2023-2024学年河北省石家庄市辛集市高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年河北省石家庄市辛集市高一（下）期末物理试卷一、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．（4分）如图所示，在开门过程中，门上A、B两点的角速度ω、线速度v、向心加速度a的大小关系是（）A．ωA＞ωB B．vA＝vB C．aA＞aB D．vA＜vB2．（4分）某区域电场线分布如图所示。将同一负的试探电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则（）A．Epa＞Epb，Fa＜Fb B．Epa＞Epb，Fa＞Fb C．Epa＜Epb，Fa＜Fb D．Epa＜Epb，Fa＞Fb3．（4分）某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成37°，拉力大小为200N，犁位移10m，经历时间10s。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是（）A．拉力做功为1800J B．拉力做功为1200J C．拉力做功的平均功率为160W D．拉力做功的平均功率为120W4．（4分）2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。登陆火星前，“天问一号”多次变轨示意图如图所示，轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。除变轨瞬间，“天问一号”在轨道上运行时均处于无动力航行状态。下列说法正确的是（）A．“天问一号”在P点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ要进行点火加速 B．“天问一号”在轨道Ⅲ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期 C．“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上S点的加速度 D．“天问一号”从轨道Ⅲ上的Q点到P点运行过程中，线速度越来越大5．（4分）直角三角形ABC中，∠B＝90°，∠C＝30°，BC边长约2cm，匀强电场平行于平面ABC，将电荷量为﹣6×10﹣6C的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功2.4×10﹣5J，再将此点电荷从B点移至C点，静电力做功2.4×10﹣3J，则（）A．A、C间的电势差为8V B．若φB＝0，则φA＝﹣4V C．电场强度的方向与AC边平行 D．电场强度的大小为400V/m6．（4分）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐在某一平面一起转动且相对罐壁静止，此时小物块的摩擦力恰好为0，重力加速度为g。该平面离陶罐底的距离h为（）A． B． C． D．7．（4分）如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为m，qA＝qB＝+q，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（）A．弹簧的压缩量为 B．C球的电荷量大小qc＝q C．相邻两小球的间距为 D．A球受到的库仑力为3mgsinα二、选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题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）8．（6分）太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带（地球轨道在火星轨道内侧），假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则（）A．木星的周期大于1年 B．小行星带中各行星的线速度大于火星的线速度 C．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的角速度小于木星公转的角速度 D．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的加速度大于木星做圆周运动的加速度（多选）9．（6分）两大小不同的带电小球周围的电场线分布情况如图所示，一带电粒子仅在电场力的作用下先通过a点，后通过b点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．带电粒子带负电 B．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度 C．带电粒子在a点的速度大于在b点的速度 D．带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能（多选）10．（6分）如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，O1为轨道的圆心，O1B水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮O2、O3分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，AO1BO2为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球Q的机械能先增加后减少 B．细圆环P的机械能先增加后减少 C．小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为 D．细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为2mg三、非选择题：共54分。11．（8分）如图为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和运动半径r之间关系的实验装置。（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是。A．理想实验B．等效替代法C．放大法D．控制变量法（2）在探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的钢球分别放在挡板C和挡板处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。（3）若两钢球质量和运动半径都相同，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的轮盘上，实验中匀速转动手柄时，观察到左、右标尺露出的等分格数之比约为。12．（8分）用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。（1）关于本实验，下列说法正确的是。a．打点计时器应接直流电源b．应先接通电源，后释放重物c．需使用秒表测出重物下落的时间（2）图乙为实验时得到的一条纸带，O为打下的第1个点，A、B、C为连续打下的三个点，它们到O点的距离在图中已标出，每相邻两个点的时间间隔为0.02s。实验中所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度大小为9.8m/s2。重物从开始运动到打下B点的过程中，重力势能的减少量ΔEp＝J，动能的增加量ΔEk＝J。（保留3位有效数字）（3）比较ΔEp和ΔEk的数值，可以得出的实验结论是。13．（10分）2021年10月16日，我国成功发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月，任务主要目标为验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行，可视为匀速圆周运动，它们飞行n圈所用的时间为t。已知它们的总质量为m，它们距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力F；（2）地球的质量M。14．（13分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L、间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置、长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为﹣q（q＞0）、质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求：（1）求带电粒子到达MN时的速度大小；（2）求带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量；（3）使粒子打在屏的最右侧，求k的取值。15．（15分）如图所示，轨道ABCD平滑连接，其中AB为光滑曲面，BC为粗糙水平面，CD为半径r＝0.1m的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数k＝200N/m的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。质量m＝1kg的小球在曲面AB上距BC高h＝0.3m处由静止下滑，进入管口后在C端处与圆管恰好无相互的弹力作用，通过CD后压缩弹簧，压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为Ep＝0.25J。已知小球与水平面BC间的摩擦力大小与小球重力大小之比为μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。求：（1）水平面BC的长度s；（2）小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm。

2023-2024学年河北省石家庄市辛集市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、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．（4分）如图所示，在开门过程中，门上A、B两点的角速度ω、线速度v、向心加速度a的大小关系是（）A．ωA＞ωB B．vA＝vB C．aA＞aB D．vA＜vB【考点】向心加速度的表达式及影响向心加速度大小的因素；线速度的物理意义及定义式．【答案】C【分析】A、B两点都绕门轴做圆周运动，转动的半径不同，但共轴转动，角速度相同，根据v＝rω比较线速度。【解答】解：A、AB两点都绕门轴做匀速圆周运动，两点共轴转动，角速度相同。故A错误；B、D、A与B的角速度相等，根据v＝rω，角速度相同，A的半径大，则A的线速度大。故B错误，D错误；C、A与B的角速度相等，根据a＝rω2，角速度相同，A的半径大，则A的向心加速度大。故C正确。故选：C。2．（4分）某区域电场线分布如图所示。将同一负的试探电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则（）A．Epa＞Epb，Fa＜Fb B．Epa＞Epb，Fa＞Fb C．Epa＜Epb，Fa＜Fb D．Epa＜Epb，Fa＞Fb【考点】电场强度与电场力的关系和计算；电场线的定义及基本特征；电场力做功与电势能变化的关系；电势的定义、单位和物理意义．【答案】D【分析】明确电场线的性质，知道电场线越密，场强越大．根据F＝Eq判断电场力的大小；同时明确沿电场线的方向电势降落，而正电荷在高电势处电势能大，负电势在低电势处电势能大。【解答】解：电场线疏密程度反应电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，则由图可知a点电场强度更大，由F＝Eq可知，a点电场力更大，由于a点电势高于b点，则由Ep＝φq可知，负试探电荷在a点电势能更小，故ABC错误，D正确；故选：D。3．（4分）某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成37°，拉力大小为200N，犁位移10m，经历时间10s。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是（）A．拉力做功为1800J B．拉力做功为1200J C．拉力做功的平均功率为160W D．拉力做功的平均功率为120W【考点】功率的定义、物理意义和计算式的推导；恒力做功的计算．【答案】C【分析】力对物体所做功的多少等于力与在力的方向上位移的乘积。【解答】解：AB．该过程拉力做功为W＝FLcos37°＝200×10×0.8J＝1600J故A，B错误；CD．拉力做功的平均功率代入数据得P＝160W故C正确，故D错误。故选：C。4．（4分）2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。登陆火星前，“天问一号”多次变轨示意图如图所示，轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。除变轨瞬间，“天问一号”在轨道上运行时均处于无动力航行状态。下列说法正确的是（）A．“天问一号”在P点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ要进行点火加速 B．“天问一号”在轨道Ⅲ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期 C．“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上S点的加速度 D．“天问一号”从轨道Ⅲ上的Q点到P点运行过程中，线速度越来越大【考点】卫星的发射及变轨问题；开普勒三大定律；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】C【分析】着陆器做向心运动时需要减速；由向心加速度公式求着陆器在轨道上的加速度，根据万有引力做功情况分析速率大小变化情况。【解答】解：A．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以“天问一号”在P点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ要进行点火减速，故A错误；B．根据开普勒第三定律可得由于轨道Ⅲ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，所以“天问一号”在轨道Ⅲ上的周期小于在轨道Ⅱ上的周期，故B错误；C．根据牛顿第二定律可得则有由于Q点离火星的距离小于S点离火星的距离，则“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上S点的加速度，故C正确。D．“天问一号”从轨道Ⅲ上的Q点到P点运行过程中，引力做负功，动能减小，线速度越来越小，故D错误。故选C。5．（4分）直角三角形ABC中，∠B＝90°，∠C＝30°，BC边长约2cm，匀强电场平行于平面ABC，将电荷量为﹣6×10﹣6C的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功2.4×10﹣5J，再将此点电荷从B点移至C点，静电力做功2.4×10﹣3J，则（）A．A、C间的电势差为8V B．若φB＝0，则φA＝﹣4V C．电场强度的方向与AC边平行 D．电场强度的大小为400V/m【考点】匀强电场中电势差与电场强度的关系；等分法求电势；电场力做功与电势差的关系；等势面及其与电场线的关系．【答案】D【分析】根据电场力做功得出A点的电势能，从而得出A点的电势，结合电场力做功得出A、C的电势差，通过电场线与等势面垂直分析C，根据匀强电场电势差与电场强度的公式计算电场强度。【解答】解：B.电荷从A到B，根据电场力的计算公式有WAB＝qUAB可得UAB＝4V又UAB＝φA﹣φBφB＝0可得φA＝4V故B错误；A.电荷从A到C，根据电场力的计算公式有WAC＝WAB+WBC＝qUAC可得UAC＝0故A错误；C.A、C两点的电势差为0，则直线AC为等势线，电场线与等势线垂直，故C错误；D.如图所示由几何关系，线段BD长度为d＝BCsin30°＝2×cm＝1cm＝0.01m则电场强度的大小为E＝解得E＝400V/m故D正确。故选：D。6．（4分）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐在某一平面一起转动且相对罐壁静止，此时小物块的摩擦力恰好为0，重力加速度为g。该平面离陶罐底的距离h为（）A． B． C． D．【考点】牛顿第二定律求解向心力；牛顿第二定律的简单应用．【答案】D【分析】小物块受重力、支持力合力作为匀速圆周运动需要的向心力，根据向心力的公式计算夹角大小，根据几何关系计算高度。【解答】解：对物块受力分析，如图所示根据合力作为向心力可得mgtanθ＝mω2Rsinθ解得则物块做圆周运动的平面离陶罐底的距离为故ABC错误，D正确。故选：D。7．（4分）如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为m，qA＝qB＝+q，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（）A．弹簧的压缩量为 B．C球的电荷量大小qc＝q C．相邻两小球的间距为 D．A球受到的库仑力为3mgsinα【考点】库仑定律的表达式及其简单应用；胡克定律及其应用；共点力的平衡问题及求解．【答案】C【分析】对A、B、C组成的整体，沿斜面根据平衡条件求解弹簧的压缩量；分别对C、对B根据平衡条件求解C的电荷量和小球之间的距离；根据库仑定律求解A球受到的库仑力。【解答】解：B、对A、B、C组成的整体受到重力、斜面的支持力以及弹簧的弹力，可知弹簧处于压缩状态，对整体沿斜面根据平衡条件可得：3mgsinα＝k0x，解得弹簧的压缩量为：x＝，故A错误；BC、对C分析，C受重力、支持力和A、B对C的库仑力，则A、B对C的库仑力之和沿斜面向上，A与B都带正电，则C球带正电，设其电荷量为Q。设相邻两小球间距为L，对C根据平衡条件可得：+＝mgsinα对B根据平衡条件可得：＝+mgsinα联立解得：Q＝q，L＝，故B错误、C正确；D、A球受到的库仑力为：F＝+，可得F＝2mgsinα，故D错误。故选：C。二、选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题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）8．（6分）太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带（地球轨道在火星轨道内侧），假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则（）A．木星的周期大于1年 B．小行星带中各行星的线速度大于火星的线速度 C．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的角速度小于木星公转的角速度 D．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的加速度大于木星做圆周运动的加速度【考点】万有引力的基本计算；牛顿第二定律的简单应用．【答案】AD【分析】行星、小行星绕太阳做匀速圆周运动，由太阳的万有引力提供向心力，由此列式得出周期、线速度、加速度的表达式，结合轨道半径的大小进行比较。【解答】解：A、根据万有引力作为向心力，可得解得轨道半径越大，周期越大，木星轨道半径大于地球轨道半径，所以木星的周期大于1年，A正确；B、根据万有引力作为向心力，可得解得轨道半径越大，线速度越小，所以小行星带中各行星的线速度小于火星的线速度，B错误；C、根据万有引力作为向心力，可得解得轨道半径越小，角速度越大，所以，小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的角速度大于木星公转的角速度，C错误；D、根据牛顿第二定律得解得轨道半径越小，加速度越大，所以小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的加速度大于木星做圆周运动的加速度，D正确。故选：AD。（多选）9．（6分）两大小不同的带电小球周围的电场线分布情况如图所示，一带电粒子仅在电场力的作用下先通过a点，后通过b点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．带电粒子带负电 B．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度 C．带电粒子在a点的速度大于在b点的速度 D．带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能【考点】电场力做功与电势能变化的关系；电场强度与电场力的关系和计算；电场线的定义及基本特征．【答案】AC【分析】分析题干条件，带电粒子仅在电场力的作用下运动，满足能量守恒的使用条件，粒子动能的增量等于电场力做功。【解答】解：A、粒子受力方向大致向左，电场线向右，所以粒子带负电，故A正确；B、由图可知，a点处电场线比b点处密集，则a点的场强大于b点场强，根据牛顿第二定律可知带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故B错误；CD、从轨迹可知粒子从a点到b点的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增加，该带电粒子在a点的速度大于在b点的速度，在a点的电势能小于在b点的电势能，故C正确，D错误。故选：AC。（多选）10．（6分）如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，O1为轨道的圆心，O1B水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮O2、O3分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，AO1BO2为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球Q的机械能先增加后减少 B．细圆环P的机械能先增加后减少 C．小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为 D．细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为2mg【考点】机械能守恒定律的简单应用；绳球类模型及其临界条件．【答案】BC【分析】根据功的公式分别判断细绳对两个小球的做功情况，再由功能原理确定小球Q和圆环P的机械能的变化；先确定满足条件的小球Q的位置，从开始到此时，根据机械能守恒定律求P速度为零时，小球Q的速度；根据机械能守恒求出圆环P在B点速度，在B点由牛顿第二定律求对轨道对P的弹力大小。【解答】解：A、在圆环P下滑至B点的过程中，小球Q先向下运动，后向上运动，细绳拉力对Q先做负功后做正功，因此小球Q的机械能先减少后增加，故A错误；B、细绳拉力对圆环P先做正功后做负功，因此圆环P的机械能先增加后减少，故B正确；C、根据速度的合成与分解可知，圆环P的速度沿细绳方向的分量大小等于Q的速度大小，当小球Q的速度为零时，圆环P的速度方向与细绳垂直，此时细绳与水平方向的夹角为45°。从开始下滑到此位置，根据机械能守恒定律有：mg[R﹣（﹣R）]+mg（R﹣Rcos45°）＝整理解得：vp＝，故C正确；D、当圆环P运动到B点时，由关联速度关系可知，P、Q的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律可得：mgR＝在B点，对圆环P在沿指向圆心的方向上，根据牛顿第二定律有：解得圆弧轨道对圆环P的弹力大小：N＝mg，故D错误。故选：BC。三、非选择题：共54分。11．（8分）如图为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和运动半径r之间关系的实验装置。（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是D。A．理想实验B．等效替代法C．放大法D．控制变量法（2）在探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径相同（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。（3）若两钢球质量和运动半径都相同，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的轮盘上，实验中匀速转动手柄时，观察到左、右标尺露出的等分格数之比约为1：2。【考点】探究圆周运动的相关参数问题；牛顿第二定律求解向心力．【答案】（1）D（2）B（3）相同；1：2。【分析】（1）根据实验原理分析选择的实验方法；（2）根据线速度、角速度和半径的关系分析判断；（3）根据线速度、角速度和半径的关系与向心力公式推导判断。【解答】解：（1）探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，每次改变一个变量，控制其他量不变，用到的实验方法是控制变量法。故D正确，ABC错误。故选：D。（2）探究向心力F与半径r的关系时，应保证小球质量相等，角速度相等，半径不同，因此质量相等的小球分别放在挡板挡板C和挡板B处，确保半径不同，将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，根据v＝ωr可知角速度相同；（3）用皮带连接的左、右塔轮线速度大小相同，根据v＝ωr可知左、右塔轮角速度之比为ω1：ω2＝1：2，根据F＝mω2r可知两钢球受到向心力之比为，所以观察到左、右标尺露出的等分格数之比1：2。故答案为：（1）D（2）B（3）相同；1：2。12．（8分）用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。（1）关于本实验，下列说法正确的是b。a．打点计时器应接直流电源b．应先接通电源，后释放重物c．需使用秒表测出重物下落的时间（2）图乙为实验时得到的一条纸带，O为打下的第1个点，A、B、C为连续打下的三个点，它们到O点的距离在图中已标出，每相邻两个点的时间间隔为0.02s。实验中所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度大小为9.8m/s2。重物从开始运动到打下B点的过程中，重力势能的减少量ΔEp＝0.691J，动能的增加量ΔEk＝0.687J。（保留3位有效数字）（3）比较ΔEp和ΔEk的数值，可以得出的实验结论是在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）b；（2）0.691；（2）0.687（0.684也正确）；（3）在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒【分析】（1）打点计时器使用的是交流电源；为充分利用纸带打下较多的点迹，实验时应先接通电源，后释放重物；打点计时器可以记录时间。（2）根据下路的高度求解重力势能的减少量；根据打点纸带测量速度的原理求得打B点时重物的速度大小，根据的定义求解动能的增加量。（3）ΔEp与ΔEk的数值近似相等，可以得出实验结论为在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。【解答】解：（1）a．打点计时器使用的是交流电源，故a错误；b．为充分利用纸带打下较多的点迹，实验时应先接通电源，后释放重物，故b正确；c．打点计时器可以记录时间，不需要秒表测量数据，故c错误。故选：b。（2）重力势能的减少量打B点时重物的速度大小动能的增加量（3）比较ΔEp和ΔEk的数值，可以得出实验结论是：在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。故答案为：（1）b；（2）0.691；（2）0.687（0.684也正确）；（3）在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒13．（10分）2021年10月16日，我国成功发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月，任务主要目标为验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行，可视为匀速圆周运动，它们飞行n圈所用的时间为t。已知它们的总质量为m，它们距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力F；（2）地球的质量M。【考点】万有引力的基本计算．【答案】（1）地球对它们的万有引力F为；（2）地球的质量M为。【分析】（1）根据题意先算组合体做圆周运动的周期T，结合万有引力公式和向心力公式求解万有引力；（2）根据牛顿第二定律列式求解地球的质量。【解答】解：（1）根据题意可知，神舟十三号与空间站组合体绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为r＝R+h，设神舟十三号与空间站组合体的质量为m，地球的质量为M，由万有引力提供向心力即地球对它们的万有引力（2）由万有引力提供向心力有解得地球的质量为M＝答：（1）地球对它们的万有引力F为；（2）地球的质量M为。14．（13分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L、间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置、长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为﹣q（q＞0）、质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求：（1）求带电粒子到达MN时的速度大小；（2）求带电粒子离开平行金属板时