泰興市第一高級中學(xué)2009屆高三年級

期末考試

物理試卷

                                            

本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共120分，考試用時100分鐘

第Ⅰ卷　選擇題（共31分）

單項選擇題（本題共5小題，每題3分，共15分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的。）

1．在“探究彈性勢能的表達式”的活動中，為計算彈簧彈力所做功，把拉伸彈簧的過程分為很多小段，拉力在每小段可以認(rèn)為是恒力，用各小段做功的代數(shù)和代表彈力在整個過程所做的功，物理學(xué)中把這種研究方法叫做“微元法”．下面幾個實例中應(yīng)用到這一思想方法的是

A.根據(jù)加速度的定義，當(dāng)非常小，就可以表示物體在t時刻的瞬時加速度

B.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系

C.在推導(dǎo)勻變速運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加

D.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用點來代替物體，即質(zhì)點

2．隨著“神州7號”的發(fā)射，可以預(yù)見，隨著航天員在軌道艙內(nèi)停留時間的增加，體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié)，下列器材適宜航天員在軌道艙中進行鍛煉的是

A．啞鈴         B．跑步機        C．單杠         D．彈簧拉力器

3．如圖所示，空間的虛線框內(nèi)有勻強電場，AA/、BB/、CC/是該電場的三個等勢面，相鄰等勢面間的距離為0.5cm,其中BB/為零勢能面.一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子沿AA/方向以初動能Ek,自圖中的P點進入電場,剛好從C/點離開電場。已知PA/=2cm。粒子的重力忽略不計。下列說法中正確的是：（   ）

A.該粒子到達C/點時的動能是2Ek,

B.該粒子通過等勢面BB/時的動能是1.25Ek,

C.該粒子在P點時的電勢能是Ek,

D.該粒子到達C/點時的電勢能是0.5Ek,

4．在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要精確的重力加速度g值，g值可由實驗精確測定，近年來測g值的一種方法叫“對稱自由下落法”，它是將測g歸于測長度和時間，以穩(wěn)定的氦氛激光的波長為長度標(biāo)準(zhǔn)，用光學(xué)干涉的方法測距離，以銣原子鐘或其他手段測時間，能將g值測得很準(zhǔn)，具體做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中O點豎直向上拋出小球，小球又落至原處O點的時間為，在小球運動過程中經(jīng)過比O點高H的P點，小球離開P點后又回到P點所用的時間為，測得、和H，可求得g等于（    ）

A                                     B 

C                                    D 

5、如圖所示，處于真空中的勻強電場與水平方向成15o角，AB直線與強場E互相垂直．在A點，以大小為vo的初速度水平拋出一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q 的小球，經(jīng)時間t，小球下落一段距離過C點（圖中未畫出）時其速度大小仍為vo，在小球由A點運動到C點的過程中，下列說法正確的是

（A）電場力對小球做功為零

（B）小球的電勢能增加

（C）小球機械能減少量為

（D）C點可能位于AB直線的左方

二、（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分。）

6．一個單擺懸掛在小車上，隨小車沿著斜面滑下，圖中的虛線①與斜面垂直，虛線②沿斜面方向，則可判斷出

A．如果斜面光滑，擺線與②重合

B．如果斜面光滑，擺線與①重合

C．如果斜面粗糙但摩擦力小于下滑力，擺線位于②與③之間

D．如果斜面粗糙但摩擦力大于下滑力，擺線位于②與③之間

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7．一船在靜水中速度為3m/s，水的流速為4m/s，要橫渡寬為30m的河流，下述說法中正確的是（    ）

A  此船不可能垂直到達正對岸

B  此船過河的最小位移為40m

C  船實際運動速度一定是5m/s

D  此船過河的最短時間為6s

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8、某同學(xué)在研究電子在電場中的運動時，得到了電子由a點運動到b點的軌跡（圖中實線所示），圖中未標(biāo)明方向的一組虛線可能是電場線，也可能是等勢面，則下列說法正確的判斷是       

A．如果圖中虛線是電場線，電子在a點動能較大，電勢能小

    B．如果圖中虛線是等勢面，電子在b點動能較小，電勢能大

    C．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的場強都大于b點的場強

    D．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的電勢都高于b點的電勢

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9．如圖所示，一個電量為+Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點．另一個電量為

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?q及質(zhì)量為m的點電荷乙，從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動，到B點速度最小，最小值為v．已知靜電力常量為k 、點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ 及 AB間距離為L0，則

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A．OB間的距離為

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B．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為

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C．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為

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D．在點電荷甲形成的電場中，AB間電勢差

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三、填空題（本題共2小題，共20分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答．)

10(12分)．光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。
    利用如圖乙所示裝置測量滑塊與長1m左右的木板間動摩擦因數(shù)及被壓縮彈簧的彈性勢能，圖中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長度與木板相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出�，F(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和5.0×10-2s，用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖丙所示.

（1）讀出滑塊的寬度d=____________cm.
（2）滑塊通過光電門1的速度v1=________m/s；滑動通過光電門2的速度v2=__________m/s；
（3）若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為L，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀贋間，則滑塊與木板動摩擦因數(shù)表達式為__________________（各量均用字母表示）。
（4）若用米尺測量出滑塊初始位置到光電門2的距離為S，為測量被壓縮彈簧的彈性勢能，還需測量的物理量是___________________________（說明其含義，并指明代表物理量的字母），被壓縮彈簧的彈性勢能可表示為____________（各量均用字母表示）。

11(8分)、如圖甲所示為測量電動機轉(zhuǎn)動角速度的實驗裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉(zhuǎn)軸上，在電動機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動．在圓形卡紙的旁邊安裝一個改裝了的電火花計時器．

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下面是該實驗的實驗步驟：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

         Ⅰ．使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸；       

        Ⅱ．啟動電動機，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來；

        Ⅲ．接通電火花計時器的電源，使它工作起來；

         Ⅳ．關(guān)閉電動機，拆除電火花計時器；研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示），寫出角速度ω的表達式，代入數(shù)據(jù)，得出ω的測量值。

①．要得到角速度ω的測量值，還缺少一種必要的測量工具，它是_______

A ．秒表     B ．游標(biāo)卡尺     C． 圓規(guī)     D ．量角器

②．寫出ω的表達式，并指出表達式中各個物理量的含義：______________________

___________________________________________________________________________；

    ③．為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中出現(xiàn)打點重疊，在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時，可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動。則卡紙上打下的點的分布曲線不是一個圓，而是類似一種螺旋線，如圖丙所示。這對測量結(jié)果有影響嗎？　　　　　。（選填“有影響”或“沒有影響”）

理由是：___________________________________________________________。

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四、本題共5小題，滿分69分.(解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)

12、(12分)如圖15所示，質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長的絕緣細線一端，繩的另一端固定于O點，繩長為，O點有一電荷量為+Q(Q＞＞q)的點電荷P，現(xiàn)加一個水平和右的勻強電場，小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點。求：

(1)小球靜止在A點處繩子受到的拉力；

(2) 外加電場大��；

(3)將小球拉起至與O點等高的B點后無初速釋放，則小球經(jīng)過最低點C時，繩受到的拉力。

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13．(12分)如圖所示為宇宙中一恒星系的示意圖，A為該星系的一顆行星，它繞中央恒星O運行軌道近似為圓，天文學(xué)家觀測得到A行星運動的軌道半徑為R0，周期為T0。

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（1）(4分)中央恒星O的質(zhì)量是多大？

（2）(8分)長期觀測發(fā)現(xiàn)，A行星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且周期性的每隔t0時間發(fā)生一次最大的偏離，天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B（假設(shè)其運行軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同），它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離。根據(jù)上述現(xiàn)象和假設(shè)，你能對未知行星B的運動得到哪些定量的預(yù)測？

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14、(14分)如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)的兩正對著的相同半圓光滑軌道，相隔一定的距離，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運動，今在最高點與最低點各放一個壓力傳感器，測試小球?qū)壍赖膲毫Γ⑼ㄟ^計算機顯示出來，當(dāng)軌道距離變化時，測得兩點壓力差與距離x的圖像如圖，g取10 m/s2，不計空氣阻力，求：（1）小球的質(zhì)量為多少？（2）若小球的最低點B的速度為20 m/s，為使小球能沿軌道運動，x的最大值為多少？

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15、(15分)如圖所示，在空間中取直角坐標(biāo)系Oxy，在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d，從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為E。初速度可以忽略的電子經(jīng)過另一個電勢差為U的電場加速后，從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，A點坐標(biāo)為（0，h）。已知電子的電量為e，質(zhì)量為m，加速電場的電勢差U＞，電子的重力忽略不計，求：

（1）電子從A點進入電場到離開該電場區(qū)域所經(jīng)歷的時間t和離開電場區(qū)域時的速度v；

（2）電子經(jīng)過x軸時離坐標(biāo)原點O的距離l。

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16．（16分）在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運動．某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ．

（1）證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)，是一個定值．

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（2）已知滑塊與車面間動摩擦因數(shù)μ=0.2，滑塊質(zhì)量m=1kg，車長L=2m，車速v0=4m/s，取g=10m/s2，當(dāng)滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運動方向相同的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？

（3）在（2）的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力F的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?

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1、C   2、D  3、A   4、A  5、B  6、BD  7、ACD   8、AC   9、AB

10、（12分）①5.50；②2.75，1.10；

③；④滑塊的質(zhì)量m；       

11、（8分）①．D 

② ，θ是n個點對應(yīng)的圓心角，t是電火花計時器的打點時間間隔；

③．沒有影響  ,電火花計時器向卡紙中心移動時不影響角度的測量

12、(12分)解：(1)帶電粒子A處于平衡，其受力如圖，其中F為兩點電荷間的庫侖力，T為繩子拉力，E0為外加電場，則

Tcosθ-mg-Fcosθs=0     1…………………………(2分)

Fsinθ+qE0-Tsinθ=0      2……………………………(2分)

               3……………………………(2分)

聯(lián)立式解得：有       4……………………………(2分)

                5…………………………………(2分)

(2)小球從B運動到C的過程中，q與Q間的庫侖力不做功，由動能定理得

   6………………………………………………………(2分)

在C點時：    7……………………………………(2分)

聯(lián)立5、6、7解得：     8……………(2分)

13(12分)．解：設(shè)中央恒星質(zhì)量為M，A行星質(zhì)量為m，則由萬有引力定律和牛頓第二定律得          ①

解得        ②

（2）由題意可知，A、B相距最近時，B對A的影響最大，且每隔t0時間相距最近。

設(shè)B行星周期為TB，則有：    ③

解得：      ④

設(shè)B行星的質(zhì)量為mB，運動的軌道半徑為RB，則有

      ⑤

由①④⑤得：       ⑥

14、(14分)（1）設(shè)軌道半徑為R，由機械能守恒定律：（1）（2分）

對B點：       （2）（2分）

對A點：       （3）（2分）

由（1）、（2）、（3）式得：兩點的壓力差：-（4）

由圖象得：截距

  ，得   （5）（2分）

（2）因為圖線的斜率 

 所以  （6）（2分）

在A點不脫離的條件為：

      （7）（2分）

由（1）、（6）、（7）式得：   （8）（2分）

23．(15分)（1）由 eU＝mv02（1分） 得電子進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的初速度v0＝（1分）

設(shè)電子從MN離開，則電子從A點進入到離開勻強電場區(qū)域的時間t＝ ＝d （1分）；

y＝at2＝（2分）

因為加速電場的電勢差U＞， 說明y＜h，說明以上假設(shè)正確（1分）

所以vy＝at＝´ d ＝ （1分）

離開時的速度v＝＝（2分）

（2）設(shè)電子離開電場后經(jīng)過時間t’到達x軸，在x軸方向上的位移為x’，則

x’＝v0t’（1分），y’＝h－y＝h－t＝vyt’ （1分）

則 l＝d＋x’＝ d＋v0t’＝ d＋v0（－）＝ d＋h－＝＋h（1分）

代入解得　l＝＋（2分）

16、(16分)（1）根據(jù)牛頓第二定律，滑塊相對車滑動時的加速度

                                                                  （1分）

       滑塊相對車滑動的時間                                                    （1分）

滑塊相對車滑動的距離                                          （1分）

滑塊與車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能                                         （1分）

由上述各式解得  （與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)的定值）    （1分）

（2）設(shè)恒力F取最小值為F1，滑塊加速度為a1，此時滑塊恰好到達車的左端，則

滑塊運動到車左端的時間            ①   

由幾何關(guān)系有                 ②                                （1分）

由牛頓定律有               ③                                （1分）

由①②③式代入數(shù)據(jù)解得  ，                         （2分）

則恒力F大小應(yīng)該滿足條件是                                      （1分）

（3）力F取最小值，當(dāng)滑塊運動到車左端后，為使滑塊恰不從右端滑出，相對車先做勻加速運動（設(shè)運動加速度為a2，時間為t2），再做勻減速運動（設(shè)運動加速度大小為a3）．到達車右端時，與車達共同速度．則有

                                     ④                                （1分）

                                            ⑤                                （1分）

                                          ⑥                                （1分）

由④⑤⑥式代入數(shù)據(jù)解得                                       （1分）

則力F的作用時間t應(yīng)滿足  ，即（2分）

 


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