北京市人大附中朝陽(yáng)學(xué)校 2019- -0 2020 學(xué)年高一物理下學(xué)期階段性測(cè)試試題（含解析）

　1. 滿分為 100 分。

　2. 第 Ⅱ 卷各題均須用黑色簽字筆按規(guī)定要求在答題紙上作答，確保拍照效果。

　3. 請(qǐng)將個(gè)人信息完整填寫在答題紙密封線內(nèi)，確保輸入信息準(zhǔn)確無(wú)誤。

　4. 考試結(jié)束后迅速用手機(jī)登陸網(wǎng)頁(yè)，將客觀題對(duì)應(yīng)題號(hào)正確輸入選項(xiàng)；

　觀題拍照（拍照時(shí)務(wù)必保證手機(jī)豎立并與試卷平行且為同一方向），并上傳照片。

　第 第 I I 卷（共

　42 分請(qǐng)將答案填涂在答題紙上）

　一、選擇題：（本大題共

　14 小題，每小題

　3 分，共

　42 分. . 在每小題給出的 四個(gè)選項(xiàng)中，只有一選項(xiàng)符合題意）

　1.下列物理量屬于矢量的是（

�。�

　A. 動(dòng)量 B. 功 C. 電流強(qiáng)度 D. 電勢(shì) 【答案】A 【解析】

　【詳解】A．動(dòng)量是既有大小又有方向的矢量，故 A 符合題意； BD．功和電勢(shì)都是只有大小沒有方向的標(biāo)量，不是矢量，故 BD 不符合題意。

　C．電流強(qiáng)度既有大小又有方向，但不遵守平行四邊形定則，所以電流強(qiáng)度為標(biāo)量，故 C 不符合題意。

　故選 A。

　2.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷 q 1 、 q 2 ，若保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，則兩電荷間的靜電力將變?yōu)樵瓉?lái)的

　（

　 ）

　A. 2 倍 B. 4 倍 C. 8 倍 D. 16 倍 【答案】B 【解析】

　詳解】由庫(kù)侖定律可得：

　變化前 1 22q qF kr? ； 而變化后，

　1 2244kq qF Fr?? ?

　A．2 倍，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；

　 B．4 倍，與結(jié)論相符，選項(xiàng) B 正確；

　 C．8 倍，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；

　 D．16 倍，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤； 3.如圖所示，在光滑水平面上，一小球在細(xì)線的拉力作用下，以角速度 ω 做半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則小球的向心加速度大小為

　A. r ? B. 2 r? C. 2r? D. 2r ? 【答案】B 【解析】

　【詳解】根據(jù)公式2a r ? ? 可知 B 正確。

　故選 B。

　4.大小相等的力 F 按如圖甲和乙所示的兩種方式作用在相同的物體上，使物體沿粗糙的水平面向右移動(dòng)相同的距離 l ，有關(guān)力 F 做功的說(shuō)法正確的是

　 A. 甲圖和乙圖中力 F 都做正功 B. 甲圖和乙圖中力 F 都做負(fù)功 C. 甲圖中力 F 做正功，乙圖中力 F 做負(fù)功 D. 甲圖中力 F 做負(fù)功，乙圖中力 F 做正功 【答案】A 【解析】

　【詳解】根據(jù)功的公式可知，兩圖中力和位移之間的夾角均為銳角，故兩圖中力 F 均做正功 故選 A。

　5.在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，1、2、3 三條虛線表示三個(gè)等勢(shì)面， a 、 b 分別是等勢(shì)面 1、3

　上的兩個(gè)點(diǎn)。下列說(shuō)法中 正確的是（

�。�

　A. 三個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)相等 B. 等勢(shì)面 2 的電勢(shì)高于等勢(shì)面 1 的電勢(shì) C. 若將一正電荷由 a 移到 b ，電勢(shì)能減小 D. 若將一負(fù)電荷由 a 移到 b ，靜電力做正功 【答案】C 【解析】

　【詳解】AB．沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以 1、2 和 3 三個(gè)等勢(shì)面中 1 的電勢(shì)最高，3 的等勢(shì)面最低，故 AB 錯(cuò)誤； C．正電荷的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，則將一正電荷由 a 移到 b ，力的方向與位移方向的夾角小于 90°，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故 C 正確； D．負(fù)電荷的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，則將一負(fù)電荷由 a 移到 b ，力的方向與位移方向的夾角大于 90°，電場(chǎng)力做負(fù)功，故 D 錯(cuò)誤。

　故選 C。

　6.電流表的內(nèi)阻是 R g =200Ω，滿偏電流值是 I g =500μA，現(xiàn)在欲把這電流表改裝成量程為 1.0V 的電壓表，正確的方法是（

　）

　A. 應(yīng)串聯(lián)一個(gè) 2000Ω 的電阻 B. 應(yīng)并聯(lián)一個(gè) 2000Ω 的電阻 C. 應(yīng)串聯(lián)一個(gè) 1800Ω 的電阻 D. 應(yīng)并聯(lián)一個(gè) 1800Ω 的電阻 【答案】C 【解析】

　【詳解】電流表改裝成電壓表應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，起到分壓的作用，串聯(lián)后的總阻值

　-61.0= Ω=2000Ω500 10gURI??總

　串聯(lián)電阻的阻值 1800ΩgR R R ? ? ?總

　C 正確，ABD 錯(cuò)誤。

　故選 C。

　7.以下哪個(gè)單位不屬于能量的單位（

�。�

　A. eV B. W.h C. J D. mA.h 【答案】D 【解析】

　【詳解】A．根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功公式 W = Uq 可知 eV 也是能量單位，故 A 不符合題意； B．根據(jù) W = Pt 可知 W•h 是功的單位，也是能量的單位，故 B 不符合題意； C．能量的國(guó)際單位是焦耳，故 C 不符合題意； D．毫安時(shí)（mAh）是電荷量的單位，不是能量的單位，故 D 符合題意。

　故選 D。

　8.利用引力常量 G 和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（

　）

　A. 地球的半徑及重力加速度（不考慮地球自轉(zhuǎn)）

　B. 人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期 C. 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離 D. 地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離 【答案】D 【解析】

　【詳解】A．在地球表面附近，在不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下，物體所受重力等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，有 2MmG mgR?

　可得 GgRM2?

　能計(jì)算出質(zhì)量，故 A 不符合題意；

　B．根據(jù)萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由 22Mm mvGR R?

　2πRvT?

　解得 32πv TMG?

　能計(jì)算出質(zhì)量，故 B 不符合題意； C．由 222π MmG m rr T? ??? ?? ?? ?月月月 解得 2 324π rMGT?月 能計(jì)算出質(zhì)量，故 C 不符合題意； D．由 222π M MG M rr T? ??? ?? ?日地地 地 消去兩邊的 M ，故不能求出地球質(zhì)量，故 D 符合題意。

　故選 D。

　9.在圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為 E 、內(nèi)電阻為 r ， 在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片 P 從圖示位置向下滑動(dòng)的過(guò)程中（

�。�

　A. 路端電壓變大 B. 通過(guò)滑動(dòng)變阻器 R 1 的電流變大

　C. 通過(guò)安培表的的電流變大 D. 電源的輸出功率變大 【答案】B 【解析】

　【詳解】A．在滑動(dòng)變阻器 R 1 的滑動(dòng)觸片 P 向下滑動(dòng)的過(guò)程中， R 1 變小，外電路總電阻變小，由閉合電路歐姆定律分析電路中的總電流變大，路端電壓 U = E - Ir I 變大， E 、 r 不變，則 U 變小，故 A 不符合題意； BC．路端電壓 U 變小，通過(guò)電阻 R 2 的電流變小，總電流變大，通過(guò)電阻 R 2 的電流變小，所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器 R 1 的電流必定變大，故 B 符合題意，C 不符合題意； D．因?yàn)椴恢纼?nèi)外電阻的關(guān)系，電源的輸出功率無(wú)法確定，故 D 不符合題意。

　故選 B。

　10.從距地面相同高度處，水平拋出兩個(gè)質(zhì)量相同的球 A 和 B，拋出 A 球的初速為 ，拋出 B球的初速為 2 ，則兩球運(yùn)動(dòng)到落地的過(guò)程中 A. 重力 平均功率相同，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同 B. 重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率不同 C. 重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同 D. 重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率不同 【答案】A 【解析】

　平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定，與初速度無(wú)關(guān)，所以兩球落地時(shí)間相等；高度相等、兩球質(zhì)量相等，重力做功相等；據(jù)WPt? 可得重力的平均功率相同．兩球落地時(shí)間相等，兩球落地時(shí)在豎直方向的分速度相等，據(jù)yP mgvcos mgv ? ? ?，兩球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同．故A 項(xiàng)正確，BCD 三項(xiàng)錯(cuò)誤． 11.在氣候干燥的秋冬季節(jié)，人們常常會(huì)碰到這些現(xiàn)象：晚上脫衣時(shí)，常會(huì)聽到噼啪的聲響；早上起來(lái)梳頭時(shí)，頭發(fā)常會(huì)“飄”起來(lái)。這就是發(fā)生在我們?nèi)粘Ｉ钪械撵o電現(xiàn)象。有一次，小明的手指靠近金屬門把手時(shí)，突然有一種被電擊的感覺。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)摩擦使身體帶電，當(dāng)手指靠近門把手時(shí)，二者之間形成的放電現(xiàn)象。若放電前，小明的手指帶負(fù)電。有關(guān)金屬門把手的兩端被感應(yīng)帶電的情況，下列圖中標(biāo)示正確的是

　A.

　B.

　C.

　D.

　【答案】A 【解析】

　【詳解】人的手指帶負(fù)電，則由于靜電感應(yīng)，門把手中離手指較近的一端感應(yīng)出正電，離手指較遠(yuǎn)的一端感應(yīng)出負(fù)電，則圖 A 是正確的。

　A．該圖與結(jié)論相符，選項(xiàng) A 正確； B．該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤； C．該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤； D．該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤； 故選 A. 12.如圖將紅、綠兩種顏色石子放在水平圓盤上，圍繞圓盤中心擺成半徑不同的兩個(gè)同心圓圈（ r 紅 < r 綠 ）．圓盤在電機(jī)帶動(dòng)下由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度緩慢增加．每個(gè)石子的質(zhì)量都相同，石子與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ 均相同．則下列判斷正確的是

　A. 綠石子先被甩出 B. 紅、綠兩種石子同時(shí)被甩出

　C. 石子被甩出的軌跡一定是沿著切線的直線 D. 在沒有石子被甩出前，紅石子所受摩擦力大于綠石子的 【答案】A 【解析】

　【詳解】ABD．對(duì)石子受力分析，在沒有被甩出之前，受重力、支持力、圓盤的靜摩擦力三個(gè)力的作用，靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有 f=mω2 r ，當(dāng)角速度增大時(shí)，兩石子所受靜摩擦力也在增大，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，石子將發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即被甩出，由題意可知綠石子的半徑大于紅石子的半徑，所以綠石子所受摩擦力大于紅石子所受摩擦力，而兩石子與圓盤的最大靜摩擦力均為 f m = μmg ，則可知綠石子先被甩出，故 A 正確，BD 錯(cuò)誤； C．石子被甩出后，其所受合外力不等于零，而是等于圓盤對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，石子做離心運(yùn)動(dòng)，所以軌跡是沿著切線的曲線，故 C 錯(cuò)誤． 13.如圖所示，一端連接輕彈簧的質(zhì)量為 m 的物體 B 靜止在光滑水平面上，質(zhì)量也為 m 的物體 A 以速度 v 0 正對(duì) B 向右滑行，在 A、B 和彈簧發(fā)生相互作用的過(guò)程中，以下判斷不正確．．．．．．．的是

　A. 任意時(shí)刻 A 、 B 和彈簧組成的系統(tǒng)總動(dòng)量都為 mv 0

　B. 彈簧壓縮到最短時(shí)， A 、 B 兩物體的速度相等 C. 彈簧的最大彈性勢(shì)能為2018mv

　D. 彈簧壓縮到最短時(shí)， A 、 B 和彈簧組成的系統(tǒng)總動(dòng)能最小 【答案】C 【解析】

　【詳解】A． AB 碰撞并壓縮彈簧，在壓縮彈簧的過(guò)程中，系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，在任意時(shí)刻， A、B 兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)的總動(dòng)量都為0mv ，故 A 正確； BCD．當(dāng) AB 兩個(gè)物體速度相等時(shí)，兩物體相距最近，即彈簧被壓縮到最短，彈簧的彈性勢(shì)能最大，系統(tǒng)的動(dòng)能最小，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得02 mv mv ? ，根據(jù)能量守恒定律可得

　? ?2 201 122 2Pmv m v E ? ?

　解得2014PE mv ? ，BD 正確 C 錯(cuò)誤； 故選 C。

　14.某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為 U 的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為 S ，其等效電流為 I ；質(zhì)子的質(zhì)量為 m ，其電量為 e .那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù) n 是

　A. 2 I UeS m B. I meS eU C. 2 I eUeS m D. 2I meS eU 【答案】D 【解析】

　【詳解】質(zhì)子被加速時(shí)：

　212Ue mv ?

　 由于 I neSv ?

　 解得 2I mneS eU?

　A．2 I UeS m，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤； B．I meS eU，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤； C．2 I eUeS m，與結(jié)論不相符，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤； D．2I meS eU，與結(jié)論相符，選項(xiàng) D 正確； 故選 D. 第 第 I II 卷（非選擇題部分共

　58 分）

　二、實(shí)驗(yàn)題：（本大題共

　2 小題，共

　18 分，把答案填在題中橫線上）

　15.如圖甲所示，在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量 m =1kg 的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列 的點(diǎn)，如圖乙所示。已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為 0.02s，長(zhǎng)度單位為 cm，取重力加速度 g =9.8m/s2 。

�。�1）下列做法正確的是________。

　A．圖甲中兩限位孔應(yīng)在同一豎直線上 B．實(shí)驗(yàn)前，手應(yīng)提住紙帶上端，并使紙帶豎直 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放手松開紙帶再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 （2）某同學(xué)在計(jì)算與 B 點(diǎn)對(duì)應(yīng) 重錘的瞬時(shí)速度時(shí)，他采用了公式 2Bv gh ? （ h 表示 OB

　距離），這種做法___________（填“正確”或“不正確”）。

�。�3）從起始點(diǎn) O 到打下點(diǎn) B 過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減小量 Δ E p =________ J（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

　【答案】

　(1). AB

　(2). 不正確

　(3). 0.48 【解析】

　【詳解】（1）[1]A．為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦，圖甲中兩限位孔應(yīng)在同一豎直線上，

　故 A 正確； B．為了保證紙帶在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)前，手應(yīng)提住紙帶上端，并使紙帶豎直，故 B 正確； C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放手松開紙帶，故 C 錯(cuò)誤。

　故選 AB。

�。�2）[2]用 2Bv gh ? 求解 B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度相當(dāng)于間接利用了機(jī)械能守恒定律，應(yīng)該根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，通過(guò)2ACBxvT? 求解 B 點(diǎn)的速度，所以這種做法不正確。

�。�3）[3]從起始點(diǎn) O 到打下點(diǎn) B 過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減小量

　2pΔ 1 9.8 4.88 10 J=0.48JBE mgh?? ? ? ? ?

　16.某小組測(cè)量一金屬絲的電阻率，除多用電表、刻度尺、螺旋測(cè)微器、開關(guān)、導(dǎo)線外，還能提供的其它器材規(guī)格如下：

　電流表 A 1 （量程 0~0.6A，內(nèi)阻 r 1 約為 0.125Ω）

　電流表 A 2 （量程 0~3A，內(nèi)阻 r 2 約為 0.025Ω）

　電壓表 V（量程 0~3V，內(nèi)阻約為 3kΩ）

　滑動(dòng)變阻器 R 1 （最大阻值為 20Ω）

　滑動(dòng)變阻器 R 2 （最大阻值為 1750Ω）

　電源 E（電動(dòng)勢(shì)約為 3V）

�。�1）在實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖所示，則該金屬絲直徑的測(cè)量值 d =________mm。

�。�2）使用多用電表歐姆擋粗測(cè)金屬絲的電阻，倍率選擇“×1”擋，指針位置如圖所示，則該金屬絲的電阻為_______Ω。

　 （3）若采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻，為保證電表安全及測(cè)量準(zhǔn)確、方便，那么電流表應(yīng)選擇_______（選填 A 1 或 A 2 ）；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_______（選填 R 1 或 R 2 ）。

�。�4）采用伏安法測(cè)電阻時(shí)，測(cè)得了多組 U 、 I 數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出如圖所示的 U - I 圖像。由此可得金屬絲的電阻 R =_______Ω。（保留兩位有效數(shù)字）

�。�5）若通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得了數(shù)據(jù)：金屬絲的電阻 R ，金屬絲的長(zhǎng)度 l ，以及金屬絲的直徑 d 。那么本次實(shí)驗(yàn)得到金屬絲電阻率 ρ =_______。

　【答案】

　(1). 0.383（0.381～0.386 之間均可）

　(2). 5.0

　(3). A 1

　 (4). R 1

　 (5). 4.8（4.6～5.0 之間均可）

　(6). 24R dl? 【解析】

　【詳解】（1）[1]．該金屬絲直徑的測(cè)量值 d =0.01mm×38.3=0.383mm。

�。�2）[2]．該金屬絲的電阻為 5×1Ω=5.0Ω。

　（3）[3][4]．電路中可能出現(xiàn)的最大電流3A 0.6A5EIR? ? ? ，則電流表選擇 A 1 ；滑動(dòng)變阻器選擇 R 1 。

�。�4）[5]．由圖像可知：

　2.94.80.6URI?? ? ? ? ??

　（5）[6]．由 214l lRSd? ??? ?

　解得 2=4R dl??

　三、解答題：（本大題共

　5 小題，共

　40

�。�

　分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明，證明過(guò)程或演算步驟）

　17.在如圖所示的電路中，電阻箱的阻值 R 是可變的，電源的電動(dòng)勢(shì)為 E ，電源的內(nèi)阻為 r ，其余部分的電阻均可忽略不計(jì)。

　（1）閉合開關(guān) S ，寫出電路中的電流 I 和電阻箱的電阻 R 的關(guān)系表達(dá)式； （2）若電源的電動(dòng)勢(shì) E 為 3V，電源的內(nèi)阻 r 為 1Ω，閉合開關(guān) S ，當(dāng)把電阻箱 R 的阻值調(diào)節(jié)為 14Ω 時(shí)，電路中的電流 I 為多大？此時(shí)電源兩端的電壓（路端電壓）

　U 為多大？

　【答案】(1) EIR r?? (2)0.2A

　2.8V 【解析】

　【詳解】（1）由閉合電路的歐姆定律，得關(guān)系表達(dá)式: EIR r?? （2）將 E =3V， r =1Ω， R =14Ω，代入上式得：

　電流表的示數(shù) I =3A14 1 ?=0.2A 電源兩端的電壓 U=IR =2.8V 18.尋找地外文明一直是科學(xué)家們不斷努力的目標(biāo)。為了探測(cè)某行星上是否存在生命，科學(xué)家們向該行星發(fā)射了一顆探測(cè)衛(wèi)星，衛(wèi)星距離該行星表面的高度為 h ，衛(wèi)星的質(zhì)量為 m ，該行星的質(zhì)量為 M ，半徑為 R ，引力常量 為 G ，試求：

�。�1）衛(wèi)星運(yùn)行的周期； （2）若已知該行星的半徑為 R ，試求該行星的第一宇宙速度。

　【答案】(1) ? ? 2RRGhhM? ??

　 (2) GMR 【解析】

　【詳解】(1)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力 ? ?? ?22 24 MmG m R hTR h?? ?? 解得衛(wèi)星運(yùn)行的周期 ? ? 2R hT R hGM??? ?

　(2) 根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力 22Mm vG mR R?

　解得該行星的第一宇宙速度 GMvR?

　19.如圖所示為半徑 R =0.40m 的四分之一豎直圓弧軌道， OA 在水平方向，底端距水平地面的高度 h =0.45m。一質(zhì)量 m =1.0kg 的小滑塊從圓弧軌道頂端 A 由靜止釋放，到達(dá)軌道底端 B 點(diǎn)的速度 v B =2.0m/s。忽略空氣的阻力，取 g =10m/s2 。

　（1）小滑塊從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，小滑塊克服摩擦力所做的功 W f ； （2）小滑塊離開 B 點(diǎn)后至落地前重力的沖量 I G 。

　【答案】（1）−2 J；（2）3 N?m

　【解析】

　【詳解】（1）滑塊由 A 運(yùn)動(dòng)到 B 的過(guò)程中只有重力和摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有 2f102BmgR W mv ? ? ?

　代入數(shù)據(jù)可解得整個(gè)過(guò)程中摩擦力做功 f2J W ? ?

　（2）小滑塊離開 B 點(diǎn)后，做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù) 212h gt ?

　可得下落的時(shí)間為 0.3s t ?

　重力的沖量 3N mGI mgt ? ? ?

　20.密立根用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)定很小的帶電油滴所帶的電荷量。油滴從噴霧器噴出時(shí)由于摩擦而帶電，并落入兩塊相互平行的極板 M 、 N 之間的區(qū)域（ M 板帶正電、 N 板帶負(fù)電），透過(guò)顯微鏡尋找那些剛好懸浮在極板間的油滴。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)算出油滴的質(zhì)量，再根據(jù)油滴懸浮時(shí)受到的電場(chǎng)力和重力平衡，可計(jì)算出油滴所帶的電荷量。

�。�1）若 P 為從顯微鏡中觀察到的懸浮油滴，則可推知 P 帶哪種電荷？ （2）已知極板 M 、 N 之間 距離為 d ，電壓為 U ，求兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大��； （3）油滴 P 可視為球體，并測(cè)得其半徑為 R 。已知油 密度為 ρ，重力加速度為 g ，極板 M 、N 之間的距離為 d ，電壓為 U 。求該油滴的電荷量 q 。（提示：球的體積公式34π3V R ? ）

　【答案】(1) 負(fù)電(2) UEd?

　(3) 343R gdqU? ??

　【解析】

　【詳解】（1）油滴受向上的電場(chǎng)力，而上極板帶正電，可知 P 帶負(fù)電.

�。�2）兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度 UEd?

�。�3）∵油滴 P 懸浮∴油滴 P 受到的重力和電場(chǎng)力平衡 即: mg qE ?

　而: 343m R ? ? ? ?

　UEd?

　聯(lián)立以上各式，可得: 343R gdqU? ??

　21.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì) E =20V,內(nèi)阻 r =1Ω；電阻 R =9Ω,滑動(dòng)變阻器 Rx 的最大阻值為 15Ω，現(xiàn)有電子以初動(dòng)能 E k0 =3.2×10-18 J 從水平放置的平行金屬板左側(cè)正中央 O 處射入，平行金屬板的間距 d =0.1m，兩板長(zhǎng)均為 L= 0.20m， 平行金屬板右側(cè)到豎直放置的足夠大的熒光屏距離 b =0.1m，不計(jì)電子的重力，電子的電量 e =1.6×10-19 C。

　(1)

　當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R x

　接入電路的阻值為多大時(shí)，其消耗的功率最大，并求其最大值； (2)

　當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R x

　接入電路的阻值為多少時(shí)，電子打在熒光屏上距屏中心 O`最遠(yuǎn)？并求最遠(yuǎn)距離 Y。

　【答案】(1) 10Ω

　10W

　(2) 62Ω

　0.1m 【解析】

　【詳解】(1) 將 R 等效為電源內(nèi)阻，則當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，即 R x = R + r =9+1=10Ω 時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大，最大功率

　222010 10W10 10xR xxEP RR R r? ?? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ?? ? (2) 要想使電子打在熒光屏上距屏中心 O `最遠(yuǎn)，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后必須從上板邊緣出來(lái)，根據(jù)類似平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式，有 L = v 0 t 212 2dat ?

　加速度為 eUamd?

　根據(jù)歐姆定律可得 xEU RR R r?? ? 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

　結(jié)合幾何關(guān)系，有 12 22d LLyb?? 聯(lián)立解得 62xR ? ?

　y 1 =0.1m

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