浙江省宁波市北仑中学2023-2024学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共12小题，共36分。
1.把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则( )
A. 由图甲可知，电场线是真实存在的
B. 图甲中，没有头发屑的地方没有电场
C. 图乙中点的电场强度大于点的电场强度
D. 在图乙电场中点静止释放的质子能沿着电场线运动到点
2.在街头理发店门口，常可以看到这样的标志：一个转动的圆筒，外表面有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生错觉。如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离即螺距为。若圆筒在内匀速转动圈，我们观察到条纹以速度向上匀速运动。则圆筒的转动方向从上向下看和分别为( )
A. 逆时针， B. 逆时针，
C. 顺时针， D. 顺时针，
3.风能是一种新能源，国内外都很重视利用风力来发电。某风力发电机的发电效率，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积，某高山顶部年平均风速为，一年内有效的发电时间约为小时合，已知空气密度，该风力发电机一年的发电量约为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫板，两者一起放在电子秤上，现用带正电的玻璃棒从上方缓慢靠近金属球未接触，停留一会后再缓慢远离。则( )
A. 玻璃棒停在金属球上方时，金属球下端区域带负电
B. 玻璃棒停在金属球上方时，电子秤示数等于泡沫板与球的总质量
C. 玻璃棒靠近过程中，电子秤示数逐渐减小，且示数小于泡沫与球的总质量
D. 玻璃棒远离过程中，电子秤示数逐渐增大，且示数大于泡沫与球的总质量
5.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球、、均可视为点电荷，三球沿一条直线摆放，仅受它们相互之间的静电力，三球均处于静止状态，则以下判断错误的是( )
A. 对的静电力一定是引力 B. 对的静电力可能是斥力
C. 的电荷量可能比的多 D. 的电荷量一定比的多
6.如图所示，光滑绝缘的水平面上有一带负电且带电量为的小球，在距水平面高处固定一带正电且带电量为的小球。现给小球一水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动，此时两小球连线与水平面间的夹角为。已知球的质量为，重力加速度为，静电力常量为，下列说法正确的是( )
A. 两小球间的库仑力为
B. 小球做匀速圆周运动的向心力为
C. 小球做匀速圆周运动的线速度为
D. 小球所受水平面支持力为
7.如图所示，物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连。开始时与物块相连的轻绳水平。已知小球的质量是物块质量的两倍，重力加速度为，绳及杆足够长，不计一切摩擦。现将物块由静止释放，在物块向下运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块重力的功率先增大后减小
B. 刚释放时物块的加速度小于
C. 物块的机械能守恒
D. 物块下落速度最大时，绳子拉力等于物块的重力
8.物理课时，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为，是球心左侧一点。当老师把丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近点，可判定( )
A. 球壳将带上负电
B. 沿过的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量
C. 点的电场强度逐渐增大
D. 球壳上的感应电荷在点产生的电场强度逐渐增大
9.仰卧起坐是金华市高中毕业生体育测试的项目之一。如图所示，某中等身材的男生小李同学在此次测试过程中，一分钟完成个仰卧起坐，每次起坐时下半身不动，上半身重心上升，取。则小李同学在此次测试过程中，克服重力做功的平均功率约为( )
A. B. C. D.
10.如图所示，、两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平向左、右抛出，已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度相等，斜面倾角为，重力加速度为，要使两球同时落到半圆轨道上和斜面上，小球抛出的初速度的大小为( )
A. B. C. D.
11.如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面。上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是( )
A. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为
B. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为
C. 小球以的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为
D. 小球通过圆轨道最低点和最高点时对圆轨道的压力之差为
12.疫情期间，小朋向爸爸学习刀削面。操作时左手托住面团，右手持刀，对着汤锅，水平削出的面片在空中划出一道曲线，落入锅中。若面团到锅边缘的竖直距离为，面团离锅边缘最近的水平距离为，锅的直径为。为使削出的面片能落入锅中，不计空气阻力，重力加速度大小取，则面片的水平初速度可能是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共9分。
13.如图所示，地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点图中未画出做周期相同的圆周运动。数学家拉格朗日发现，处在如图所示拉格朗日点的航天器在地球和月球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，从而使地、月、航天器三者在太空的相对位置保持不变。不考虑航天器对“地月双星系统”的影响，不考虑其他天体对该系统的影响。已知地球质量为，月球质量为，地球与月球球心距离为。则下列说法正确的是( )
A. 位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器，其向心加速度大于月球的向心加速度
B. 地月双星系统的周期为
C. 圆心点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量之比
D. 该拉格朗日点距月球球心的距离满足关系式
14.太空中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设这三个星体的质量均为，并设两种系统的运动周期相同，则( )
A. 直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同
B. 此三星系统的运动周期为
C. 三角形三星系统中星体间的距离为
D. 三角形三星系统的线速度大小为
15.如图所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧，其左端自由伸长到点，质量为的滑块从点以初速度开始向右运动，与此同时，在滑块上施加一个大小为，与水平方向夹角为的恒力，滑块将弹簧压缩至点时，速度减小为零，然后滑块被反弹至点时，速度再次为零，已知间的距离是，是的中点，间的距离为取，，，则下列说法中正确的是( )
A. 滑块与水平面间的摩擦因数为
B. 滑块从点至点的过程运动时间为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 滑块从点至点过程中的最大动能为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
16.采用如图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
实验时不需要的器材有______。填器材前的字母
A.弹簧测力计
B.重垂线
C.刻度尺
D.坐标纸
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。
A.要求斜槽轨道保持水平且光滑
B.装置中的背板必须处于竖直面内
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为，取，则：
图中点______平抛的起点选填“是”或“不是”；
小球运动的初速度 ______；
小球过点的竖直方向速度 ______。
17.验证机械能守恒定律实验装置如图甲所示，某实验小组正确完成了一系列实验操作后，得到了一条图乙所示的打点纸带，选取纸带上某个清晰的点标为，然后每两个打点取一个计数点，分别标为、、、、、，用刻度尺量出计数点、、、、、与点的距离、、、、、、。
已知打点计时器的打点周期为，可求出各个计数点时刻对应的速度、、、、、，其中的计算式为______。
若重锤的质量是，取打点时刻重锤位置为重力势能的零势能点，分别算出各个计数点时刻对应重锤的势能和动能，计数点时刻对应重锤的势能______；接着在坐标系中描点作出如图丙所示的和变化图线；求得图线斜率是，图线斜率是，则、关系为______时机械能守恒。
关于上述实验，下列说法正确的是______
A.实验中必须用天平测出重锤的质量
B.为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些
C.若实验纸带上打出点被拉长为短线，应适当调高电源电压
D.图丙图线中，计数点对应的描点偏差较大，可能是长度测量误差相对较大引起的
关于该实验操作你还能提出哪些注意事项至少条______
四、简答题：本大题共3小题，共30分。
18.某小区花园中心有一套园林喷水设备，如图所示。已知该喷头距地面高度为，喷头在水平面内能向四周以相同速率喷出大量水射流水射流是由喷嘴流出的高速水流束，水射流可以与水平面成的所有角度喷出。当水射流水平喷出时，水平射程为。忽略空气阻力，取重力加速度大小，，。
求水射流喷出时的速率；
若水射流竖直向上喷出，求水射流能达到的最大离地高度；
若水射流保持与水平面成斜向上喷出，求水射流在地面上的落点所形成圆的周长结果可用根式表示。
19.如图所示，将内壁光滑的细管弯成四分之三圆形的轨道并竖直固定，轨道半径为，细管内径远小于。轻绳穿过细管连接小球和重物，小球的质量为，直径略小于细管内径，用手托住重物使小球静止在点。松手后，小球运动至点时对细管恰无作用力，重力加速度为，，，取，求：
小球静止在点时对细管壁的压力大小；
重物的质量；
小球到达点时加速度大小。
20.如图所示，光滑水平面上竖直固定有一半径为的光滑绝缘圆弧轨道，水平面与圆弧相切于点，为圆心，竖直，水平，空间有足够大、水平向右的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电绝缘小球自点由静止释放，小球沿水平面向右运动，间距离为，匀强电场的电场强度，重力加速度大小为，不计空气阻力。求：
小球到达点时的速度大小是多少？
小球到达点时对轨道的压力是多少？
小球从点开始，经过点脱离轨道后上升到最高点过程中，小球电势能的变化量是多少？
小球离开圆弧轨道到落地前的最小速率是多少？
五、计算题：本大题共1小题，共11分。
21.如图所示，一倾斜轨道，通过微小圆弧与足够长的水平轨道平滑连接，水平轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点，圆弧轨道不会与其他轨道重合。、、、均在同一竖直面内。质量的小球可视为质点压紧轻质弹簧并被锁定，解锁后小球的速度离开弹簧，从光滑水平平台飞出，经点时恰好无碰撞沿方向进入倾斜轨道滑下。已知轨道长，与水平方向夹角，小球与轨道、间的动摩擦因数均为，取，，。求：
未解锁时弹簧的弹性势能；
小球在轨道上运动的加速度大小；
小球在点和点时速度的大小、；
要使小球能够进入圆轨道且不脱离圆轨道，轨道长度应满足什么条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、电场线是假想的曲线，不是真实存在的，故A错误；
B、图甲中，没有头发屑的地方同样有电场，故B错误；
C、图乙中点的电场线较点密集，可知点的电场强度大于点的电场强度，故C正确；
D、因之间的电场线上曲线，则在图乙电场中点静止释放的正点电荷不可能沿电场线运动到点，故D错误。
故选：。
电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，根据电场线的疏密判断场强的大小。
常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性。加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。
2.【答案】
【解析】解：如果我们观察到条纹以速度向上运动，则说明圆筒的转动从正面看是从右向左的，从上往下看应该是顺时针转动。
圆筒在内匀速转动圈；则有；
时间内上升高度为，由题意可知：，
解得：。
故选：。
观察某一个空间位置处的彩色条纹，由于圆筒在转动，经过很小的时间间隔后，同一位置处不是彩色条纹，由于人眼的视觉暂留现原因，人眼错认为原来的点向下移动了一小段，故会从整体上产生条纹向下移动的错觉。从题境获取和螺距移动的距离即可求解。
本题要注意从题境获取有用信息，迁移到学过的知识求解；人眼的视觉暂留现象，造成假象，最好亲身去体验。
3.【答案】
【解析】解：一年内有效的发电时间约为，
此时间内吹到风轮机上的风的质量为
发电过程中，风的动能转化为电能，则有：
代入数据解得：，故C正确、ABD错误。
故选：。
根据题意求解一年内吹到风轮机上的风的质量，根据发电机的发电效率结合能量守恒定律进行解答。
本题主要是考查能量守恒定律，关键是能够求出一年内有效的发电时间约为小时吹到风轮机上的风的质量，知道能量的转化情况，能够根据能量守恒定律进行解答。
4.【答案】
【解析】解：玻璃棒带正电，从上方缓慢的靠近金属球的过程中，金属球因为静电感应，上表面感应出负电荷，下表面感应出正电荷，随着玻璃棒的靠近金属球上感应电荷的电量增大，金属球受到向上的静电引力，由平衡条件和牛顿第三定律可知：金属球对泡沫的压力逐渐减小，则整体对电子秤的压力减小，故电子秤示数减小，玻璃棒停在金属球上方某一位置，金属球受到向上的静电引力达到最大且保持不变，则整体对电子秤的压力达到最小值，玻璃棒的远离金属球时，金属球仍受到向上的静电引力，电子秤示数减小，故C正确，ABD错误。
故选：。
玻璃棒带正电，靠近不带电的金属小球，小球被感应出电荷，二者之间存在引力，电子秤的示数变小。
明确静电感应现象，知道静电感应中物体受到力的作用。
5.【答案】
【解析】解：、三个带电小球平衡，根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，可知、一定为异种电荷，即两电荷间一定为吸引力，故A正确，B错误；
、根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，“近小远大”，则，和的电荷量关系不确定，故CD正确；
本题选错误的，故选：。
三个带电小球平衡，满足“同一直线、两同夹异、两大夹小、近小远大”的规律，结合库仑定律和平衡条件作答。
关于“同一直线、两同夹异、两大夹小、近小远大”的含义：三个自由点电荷的平衡时满足的条件是，三个电荷必须在同一直线上；两边的电荷为同种电荷，中间的电荷与两边的电荷为异种电荷；两边的电荷量均大于中间的电荷量，中间的电荷量最小；离中间电荷较近的电荷所带的电荷较小，离中间电荷较远的电荷所带的电荷量最大。
6.【答案】
【解析】解：、小球受力如图所示
由库仑定律可知，两小球间的库仑力大小，故A错误；
B、库仑力的水平分力提供向心力，小球做圆周运动的向心力，故B错误；
C、小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，其中轨道半径，解得线速度大小，故C错误；
D、对小球，在竖直方向，由平衡条件得：，解得：，解得支持力大小，故D正确。
故选：。
应用库仑定律求出两球间的库仑力；库仑力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，应用牛顿第二定律求出小球的线速度；应用平衡条件求出水平面对的支持力。
本题主要考查了受力分析，结合库仑定律和力的分解列出其竖直方向平衡式和水平方向分力提供向心力是解题的关键。
7.【答案】
【解析】解：、刚释放时物块的速度为零，到达到最低点时速度也为零，所以物块先向下加速后向下减速，由知物块重力的功率先增大后减小，故A正确；
B、刚开始释放时，物块水平方向受力平衡，竖直方向只受重力，根据牛顿第二定律可知其加速度为，故B错误；
C、由于绳子拉力对物块要做功，所以物块的机械能不守恒，故C错误；
D、物块下落速度最大时，加速度为零，竖直方向有，其中是绳子对物块的拉力与竖直方向的夹角，因，则，即绳子拉力大于物块的重力，故D错误。
故选：。
物块先向下加速后向下减速，由分析物块重力的功率变化情况；刚开始释放时，物块在竖直方向上只受重力，根据牛顿第二定律求解加速度；对照物体机械能守恒的条件：只有重力做功，分析物块的机械能是否守恒；物块下落速度最大时，加速度为零，由此分析绳子拉力与物块重力的关系。
解决本题的关键要明确物块的运动情况，分析重力功率的变化可采用特殊位置法。要把握物块速度最大的条件：加速度为零。
8.【答案】
【解析】解：，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误；
，因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故B错误；
，球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近点，点的电场强度一直为零，故C错误；
，玻璃棒缓慢靠近点，玻璃棒在点形成的场强增大，由于感应电荷产生的场强和原场强等大反向，故球壳上的感应电荷在点产生的电场强度逐渐增大，故D正确。
故选：。
明确静电感应规律，知道静电屏蔽的现象，明确球壳内部原电场和感应电场相互叠加使内部场强处处为零。
本题考查静电感应以及静电屏蔽的现象，要注意明确内部场强处处为零的原因，会求感应电荷产生的场强。
9.【答案】
【解析】解：设上半身的质量为小李质量的倍，他每一次克服重力做的功为：
内她克服重力所做的总功为：
她克服重力做功的平均功率为：，故A正确，BCD错误。
故选：。
仰卧起坐的过程中克服重力做功，由即可求出每一次克服重力做的功，然后求出总功，再由功率的表达式即可求出克服重力做功的平均功率。
本题要建立模型，估算出考查功的计算，每次上半身重心上升的距离，要注意人克服重力做的功等于是解答的关键。
10.【答案】
【解析】解：两个小球的初速度相等，都做平抛运动，若将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示，交点为，可知两球要同时落到半圆轨道上和斜面上，做平抛运动落在点，如图。
设抛出点与点之间的距离为，抛出点与之间的水平距离为，竖直距离为，由几何关系可得：
；
小球做平抛运动，则水平方向：
竖直方向：
联立可得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，将圆轨道和斜面重合在一起进行分析比较，即可得出正确答案．
本题考查平抛运动比较灵活，学生容易陷入计算比较的一种错误方法当中，不能想到将半圆轨道和斜面轨道重合进行分析比较．
11.【答案】
【解析】解：小球做圆周运动，在最高点，重力沿斜面分量和轨道的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
当时，小球有最小速度，解得
故AB错误；
C.小球以的速度通过圆轨道最低点时，重力沿斜面分量和轨道的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，球对轨道的压力大小为，故C错误；
D.结合上述，小球做圆周运动，在最高点有
小球通过圆轨道最低点时有
从最高点到最低点，根据动能定理有
解得
故D正确。
故选：。
分析小球在最高点向心力来源，根据牛顿第二定律计算支持力为零时的速度；根据牛顿第二定律计算通过圆轨道最低点时轨道的支持力；结合动能定理计算。
本题关键掌握在最高点和最低点向心力的来源。
12.【答案】
【解析】解：根据，代入数据得：
由题意知水平位移最大为：，最小为：
根据代入数据得：，只有符合题意；
故选：。
平抛运动研究方法是分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动，两个分运动具有等时性，根据分运动公式即可求解。
本题考查平抛运动基本知识，需对平抛运动水平竖直两个方向得运动公式熟练掌握，解题时要注意取值范围和多解问题。
13.【答案】
【解析】解：位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器的周期与地球的周期相同，根据可知，离点越远加速度越大；所以航天器的向心加速度大于月球的向心加速度，故A正确；
B.地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点图中未画出做周期相同的圆周运动。设月球轨道半径为，地球轨道半径为，根据万有引力提供向心力，对月球根据万有引力提供向心力有：，对地球根据万有引力提供向心力有：，解得：，因为，所以；故B正确；
C.由万有引力提供向心力有：和可得：，即圆心点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量的反比；故C错误；
D.根据和可得，月球距离圆心点距离为：，航天器在月球和地球引力的共同作用下可以绕“月地双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，设航天器的质量为，则：，即：，故D正确；
故选：。
位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器与月球的周期相同，根据可比较其向心加速度大小；
根据万有引力提供向心力，对地球地球和月球列式，且有，可以解得周期和地球和月球球心的距离之比；
航天器在月球和地球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心点做圆周运动的向心力，列式即可求解。
本题考查万有引力的应用，题目较为新颖，在解题时要注意分析向心力的来源及题目中隐含的条件．
14.【答案】
【解析】解：、直线三星系统中甲星和丙星绕着乙星做匀速圆周运动，由于质量都相等，故直线三星系统中甲星和丙星的线速度相等，但方向相反，不是相同，故A错误；
B、三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为的圆轨道上运行；
其中边上的一颗星受中央星和另一颗边上星的万有引力提供向心力。
解之得：
故B正确；
、另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，
由万有引力定律和牛顿第二定律得：
由于两种系统的运动周期相同，即
故解得：。
所以，故C正确，D错误；
故选：。
明确研究对象，对研究对象受力分析，找到做圆周运动所需向心力的来源，结合牛顿第二定律列式分析。
万有引力定律和牛顿第二定律是力学的重点，在本题中有些同学找不出什么力提供向心力，关键在于进行正确受力分析。
15.【答案】
【解析】解：、滑块从点到反弹到点过程，根据动能定理得
根据题意有
，
解得：，故A错误；
C、滑块从点运动至点过程，由于，，则
滑块运动到点时弹性势能最大，由于恒力做功与滑动摩擦力做功的代数和为，则弹簧的最大弹性势能为，故C正确；
B、滑块从点至点的过程，由于，可知滑块的合力大小等于弹簧弹力大小，可认为滑块做简谐运动，则滑块从点至点的时间为
根据，解得弹簧劲度系数为
则有，故B错误；
D、滑块从点至点过程中，当滑块的合力为零时，滑块的速度最大，动能最大，则有
解得弹簧的压缩量为
滑块从最大动能处至点过程中，根据功能关系可得
解得最大动能为：，故D正确。
故选：。
滑块从到反弹到点过程，由动能定理可求得滑块与水平面间的摩擦因数。滑块从点至点的过程，分析滑块的受力情况，确定滑块的合力大小，结合弹簧振子的周期求滑块从点至点的过程运动时间。滑块从点运动至点过程，由动能定理以及功能关系求弹簧的最大弹性势能。滑块从点至点过程中，当滑块的合力为零时，滑块的速度最大，动能最大，根据功能关系求最大动能。
解答本题的关键要正确分析滑块的受力情况，判断出恒力的水平分力与滑动摩擦力大小相等，两者做功代数和为零。运用功能关系时，要注意选择研究过程。
16.【答案】 不是
【解析】解：该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，故A正确；
B.实验时需要用重垂线确定平抛运动的竖直方向，即轴，故B错误；
C.该实验需要用刻度尺来测量位移，故C错误；
D.坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D错误。
故选：。
该实验需要斜槽轨道有一定的倾斜角度，末端要水平，以确保小球初速度水平，不要求轨道光滑，故A错误；
B.装置中的背板必须处于竖直面内，减小误差，故B正确；
C.由于要多次描点画同一运动轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故C正确；
D.描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D错误。
故选：。
在竖直方向上小球做自由落体运动，根据，，代入数据解得，
因与竖直位移之比为：，不是从开始的连续奇数比：：，可知点不是平抛的起点位置，
初速度，
通过点的竖直速度；
故答案为：；；不是，，。
根据实验原理选择合适的实验器材；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据不同方向的运动特点结合运动学公式得出钢球的初速度与点竖直方向速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，理解平抛运动在不同方向的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
17.【答案】 重锺从靠近打点计时器处释放，或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上
【解析】解：根据平均速度等于瞬时速度，则有，点的瞬时速度，
取打点时重锤所在水平面为参考平面，那么点处，对应重锤的势能；
根据图象可知，每一段对应的重力势能减小量和动能增加量相等，那么机械能守恒，即图线的斜率相同，才能满足条件，因此。
等式两边的质量可以约去，因此不一定需要天平，故A错误；
B.为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些，故B正确；
C.若纸带上打出的点被拉长为短线，说明打点时间过长，频率太高，因此应适当调低电源的频率，故C错误；
D.图丙图线中计数点对应的描点偏差较大，可能是长度测量误差相对较大引起的，故D正确；
关于该实验操作，仍要注意事项：重锺从靠近打点计时器处释放，或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上。
故答案为：；，；；重锺从靠近打点计时器处释放，或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度；
根据下降的高度，结合参考平面，求出重力势能；再由动能与重力势能相互转化，则机械能守恒可知，两图线的斜率相等即可；
根据实验原理，电源使用交流电，重锤要求重且小，纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能；
根据实验操作与步骤，即可求解。
解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等。以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度，注意两图象的斜率绝对值相等，是验证机械能是否守恒的条件。
18.【答案】解：设水射流运动的时间为，喷出的初速度为，射程为
水射流射程
由此可得
水射流做竖直上抛运动
解得
水射流将做斜抛运动，选竖直向下为正方向，设水射流的水平分速度为，竖直分速度为，水射流水平射程为，运动时间为
由此得到
周长
联立解得
答：求水射流喷出时的速率为；
若水射流竖直向上喷出，求水射流能达到的最大离地高度为；
若水射流保持与水平面成斜向上喷出，求水射流在地面上的落点所形成圆的周长为。
【解析】根据位移时间公式可求出水射流喷出时的速率；
根据位移速度关系可求出上升的最大高度；
根据运动的合成与分解，利用运动学公式可求出水射流在地面上的落点所形成圆的周长。
学生在解答本题时，应注意熟练掌握运动的合成与分解，这是解决平抛运动的关键。
19.【答案】解：小球静止在点时对细管壁的压力大小
小球从点到点，由机械能守恒定律
对小球在点时
解得
小球到达点时向心加速度大小
向心加速度大小
切线加速度设为，对和分别使用牛顿第二定律：，，解得
故小球到达点时加速度大小等于，解得小球到达点时加速度大小等于
答：小球静止在点时对细管壁的压力大小；
重物的质量；
小球到达点时加速度大小。
【解析】小球静止，压力大小等于重力分力；
小球从点到点，由机械能守恒定律，求质量；
根据向心加速度公式求向心加速度，根据牛顿第二定律求切线加速度，再求合加速度。
本题考查学生对按力的效果分解力、机械能守恒定律、向心加速度公式的掌握，难度不高，是一道基础题。
20.【答案】解：小球从到过程，根据动能定理可得：
解得小球到达点时的速度大小：
设小球在点的速度为，小球从点运动点过程中，由动能定理可得：
联立代入解得：
小球在点时水平方向的支持力与电场力的合力提供向心力，所以有：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可得小球对轨道的压力与支持力大小相等，即小球到达点时对轨道的压力为。
小球过点上升到达最高点的过程中，由运动的分解可知，在水平方向小球做初速度为零的匀加速运动，竖直方向做竖直上抛运动，设小球从点到最高点的时间为，
沿水平方向上由牛顿第二定律有：
位移：
竖直方向上：
小球从点开始运动到达最高点过程中电场力做功为：
根据电场力做功与电势能变化关系：
解得：
小球从到过程，其中；小球从点抛出后，将小球的运动分解为沿重力和电场力的合力方向和垂直合力方向，如图所示，
小球在空中垂直合力方向做匀速直线运动，沿合力方向先做匀减速直线运动，再反向做匀加速直线运动，当沿合力方向的速度减为零时，小球的速度具有最小值
则有：
答：小球到达点时的速度；
小球到达点时对轨道的压力是；
小球电势能的变化量是；
小球离开圆弧轨道到落地前的最小速率。
【解析】从到列动能定理，可以求解小球到达点时的速度；
根据动能定理求出到点的速度，用牛顿第二、三定律计算出小球对轨道的压力；
离开点后，将小球的运动分解，当沿竖直方向的速度减为零时，小球上升到最高点，由电场力做功公式求电势能的变化量；
当速度的方向与合力的方向垂直时，由运动的合成和分解求最小速度。
本题考查带电粒子在电场中的运动问题，对于运动过程的分析可以优先考虑动能定理，在某点求解受力可以结合牛顿第二定律列式求解。
21.【答案】解：由功能关系可知，弹簧的弹性势能
小球在轨道上运动过程，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
小球离开光滑平台后做平抛运动，到达点时速度如图所示
小球到达点的速度
小球从到过程，由动能定理得：
代入数据解得：
设小球恰好到达处时的长度为，小球从到过程，
由动能定理得：
代入数据解得：
设当长度为时小球恰好到达与圆轨道圆心等高处，
小球从到达与圆心等高处过程，由动能定理得：
代入数据解得：
设间长度为时小球恰好到达圆轨道的最高点，在最高点，重力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
小球从到圆轨道最高点过程，由动能定理得：
代入数据解得：
要使小球能够进入圆轨道且不脱离圆轨道，轨道长度应满足的条件是：或
答：未解锁时弹簧的弹性势能是；
小球在轨道上运动的加速度大小是；
小球在点和点时速度的大小、分别是、；
要使小球能够进入圆轨道且不脱离圆轨道，轨道长度应满足的条件是：或。
【解析】由功能关系可以求出弹簧的弹性势能。
应用牛顿第二定律求出小球的加速度大小。
应用运动的合成与分解求出小球到达点的速度，应用动能定理求出到达点的速度。
应用动能定理求出轨道的临界长度，然后确定其范围。
本题是一道力学综合题，根据题意分析清楚小球的运动过程是解题的前提，应用功能关系、牛顿第二定律与动能定理即可解题。
