设小球的最大动能为Ekm，根据动能定理有：

；

在动能最大位置，支持力也最大，根据牛顿第二定律，有：N﹣mg=；

联立解得：N=3（+1）N，故D正确； 故选：BD

【点评】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律，涉及到运动的分解、圆周运动，综合性较强，最后一问对学生的能力要求较高．需加强训练．

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33～39题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题

9．在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器与电源断开，极板A与静电计相连，极板B接地．

（1）若将极板B向上平行移动一小段距离，则将观察到静电计指针偏角 增大 （填“增大”或“减小”或“不变”），说明平行板电容器的电容随极板正对面积S减小而减小．

（2）若将极板B向左平行移动一小段距离，则将观察到静电计指针偏角增大，说明平行板电容器的电容随板间距离d增大而 减小 （填“增大”或“减小”或“不变”）；B极板向左移动后，A、B间的电场强度 不变 （填“增大”或“减小”或“不变”）．

【考点】电容器的动态分析；电场强度

【分析】平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，先由电容的决定式C=

分

析电容的变化，根据电容的定义式C=，分析电压U的变化．即可判断静电计指针偏角的变化，最后依据E=，及C=，即可推导电场强度的综合表达式，从而即可求解． 【解答】解：

（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容的决定式C=

分析知电

容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的减小而减小； （2）若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式C=

分析知电容减

小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离成反比．极板间距离的增大而减小；

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依据E=，及C=，则有电场强度E=，可知，极板间的电场强度与极板间距无关，

即当B极板向左移动后，A、B间的电场强度不变；

故答案为：（1）增大；（2）减小；不变．

【点评】对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量．当电容器保持与电源相连时，电压不变．当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变．根据电容的决定式和定义式结合进行分析，注意电场强度的综合表达式推导． 10．（9分）（2016?辽宁校级一模）某同学利用图示装置，验证以下两个规律： ①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； ②系统机械能守恒．

P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上．物块R与轻滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放．

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有 CD ．

A．P、Q、R的质量M B．两个定滑轮的距离d C．R的遮光片到c的距离H D．遮光片的宽度x

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为

．

（3）若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为 （4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为 gH= ．

．

【考点】验证机械能守恒定律 【分析】（1）根据验证系统机械能守恒需要验证的表达式，找出需要测量的物理量； （2）分别求出P、Q的速度大小，再根据两物体速度相等，求出需要验证的表达式； （3）分别求出P、R的速度大小，再根据两物体速度相等，求出需要验证的表达式； （4）根据机械能守恒定律列式，化简，求出验证系统机械能守恒的表达式． 【解答】解：（1）A、验证系统机械能守恒，最后的表达式是

，

可知质量M可以约去，对实验结果不会有影响，因此不需要测量P、Q、R的质量M，A错误；

B、根据验证的表达式可知，与两个定滑轮的距离d无关，B错误；

C、根据验证的表达式可知，需要测量R的遮光片到c的距离H，这样才能计算出系统减少的重力势能，C正确；

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D、根据验证的表达式可知，要测量P、Q、R三个物块遮光片的速度，因此需要测量遮光片的宽度x，速度故选：CD． （2）物块P的速度即需要验证表达式（3）物块R的速度式

；

，物块Q的速度；

，要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则需要验证表达

，因此分析出P、Q的速度大小相等，

，D正确；

（4）整个系统减少的机械能是△E=MgH，增加的机械能是，

要验证机械能守恒，则△E=△E′，即验证表达式gH=．

故答案为：（1）CD；（2）；（3）；（4）gH=．

【点评】本题考查了验证机械能守恒定律的实验，解题的关键是明确实验原理，找出各物理量之间的关系，再结合机械能守恒定律写出需要验证的表达式． 11．（12分）如图所示，质量为m=2kg的小物块放在足够长的水平面上，用水平长细线紧绕在半径R=1m、质量为2kg的薄壁圆筒上．t=0时刻，圆桶在电动机的带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，角速度满足ω=2t（rad/s），物体和地面之间滑动摩擦因数μ=0.5，重力

2

加速度g=10m/s，求：

（1）小物块运动的速度v与时间t的关系及绳子拉力的大小； （2）从0到3s内小物块的位移大小； （3）从0到3s内电动机做了多少功？

【考点】功能关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系 【分析】（1）物体运动的速度与圆筒边缘的线速度大小相同，由v=ωR求v与t的关系，从而分析物体的运动情况；根据线速度的变化可以求得物体的加速度的大小，再由牛顿第二定律可求得拉力；

（2）由位移时间公式求位移．

（3）由动能定理或功的公式可求得拉力所做的功，即电动机做的功．

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【解答】解：（1）圆筒边缘的线速度大小与物块运动的速度大小相同，则 v=ωR=2t×1=2t（m/s），可知，物体的速度与时间成正比，所以物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为 a==2m/s．

根据物块受力，由牛顿第二定律得 T﹣μmg=ma 则细线拉力为 T=m（μg+a）=2×（0.5×10+2）N=14N （2）从0到3s内小物块的位移大小 x=

=

m=9m

2

（3）电动机做的功为 W电=Tx=14×9J=126J 答：

（1）小物块运动的速度v与时间t的关系是v=2t（m/s），及绳子拉力的大小是14N； （2）从0到3s内小物块的位移大小是9m； （3）从0到3s内电动机做了126J的功．

【点评】本题考查动能定理、圆周运动的性质等内容；关键要抓住物块的速度与圆筒线速度的关系，通过列式分析物体的运动情况． 12．（20分）在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有固定在O点处的点电荷产生的电场E1（未知），该电荷量为﹣Q，且只考虑该点电荷在第一象限内产生电场；第二象限内有水平向右的匀强电场E2（未知）；第四象限内有大小为

，方向

按图乙周期性变化的电场E3，以水平向右为正方向，变化周期T=

，一质量为m，

电荷量为+q的离子从（﹣x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动．以离子经过x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力．求： （1）离子在第一象限运动时速度大小和第二象限电场E2的大小； （2）当t=时，离子的速度；

（3）当t=nT时，离子的坐标．（n=1、2、3…）

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系 【分析】（1）根据粒子在第一象限内做匀速圆周运动电场力提供圆周运动向心力由圆周运动半径和库仑定律求得粒子刚进入第四象限的速度；在第二象限粒子做初速度为零的匀加速直线运动，由动能定理据粒子获得的速度和位移求得第二象限的电场强度；

（2）粒子进入第四象限在竖直方向做匀速直线运动，水平方向在电场力作用下先匀加速直线运动后匀减速直线运动，根据时间由运动的合成求得离子的速度；

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