江西省南昌市安义中学2019-2020高三上学期物理第五次月考（12月)试卷考试试卷

江西省南昌市安义中学2019-2020学年高三上学期物理第五次月考（12月)试卷
一、单选题
1．（2019高三上·南昌月考）2019年4月24日亚洲田径锦标赛男子110米栏决赛中，中国选手谢文骏发挥出色，跑出13秒21夺得冠军。打破了刘翔在2011年创下的13秒22赛会纪录，同时也是这个项目今年的世界最好成绩。关于谢文骏的运动过程分析正确的是（　　）
A．在冲线时可以将谢文俊当成质点
B．由题意可以求出谢文俊跑动过程中的平均速度
C．运动过程中地面对运动员的冲量为零
D．谢文俊在加速过程中，惯性逐渐增大
【答案】B
【知识点】质点；惯性与质量；冲量
【解析】【解答】A．当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，物体就可以看成质点，冲线时，运动员的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能看作质点，A不符合题意；
B．位移为110m，时间为13s22，故平均速度 ，B符合题意；
C．由冲量定义式 可知，运动过程中，地面提供支持力和摩擦力，有作用时间，所以冲量不为零，C不符合题意；
D．惯性取决于物体的质量，质量一定，惯性一定，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在冲线时运动员接触红线的部位不同所以不能作为质点；利用位移时间可以求出平均速度的大小；利用支持力和运动时间可以判别冲量的大小不等于0；惯性的大小只与物体的质量有关。
2．（2019高三上·南昌月考）下列各图，关于各图受力情况说法正确的是（　　）
A． 甲图中原木P在MN两点各受一个弹力，且均竖直向上
B． 乙图中BC杆对绳子的弹力一定由B指向C
C． 丙图中铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D． 丁图中弹簧一定处于压缩状态
【答案】D
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】A．甲图，在M点的弹力方向垂直地面向上，在N点的弹力方向垂直杆向上，A不符合题意；B．乙图中BC杆斜插入墙壁，则BC杆对绳子的作用力与两侧绳的拉力的合力平衡，方向不一定由B指向C，B不符合题意；
C．丙图中铁块受重力、斜面的支持力和摩擦力而平衡，只受一个弹力，C不符合题意；
D．弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件知，弹簧对小球弹力沿弹簧向右，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用垂直于接触面可以判别弹力的方向；利用C点的平衡可以判别杆对绳子的作用力方向；重力的分解可以判别沿斜面向下的分力和垂直于斜面的分力。
3．（2019高三上·南昌月考）如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻一质量为m的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．皮带对物块所做的功为
B．物块对皮带所做的功为
C．由于传送该物块电动机需要多做的功为
D．物块与传送带间摩擦因数越大，系统产热越多
【答案】C
【知识点】传送带模型
【解析】【解答】物块相对传送带静止时物块的速度等于传送带速度v；
A．对物块，由动能定理得
皮带对物块所做的功为 ，A不符合题意；
B．设经过时间t物块与皮带速度相等，物块的位移
皮带的位移：
皮带对物块做功
物块对皮带做功 ，B不符合题意；
C．由于传送该物块电动机需要多做的功等于皮带克服摩擦力所做的功，即为 ，C符合题意；
D．电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以系统产生的热量为
与动摩擦因数无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用动能定理结合物块末速度的大小可以求出传送带对物块做功的大小；利用摩擦力结合传送带位移的大小可以求出物块对传送带做功的大小；利用功能关系可以判别产生的热量与动摩擦因数的大小无关。
4．（2019高三上·南昌月考）质量为m的带正电小球由空中某点A无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地，则（　　）
A．整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球合力冲量大小为2mgt
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减小了
D．从A点到最低点小球重力势能减小了
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则
又 ，解得
则小球回到A点时的速度为
整个过程中小球速度增量的大小为
速度增量的大小为3gt，由牛顿第二定律得
联立解得
整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球合力冲量大小为 ，B符合题意；
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少 ，C不符合题意；
D．设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得：
解得
从A点到最低点小球重力势能减少了 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用匀变速的位移公式可以求出小球向上运动的加速度大小，结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小，结合位移光可以求出电势能的变化；利用速度的变化量可以求出合力做功的大小；利用速度的大小可以求出送你的变化量；利用动能定理可以求出小球下落的高度，结合重力的大小可以求出重力势能的变化量。
5．（2019高三上·南昌月考）一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图像如图所示，若已知汽车的质量m，牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，运动过程中阻力大小恒定，则根据图像所给信息，下列说法正确的是（　　）
A．汽车行驶过程中所受阻力
B．速度为 时的加速度大小为
C．汽车运动中的最大功率为
D．恒定加速时，加速度为
【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】AC．当速度为v1时，功率达到额定功率，为P=F1v1
匀速行驶时，牵引力等于阻力，故
A符合题意，C不符合题意；
B．速度为v2时，根据牛顿第二定律，有
解得
B不符合题意；
D．根据牛顿第二定律，有恒定加速时，加速度
D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用牵引力和速率的大小可以求出额定功率的大小，利用额定功率除以最大速度可以求出阻力的大小；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出汽车做匀加速运动的加速度大小。
6．（2019高三上·南昌月考）某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，在可移动介质P向左匀速移出的过程中(　　)
A．电容器的电容大小不受影响 B．电容器所带的电荷量增大
C．电容器两极板间的电压增大 D．电路中电流的方向为M→R→N
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】在介质P向右匀速移出的过程中，根据电容的决定式：
分析可知电容变小，电容器始终与电源相连，故电压不变，由：
可知电容器电荷量减小，电容器处于放电状态，则流过电阻R的电流方向从M到N，M点的电势比N点的电势高.
故答案为：D.
【分析】利用电容的决定式可以判别电容的变化；利用板间电压不变可以判别电荷量的变化；利用电容器放电可以判别电流的方向。
7．（2019高三上·南昌月考）如图是在购物商场里常见的电梯，左图为阶梯电梯，右图为斜面电梯，设两电梯中各站一个质量相同的乘客随电梯匀速上行，若两电梯高度相同，速度相同，且两乘客用相同时间到达电梯顶端，则两种情况(　　)
A．摩擦力对乘客做功相同 B．两乘客机械能的增量相同
C．电梯对乘客支持力的做功相同 D．电梯对乘客支持力的冲量相同
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．左图为阶梯电梯，进行受力分析，则为：重力与支持力，两者相平衡，不受摩擦力作用，右图为斜面电梯，受到重力、垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力，所以摩擦力对乘客做功不相同，A不符合题意；
B．由于两电梯做速度相同的匀速运动，两乘客机械能的增量为增加的重力势能，由于两乘客的质量相等，电梯高度相同，所以两乘客机械能的增量相同，B符合题意；
C．左图中的支持力与重力大小相等，方向竖直向上，支持力做正功，右图中的支持力与位移垂直，所以不做功，C不符合题意；
D．左图中的支持力方向竖直向上，右图的支持力垂直电梯斜向上方，所以电梯对乘客支持力的冲量方向不同，所以电梯对乘客支持力的冲量不相同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当乘客做阶梯电梯时不受摩擦力做功，做斜面电梯时其摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力；利用摩擦力的大小可以比较摩擦力做功的大小；利用初末动能和重力势能的比较可以判别机械能增量相同；利用支持力和运动时间可以判别冲量的大小；利用支持力方向不同可以判别冲量不同。
8．（2019高三上·南昌月考）电荷量分別为q1和q2的两点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零；ND段中C点电势最高。则下列选项中错误的是（　　）
A．C点的电场强度大小为零
B．
C．N、C两点之间连线上的电场强度方向沿x轴正方向
D．将一个带负电的检验电荷从N点沿x轴正方向移动到D点的过程中，电场力先做正功后做负功
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A. 图象的切线斜率等于场强E，由图可知C点的切线斜率为零，所以电场强度为零，A正确，不符合题意；
B. 由图知无穷远处的电势为0，A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷 带正电，M点电荷 带负电，由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以 电荷量大于 的电荷量，B正确，不符合题意；
C.由N到C过程电势升高，则说明场强沿x轴负方向，C错误，符合题意；
D. N→D段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先沿x轴正方向，后沿x轴负方向，则电场力先做正功后做负功。D正确，不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用图像斜率可以判别电场强度的大小；利用A点位置可以比较电荷量的大小；利用电势变化可以判别场强的方向；利用电势变化结合电性可以判别电势能变化及电场力做功的情况。
二、多选题
9．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一固定的足够长的斜面，将一带正电的小球从斜面上某点以水平向右的速度 抛出，小球最终落到斜面上。当电场强度为 时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为 ，机械能的增量为 ，动能的增量为 ，动量变化量大小为 ；当电场强度为 时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为 ，机械能的增量为 ，动能的增量为 ，动量变化量大小为 已知电场强度 ，则以下判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
得
水平方向
竖直方向
又
联立解得
由于 ，可知
A不符合题意；
B．由
合外力做的功
可知合外力做的功与电场强度的大小无关，根据动能定理可知，小球增加的动能与电场强度无关，B符合题意；
C．由 知，第二种情况下小球沿竖直方向向下的位移较小，则第二种情况下重力做的功较少，小球在碰撞斜面时的重力势能较大，而两种情况下的动能增加量相等，所以第二种情况下机械能的增加量大，C符合题意；
D．两种情况下动能的增加量相等，由动能的定义式可知，两种情况下速度的增加量相等；由动量的定义式可知，两种情况下动量的增加量也相等，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用小球类平抛运动的公式结合牛顿第二定律可以比较运动的时间；利用位移的大小结合动能定理可以比较动能的变化量；利用动能增加相等结合重力做功的不同可以比较电场力做功的不同进而比较机械能的变化量；利用动能变化量和质量相等可以判别动量增加量也相等。
10．（2019高二上·惠州期中）某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是 （　　）
A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大
B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强
D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势
【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，即电子在a点动能较大，所以A符合题意；
B．若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，即电子在b点动能较大，所以B不符合题意；
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，C符合题意；
D．若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，A点电势较小；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，故电场线方向向右，沿着电场线方向电势越来越低，A点电势较大，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】利用轨迹可以判别电场力的方向，结合电性可以判别电场线的方向；利用疏密可以判别场强的大小；利用电场线的箭头可以判别电势的高低。
11．（2019高三上·南昌月考）2019年1月3日10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区，已知“嫦娥四号”的运行过程示意图如图所示，下列说法正确的是 （　　）
A．“嫦娥四号”的发射速度可以小于第一宇宙速度
B．“嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时必须减速
C．“嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，周期减小
D．“嫦娥四号”在向月球着陆过程中始终处于失重状态
【答案】B,C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A.第一宇宙速度是最小的发射速度，“嫦娥四号”的发射速度一定大于第一宇宙速度，A不符合题意；
B.“嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时，轨道半径减小，做近心运动，必须减速，B符合题意；
C.嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，根据 ，
周期减小，C符合题意；
D.“嫦娥四号”在向月球着陆过程中，做减速，加速度向上，处于超重状态，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】第一宇宙速度是最小的发射速度；从地月轨道到绕月轨道做向心运动必须减速；利用轨道半径的变化可以判别周期的变化；利用加速度的方向可以判别超重失重。
12．（2019高三上·南昌月考）如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为 ，不计空气阻力。下列说法错误的是（　　）
A．在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小球离开小车后做竖直上抛运动
C．小球从进入小车轨道到离开水平位移为半圆的直径
D．小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为
【答案】A,C,D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，A错误，符合题意；
B．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，可知系统水平方向的总动量保持为零。小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，B正确，不符合题意；
C．系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
即有
解得
C错误，符合题意；
D．小球第一次车中运动过程中，由动能定理得
Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得
即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于0.2mgh，机械能损失小于0.2mgh，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于
0.8h-0.2h=0.6h
D错误，符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】小车和小球的系统只有在水平方向动量守恒；小球离开小车后水平方向没有速度所以做竖直上抛运动；利用动量守恒定律可以求出小球的位移大小；利用摩擦力做功结合弹力的变小可以判别小球 第二次上升的高度。
三、实验题
13．（2019高三上·南昌月考）某同学用图示装置研究碰撞中的动量守恒，实验中使用半径相等的两小球 和 ，实验步骤如下：
①用天平测得 、 两小球的质量分别为 、 ，且
②如图所示安装器材，在竖直木板上记下O点（与装置C点的小球的球心等高），调节斜槽使其末端的切线水平
③C处先不放小球，将球 从斜槽上的适当高度由静止释放，球 抛出后撞在木板上的平均落点为P
④再将球 置于C处，让球 从斜槽上的同一位置由静止释放，两球碰后落在木板上的平均落点为M、N
⑤．用刻度尺测出三个平均落点到O点的距离分别为 、 、
回答下列问题：
（1）若C点到木板的水平距离为 ，小球的平均落点到O点的距离为 ，重力加速度为 ，则小球做平抛运动的初速度 　 　
（2）若两小球的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式正确的是_______
A． B． C． D．
【答案】（1）
（2）D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)由平抛运动的规律求初速度 (2)根据弹性碰撞的特点有：m1v0=m1v1+m2v2
将有m1的项移到左边并化简整理后有
根据题意，碰撞前的入射球的速度
碰撞后入射球的速度
被碰撞球的速度
将三个速度代入化简式可得
D符合题意。
【分析】（1）利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的表达式；
（2）利用动量守恒定律结合能量守恒定律及平抛运动的位移公式可以导出对应的表达式。
14．（2019高三上·南昌月考）某实验小组做“探究动能定理”实验，装置如图甲所示。探究对象是铝块（质量小于砂桶和砂的总质量），保持其质量m不变，通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力，由力传感器可测得拉力的大小F。已知当地重力加速度为g，电源频率为f。
（1）若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更　 　（填“大”或“小”）。
（2）实验时，让砂桶从高处由静止开始下落，在纸带打出一系列的点，如图乙所示，其中0是打下的第一个点，取纸带上0~5过程进行研究，铝块动能的增加量ΔEk=　 　，合外力做的功W=　 　（用题目和纸带中已知物理量符号表示）。
（3）为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系，某同学选取0点到不同计数点过程，作出ΔEk–W图象如图丙所示，他根据图像斜率的值约为　 　，才得到结论：外力做的功等于动能的增加量。
【答案】（1）大
（2）；（F-mg）(h+x1)
（3）图像斜率近似为1
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大；(2)计数点5的瞬时速度
铝块动能的增加量 合外力做的功 ；(3)由实验原理得
所以只有在图像斜率的值约为1时，才能得到结论：外力做的功等于动能的增加量。
【分析】（1）由于滑轮摩擦力的作用会导致传感器安装在右侧误差更大；
（2）利用平均速度公式结合质量可以求出动能的增加量；利用合力和位移可以求出合力做功的大小；
（3）利用功能关系结合图像斜率可以判别图像斜率近似等于1.
四、解答题
15．（2019高三上·南昌月考）如图所示的升降机中，用OA、OB两根绳子吊一个质量为20kg的重物，若OA与竖直方向的夹角θ＝37°，OA垂直于OB，取g=10m/s2，试求：
（1）若升降机保持静止，求OA、OB绳上的拉力大小
（2）若两绳所能承受的最大拉力均为320N，为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为多少？
【答案】（1）解：以箱子为研究对象，根据平衡条件得
联立解得
（2）解：当OA绳上的拉为320N时，OB绳上的拉力大小
两绳的合力为
由牛顿第二定律有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）刚开始箱子处于静止，利用箱子的平衡方程结合重力的大小可以求出拉力的大小；
（2）OA绳子承受最大拉力时，两段绳子不会断开，利用拉力的大小结合竖直方向的牛顿第二定律可以求出箱子和电梯的加速度大小。
16．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有方向平行于短边向上的匀强电场，电场强度为E，无电场区域位于区域右侧另一半内，现有一个质量为m，电量大小为q的粒子，以平行于长边的速度从区域的左上角A点射入该区域，不考虑粒子重力，要使这个粒子能从区域的右下角的B点射出，
（1）试判断粒子的电性，并求粒子的初速度大小v0。
（2）求电子射出电场时的速度大小和方向
【答案】（1）解：粒子在电场中向下偏转，所受的电场力竖直向下，与电场方向相反，则粒子带负电，水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律可得
粒子在离开电场时，沿电场方向的分速度
电场后，粒子做匀速直线运动，设速度与水平方向夹角为θ，则
联立解得
（2）解：粒子在电场中做类平抛运动，则有，平方向有
粒子在离开电场时，沿电场方向的分速度
即
出电场时的速度为
设速度与水平方向夹角为θ，则
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）带电粒子在电场中向下偏转，利用粒子受到的电场力方向可以判别粒子的电性；利用电子做类平抛运动的位移公式结合速度的方向可以求出初速度的大小；
（2）利用电子类平抛运动的位移公式结合速度的合成可以求出电子射出电场的速度大小和方向。
17．（2019高三上·南昌月考）如图，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电。现在A球右侧区域加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：
（1）A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；
（2）从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；
【答案】（1）解：设A小球与B球第一次碰撞前速度为 ，碰撞后的速度分别为
对A，根据牛顿第二定律得：
由运动学公式有：
解得：
对于AB碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：
解得：
（2）解：设第一次碰撞后到第二次碰撞前经历的时间为 ，有
从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为：
解得
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）小球A在电场中做加速运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出碰前速度的大小；A与B在碰撞过程动量守恒和动能守恒；利用动量守恒定律联立动能守恒可以求出碰后B的速度大小；
（2）A球再次与B球相碰时，其两者的位移大小相等，利用电场力和A球运动的总位移大小可以求出电场力对A球做功的大小。
18．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD的光滑，内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A，以初速度v0向右运动，球的尺寸略小于两圆间距，球运动的半径R=0.2m，取g=10m/s2。
（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？
（2）若v0=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是多少？
（3）若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？
【答案】（1）解：设此情形下小球到达最高点的最小速度为vC，则有
代入数据解得：
答：若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为
（2）解：设此时小球到达最高点的速度为 ，克服摩擦力做的功为W，则
代入数据解得：
答：若v0=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是
（3）解：经足够长时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动，设小球经过最低点的速度为vA，受到的支持力为NA，则有：
代入数据解得 ；设小球在整个运动过程中减少的机械能为 ，由功能关系有：
代入数据解得：
答：若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为 ；小球在整个运动过程中减少的机械能是
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）小球要紧贴外壁运动，其最高点要满足临界速度，利用牛顿第二定律可以求出最高点的临界速度，结合动能定理可以求出最低点的初速度大小；
（2）小球从最低点到最高点的过程中；利用牛顿第二定律可以求出小球在最高点速度的大小；结合从最低点到最高点的动能定理可以求出克服摩擦力做功的大小；
（3）经过较长时间后，小球在下半圆做往返运动，利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出小球在最低点的支持力和速度的大小；利用功能关系可以求出减少的机械能大小。
江西省南昌市安义中学2019-2020学年高三上学期物理第五次月考（12月)试卷
一、单选题
1．（2019高三上·南昌月考）2019年4月24日亚洲田径锦标赛男子110米栏决赛中，中国选手谢文骏发挥出色，跑出13秒21夺得冠军。打破了刘翔在2011年创下的13秒22赛会纪录，同时也是这个项目今年的世界最好成绩。关于谢文骏的运动过程分析正确的是（　　）
A．在冲线时可以将谢文俊当成质点
B．由题意可以求出谢文俊跑动过程中的平均速度
C．运动过程中地面对运动员的冲量为零
D．谢文俊在加速过程中，惯性逐渐增大
2．（2019高三上·南昌月考）下列各图，关于各图受力情况说法正确的是（　　）
A． 甲图中原木P在MN两点各受一个弹力，且均竖直向上
B． 乙图中BC杆对绳子的弹力一定由B指向C
C． 丙图中铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D． 丁图中弹簧一定处于压缩状态
3．（2019高三上·南昌月考）如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻一质量为m的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．皮带对物块所做的功为
B．物块对皮带所做的功为
C．由于传送该物块电动机需要多做的功为
D．物块与传送带间摩擦因数越大，系统产热越多
4．（2019高三上·南昌月考）质量为m的带正电小球由空中某点A无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地，则（　　）
A．整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球合力冲量大小为2mgt
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减小了
D．从A点到最低点小球重力势能减小了
5．（2019高三上·南昌月考）一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图像如图所示，若已知汽车的质量m，牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，运动过程中阻力大小恒定，则根据图像所给信息，下列说法正确的是（　　）
A．汽车行驶过程中所受阻力
B．速度为 时的加速度大小为
C．汽车运动中的最大功率为
D．恒定加速时，加速度为
6．（2019高三上·南昌月考）某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，在可移动介质P向左匀速移出的过程中(　　)
A．电容器的电容大小不受影响 B．电容器所带的电荷量增大
C．电容器两极板间的电压增大 D．电路中电流的方向为M→R→N
7．（2019高三上·南昌月考）如图是在购物商场里常见的电梯，左图为阶梯电梯，右图为斜面电梯，设两电梯中各站一个质量相同的乘客随电梯匀速上行，若两电梯高度相同，速度相同，且两乘客用相同时间到达电梯顶端，则两种情况(　　)
A．摩擦力对乘客做功相同 B．两乘客机械能的增量相同
C．电梯对乘客支持力的做功相同 D．电梯对乘客支持力的冲量相同
8．（2019高三上·南昌月考）电荷量分別为q1和q2的两点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零；ND段中C点电势最高。则下列选项中错误的是（　　）
A．C点的电场强度大小为零
B．
C．N、C两点之间连线上的电场强度方向沿x轴正方向
D．将一个带负电的检验电荷从N点沿x轴正方向移动到D点的过程中，电场力先做正功后做负功
二、多选题
9．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一固定的足够长的斜面，将一带正电的小球从斜面上某点以水平向右的速度 抛出，小球最终落到斜面上。当电场强度为 时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为 ，机械能的增量为 ，动能的增量为 ，动量变化量大小为 ；当电场强度为 时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为 ，机械能的增量为 ，动能的增量为 ，动量变化量大小为 已知电场强度 ，则以下判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．（2019高二上·惠州期中）某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是 （　　）
A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大
B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强
D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势
11．（2019高三上·南昌月考）2019年1月3日10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区，已知“嫦娥四号”的运行过程示意图如图所示，下列说法正确的是 （　　）
A．“嫦娥四号”的发射速度可以小于第一宇宙速度
B．“嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时必须减速
C．“嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，周期减小
D．“嫦娥四号”在向月球着陆过程中始终处于失重状态
12．（2019高三上·南昌月考）如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为 ，不计空气阻力。下列说法错误的是（　　）
A．在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小球离开小车后做竖直上抛运动
C．小球从进入小车轨道到离开水平位移为半圆的直径
D．小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为
三、实验题
13．（2019高三上·南昌月考）某同学用图示装置研究碰撞中的动量守恒，实验中使用半径相等的两小球 和 ，实验步骤如下：
①用天平测得 、 两小球的质量分别为 、 ，且
②如图所示安装器材，在竖直木板上记下O点（与装置C点的小球的球心等高），调节斜槽使其末端的切线水平
③C处先不放小球，将球 从斜槽上的适当高度由静止释放，球 抛出后撞在木板上的平均落点为P
④再将球 置于C处，让球 从斜槽上的同一位置由静止释放，两球碰后落在木板上的平均落点为M、N
⑤．用刻度尺测出三个平均落点到O点的距离分别为 、 、
回答下列问题：
（1）若C点到木板的水平距离为 ，小球的平均落点到O点的距离为 ，重力加速度为 ，则小球做平抛运动的初速度 　 　
（2）若两小球的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式正确的是_______
A． B． C． D．
14．（2019高三上·南昌月考）某实验小组做“探究动能定理”实验，装置如图甲所示。探究对象是铝块（质量小于砂桶和砂的总质量），保持其质量m不变，通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力，由力传感器可测得拉力的大小F。已知当地重力加速度为g，电源频率为f。
（1）若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更　 　（填“大”或“小”）。
（2）实验时，让砂桶从高处由静止开始下落，在纸带打出一系列的点，如图乙所示，其中0是打下的第一个点，取纸带上0~5过程进行研究，铝块动能的增加量ΔEk=　 　，合外力做的功W=　 　（用题目和纸带中已知物理量符号表示）。
（3）为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系，某同学选取0点到不同计数点过程，作出ΔEk–W图象如图丙所示，他根据图像斜率的值约为　 　，才得到结论：外力做的功等于动能的增加量。
四、解答题
15．（2019高三上·南昌月考）如图所示的升降机中，用OA、OB两根绳子吊一个质量为20kg的重物，若OA与竖直方向的夹角θ＝37°，OA垂直于OB，取g=10m/s2，试求：
（1）若升降机保持静止，求OA、OB绳上的拉力大小
（2）若两绳所能承受的最大拉力均为320N，为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为多少？
16．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有方向平行于短边向上的匀强电场，电场强度为E，无电场区域位于区域右侧另一半内，现有一个质量为m，电量大小为q的粒子，以平行于长边的速度从区域的左上角A点射入该区域，不考虑粒子重力，要使这个粒子能从区域的右下角的B点射出，
（1）试判断粒子的电性，并求粒子的初速度大小v0。
（2）求电子射出电场时的速度大小和方向
17．（2019高三上·南昌月考）如图，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电。现在A球右侧区域加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：
（1）A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；
（2）从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；
18．（2019高三上·南昌月考）如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD的光滑，内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A，以初速度v0向右运动，球的尺寸略小于两圆间距，球运动的半径R=0.2m，取g=10m/s2。
（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？
（2）若v0=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是多少？
（3）若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】质点；惯性与质量；冲量
【解析】【解答】A．当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，物体就可以看成质点，冲线时，运动员的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能看作质点，A不符合题意；
B．位移为110m，时间为13s22，故平均速度 ，B符合题意；
C．由冲量定义式 可知，运动过程中，地面提供支持力和摩擦力，有作用时间，所以冲量不为零，C不符合题意；
D．惯性取决于物体的质量，质量一定，惯性一定，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在冲线时运动员接触红线的部位不同所以不能作为质点；利用位移时间可以求出平均速度的大小；利用支持力和运动时间可以判别冲量的大小不等于0；惯性的大小只与物体的质量有关。
2．【答案】D
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】A．甲图，在M点的弹力方向垂直地面向上，在N点的弹力方向垂直杆向上，A不符合题意；B．乙图中BC杆斜插入墙壁，则BC杆对绳子的作用力与两侧绳的拉力的合力平衡，方向不一定由B指向C，B不符合题意；
C．丙图中铁块受重力、斜面的支持力和摩擦力而平衡，只受一个弹力，C不符合题意；
D．弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件知，弹簧对小球弹力沿弹簧向右，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用垂直于接触面可以判别弹力的方向；利用C点的平衡可以判别杆对绳子的作用力方向；重力的分解可以判别沿斜面向下的分力和垂直于斜面的分力。
3．【答案】C
【知识点】传送带模型
【解析】【解答】物块相对传送带静止时物块的速度等于传送带速度v；
A．对物块，由动能定理得
皮带对物块所做的功为 ，A不符合题意；
B．设经过时间t物块与皮带速度相等，物块的位移
皮带的位移：
皮带对物块做功
物块对皮带做功 ，B不符合题意；
C．由于传送该物块电动机需要多做的功等于皮带克服摩擦力所做的功，即为 ，C符合题意；
D．电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以系统产生的热量为
与动摩擦因数无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用动能定理结合物块末速度的大小可以求出传送带对物块做功的大小；利用摩擦力结合传送带位移的大小可以求出物块对传送带做功的大小；利用功能关系可以判别产生的热量与动摩擦因数的大小无关。
4．【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则
又 ，解得
则小球回到A点时的速度为
整个过程中小球速度增量的大小为
速度增量的大小为3gt，由牛顿第二定律得
联立解得
整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球合力冲量大小为 ，B符合题意；
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少 ，C不符合题意；
D．设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得：
解得
从A点到最低点小球重力势能减少了 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用匀变速的位移公式可以求出小球向上运动的加速度大小，结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小，结合位移光可以求出电势能的变化；利用速度的变化量可以求出合力做功的大小；利用速度的大小可以求出送你的变化量；利用动能定理可以求出小球下落的高度，结合重力的大小可以求出重力势能的变化量。
5．【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】AC．当速度为v1时，功率达到额定功率，为P=F1v1
匀速行驶时，牵引力等于阻力，故
A符合题意，C不符合题意；
B．速度为v2时，根据牛顿第二定律，有
解得
B不符合题意；
D．根据牛顿第二定律，有恒定加速时，加速度
D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用牵引力和速率的大小可以求出额定功率的大小，利用额定功率除以最大速度可以求出阻力的大小；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出汽车做匀加速运动的加速度大小。
6．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】在介质P向右匀速移出的过程中，根据电容的决定式：
分析可知电容变小，电容器始终与电源相连，故电压不变，由：
可知电容器电荷量减小，电容器处于放电状态，则流过电阻R的电流方向从M到N，M点的电势比N点的电势高.
故答案为：D.
【分析】利用电容的决定式可以判别电容的变化；利用板间电压不变可以判别电荷量的变化；利用电容器放电可以判别电流的方向。
7．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．左图为阶梯电梯，进行受力分析，则为：重力与支持力，两者相平衡，不受摩擦力作用，右图为斜面电梯，受到重力、垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力，所以摩擦力对乘客做功不相同，A不符合题意；
B．由于两电梯做速度相同的匀速运动，两乘客机械能的增量为增加的重力势能，由于两乘客的质量相等，电梯高度相同，所以两乘客机械能的增量相同，B符合题意；
C．左图中的支持力与重力大小相等，方向竖直向上，支持力做正功，右图中的支持力与位移垂直，所以不做功，C不符合题意；
D．左图中的支持力方向竖直向上，右图的支持力垂直电梯斜向上方，所以电梯对乘客支持力的冲量方向不同，所以电梯对乘客支持力的冲量不相同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当乘客做阶梯电梯时不受摩擦力做功，做斜面电梯时其摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力；利用摩擦力的大小可以比较摩擦力做功的大小；利用初末动能和重力势能的比较可以判别机械能增量相同；利用支持力和运动时间可以判别冲量的大小；利用支持力方向不同可以判别冲量不同。
8．【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A. 图象的切线斜率等于场强E，由图可知C点的切线斜率为零，所以电场强度为零，A正确，不符合题意；
B. 由图知无穷远处的电势为0，A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷 带正电，M点电荷 带负电，由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以 电荷量大于 的电荷量，B正确，不符合题意；
C.由N到C过程电势升高，则说明场强沿x轴负方向，C错误，符合题意；
D. N→D段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先沿x轴正方向，后沿x轴负方向，则电场力先做正功后做负功。D正确，不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用图像斜率可以判别电场强度的大小；利用A点位置可以比较电荷量的大小；利用电势变化可以判别场强的方向；利用电势变化结合电性可以判别电势能变化及电场力做功的情况。
9．【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
得
水平方向
竖直方向
又
联立解得
由于 ，可知
A不符合题意；
B．由
合外力做的功
可知合外力做的功与电场强度的大小无关，根据动能定理可知，小球增加的动能与电场强度无关，B符合题意；
C．由 知，第二种情况下小球沿竖直方向向下的位移较小，则第二种情况下重力做的功较少，小球在碰撞斜面时的重力势能较大，而两种情况下的动能增加量相等，所以第二种情况下机械能的增加量大，C符合题意；
D．两种情况下动能的增加量相等，由动能的定义式可知，两种情况下速度的增加量相等；由动量的定义式可知，两种情况下动量的增加量也相等，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用小球类平抛运动的公式结合牛顿第二定律可以比较运动的时间；利用位移的大小结合动能定理可以比较动能的变化量；利用动能增加相等结合重力做功的不同可以比较电场力做功的不同进而比较机械能的变化量；利用动能变化量和质量相等可以判别动量增加量也相等。
10．【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，即电子在a点动能较大，所以A符合题意；
B．若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，即电子在b点动能较大，所以B不符合题意；
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，C符合题意；
D．若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，A点电势较小；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，故电场线方向向右，沿着电场线方向电势越来越低，A点电势较大，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】利用轨迹可以判别电场力的方向，结合电性可以判别电场线的方向；利用疏密可以判别场强的大小；利用电场线的箭头可以判别电势的高低。
11．【答案】B,C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A.第一宇宙速度是最小的发射速度，“嫦娥四号”的发射速度一定大于第一宇宙速度，A不符合题意；
B.“嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时，轨道半径减小，做近心运动，必须减速，B符合题意；
C.嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，根据 ，
周期减小，C符合题意；
D.“嫦娥四号”在向月球着陆过程中，做减速，加速度向上，处于超重状态，D不符合题意；
故答案为：BC
【分析】第一宇宙速度是最小的发射速度；从地月轨道到绕月轨道做向心运动必须减速；利用轨道半径的变化可以判别周期的变化；利用加速度的方向可以判别超重失重。
12．【答案】A,C,D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，A错误，符合题意；
B．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，可知系统水平方向的总动量保持为零。小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，B正确，不符合题意；
C．系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
即有
解得
C错误，符合题意；
D．小球第一次车中运动过程中，由动能定理得
Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得
即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于0.2mgh，机械能损失小于0.2mgh，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于
0.8h-0.2h=0.6h
D错误，符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】小车和小球的系统只有在水平方向动量守恒；小球离开小车后水平方向没有速度所以做竖直上抛运动；利用动量守恒定律可以求出小球的位移大小；利用摩擦力做功结合弹力的变小可以判别小球 第二次上升的高度。
13．【答案】（1）
（2）D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)由平抛运动的规律求初速度 (2)根据弹性碰撞的特点有：m1v0=m1v1+m2v2
将有m1的项移到左边并化简整理后有
根据题意，碰撞前的入射球的速度
碰撞后入射球的速度
被碰撞球的速度
将三个速度代入化简式可得
D符合题意。
【分析】（1）利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的表达式；
（2）利用动量守恒定律结合能量守恒定律及平抛运动的位移公式可以导出对应的表达式。
14．【答案】（1）大
（2）；（F-mg）(h+x1)
（3）图像斜率近似为1
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大；(2)计数点5的瞬时速度
铝块动能的增加量 合外力做的功 ；(3)由实验原理得
所以只有在图像斜率的值约为1时，才能得到结论：外力做的功等于动能的增加量。
【分析】（1）由于滑轮摩擦力的作用会导致传感器安装在右侧误差更大；
（2）利用平均速度公式结合质量可以求出动能的增加量；利用合力和位移可以求出合力做功的大小；
（3）利用功能关系结合图像斜率可以判别图像斜率近似等于1.
15．【答案】（1）解：以箱子为研究对象，根据平衡条件得
联立解得
（2）解：当OA绳上的拉为320N时，OB绳上的拉力大小
两绳的合力为
由牛顿第二定律有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）刚开始箱子处于静止，利用箱子的平衡方程结合重力的大小可以求出拉力的大小；
（2）OA绳子承受最大拉力时，两段绳子不会断开，利用拉力的大小结合竖直方向的牛顿第二定律可以求出箱子和电梯的加速度大小。
16．【答案】（1）解：粒子在电场中向下偏转，所受的电场力竖直向下，与电场方向相反，则粒子带负电，水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律可得
粒子在离开电场时，沿电场方向的分速度
电场后，粒子做匀速直线运动，设速度与水平方向夹角为θ，则
联立解得
（2）解：粒子在电场中做类平抛运动，则有，平方向有
粒子在离开电场时，沿电场方向的分速度
即
出电场时的速度为
设速度与水平方向夹角为θ，则
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）带电粒子在电场中向下偏转，利用粒子受到的电场力方向可以判别粒子的电性；利用电子做类平抛运动的位移公式结合速度的方向可以求出初速度的大小；
（2）利用电子类平抛运动的位移公式结合速度的合成可以求出电子射出电场的速度大小和方向。
17．【答案】（1）解：设A小球与B球第一次碰撞前速度为 ，碰撞后的速度分别为
对A，根据牛顿第二定律得：
由运动学公式有：
解得：
对于AB碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：
解得：
（2）解：设第一次碰撞后到第二次碰撞前经历的时间为 ，有
从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为：
解得
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）小球A在电场中做加速运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出碰前速度的大小；A与B在碰撞过程动量守恒和动能守恒；利用动量守恒定律联立动能守恒可以求出碰后B的速度大小；
（2）A球再次与B球相碰时，其两者的位移大小相等，利用电场力和A球运动的总位移大小可以求出电场力对A球做功的大小。
18．【答案】（1）解：设此情形下小球到达最高点的最小速度为vC，则有
代入数据解得：
答：若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为
（2）解：设此时小球到达最高点的速度为 ，克服摩擦力做的功为W，则
代入数据解得：
答：若v0=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是
（3）解：经足够长时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动，设小球经过最低点的速度为vA，受到的支持力为NA，则有：
代入数据解得 ；设小球在整个运动过程中减少的机械能为 ，由功能关系有：
代入数据解得：
答：若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为 ；小球在整个运动过程中减少的机械能是
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）小球要紧贴外壁运动，其最高点要满足临界速度，利用牛顿第二定律可以求出最高点的临界速度，结合动能定理可以求出最低点的初速度大小；
（2）小球从最低点到最高点的过程中；利用牛顿第二定律可以求出小球在最高点速度的大小；结合从最低点到最高点的动能定理可以求出克服摩擦力做功的大小；
（3）经过较长时间后，小球在下半圆做往返运动，利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出小球在最低点的支持力和速度的大小；利用功能关系可以求出减少的机械能大小。