河南省信阳市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份河南省信阳市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析），共26页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，15题，满分100分，考试时间75分钟．
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的特定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域功无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．写在试卷，草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 自然界中的一切物体都在运动，如公路上行驶的汽车、草原上奔跑的猎豹、运动场上掷出的铅球，游乐场里翻滚的过山车等，关于运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体做直线运动时位移大小一定等于路程
B. 物体所受合力为恒力时，不可能做曲线运动
C. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
D. 物体做曲线运动时，其速度可以不变
2. “双曲线二号”是北京星际荣耀空间科技股份有限公司研制可重复使用液氧甲烷验证火箭，2023年12月10日，该火箭成功完成复用飞行。若在试验过程中，地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的图像如图所示，火箭在t，时刻落回起点，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，火箭的加速度最大
B. 火箭在时间内的位移大小小于时间内的位移大小
C. 时间内，火箭匀速下降
D. 时刻，火箭上升到最高点
3. 如图所示，在水平天花板上A处固定一根轻杆，杆与天花板保持垂直，杆的下端有一个轻滑轮O。一根细线一端与一个质量为M的物体相连，另一端跨过滑轮O与一个质量为m的物体相连。已知BO段细线与水平方向的夹角为，重力加速度为g，系统保持静止，不计滑轮与细线间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 质量为M的物体受到的摩擦力大小是mg sin θ
B. 杆对滑轮作用力的方向是竖直向上的
C. 滑轮所受的合力大小是mg
D. 杆对滑轮的作用力大小是
4. 如图所示，细线一端系着质量为m的小球，另一端系在车厢顶部，小车在水平推力的作用下在水平面上做直线运动，细线与竖直方向的夹角保持不变，且放在小车上质量为M的木块也与车厢保持相对静止。已知当地的重力加速度为g，木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（ ）
A. 小车不可能向左运动
B. 此时小球的加速度大小为
C. 此时木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右
D. 此时木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右
5. 如图所示，一个不带电的金属导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，B和C为导体内部的两点，则下列说法正确的是（ ）
A. 导体P的左端感应出正电荷，导体P的右端感应出负电荷
B. 若手不小心触碰了一下导体右端，则导体P上的正电荷转移到了大地中
C. 导体内部C点的电场强度大于B点的电场强度
D. 导体P上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强
6. 为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破。飞机在河道上空高处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。投出的炸弹在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，设下落高度为h，时间为t，动能为Ek，机械能为E，加速度为a，速度与水平方向的夹角为θ，则下列能表示炸弹在空中运动过程中各物理量的变化图像是（ ）
A. B.
C. D.
7. 荡秋千是一项古老的休闲体育运动。如图所示，李明同学某次荡秋千时，O、A两点分别为其运动过程中的最低点和最高点，A到O的过程中，李明的身体姿势保持不变。已知李明和座椅的总质量为m，两根平行的秋千绳长均为L，A点时绳子与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，空气阻力和绳的质量忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 在A位置时，该同学速度为0，处于平衡状态
B. 在O位置时，该同学处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在O位置时，每根秋千绳的拉力大小约为
8. 2022年5月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将吉林一号宽幅01C卫星送入预定轨道，已知该卫星发射后在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点。P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则（ ）
A. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期小于在圆轨道上运动的周期
B. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，在P点的线速度大于在Q点的线速度
C. 宽幅01C卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火加速
D. 宽幅01C卫星在椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，卫星的机械能增大
9. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A. 粒子一定是从a运动到b
B. 粒子在a点的动能一定大于在c点的动能
C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D. 该电场可能是由负点电荷产生的
10. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，一颗质量为m的珠子穿在圆环上。现用一个轻质橡皮筋连接圆环最顶端和珠子，初始时刻珠子静止于圆环最低端，给珠子一个向右的轻微扰动，珠子将向上滑动，将小球绕圆心转过的角度记为θ。弹性绳伸长时弹力按照胡克定律变化，弹性绳原长为，劲度系数为，重力加速度为g。已知弹性绳的弹性势能可以表示为，为弹性绳的形变量。则下列说法正确的是（ ）

A. 当，珠子速度为
B. 当，珠子速度达到最大
C. 珠子的最大速度为
D. 若将珠子质量改为，则小球速度最大时有
二、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某同学采用重物自由下落方法“验证机械能守恒定律”，装置如图甲所示。打点计时器所用电源频率为 50Hz。
（1）图甲中用的是电火花打点计时器，应选择电压为_______V 的交流电源。
（2）重锤由静止释放，O是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带，用刻度尺测量连续三点A、B、C到O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O 点到打下计数点 B 的过程中重力势能的减少量ΔEp=___J， 动能的增加量 _______J（计算结果均保留三位有效数字）。结果发现ΔEp略大于ΔEₖ， 可能是由于_______________。
（3）用h代表重锤下落的距离，重锤的动能Eₖ随着 h变化的图线如图丙所示，如果重锤所受阻力恒定， 已知图线的斜率为k，那么重锤受到的阻力大小为_______（用题中给出的字母表示） 。
12. 用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有__________；
A. 斜槽轨道光滑B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系；
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的__________（选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：
在确定y轴时__________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则__________（选填“>”、“<”或者“=”）；可求得钢球平抛的初速度大小为__________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
三、计算题：本题共3小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式，只写出答案的不得分。
13. 如图所示，一长为L的绝缘轻绳上端固定，下端拴接一质量为m，电荷量为q可视为质点的带电小球，将小球置于一水平向右的匀强电场中，当轻绳与竖直方向夹角为时，小球处于平衡状态，重力加速度为g，试求：
（1）判断小球的电性并求解匀强电场的电场强度大小；
（2）若某时刻撤去电场，则小球运动到最低点时速度为多少？
14. 水车是我国劳动人民利用水能一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）水从槽口落到水轮叶面的时间t；
（2）槽口处水流的初速度大小；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。
15. 如图所示，某货场将质量为的货物（可视为质点）由水平传送带运输，传送带的长度为，始终以的速度做匀速运动，货物与传送带间的动摩擦因数为，将货物无初速度地放上传送带，地面上紧靠轨道依次排放两个完全相同的木板A、B，A、B间不连接，长度均为，质量均为，与传送带等高，传送带沿顺时针方向转动，假设货物离开传送带后能水平滑上木板且无能量损失，货物与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取。求：
（1）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，则需要满足什么条件？
（2）与未放货物相比，物体在传送带上运动过程中，带动传送带转动的电动机需要多消耗的电能；
（3）若，货物滑上木板后与木板上表面由于摩擦而产生的内能。
2023-2024学年普通高中高一（下）期末教学质量检测
物理试题
本试卷共6页，15题，满分100分，考试时间75分钟．
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的特定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域功无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．写在试卷，草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 自然界中的一切物体都在运动，如公路上行驶的汽车、草原上奔跑的猎豹、运动场上掷出的铅球，游乐场里翻滚的过山车等，关于运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体做直线运动时位移的大小一定等于路程
B. 物体所受合力为恒力时，不可能做曲线运动
C. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
D. 物体做曲线运动时，其速度可以不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体做直线运动时位移的大小一定小于或等于路程，只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，故A错误；
B．物体做曲线运动的条件是合外力与速度的方向不共线，所以物体受恒力作用时也可能做曲线运动，故B错误；
C．物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变，合外力只改变物体的速度方向，其所受合外力的方向总是于速度方向垂直，故C正确；
D．物体做曲线运动时，其速度方向一定改变，速度一定改变，故D错误。
故选C。
2. “双曲线二号”是北京星际荣耀空间科技股份有限公司研制的可重复使用液氧甲烷验证火箭，2023年12月10日，该火箭成功完成复用飞行。若在试验过程中，地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的图像如图所示，火箭在t，时刻落回起点，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，火箭的加速度最大
B. 火箭在时间内的位移大小小于时间内的位移大小
C. 时间内，火箭匀速下降
D. 时刻，火箭上升到最高点
【答案】D
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，时刻，火箭的速度最大，加速度为0，故A错误；
B．图像下与坐标轴围成的面积表示位移，根据题意可知火箭在时间内的位移大小等于时间内的位移大小，故B错误；
C．时间内，火箭速度为0，故C错误；
D．火箭在时间内速度方向为正，时刻火箭上升到最高点，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，在水平天花板上A处固定一根轻杆，杆与天花板保持垂直，杆的下端有一个轻滑轮O。一根细线一端与一个质量为M的物体相连，另一端跨过滑轮O与一个质量为m的物体相连。已知BO段细线与水平方向的夹角为，重力加速度为g，系统保持静止，不计滑轮与细线间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 质量为M的物体受到的摩擦力大小是mg sin θ
B. 杆对滑轮作用力的方向是竖直向上的
C. 滑轮所受的合力大小是mg
D. 杆对滑轮的作用力大小是
【答案】D
【解析】
【详解】A．以为对象，根据受力平衡可得
以为对象，根据受力平衡可得
故A错误；
C．滑轮处于静止状态，所受合力为0，故C错误；
BD．以滑轮O为研究对象，受力图如图所示
绳子两端拉力均为，则杆对滑轮作用力
其方向不是竖直向上的，故B错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，细线一端系着质量为m的小球，另一端系在车厢顶部，小车在水平推力的作用下在水平面上做直线运动，细线与竖直方向的夹角保持不变，且放在小车上质量为M的木块也与车厢保持相对静止。已知当地的重力加速度为g，木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（ ）
A. 小车不可能向左运动
B. 此时小球的加速度大小为
C. 此时木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右
D. 此时木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，水平方向上，由牛顿第二定律有
竖直方向上，由平衡条件有
联立解得
方向水平向右，则小车可能向左减速，也可能向右加速，故AB错误；
CD．小车上质量为M的木块与车厢保持相对静止，设木块受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律有
方向水平向右，故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，一个不带电的金属导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，B和C为导体内部的两点，则下列说法正确的是（ ）
A. 导体P左端感应出正电荷，导体P的右端感应出负电荷
B. 若手不小心触碰了一下导体右端，则导体P上的正电荷转移到了大地中
C. 导体内部C点的电场强度大于B点的电场强度
D. 导体P上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强
【答案】D
【解析】
【详解】A．将一个不带电的金属导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，根据静电感应原理可知，导体P的左端感应出负电荷，导体P的右端感应出正电荷，故A错误；
B．达到静电平衡后，金属导体P为一等势体，且电势高于大地电势，若手不小心触碰了一下导体右端，则大地中的电子将转移到导体P上，与导体P上的正电荷中和，故B错误；
C．到达静电平衡后，金属导体P内部的场强处处为0，则导体内部C点的电场强度等于B点的电场强度，故C错误；
D．由于金属导体P内部的场强处处为0，导体P上的感应电荷在内部的场强大小等于带正电的小球Q在导体P内部的场强大小，由于C点离正电的小球Q更近，所以导体P上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强，故D正确。
故选D。
6. 为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破。飞机在河道上空高处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。投出的炸弹在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，设下落高度为h，时间为t，动能为Ek，机械能为E，加速度为a，速度与水平方向的夹角为θ，则下列能表示炸弹在空中运动过程中各物理量的变化图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．炸弹在空中做平抛运动，则有
所以tanθ~t图像为一条过原点的倾斜直线，故A正确；
B．炸弹运动过程中只受重力，加速度为重力加速度，保持不变，故B错误；
C．运动过程中炸弹的动能为
由此可知，Ek~h图线为一条倾斜直线，故C错误；
D．运动过程中炸弹只受重力，只有重力做功，炸弹的机械能守恒，即机械能E不随高度h变化，故D错误。
故选A。
7. 荡秋千是一项古老的休闲体育运动。如图所示，李明同学某次荡秋千时，O、A两点分别为其运动过程中的最低点和最高点，A到O的过程中，李明的身体姿势保持不变。已知李明和座椅的总质量为m，两根平行的秋千绳长均为L，A点时绳子与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，空气阻力和绳的质量忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 在A位置时，该同学速度为0，处于平衡状态
B. 在O位置时，该同学处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在O位置时，每根秋千绳拉力大小约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．在A位置时，该人受到重力和秋千绳的拉力，合力不为零，不是平衡状态，故A错误；
B．在O位置时，重力和秋千绳拉力的合力产生向上的向心加速度，该人处于超重状态，故B错误；
C．在A位置时，已知绳子与竖直方向成θ，有
解得
故C错误；
D．在O位置时，由牛顿第二定律可得
从A到O，由动能定理
可知每根秋千绳的拉力大小为
故D正确。
故选D。
8. 2022年5月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将吉林一号宽幅01C卫星送入预定轨道，已知该卫星发射后在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点。P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则（ ）
A. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期小于在圆轨道上运动的周期
B. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，在P点的线速度大于在Q点的线速度
C. 宽幅01C卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火加速
D. 宽幅01C卫星在椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，卫星的机械能增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律，卫星的轨道半长轴越大，周期越大，选项A错误；
B．由开普勒第二定律得，卫星在近地点速度大于在远地点的速度，选项B正确；
C．卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道是离心运动，需要加速，选项C正确；
D．卫星从P点运动到Q点的过程中，只有万有引力做功，卫星的机械能守恒，选项D错误。
故选BC。
9. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A. 粒子一定是从a运动到b
B. 粒子在a点的动能一定大于在c点的动能
C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D. 该电场可能是由负点电荷产生的
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的特点可知，合力的方向指向运动轨迹的凹侧，则粒子受力方向与电场方向一致，所以粒子带正电，只知道曲线运动轨迹不能判断运动方向，所以粒子运动方向无法确定，故A错误；
B．若粒子从a到c运动，电场力做负功，粒子动能减小；若粒子从c到a运动，电场力做正功，粒子动能增大，所以粒子在a点的动能一定大于在c点的动能，故B正确；
C．电场强度的大小与电场线的密集程度有关，由于c点电场线比b点电场线密，故c点的电场强度大于b点的电场强度；在电场中根据，可知c点场强大，粒子在c点受力大，加速度大，故C正确；
D．根据图中电场线的方向可知该电场是由正点电荷产生的，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，一颗质量为m的珠子穿在圆环上。现用一个轻质橡皮筋连接圆环最顶端和珠子，初始时刻珠子静止于圆环最低端，给珠子一个向右的轻微扰动，珠子将向上滑动，将小球绕圆心转过的角度记为θ。弹性绳伸长时弹力按照胡克定律变化，弹性绳原长为，劲度系数为，重力加速度为g。已知弹性绳的弹性势能可以表示为，为弹性绳的形变量。则下列说法正确的是（ ）

A. 当，珠子速度为
B. 当，珠子速度达到最大
C. 珠子的最大速度为
D. 若将珠子质量改为，则小球速度最大时有
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．当时，根据机械能守恒有
解得
故A错误；
BC．设角度为时，珠子速度达到最大，此时弹性绳长度为
此时珠子沿圆弧切线方向的合力为0，即弹性绳沿切线方向分力等于重力沿切线方向分力，则有
又
联立可得
解得
即
由机械能守恒有
代入，解得珠子的最大速度为
故BC正确；
D．若将珠子质量改为，珠子重力变小了，根据C选项分析可知，当时，弹性绳沿切线方向分力仍大于重力沿切线方向分力，珠子继续加速，则小球速度最大时有
故D正确。
故选BCD。
二、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，装置如图甲所示。打点计时器所用电源频率为 50Hz。
（1）图甲中用的是电火花打点计时器，应选择电压为_______V 的交流电源。
（2）重锤由静止释放，O是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带，用刻度尺测量连续三点A、B、C到O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O 点到打下计数点 B 的过程中重力势能的减少量ΔEp=___J， 动能的增加量 _______J（计算结果均保留三位有效数字）。结果发现ΔEp略大于ΔEₖ， 可能是由于_______________。
（3）用h代表重锤下落的距离，重锤的动能Eₖ随着 h变化的图线如图丙所示，如果重锤所受阻力恒定， 已知图线的斜率为k，那么重锤受到的阻力大小为_______（用题中给出的字母表示） 。
【答案】 ①. 220 ②. 0.475 ③. 0.473 ④. 阻力的影响 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]电火花打点计时器使用220V交流电。
(2)[2]B点刻度尺读数4.86cm，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
代入数值计算得
[3]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
[4]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。
(3)[5]从起点重物下落的过程中，重物动能的增加量
从起点重物下落的过程中，对重物受力分析，由牛顿第二定律有
从起点重物下落的过程中，对重物由匀加速直线运动速度位移关系式变形，得末速度为
联立以上公式可得
根据图像可知，斜率为
计算得
12. 用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有__________；
A. 斜槽轨道光滑B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系；
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的__________（选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：
在确定y轴时__________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；
b．若遗漏记录平抛轨迹起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则__________（选填“>”、“<”或者“=”）；可求得钢球平抛的初速度大小为__________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
【答案】（1）BD （2） ①. 球心 ②. 需要 ③. > ④.
【解析】
【小问1详解】
ABD．因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度处无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，BD正确；
C．挡板高度可以不等间距变化，故C错误。
故选BD。
【小问2详解】
a．[1][2]因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应的白纸上的位置即为坐标原点（平抛运动的起始点）；在确定轴时需要轴与重锤线平行。
b．[3][4]由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上的位移之比为1:3:5：…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大，因此
由
，
联立解得
三、计算题：本题共3小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式，只写出答案的不得分。
13. 如图所示，一长为L的绝缘轻绳上端固定，下端拴接一质量为m，电荷量为q可视为质点的带电小球，将小球置于一水平向右的匀强电场中，当轻绳与竖直方向夹角为时，小球处于平衡状态，重力加速度为g，试求：
（1）判断小球的电性并求解匀强电场的电场强度大小；
（2）若某时刻撤去电场，则小球运动到最低点时的速度为多少？
【答案】（1）正电，；（2）
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析，受重力、电场力和轻绳的拉力，如图
由小球受力分析与电场方向相同，所以小球带正电；由
解得匀强电场的电场强度大小为
（2）撤去电场后，由动能定理得
解得小球运动到最低点时的速度大小为
14. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）水从槽口落到水轮叶面的时间t；
（2）槽口处水流的初速度大小；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由平抛运动规律知，竖直方向
解得
（2）竖直方向的分速度
由平抛运动得
解得水流的初速度大小
（3）由平抛运动得
向心力大小为
解得
15. 如图所示，某货场将质量为的货物（可视为质点）由水平传送带运输，传送带的长度为，始终以的速度做匀速运动，货物与传送带间的动摩擦因数为，将货物无初速度地放上传送带，地面上紧靠轨道依次排放两个完全相同的木板A、B，A、B间不连接，长度均为，质量均为，与传送带等高，传送带沿顺时针方向转动，假设货物离开传送带后能水平滑上木板且无能量损失，货物与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取。求：
（1）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，则需要满足什么条件？
（2）与未放货物相比，物体在传送带上运动过程中，带动传送带转动的电动机需要多消耗的电能；
（3）若，货物滑上木板后与木板上表面由于摩擦而产生的内能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若货物滑上木板A时，木板不动，则需满足
滑上木板B时，木板B开始滑动，则需满足
解得
（2）设货物在传送带上加速时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得
解得
假设货物可以和传送带共速，则货物加速的位移为
故假设成立，货物加速的时间为
则货物加速过程中，传送带的位移为
物体在传送带滑动过程中因摩擦生热为
与未放货物相比，物体在传送带上运动过程中，带动传送带转动的电动机需要多消耗的电能
（3）货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，设货物在木板上滑动时的加速度大小为，则
解得
货物滑上B时，B的加速度为，则
解得
设货物刚滑上B时的速度大小为，则
解得
设货物滑上B后经过时间后达到共速，则
解得
，
则货物滑上B后，货物的位移为
B的位移为
货物与B板的相对位移为
货物滑上木板后与木板上表面由于摩擦而产生的内能