人机的运动轨迹近似为（）A． B． C． D．二、多项选择题：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。（多选）7．（6分）探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（）A．探测器处于超重状态 B．探测器处于失重状态 C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力 D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等（多选）8．（6分）如图所示，环月轨道1、2、3相切于近月点，无动力运行时，探测器在近月点的速度大小分别为v1、v2和v3，加速度大小分别为a1、a2和a3，下列说法正确的有（）A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．a1＞a2＞a3 D．a1＝a2＝a3（多选）9．（6分）已知探测器在地球表面重力为G1，在月球表面重力为G2，月球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球和月球自转的影响，则（）A．月球表面的重力加速度为G1B．月球的质量为gGC．月球的第一宇宙速度大小为RGD．探测器在近月圆轨道上运行周期为2π三、非选择题：共58分，第10～13题为必考题，考生都必须作答，第14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共44分。10．（10分）某物理兴趣小组利用手机的声音传感器研究平抛运动。如图甲所示，将小球平放在台阶边缘，打开手机的“声音振幅”软件，用钢尺水平击打小球，发出声音，会记录下声音强度随时间变化的关系。（1）某次实验记录到的声音强度d随时间t变化曲线如图乙所示，则小球从水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为（用图乙中的物理量符号表示）。经测量，小球平抛运动的水平位移为s，则抛出速度v0＝；（2）改变击打力度，使小球以不同速度水平抛出，发现落在同一台阶上的小球运动时间相等。该现象最能支撑的结论是。A.高度越大小球运动时间越长B.水平速度大小不影响竖直方向的运动时间C.小球在竖直方向上做自由落体运动11．（12分）某实验小组通过下落的小球验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。通过电磁铁吸附小球，断电时小球下落。经测量小球的直径d＝3.20cm，用最小刻度值为1cm的刻度尺测量从小球上端到光电门测光孔的距离L。（1）根据图甲读出L＝cm；（2）某次实验中小球经过光电门的时间为：t＝0.0120s，则测出小球的速度为v＝m/s（结果保留2位有效数字）；（3）小球的大小不可忽略，小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度h＝（用L和小球的直径d表示）；（4）多次改变高度h，测出多组数据，绘制v2﹣h图像，如图乙所示。测算出图像的斜率值k。检验斜率k与当地重力加速度g满足关系，则可以验证机械能守恒；（5）在数据处理无误的情况下，实验小组测量出的k值明显大于理论值，最合理的解释是。A．空气阻力对小球运动的影响B．球心没有对准光电门通光孔C．距离L的测量值偏大12．（10分）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度v0＝10m/s沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0～3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取10m/s2，风洞横截面直径L＝10m。（1）当F＝0时，求小球撞击右壁的速度大小和方向；（2）保持v0不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。13．（12分）一段倾斜角θ＝37°的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为m＝2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为μ＝0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，汽车可视作质点。求：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F；（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax；（3）若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。三、（二）选考题：共14分，请考生从2道题中任选一题作答，并在答题卡上填涂选考信息。（选考1——电场）14．（14分）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。（1）验电器D上的两个金属小球因带电（填“正”或“负”）而张开。与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是（填“自上而下”或“自下而上”）。（2）如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，求：（ⅰ）两球间的库仑力大小；（ⅱ）假设两个金属小球各带有相同的电荷量，求此电荷量的大小。四、（选考2--动量）15．在汽车安全装置的开发过程中，需要进行汽车碰撞试验，包括实车撞墙和滑车互撞试验。对不同品牌的A、B车进行试验，两车质量分别为mA＝800kg和mB＝1000kg。（1）在实车撞墙实验中，如图甲为碰撞测试安全气囊弹出的情境。该过程安全气囊的作用是通过（填“增大”或“减小”）作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。分别用A、B车进行撞墙试验时，碰前速度均为60km/h，测试数据如图乙，通过数据可以判断（填“A”或“B”）车受到的平均冲击力较大。（2）用A、B两车进行滑车互撞试验，行驶速度为vB＝30m/s的B车与静止的A车碰撞，碰后B车速度大小为v′B＝10m/s，方向不变，碰撞时间很短且处于同一水平面上。求：①碰撞过程中B车的动量变化量大小；②碰撞后瞬间A车的速度大小。

2023-2024学年广东省深圳市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．（4分）引力场强度定义为单位质量的质点在该点所受的力，E=FA．m/s2 B．kg•m/s2 C．kg•m/s D．N【考点】力学单位制与单位制；电场强度的定义和单位．【答案】A【分析】根据E的公式，写出各物理量的单位，表示出E的单位即可。【解答】解：力的国际单位为：N，且1N＝1kg•m/s2，质量的单位为kg，根据E=F1N故选：A。2．（4分）下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是（）A．研究力的平行四边形定则 B．观察桌面的微小形变 C．把物体简化为有质量的点 D．研究重力在曲面上做功特点【考点】微元法；微小量放大法；理想化模型法；等效替代法．【答案】D【分析】研究力的平行四边形定则运用了等效替代的方法；观察桌面的微小形变运用了放大的方法；把物体简化为有质量的点运用了理想模型法；微元法是把一个过程分割为很多小的过程，继而相加求解的方法。【解答】解：A．研究力的平行四边形定则运用了等效替代的方法，故A错误；B．通过平面镜反射光线来观察桌面的微小形变，运用了放大法，将看不见的微小形变，变成看得见光线变化，观察桌面的微小形变运用了放大的方法，故B错误；C．质点是实际物体在一定条件下的科学抽象，把物体简化为有质量的点，是采用了建立理想化的物理模型的方法；故C错误；D．微元法是把一个过程分割为很多小的过程，继而相加求解的方法，研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法，故D正确。故选：D。3．（4分）货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上，货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升，角度θ逐渐增大，且货物相对车厢始终保持静止，该过程中货物受到的（）A．支持力逐渐变大 B．摩擦力逐渐减小 C．支持力做正功 D．摩擦力做负功【考点】功的正负及判断；解析法求共点力的平衡．【答案】C【分析】货物处于平衡状态，对货物进行受力分析，根据平衡条件及恒力做功公式列式分析即可．【解答】解：AB、货物处于平衡状态，则有f＝mgsinθ，N＝mgcosθ，θ增大时，静摩擦力f增大，支持力N减小，故AB错误；CD、货物随车厢缓慢做曲线运动，所以支持力方向斜向上与速度方向相同，支持力做正功，摩擦力的方向与速度方向始终垂直，不做功，故C正确，D错误；故选：C。4．（4分）蹦床是深受儿童喜爱的体育活动，弹性网面起到提高弹跳高度和保护作用，某儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，空气阻力和弹性网的质量均忽略不计，则（）A．儿童的速度逐渐增大 B．儿童的加速度逐渐减小 C．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的重力势能 D．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能【考点】机械能守恒定律的简单应用；牛顿第二定律的简单应用；常见力做功与相应的能量转化．【答案】D【分析】分析儿童的受力情况判断其运动情况，由牛顿第二定律分析加速度变化情况，结合能量转化情况分析。【解答】解：AB、儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，受到重力和弹性网面的弹力两个力作用，弹力逐渐减小，刚开始阶段弹性网面的弹力大于儿童的重力，儿童的合力向上，加速度向上，随着弹力减小，合力减小，儿童做加速度减小的加速运动；当弹性网面的弹力等于儿童的重力时，儿童的速度最大，此后弹性网面的弹力小于儿童的重力，儿童做加速度增大的减速运动，所以儿童的速度先增大后减小，儿童的加速度先减小后增大，故AB错误；CD、系统只有重力和弹性网面的弹力做功，所以系统机械能守恒，则弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能，故C错误，D正确。故选：D。5．（4分）某游戏项目中，挑战者小明需要利用绳子荡过水坑，如图所示。两次游戏中小明分别抓住绳子的A点和B点，并随绳子做圆周运动。两次抓住绳瞬间速度方向均水平，且大小相等。视小明为质点，比较他抓住A点和抓住B点，抓住A点（）A．对绳子的拉力较大 B．角速度较大 C．向心加速度较小 D．最终能荡到更大的高度【考点】机械能与曲线运动相结合的问题；线速度与角速度的关系；牛顿第二定律求解向心力；向心加速度的表达式及影响向心加速度大小的因素．【答案】C【分析】在最低点由圆周运动的牛顿第二定律列式，分析拉力T的变化；根据线速度角速度关系，分析角速度变化；根据向心加速度公式，分析向心加速度大小；由动能定理，分析高度。【解答】解：A．在最低点由圆周运动的牛顿第二定律列式T−mg=m解得T=mg+m抓住A点时的半径l较大，则绳的拉力较小，故A错误；B．圆周运动在最低点的角速度为ω=v因抓A点的半径l较大，则角速度较小，故B错误；C．圆周运动在最低点的向心加速度为an因抓A点的半径l较大，则向心加速度较小，故C正确；D．设荡起的最大高度为h，由动能定理可知−mgh=0−1可得h=v则无论抓A点或B点，最终能荡起的更大高度相同，故D错误。故选：C。6．（4分）无人机送餐服务在深圳试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图象，图甲是沿水平方向的x﹣t图象，图乙是沿竖直方向的v﹣t图像。则无人机的运动轨迹近似为（）A． B． C． D．【考点】分析合运动的轨迹问题；一个匀速直线和一个变速直线运动的合成．【答案】C【分析】x﹣t图像的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动。v﹣t图像的斜率表示加速度，倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，结合运动的合成分析无人机的运动轨迹。【解答】解：对于图甲，根据x﹣t图像的斜率等于速度，可知无人机在水平方向做匀速直线运动，加速度为零。根据图乙可知，无人机在竖直方向先做初速度为零的匀加速直线运动后沿原方向做匀减速直线运动，则合运动的加速度与初速度不在同一直线上，无人机做匀变速曲线运动，合外力需指向凹侧，加速度也需指向凹侧，则第一段凹侧向上，第二段凹侧向下，最终竖直速度减为零，只剩下水平速度，则轨迹趋于水平线，故ABD错误，C正确。故选：C。二、多项选择题：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。（多选）7．（6分）探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（）A．探测器处于超重状态 B．探测器处于失重状态 C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力 D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等【考点】超重与失重的概念、特点和判断；作用力与反作用力．【答案】AD【分析】根据加速度方向判断探测器是处于超重还是失重状态；根据相互作用力总是大小相等，方向相反来判断CD。【解答】解：AB、探测器减速着陆的过程中，加速度方向竖直向上，所以探测器处于超重状态，故A正确，B错误；CD、火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力是一对相互作用力，所以它们大小相等，方向相反，故C错误，D正确。故选：AD。（多选）8．（6分）如图所示，环月轨道1、2、3相切于近月点，无动力运行时，探测器在近月点的速度大小分别为v1、v2和v3，加速度大小分别为a1、a2和a3，下列说法正确的有（）A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．a1＞a2＞a3 D．a1＝a2＝a3【考点】不同轨道上的卫星（可能含赤道上物体）运行参数的比较．【答案】AD【分析】AB.根据不同轨道变化需要做离心运动或者向心运动判断速度的大小；CD.根据牛顿第二定律导出加速度表达式，再分析加速度的大小关系。【解答】解：AB.在近月点从轨道1变轨到轨道2，需要在近月点减速，在近月点从轨道2变轨到轨道3，需要在近月点减速，故v1＞v2＞v3，故A正确；B错误；CD.根据公式GMmr2=ma，解得a=GMr2故选：AD。（多选）9．（6分）已知探测器在地球表面重力为G1，在月球表面重力为G2，月球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球和月球自转的影响，则（）A．月球表面的重力加速度为G1B．月球的质量为gGC．月球的第一宇宙速度大小为RGD．探测器在近月圆轨道上运行周期为2π【考点】近地卫星与黄金代换；万有引力与重力的关系（黄金代换）；计算天体的质量和密度；宇宙速度的计算．【答案】BD【分析】A.根据探测器的质量和重力的关系式结合质量不变的原理进行分析解答；BCD.根据牛顿第二定律，万有引力提供向心力的各表达式列式求解相应的物理量。【解答】解：A.在月球上和地球上探测器质量相等，则G1g=B.根据GM月mC.根据mv2RD.根据GM月mR2=m4故选：BD。三、非选择题：共58分，第10～13题为必考题，考生都必须作答，第14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共44分。10．（10分）某物理兴趣小组利用手机的声音传感器研究平抛运动。如图甲所示，将小球平放在台阶边缘，打开手机的“声音振幅”软件，用钢尺水平击打小球，发出声音，会记录下声音强度随时间变化的关系。（1）某次实验记录到的声音强度d随时间t变化曲线如图乙所示，则小球从水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为t3﹣t1（用图乙中的物理量符号表示）。经测量，小球平抛运动的水平位移为s，则抛出速度v0＝st3（2）改变击打力度，使小球以不同速度水平抛出，发现落在同一台阶上的小球运动时间相等。该现象最能支撑的结论是B。A.高度越大小球运动时间越长B.水平速度大小不影响竖直方向的运动时间C.小球在竖直方向上做自由落体运动【考点】探究平抛运动的特点．【答案】（1）t3﹣t1；st【分析】（1）由图可知下落时间，根据水平方向的运动规律解得初速度；（2）根据运动的独立性分析。【解答】解：（1）由图可知小球从水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为t3﹣t1；根据水平方向的匀速直线运动规律可知v0=（2）改变击打力度，使小球以不同速度水平抛出，发现落在同一台阶上的小球运动时间相等，可知小球运动的时间由竖直高度决定，水平速度大小不影响竖直方向的运动时间。故AC错误，B正确；故答案为：（1）t3﹣t1；st11．（12分）某实验小组通过下落的小球验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。通过电磁铁吸附小球，断电时小球下落。经测量小球的直径d＝3.20cm，用最小刻度值为1cm的刻度尺测量从小球上端到光电门测光孔的距离L。（1）根据图甲读出L＝29.0cm；（2）某次实验中小球经过光电门的时间为：t＝0.0120s，则测出小球的速度为v＝2.7m/s（结果保留2位有效数字）；（3）小球的大小不可忽略，小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度h＝L−d2（4）多次改变高度h，测出多组数据，绘制v2﹣h图像，如图乙所示。测算出图像的斜率值k。检验斜率k与当地重力加速度g满足关系2g，则可以验证机械能守恒；（5）在数据处理无误的情况下，实验小组测量出的k值明显大于理论值，最合理的解释是B。A．空气阻力对小球运动的影响B．球心没有对准光电门通光孔C．距离L的测量值偏大【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）29.0；（2）2.7；（3）L−d【分析】（1）先确定刻度尺的最小分度值再读数；（2）根据平均速度公式计算小球的速度；（3）根据小球从释放位置到球心到达光电门距离计算；（4）根据机械能守恒定律推导表达式结合图像计算；（5）根据实验原理和注意事项分析判断。【解答】解：（1）刻度尺的最小分度值为1mm，小球上端到光电门测光孔的距离为L＝29.0cm（2）根据极短时间的平均速度等于平均速度，小球的速度为v=d（3）小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度h=L−d（4）若小球机械能守恒，则mgh=1整理得v2＝2gh图像的斜率为k＝2g（5）A．由于空气阻力对小球运动的影响，小球克服空气阻力做功，机械能减小，实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，小球的速度偏大，测量出的k值明显大于理论值，故B正确；C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。故选：B。故答案为：（1）29.0；（2）2.7；（3）L−d12．（10分）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度v0＝10m/s沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0～3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取10m/s2，风洞横截面直径L＝10m。（1）当F＝0时，求小球撞击右壁的速度大小和方向；（2）保持v0不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。【考点】在外力作用下的类平抛运动；平抛运动速度的计算．【答案】（1）小球撞击右壁的速度大小为102（2）小球撞击右壁的区域长度为15m。【分析】（1）当F＝0时，小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由L＝v0t1求出运动时间，由vy1＝gt1求出小球撞击右壁时竖直分速度大小，再与水平速度合成求出小球撞击右壁的速度大小和方向；（2）当F＝0时，由竖直分位移公式求出竖直方向的分位移。当F＝3mg时，小球做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出加速度，再由分运动规律求竖直方向的分位移，从而求得小球撞击右壁的区域长度。【解答】解：（1）当F＝0时，小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有L＝v0t1解得：t1＝1s小球竖直方向做自由落体运动，撞击右壁时竖直分速度大小为vy1＝gt1小球撞击右壁的速度大小为v1令速度与水平方向夹角为θ，解得v=102m/s，（2）结合上述，当F＝0时，小球做平抛运动，小球撞击右壁时竖直方向的分位移为y1解得：y1＝5m当F＝3mg时，根据牛顿第二定律有3mg﹣mg＝ma小球做类平抛运动，则有L＝v0t1，y2=解得：y2＝10m则小球撞击右壁的区域长度L0＝y1+y2＝5m+10m＝15m答：（1）小球撞击右壁的速度大小为102（2）小球撞击右壁的区域长度为15m。13．（12分）一段倾斜角θ＝37°的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为m＝2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为μ＝0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，汽车可视作质点。求：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F；（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax；（3）若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。【考点】动能定理的简单应用；牛顿第二定律的简单应用；拱桥和凹桥类模型分析．【答案】（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1为24m/s，牵引力为2.0×104N；（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax为30m/s；（3）圆弧半径R的取值范围为112.5m≤R≤225m。【分析】（1）汽车匀加速直线运动，根据v＝at，结合图像求出最大速度，根据牛顿第二定律求出牵引力；（2）汽车以最大速度行驶，牵引力大小等于阻力大小，由P＝Fv可得汽车的最大速度；（3）根据动能定理和牛顿第二定律求解。【解答】解：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1＝at12＝2×12.0m/s＝24m/s汽车受到的阻力为f＝μmgcosθ＝0.25×2000×10×0.8N＝4000N根据牛顿第二定律F﹣f﹣mgsinθ＝ma解得牵引力为F＝2.0×104N（2）汽车额定功率为P=Fv汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax=P（3）若汽车在B点不脱离弧面，根据牛顿第二定律，在B点应满足：mvmax解得圆弧半径R的取值范围为：R≥112.5m若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，根据动能定理有−mgR(1−cosθ)=1在最高点C，根据牛顿第二定律mg−F且：0≤FN≤mg解得圆弧半径R的取值范围为4507综上所述可得圆弧半径R的取值范围为：112.5m≤R≤225m答：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1为24m/s，牵引力为2.0×104N；（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax为30m/s；（3）圆弧半径R的取值范围为112.5m≤R≤225m。三、（二）选考题：共14分，请考生从2道题中任选一题作答，并在答题卡上填涂选考信息。（选考1——电场）14．（14分）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。（1）验电器D上的两个金属小球因带负电（填“正”或“负”）而张开。与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是自上而下（填“自上而下”或“自下而上”）。（2）如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，求：（ⅰ）两球间的库仑力大小；