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四川省自贡市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版附解析）
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这是一份四川省自贡市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版附解析），共14页。试卷主要包含了请将各题答案填写在答题卡上，本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间75分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：教科版必修第一册，必修第二册，必修第三册第一章至第二章第2节。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单项选择题：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. 生活中处处存在静电现象，有些是有利的，有些是有害的。关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（ ）
A. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来潜在危害
B. 在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了防止静电造成危害
C. 燃气灶中的电子点火器，是利用摩擦起电的原理进行点火的
D. 油罐车尾部都有一条拖在地上的铁链，这根铁链的作用是为了利用静电
【答案】B
【解析】
【详解】A．印染厂应保持适当的湿度，及时把车间因摩擦产生的静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；
B．在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了将闪电及时导入大地，防止静电造成危害，故B正确；
C．燃气灶中的电子点火器，是利用高压尖端放电的原理，故C错误；
D．油罐车在运输中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，在车尾装一条拖在地上的铁链，将静电导入大地，这是防止静电危害，故D错误。
故选B。
2. 图为阴极射线示波管内的聚焦电场，图中实线为电场线，虚线为等势面，a、b为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电场强度大于b点的电场强度
B. a点的电势高于b点的电势
C. 正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D. 负电荷从a点移动到b点，电场力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．因b点的电场线较a点密集，可知b点的场强大于a点的场强，故A错误；
BC．沿电场线电势降低，可知a点的电势低于b点的电势；因正电荷在低电势点电势能较小，则电子在a点的电势能小于在b点的电势能，故BC错误；
D．负电荷从a点移动到b点，电场力方向和运动方向夹角为锐角，故电场力做正功，故D正确。
故选D。
3. 有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一坐标系中，得到的结果如图所示，图中A点、B点和C点对应的电阻分别 、和，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由公式
可知图像上的点与原点连线的斜率表示电阻，则
故选C。
4. 满偏电流为的表头的内阻为，要把它改装为量程为的电流表，则（ ）
A. 应串联一个阻值大于的电阻B. 应并联一个阻值大于的电阻
C. 应串联一个阻值小于的电阻D. 应并联一个阻值小于的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】把表头改装成大量程电流表需要并联分流电阻，若并联的电阻阻值为R，则
解得
故选D
5. 心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一，利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为，电容器的电容为，如果电容器在2ms时间内完成放电，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的击穿电压为B. 电容器充电后的电荷量为
C. 电容器放电完成后电容为0D. 电容器放电过程的平均电流强度为45A
【答案】D
【解析】
【详解】A．电容器充电后的电压为6kV时，电容器能正常工作，电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，则电容器的击穿电压一定大于6kV，故A错误；
B．电容器充电后的电荷量
故B错误；
C．电容器的电容是电容器本身的性质，与电容器的带电荷量无关，放电后电容器的电容不变，故C错误；
D．电容器放电过程的平均电流强度
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在一条细绳中间用光滑挂钩悬挂一玩具车，左、右两段绳子上的拉力相等，当两段绳子的夹角为120°时，绳子上的拉力大小等于F，缓慢减小两段绳子之间的夹角，当两段绳子的夹角为60°时，绳子上的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当两段绳子的拉力相等且夹角为120°，则重力与拉力相等为F，当两段绳子的夹角为60°时，由
得
故选B。
7. 如图所示，边长为的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O，AD平行于x轴，两电荷量均为的点电荷分别固定在G点和C点。已知静电力常量为k，A点电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系得，G点和A点之间的距离
C点和A点之间的距离
G点在A点产生的电场强度大小
C点在A点产生的电场强度大小
又和方向垂直，A点电场强度大小为
故选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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 由正点电荷产生的一簇未标明方向的电场线如图中实线所示，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。带电粒子在运动中仅受电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子一定带负电
B. 带电粒子在b点的加速度一定比在a点的加速度大
C. 带电粒子在a点动能比在b点的动能大
D. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子受到电场力向左，由于是正点电荷产生的电场线，电场线向右，故带电粒子一定带负电，故A正确；
B．电场线越密，电场强度越大，故a点的电场强度大于b点的电场强度，根据
可知带电粒子在b点的加速度比在a点的加速度小，故B错误；
C．根据沿电场线电势降低，可得
由a点到b点,电场力做功为
电场力负功，动能减小，电势能增大，则带电粒子在a点的动能比在b点的动能大，带电粒子在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。
9. 火星是太阳系里离地球较近的一颗类地行星。为了测量火星的各项数据，“祝融号”火星车在空旷的火星表面使一小球从静止开始自由下落，通过监测设备得到小球的速度随时间变化的图像如图所示。已知火星的半径为，引力常量为，不计大气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 火星表面的重力加速度大小为B. 火星的第一宇宙速度为
C. 火星的平均密度为D. 火星的卫星运行周期至少为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题图可知，结合速度时间关系可得火星表面的重力加速度大小为
故A正确；
B．飞行器贴着火星表面做匀速圆周运动时的速度为第一宇宙速度，根据向心力公式，有
解得第一宇宙速度
故B错误；
C．在火星表面，根据万有引力等于重力，有
联立可得火星质量为
火星的密度为
故C错误；
D．对于火星的卫星，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有
解得火星的卫星运行周期为
根据表达式可知随着卫星轨道半径的增大，周期也增大，则时，运行周期最小，运行周期的最小值
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，匀强电场平行于平面坐标系，矩形的顶点B和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，，，A、B、C三点的电势分别为3V、33V、63V，下列说法正确的是（ ）
A. D点的电势为33V
B. 匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向
C. 匀强电场的电场强度的大小为
D. 将一电子从D点移动到B点，电子克服电场力做的功为30eV
【答案】AC
【解析】
【详解】连接，设与交于点，过点做的垂线，交于点。
A．根据对称性可知点的电势为
则为等势面，D点在直线上，故D点的电势为33V，故A正确；
B．根据沿电场线电势降低，可知匀强电场方向为方向，即匀强电场平行于x轴，且沿着x轴负方向，故B错误；
C．根据几何关系有
匀强电场的电场强度的大小为
故C正确；
D．B点、D点为等势面上的两点，将一电子从D点移动到B点，电场力不做功，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、非选择题：共54分。
11. 万同学正在做“练习使用多用电表”实验，该同学正确操作，多用电表的表盘读数如图所示。
（1）如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为_____Ω。
（2）如果是用直流5V挡测量电压，则被测电压为_____V。
（3）使用多用电表测量电阻时，下列说法正确的是_____。
A．可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B．如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C．改变不同倍率的欧姆挡后，不必重新进行欧姆调零
【答案】 ①. 150 ②. 3.10##3.09##3.11##3.12 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]指针示数是15，如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为150Ω。
（2）[2]如果是用直流5V挡测量电压，因总格数为50格，即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
（3）[3]A.使用多用电表测量电阻时，应把待测元件从原电路断开，才能对其进行电阻测量，故A错误；
B.如果指针偏转过大，说明电阻很小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，故B正确；
C.改变不同倍率的欧姆挡后，欧姆表的内阻要发生变化，所以要重新进行欧姆调零，故C错误。
故选B。
12. “求真”实验小组用图甲所示的装置探究加速度a与受力F的关系，他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，定滑轮左侧的细线与水平桌面平行，固定在水平桌面上的两个光电门A、B间的距离为L。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度______m。
（2）实验操作过程中______（填“需要”或“不需要”）满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，改变条件重新测量时，滑块的初始位置______（填“需要”或“不需要”）保持不变。
（3）释放重物，记录挡光片通过光电门A、B时的遮光时间分别为、，则滑块的加速度a可表示为______（用d、L、和表示）；同时记录力传感器的示数F。
（4）多次改变重物质量，重复上述实验步骤，得到多组加速度a与拉力F，由实验得到的的关系图像如图丙所示，通过分析可知，滑块（含挡光片）的质量为______kg。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. ②. 不需要 ③. 不需要 ④. ⑤. 1.25
【解析】
【详解】（1）[1] 游标卡尺游标为20分度，故精确度为0.05mm，主尺读数为5mm，游标尺上第15个格对齐，故最终读数为
5mm+0.05×15mm=5.75mm=5.75×10-3m
（2）[2][3] 实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等于细线的拉力，故实验中不需要满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，根据实验原理可知与滑块的释放位置无关。滑块的初始位置不需要保持不变。
（3）[4] 小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车研究对象，小车通过光电门A、B时，根据运动学规律有
解得
（4）[5] 对滑块（含遮光条），根据牛顿第二定律可得
根据图象可得图象的斜率表示滑块（含遮光条）的质量的倒数，即有
解得
M=1.25kg
13. 如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N的长度及间距均为L，电容器已充好电，两板间的电压为U。一个质量为m、电荷量为的带正电粒子以大小为的初速度沿两板间的中线向右射入电容器，一段时间后从N板上方射出，不计粒子受到的重力和空气阻力。求：
（1）带电粒子在电容器中运动的时间；
（2）粒子出电容器时沿竖直方向偏移的距离y。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
解得
（2）设板间的电场强度大小为E，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
设带电粒子在电容器中运动时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
根据运动学规律有
解得
14. 一辆氢气燃料的新型汽车所受的重力为G，在平直山道上测试时以恒定功率Р启动，行驶过程中所受阻力恒为车重的。如图所示，该汽车到A点前速度已达到最大，继续行驶至A点水平飞出，恰好沿山坡的切线方向落于B点，已知该山坡的B点切线与水平方向夹角的正切值，重力加速度大小为g，汽车在空中运动过程中视为质点，不计空气阻力，求：
（1）汽车从A点飞出时的速度大小；
（2）汽车到达B点时重力做功的功率PG；
（3）A、B两点间的水平距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）汽车速度已达到最大时，有
此时牵引力与阻力相等，则
解得
（2）将汽车到达B点的速度沿水平方向和竖直方向分解，则
汽车到达B点时重力做功的功率
解得
（3）汽车从A点飞出做平抛运动，则
解得
15. 如图所示，将一带正电的点电荷固定在绝缘水平面上的A点，将另一个质量为m、电荷量为的带电物块（视为点电荷）从水平面上的B点由静止释放，一段时间后，物块静止在C点。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，静电力常量为k，A、B间的距离为L，A、C间的距离为4L，物块在B点释放瞬间的加速度大小为，物块经过O点时的速度最大。
（1）求A、O间的距离x；
（2）求B、C之间的电势差；
（3）若以无穷远处电势为0，则到场源电荷（电荷量为Q）距离为r的点的电势为，试求物块经过O点时的速度大小。
【答案】（1）2L；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知物块在B点释放瞬间的加速度大小为，根据牛顿第二定律和库仑定律，有
物块经过O点时的速度最大，则加速度为零，根据牛顿第二定律和库仑定律，有
联立解得
（2）由B到C根据动能定理，有
解得
（3）从B到O根据能量守恒
解得
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间75分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：教科版必修第一册，必修第二册，必修第三册第一章至第二章第2节。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单项选择题：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. 生活中处处存在静电现象，有些是有利的，有些是有害的。关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（ ）
A. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来潜在危害
B. 在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了防止静电造成危害
C. 燃气灶中的电子点火器，是利用摩擦起电的原理进行点火的
D. 油罐车尾部都有一条拖在地上的铁链，这根铁链的作用是为了利用静电
【答案】B
【解析】
【详解】A．印染厂应保持适当的湿度，及时把车间因摩擦产生的静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；
B．在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了将闪电及时导入大地，防止静电造成危害，故B正确；
C．燃气灶中的电子点火器，是利用高压尖端放电的原理，故C错误；
D．油罐车在运输中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，在车尾装一条拖在地上的铁链，将静电导入大地，这是防止静电危害，故D错误。
故选B。
2. 图为阴极射线示波管内的聚焦电场，图中实线为电场线，虚线为等势面，a、b为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电场强度大于b点的电场强度
B. a点的电势高于b点的电势
C. 正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D. 负电荷从a点移动到b点，电场力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．因b点的电场线较a点密集，可知b点的场强大于a点的场强，故A错误；
BC．沿电场线电势降低，可知a点的电势低于b点的电势；因正电荷在低电势点电势能较小，则电子在a点的电势能小于在b点的电势能，故BC错误；
D．负电荷从a点移动到b点，电场力方向和运动方向夹角为锐角，故电场力做正功，故D正确。
故选D。
3. 有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一坐标系中，得到的结果如图所示，图中A点、B点和C点对应的电阻分别 、和，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由公式
可知图像上的点与原点连线的斜率表示电阻，则
故选C。
4. 满偏电流为的表头的内阻为，要把它改装为量程为的电流表，则（ ）
A. 应串联一个阻值大于的电阻B. 应并联一个阻值大于的电阻
C. 应串联一个阻值小于的电阻D. 应并联一个阻值小于的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】把表头改装成大量程电流表需要并联分流电阻，若并联的电阻阻值为R，则
解得
故选D
5. 心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一，利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为，电容器的电容为，如果电容器在2ms时间内完成放电，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的击穿电压为B. 电容器充电后的电荷量为
C. 电容器放电完成后电容为0D. 电容器放电过程的平均电流强度为45A
【答案】D
【解析】
【详解】A．电容器充电后的电压为6kV时，电容器能正常工作，电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，则电容器的击穿电压一定大于6kV，故A错误；
B．电容器充电后的电荷量
故B错误；
C．电容器的电容是电容器本身的性质，与电容器的带电荷量无关，放电后电容器的电容不变，故C错误；
D．电容器放电过程的平均电流强度
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在一条细绳中间用光滑挂钩悬挂一玩具车，左、右两段绳子上的拉力相等，当两段绳子的夹角为120°时，绳子上的拉力大小等于F，缓慢减小两段绳子之间的夹角，当两段绳子的夹角为60°时，绳子上的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当两段绳子的拉力相等且夹角为120°，则重力与拉力相等为F，当两段绳子的夹角为60°时，由
得
故选B。
7. 如图所示，边长为的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O，AD平行于x轴，两电荷量均为的点电荷分别固定在G点和C点。已知静电力常量为k，A点电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系得，G点和A点之间的距离
C点和A点之间的距离
G点在A点产生的电场强度大小
C点在A点产生的电场强度大小
又和方向垂直，A点电场强度大小为
故选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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 由正点电荷产生的一簇未标明方向的电场线如图中实线所示，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。带电粒子在运动中仅受电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子一定带负电
B. 带电粒子在b点的加速度一定比在a点的加速度大
C. 带电粒子在a点动能比在b点的动能大
D. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子受到电场力向左，由于是正点电荷产生的电场线，电场线向右，故带电粒子一定带负电，故A正确；
B．电场线越密，电场强度越大，故a点的电场强度大于b点的电场强度，根据
可知带电粒子在b点的加速度比在a点的加速度小，故B错误；
C．根据沿电场线电势降低，可得
由a点到b点,电场力做功为
电场力负功，动能减小，电势能增大，则带电粒子在a点的动能比在b点的动能大，带电粒子在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。
9. 火星是太阳系里离地球较近的一颗类地行星。为了测量火星的各项数据，“祝融号”火星车在空旷的火星表面使一小球从静止开始自由下落，通过监测设备得到小球的速度随时间变化的图像如图所示。已知火星的半径为，引力常量为，不计大气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 火星表面的重力加速度大小为B. 火星的第一宇宙速度为
C. 火星的平均密度为D. 火星的卫星运行周期至少为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题图可知，结合速度时间关系可得火星表面的重力加速度大小为
故A正确；
B．飞行器贴着火星表面做匀速圆周运动时的速度为第一宇宙速度，根据向心力公式，有
解得第一宇宙速度
故B错误；
C．在火星表面，根据万有引力等于重力，有
联立可得火星质量为
火星的密度为
故C错误；
D．对于火星的卫星，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有
解得火星的卫星运行周期为
根据表达式可知随着卫星轨道半径的增大，周期也增大，则时，运行周期最小，运行周期的最小值
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，匀强电场平行于平面坐标系，矩形的顶点B和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，，，A、B、C三点的电势分别为3V、33V、63V，下列说法正确的是（ ）
A. D点的电势为33V
B. 匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向
C. 匀强电场的电场强度的大小为
D. 将一电子从D点移动到B点，电子克服电场力做的功为30eV
【答案】AC
【解析】
【详解】连接，设与交于点，过点做的垂线，交于点。
A．根据对称性可知点的电势为
则为等势面，D点在直线上，故D点的电势为33V，故A正确；
B．根据沿电场线电势降低，可知匀强电场方向为方向，即匀强电场平行于x轴，且沿着x轴负方向，故B错误；
C．根据几何关系有
匀强电场的电场强度的大小为
故C正确；
D．B点、D点为等势面上的两点，将一电子从D点移动到B点，电场力不做功，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、非选择题：共54分。
11. 万同学正在做“练习使用多用电表”实验，该同学正确操作，多用电表的表盘读数如图所示。
（1）如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为_____Ω。
（2）如果是用直流5V挡测量电压，则被测电压为_____V。
（3）使用多用电表测量电阻时，下列说法正确的是_____。
A．可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B．如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C．改变不同倍率的欧姆挡后，不必重新进行欧姆调零
【答案】 ①. 150 ②. 3.10##3.09##3.11##3.12 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]指针示数是15，如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为150Ω。
（2）[2]如果是用直流5V挡测量电压，因总格数为50格，即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
（3）[3]A.使用多用电表测量电阻时，应把待测元件从原电路断开，才能对其进行电阻测量，故A错误；
B.如果指针偏转过大，说明电阻很小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，故B正确；
C.改变不同倍率的欧姆挡后，欧姆表的内阻要发生变化，所以要重新进行欧姆调零，故C错误。
故选B。
12. “求真”实验小组用图甲所示的装置探究加速度a与受力F的关系，他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，定滑轮左侧的细线与水平桌面平行，固定在水平桌面上的两个光电门A、B间的距离为L。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度______m。
（2）实验操作过程中______（填“需要”或“不需要”）满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，改变条件重新测量时，滑块的初始位置______（填“需要”或“不需要”）保持不变。
（3）释放重物，记录挡光片通过光电门A、B时的遮光时间分别为、，则滑块的加速度a可表示为______（用d、L、和表示）；同时记录力传感器的示数F。
（4）多次改变重物质量，重复上述实验步骤，得到多组加速度a与拉力F，由实验得到的的关系图像如图丙所示，通过分析可知，滑块（含挡光片）的质量为______kg。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. ②. 不需要 ③. 不需要 ④. ⑤. 1.25
【解析】
【详解】（1）[1] 游标卡尺游标为20分度，故精确度为0.05mm，主尺读数为5mm，游标尺上第15个格对齐，故最终读数为
5mm+0.05×15mm=5.75mm=5.75×10-3m
（2）[2][3] 实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等于细线的拉力，故实验中不需要满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，根据实验原理可知与滑块的释放位置无关。滑块的初始位置不需要保持不变。
（3）[4] 小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车研究对象，小车通过光电门A、B时，根据运动学规律有
解得
（4）[5] 对滑块（含遮光条），根据牛顿第二定律可得
根据图象可得图象的斜率表示滑块（含遮光条）的质量的倒数，即有
解得
M=1.25kg
13. 如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N的长度及间距均为L，电容器已充好电，两板间的电压为U。一个质量为m、电荷量为的带正电粒子以大小为的初速度沿两板间的中线向右射入电容器，一段时间后从N板上方射出，不计粒子受到的重力和空气阻力。求：
（1）带电粒子在电容器中运动的时间；
（2）粒子出电容器时沿竖直方向偏移的距离y。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
解得
（2）设板间的电场强度大小为E，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
设带电粒子在电容器中运动时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
根据运动学规律有
解得
14. 一辆氢气燃料的新型汽车所受的重力为G，在平直山道上测试时以恒定功率Р启动，行驶过程中所受阻力恒为车重的。如图所示，该汽车到A点前速度已达到最大，继续行驶至A点水平飞出，恰好沿山坡的切线方向落于B点，已知该山坡的B点切线与水平方向夹角的正切值，重力加速度大小为g，汽车在空中运动过程中视为质点，不计空气阻力，求：
（1）汽车从A点飞出时的速度大小；
（2）汽车到达B点时重力做功的功率PG；
（3）A、B两点间的水平距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）汽车速度已达到最大时，有
此时牵引力与阻力相等，则
解得
（2）将汽车到达B点的速度沿水平方向和竖直方向分解，则
汽车到达B点时重力做功的功率
解得
（3）汽车从A点飞出做平抛运动，则
解得
15. 如图所示，将一带正电的点电荷固定在绝缘水平面上的A点，将另一个质量为m、电荷量为的带电物块（视为点电荷）从水平面上的B点由静止释放，一段时间后，物块静止在C点。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，静电力常量为k，A、B间的距离为L，A、C间的距离为4L，物块在B点释放瞬间的加速度大小为，物块经过O点时的速度最大。
（1）求A、O间的距离x；
（2）求B、C之间的电势差；
（3）若以无穷远处电势为0，则到场源电荷（电荷量为Q）距离为r的点的电势为，试求物块经过O点时的速度大小。
【答案】（1）2L；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知物块在B点释放瞬间的加速度大小为，根据牛顿第二定律和库仑定律，有
物块经过O点时的速度最大，则加速度为零，根据牛顿第二定律和库仑定律，有
联立解得
（2）由B到C根据动能定理，有
解得
（3）从B到O根据能量守恒
解得
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