高三下学期模拟考试物理试卷（有答案解析）

第页高三下学期模拟考试物理试卷（有答案解析）注意事项:

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。

3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是(

)A.“力，刑(形)之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因

B.“强努之末，势不能穿鲁缟也”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小

C.“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动

D.“有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消2.如图，摩天轮座舱中的游客在竖直面内做匀速圆周运动，游客(视为质点)在t1、t2时刻先后经过同一水平面，则A.在t1，t2时刻，游客的速度方向一定相反

B.在t1～t2时间，游客的速度变化一定为零

C.在t3.质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力的影响，物体下落的加速度为45g，在物体下落高度为hA.重力对物体做功大小为45mgh

B.物体动能的变化量为mgh

C.物体的机械能减少量为45mgh

4.如图所示，ABC三处相互间的距离分别为AB=5 cm，BC=3 cm，AC=4 cm。在AB两处分别放置两点电荷，C处的电场强度方向平行于AB的连线。已知放在A处的点电荷所带电荷量为+q(q>0)。关于放在B处的点电荷，下列说法正确的是

(

)

A.带正电，qB=916q B.带负电，qB=9165.如图所示的矩形金属线框ABCD中有一垂直纸面向里的匀强磁场，线框平面与磁场垂直。金属杆MN置于金属线框上并与线框构成AMND和MBCN两个闭合回路。有两个圆形金属线框T1和T2分别置于左右两个闭合回路围成的区域内，金属杆MN以及圆形金属线框T1和T2都与矩形金属线框ABCD共面。现让金属杆MNA.若金属杆MN突然向右运动，线框T2中感应电流沿顺时针方向，线框T2面积有缩小趋势

B.若金属杆MN突然向右运动，线框T1中感应电流沿顺时针方向，线框T1面积有扩大趋势

C.若金属杆MN突然向左运动，线框T1中感应电流沿逆时针方向，线框T1面积有扩大趋势

D.若金属杆6.如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环的上端，一个质量为m带电荷量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则(

)

A.小球运动过程中机械能守恒 B.小球经过环的最低点时速度最小

C.在最低点球对环的压力为mg+qE D.在最低点球对环的压力为3(mg+qE)二多选题：本大题共4小题，共20分。7.一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则(

)

A.0∼4s时间内水平拉力的做功大小为36J

B.0∼6s时间内合外力的做功大小为6J

C.t=5s时合外力做功功率为0

8.

我国的“天链一号”星是地球同步轨道卫星，可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据通讯.如图为天链一号星a赤道平面内的低轨道卫星b地球的位置关系示意图，O为地心，地球相对卫星ab的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)，卫星a的轨道半径是b的4倍.已知卫星ab绕地球同向运行，卫星a的周期为T，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b会进入与卫星a通讯的盲区.卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略.下列分析正确的是A.张角θ1和θ2满足sinθ2=4sinθ1 B.卫星b星的周期为T8

C.卫星b9.空间存在匀强电场，在电场中建立Oxyz空间坐标系如图所示，abc三点分别在三个坐标轴上，距离原点O的距离ra=rc=2cm，rb=23cm，d点在yOz平面上，且db⊥Ob.将带电荷量为q=+2.5×10−16C的试探电荷从d点移到b点电场力做功为零，从A.空间电场强度的方向沿x轴正方向 B.空间电场强度的大小为83×102V/m

C.cO间电势差10.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动，线圈abcd的匝数为N，电阻不计，理想变压器原副线圈的匝数之比为1:2，定值电阻R1与R2的阻值均为R，所用电表均为理想交流电表，当线圈abcd转动的角速度大小为ω时，电压表的示数为U，则(

)A.此时电流表的示数为2UR

B.从图示位置(线圈abcd与磁场方向平行)开始计时，线圈abcd中产生的电动势的瞬时表达式为e=52Ucosωt

C.在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为52第II卷（非选择题）三实验题：本大题共2小题，共16分。11.用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条。细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=__________mm。(2)下列实验要求中需要满足的是__________(请填写选项前对应的字母)。A.应使A位置与光电门间的距离适当大些B.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量(3)实验时保持滑块的质量M(含遮光条)和AB间的距离L不变，改变钩码的质量m，读出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块动能的变化量与合力对它所做的功的关系，处理实验数据时作出的图像最恰当的是__________(请填写选项前对应的字母)。A.t−F图像

B．t2−F图像

C．t2−1F12.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为：带铁夹的铁架台电磁打点计时器纸带带铁夹的重物天平。

(1)为完成实验，还需要的器材有______。

A.米尺

B.0～6V直流电源

C.秒表

D.0～6V交流电源

(2)某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______m/s。(结果保留三位有效数字)

(3)采用重物下落的方法，根据公式12mv2=mgh验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是______，为验证和满足此要求，所选择的纸带第12点间的距离应接近______。

(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出四计算题：本大题共3小题，共40分。13.如图所示，AB是半径R=1 m的四分之一竖直圆弧轨道，BC是长度l可以调节的水平直轨道，两轨道在B点处相切且平滑连接。现有一质量m=0.2 kg的滑块(可看作质点)从A点正上方P点处无初速释放，PA的竖直高度h=0.8 m，滑块恰好从A点进入圆弧轨道，到达轨道B点时的速度vB=3 m/s。滑块从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的Q点，CQ两点间的高度差H=0.8 m。滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ=0.25，空气阻力不计。(1)求滑块运动至B点时对圆弧轨道的压力(2)求滑块在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功(3)当水平轨道BC的长度l为多大时，滑块落点Q与B点的水平距离x达到最大值，求最大值xmax。

14.在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，由A点斜射出一质量为m，带电荷量为+q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功(2)粒子从A到C过程所经历的时间(3)粒子经过C点时的速率。

15.拉格朗日点指在两个大天体引力作用下，能使小物体稳定的点(小物体质量相对两大天体可忽略不计)。这些点的存在是由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的，1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星(见脱罗央群小行星)在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有5个拉格朗日点，其中连线上有三个拉格朗日点，分别是L1L2L3，如图所示。我国发射的“鹊桥”卫星就在地月系统平衡点L2点做周期运动，通过定期轨控保持轨道的稳定性，可实现对着陆器和巡视器的中继通信覆盖，首次实现地月L2点周期轨道的长期稳定运行。设某两个天体系统的中心天体质量为M，环绕天体质量为m，两天体间距离为L，引力常量为G，L1点到中心天体的距离为R1，L2点到中心天体的距离为R2。求：

(1)处于L1点小物体的向心加速度

(2)处于L2点小物体运行的线速度

(3)若R2：L=8：7，试求M：参考答案与解析注意事项:

1.答卷前，考生务必将自己的姓名准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。

3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。一单选题：本大题共6小题，共24分。1.我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是(

)A.“力，刑(形)之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因

B.“强努之末，势不能穿鲁缟也”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小

C.“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动

D.“有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消【答案】A

【解析】【分析】

力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。惯性只与质量有关。相互作用力是作用在不同物体上的力。

本题考查了力与运动的关系惯性相互作用力，基础题。

【解答】

力是改变物体运动状态的原因，选项A正确;

物体的惯性只与质量有关，与速度无关，选项B错误;

力不是维持物体运动的原因，选项C错误;

相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，选项D错误。2.如图，摩天轮座舱中的游客在竖直面内做匀速圆周运动，游客(视为质点)在t1t2时刻先后经过同一水平面，则(

)A.在t1，t2时刻，游客的速度方向一定相反

B.在t1～t2时间，游客的速度变化一定为零

C.在t【答案】D

【解析】解：B速度是矢量，若两次经过同一水平面的不同位置，速度方向不同，速度变化不为零，故B错误

A若游客转动一整圈，两次经过同一水平面的同一位置，速度方向相同，并非一定相反，故A错误

C平均速度等于位移除以时间，只有初末位置重合时位移才为零，若两次经过同一水平面的不同位置，位移不为零，平均速度不为零，故C错误

D重力做功只与初末位置的高度差有关，初末时刻在同一水平面，高度差Δh=0，因此重力做功一定为零，故D正确。

故选：D。

根据匀速圆周运动的特点，分析游客在同一水平面两个时刻的速度方向速度变化量位移与平均速度，再结合重力做功只与初末位置高度差有关的规律，逐一判断各选项的正误。

该题考查匀速圆周运动的速度特点速度变化平均速度及重力做功的规律，解题要点是结合匀速圆周运动的对称性，分析同一水平面上两点的速度方向与变化，再根据位移定义和重力做功只与初末高度差有关的特点判断选项题目以摩天轮为载体，将圆周运动的运动学特征与功能规律结合，能有效检验学生对匀速圆周运动基本概念的理解与辨析能力。3.质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力的影响，物体下落的加速度为45g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法中正确的是(

)A.重力对物体做功大小为45mgh

B.物体动能的变化量为mgh

C.物体的机械能减少量为45mgh

【答案】D

【解析】解：A在物体下落高度为h的过程中，重力对物体做功大小为mgh，故A错误。

B物体的合力做正功为mah=45mgh，根据动能定理知物体动能的变化量为45mgh，故B错误

C物体下落过程中，设受到阻力大小为f，由牛顿第二定律得mg−f=ma，得f=15mg，物体克服阻力所做的功fh=15mgh，机械能减小量等于物体克服阻力所做的功故机械能减小了15mgh故C错误

D物体下落h高度，重力做功为mgh，则重力势能减小量为4.如图所示，ABC三处相互间的距离分别为AB=5 cm，BC=3 cm，AC=4 cm。在AB两处分别放置两点电荷，C处的电场强度方向平行于AB的连线。已知放在A处的点电荷所带电荷量为+q(q>0)。关于放在B处的点电荷，下列说法正确的是

(

)

A.带正电，qB=916q B.带负电，qB=916【答案】D

【解析】【分析】对小球C受力分析，根据库仑定律，与矢量的合成法则，结合几何关系，及三角知识，即可求解。

考查库仑定律与矢量的合成法则，掌握几何关系，与三角形相似比的运用，注意小球C的合力方向可能向左，不影响解题的结果。

【解答】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球C所受库仑力的合力的方向平行于A，B的连线，可知，A，B的电荷异号，故B带负电。

小球C带正电时受力分析，如下图所示：

因AB=5cm，BC=3cm，CA=4cm，因此AC⊥BC，那么两力的合成构成矩形

依据相似原理，则有：FAFB=ACBC=43

而根据库仑定律，FA=kQCqAC2，

5.如图所示的矩形金属线框ABCD中有一垂直纸面向里的匀强磁场，线框平面与磁场垂直。金属杆MN置于金属线框上并与线框构成AMND和MBCN两个闭合回路。有两个圆形金属线框T1和T2分别置于左右两个闭合回路围成的区域内，金属杆MN以及圆形金属线框T1和T2都与矩形金属线框ABCD共面。现让金属杆MN突然运动，在开始运动的瞬间，下列说法正确的是(

)A.若金属杆MN突然向右运动，线框T2中感应电流沿顺时针方向，线框T2面积有缩小趋势

B.若金属杆MN突然向右运动，线框T1中感应电流沿顺时针方向，线框T1面积有扩大趋势

C.若金属杆MN突然向左运动，线框T1中感应电流沿逆时针方向，线框T1面积有扩大趋势

D.若金属杆【答案】B

【解析】【分析】

金属棒突然运动，导体棒中要产生感应电流，感应电流通过两回路产生的磁场会引起穿过圆形线框的磁通量变化，从而在圆形线框中也有感应电流产生，结合楞次定律及右手定则分析感应电流的方向及两圆形线框的面积变化的趋势即可。

本题考查右手定则安培定则及楞次定律的综合应用，考查学生的推理能力。

【解答】

AB.若金属杆MN突然向右运动，金属棒MN产生的感应电动势在两回路中会产生感应电流，根据右手定则可知回路AMND中的感应电流方向为逆时针方向，而回路MBCN中的感应电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知，回路AMND中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，从而使这个回路的原磁通量减小，根据楞次定律可知圆形金属线框T1中的感应电流方向为顺时针方向，为阻碍磁通量的减小，线框T1的面积有增大的趋势根据安培定则可知，回路MBCN中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里，从而使这个回路的原磁通量增大，根据楞次定律可知圆形金属线框T2中的感应电流方向为逆时针方向，为阻碍磁通量的增大，线框T2的面积有缩小的趋势。故A错误，B正确

CD.若金属杆MN突然向左运动，金属棒MN产生的感应电动势在两回路中会产生感应电流，根据右手定则可知回路AMND中的感应电流方向为顺时针方向，而回路MBCN中的感应电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，回路AMND中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里，从而使这个回路的原磁通量增大，根据楞次定律可知圆形金属线框T1中的感应电流方向为逆时针方向，为阻碍磁通量的增大，线框T1的面积有缩小的趋势根据安培定则可知，回路MBCN中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，从而使这个回路的原磁通量减小，根据楞次定律可知圆形金属线框T2中的感应电流方向为顺时针方向，为阻碍磁通量的减小，线框T6.如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环的上端，一个质量为m带电荷量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则(

)

A.小球运动过程中机械能守恒 B.小球经过环的最低点时速度最小

C.在最低点球对环的压力为mg+qE D.在最低点球对环的压力为3(mg+qE)【答案】D

【解析】解：A.小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒。故A错误。

B.小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功，则根据动能定理得知，动能增加，速率增大，所以小球经过环的最低点时速度最大。故B错误。

C.D小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：(mg+qE)R=12mv2，又由N−mg−qE=mv2R，联立解得N=3(mg+qE)。故C错误，D正确。

二多选题：本大题共4小题，共20分。7.一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则(

)

A.0∼4s时间内水平拉力的做功大小为36J

B.0∼6s时间内合外力的做功大小为6J

C.t=5s时合外力做功功率为0

【答案】BCD

【解析】解：A.v−t图像面积为位移，0～4s时间内水平位移为x1=12×4×3m=6m，根据功的定义式，拉力的做功大小为W1=F1x1=3×6J=18J，故A错误

B.由图可知4～6s做匀速运动，则f=F2=2N，v−t图像面积为位移，4～6s时间内的位移为x2=2×3m=6m，合外力的做功大小为W2=F1x1+F2x2−f(x1+x2)=3×6J+2×6J−2×(6+6)J=6J，故B正确

C.t=5s时合外力做功功率为P=(F2−f)v，合外力为8.

我国的“天链一号”星是地球同步轨道卫星，可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据通讯.如图为天链一号星a赤道平面内的低轨道卫星b地球的位置关系示意图，O为地心，地球相对卫星ab的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)，卫星a的轨道半径是b的4倍.已知卫星ab绕地球同向运行，卫星a的周期为T，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b会进入与卫星a通讯的盲区.卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略.下列分析正确的是(

)

A.张角θ1和θ2满足sinθ2=4sinθ1 B.卫星b星的周期为T8

C.卫星b【答案】BC

【解析】【分析】

根据几何关系求解张角θ1和θ2满足的关系，由万有引力提供向心力，列式求解卫星b的周期。卫星间的通讯信号视为沿直线传播，由几何关系得到卫星b在盲区有两个边缘相对于地球的张角，再求解在盲区运行的时间。

本题既要掌握卫星问题的基本思路：万有引力提供向心力，更重要的是画出示意图，运用几何知识解答。

【解答】

A.设卫星ab的轨道半径分别为r1和r2.地球半径为R．

由几何知识得：tanθ12=Rr1，tanθ22=Rr2

由题r1=4r2.则得4tanθ12=tanθ22，由数学知识sinθ2≠4sinθ1，故A错误

B.由GMmr29.空间存在匀强电场，在电场中建立Oxyz空间坐标系如图所示，abc三点分别在三个坐标轴上，距离原点O的距离ra=rc=2cm，rb=23cm，d点在yOz平面上，且db⊥Ob.将带电荷量为q=+2.5×10−16C的试探电荷从d点移到b点电场力做功为零，从a点移动到A.空间电场强度的方向沿x轴正方向 B.空间电场强度的大小为83×102V/m

C.cO间电势差【答案】BD

【解析】【分析】

试探电荷从d点移到b点电场力做功为零，说明匀强电场线垂直于db，且db在等势面上。根据bO间电势差求出电场强度大小。

解答此题的关键是知道等势面与电场线垂直，会运用U=Ed求解电场强度。

【解答】

A.根据题意，空间电场强度的方向只要垂直于db且a点电势低于b点电势即可，所以电场强度的方向不沿x轴正方向，故A错误

B.在xOy平面上的直角三角形aOb如图所示，ab间电势差Uab=Wq=−48V，bO间电势差UbO=24V，则原点O与ab中点电势相等，故原点O和ab中点的连线Oe为等势线，三角形中a点电势最低，因此作Oe的垂线指向a即为xOy平面上的一条电场线，所以场强方向与x轴正方向成30°角，场强大小E=243×10−2V/m=83×102V/m，故B正确

C.cO平行于db，故cO间电势差为0，故C错误

D.10.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动，线圈abcd的匝数为N，电阻不计，理想变压器原副线圈的匝数之比为1:2，定值电阻R1与R2的阻值均为R，所用电表均为理想交流电表，当线圈abcd转动的角速度大小为ω时，电压表的示数为U，则(

)

A.此时电流表的示数为2UR

B.从图示位置(线圈abcd与磁场方向平行)开始计时，线圈abcd中产生的电动势的瞬时表达式为e=52Ucosωt

C.在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为52【答案】AC

【解析】【分析】线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦式交变电流，最大值Em=NBSω然后结合变压器的变压比公式和输入本题关键熟悉交流电的产生和变压器的变压比公式，同时要结合能量守恒定律分析，基础题。【解答】A.流过副线圈的电流I2=UR，根据I1IB.变压器中原线圈的电压为U1，根据U1U2=n1n2，可知电压U1=U2，电阻RC.根据Em=NBSω可知BS=EmD.根据Em=NBSω可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，故故选AC。三实验题：本大题共2小题，共16分。11.用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条。细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=__________mm。(2)下列实验要求中需要满足的是__________(请填写选项前对应的字母)。A.应使A位置与光电门间的距离适当大些B.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量(3)实验时保持滑块的质量M(含遮光条)和AB间的距离L不变，改变钩码的质量m，读出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块动能的变化量与合力对它所做的功的关系，处理实验数据时作出的图像最恰当的是__________(请填写选项前对应的字母)。A.t−F图像

B．t2−F图像

C．t2−1F图像【答案】(1)2.30(2)A(3)C。

【解析】【分析】本题为验证动能定理的实验。

(1)游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读

(2)从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤

(3)根据运动学公式计算加速度，根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式，从而确定处理数据时应作什么图象．本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．要求能够根据实验原理分析操作的合理

【解答】

(1)由图知第6条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm

(2)应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故A是必要的拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故B不必要故选A。

(3)根据牛顿第二定律得a=FM，那么(dt)2=2(FM)L，解得：12.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为：带铁夹的铁架台电磁打点计时器纸带带铁夹的重物天平。

(1)为完成实验，还需要的器材有______。

A.米尺

B.0～6V直流电源

C.秒表

D.0～6V交流电源

(2)某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______m/s。(结果保留三位有效数字)

(3)采用重物下落的方法，根据公式12mv2=mgh验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是______，为验证和满足此要求，所选择的纸带第12点间的距离应接近______。

(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2【答案】(1)AD

(2)1.75

(3)重物的初速度为零2mm

(4)当地重力加速度的2倍

【解析】【分析】

(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器操作步骤和数据处理以及注意事项

(2)纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值

(3)明确实验原理及要求，从而确定实验中应注意的问题

(4)明确机械能守恒定律的基本规律列式，再根据图象进行分析明确图象的斜率。

本题考查验证机械能守恒定律的实验，要注意运用运动学公式和动能重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。同时在计算中要注意单位的换算。

【解答】

(1)通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。

打点计时器应该与交流电源连接。

需要刻度尺测量纸带上两点间的距离。

故选AD。

(2)由图可知CE间的距离为：x=19.41−12.40=7.01cm=0.0701m则由平均速度公式可得，D点的速度vD=x2T=0.07010.04m/s=1.75m/s

(3)用公式12mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，h=12gT2=12×9.8×0.022

m≈2 mm。

(4)由机械能守恒mgh=四计算题：本大题共3小题，共40分。13.如图所示，AB是半径R=1 m的四分之一竖直圆弧轨道，BC是长度l可以调节的水平直轨道，两轨道在B点处相切且平滑连接。现有一质量m=0.2 kg的滑块(可看作质点)从A点正上方P点处无初速释放，PA的竖直高度h=0.8 m，滑块恰好从A点进入圆弧轨道，到达轨道B点时的速度vB=3 m/s。滑块从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的Q点，CQ两点间的高度差H=0.8 m。滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ=0.25，空气阻力不计。

(1)求滑块运动至B点时对圆弧轨道的压力(2)求滑块在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功(3)当水平轨道BC的长度l为多大时，滑块落点Q与B点的水平距离x达到最大值，求最大值xmax。【答案】解：(1)滑块刚到达圆弧轨道B点时，由牛顿第二定律得：

F解得：FN根据牛顿第三定律知，滑块运动至B点时对圆弧轨道的压力大小为F′(2)滑块从P点运动至B点的过程，由动能定理得：mg(h+R)−解得：在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功W(3)滑块从B点运动至C点的过程，由动能定理得：−μmgl=解得：l=从C点水平飞出做平抛运动：H=12滑块落点Q与B点的水平距离：

x=l+当vC=1 m/s时，即l=

【解析】该题主要考查牛顿第二定律动能定理平抛运动等相关知识。分析好物理情景，灵活应用各相关公式是解决本题的关键。

(1)根据牛顿第二定律可分析求解滑块运动至B点时对圆弧轨道的压力

(2)滑块从P点运动至B点的过程应用动能定理可求滑块在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功

(3)滑块从B点运动至C点的过程应用动能定理和运动