河北省正定中学2014-2015学年高一下学期期末考试物理试题
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高一第二学期期末考试 物理试题
满分110分;时间90分钟 一、选择题(本题共12小题,每题4分,共48分。其中1-8为单选题,9-12为多项选择题,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
1.清代学者郑复光在他的著作《费隐与知录》中,提出了极具新意的地脉说,用以解释地磁现象,明确赋予了地脉以确切的物理的力学性能:“针为地脉牵型”,地脉是能够对磁针施予力作用的,将地脉抽象为无数曲线组成的曲线族,这些曲线就是现在我们通常所说的力线,而在西方学者中,最先提出力线概念的科学家是( ) A.牛顿 B.法拉第 C.库仑 D.第谷 2.如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置,使O点的电场强度改变,下列叙述正确的是( ) A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe B.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿Od C.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿Oc D.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe 3.“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星,被称为“太空110”,它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一,其运动方向与地球自转方向一致,轨道平面与地球赤道平面重合,下列说法正确的是( ) A.“轨道康复者”可在高轨道上加速,以实现对低轨道上卫星的拯救 B.站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动 C.“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5 倍 D.“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍
4.如图所示,平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′,分别表示电势-4V、-2V、0、2V、4V的等势线,若AB=BC=CD=DE=2cm,且与直线MN成30°角,则( ) A. 该电场是匀强电场,场强方向垂直于AA′,且指向右下 B. 该电场是匀强电场,场强大小为E=2V/m C. 该电场是匀强电场,距C点距离为2cm的所有点中,最高电势为2V,最低电势为-2V D. 该电场是匀强电场,距C点距离为2cm的所有点中,最高电势为4V,最低电势为-4V 5.在x轴上存在与x轴平行的电场,x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示。图中-x1~x1 之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是( ) A.x轴上各点的场强大小相等 B.从-x1到x1场强的大小先减小后增大 C.一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能 D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能 6.如图所示,无限大均匀带正电薄板竖直放置,其周围空间的电场可认为是匀强电场。光滑绝缘细管垂直于板穿过中间小孔,一个视为质点的带负电小球在细管内运动。以小孔为原点建立x轴,规定x轴正方向为加速度a、速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电势φ,小球的加速度a、速度v和动能Ek随x的变化图象,其中正确的是( )
7. 如图所示,竖直平面内41光滑圆弧轨道半径为R,等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于圆周最低点,CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷,带电荷量分别为+q、-q。现把质量为m带电荷量为+Q的小球由圆弧的最高点M处静止释放,到最低点C时速度为v0 。不计+Q对原电场的影响,取无穷远处为电势零点,静电力常量为k,则( ) A.小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒 B. C点电势比D点电势高
C. M点电势为)2(2120mgRmvQ
D.小球对轨道最低点C处的压力大小为Rvmmg20 8.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,W表示正电荷
x E E O O x φ A O x v C O x Ek D O
x
a
B 在P点的电势能。若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )
9.某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球,在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点,取竖直向下为x轴的正方向,小球的机械能E与位移x的关系如图2所示,则(不考虑空气阻力)( ) A.电场强度大小恒定,方向沿x轴正方向 B.从O到x1的过程中,小球的速率越来越大,加速度越来越大 C.从O到x1的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功越来越多
D.到达x1位置时,小球速度的大小为mmgxEE1012 10. 如图所示。氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1 ,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( ) A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B.三种粒子打到屏上的速度一样大 C.三种粒子运动到屏上所用的时间相同 D.三种粒子一定打到屏上的同一位置 11.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( ) A.环到达B处时,重物上升的高度dh12 B.环到达B处时,环与重物的速度大小相等 C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能 D.环能下降的最大高度为43d 12.如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,3~0T时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在T~0时间内运动的描述,正确的是( )
图乙T32T3TtO2E0
E0
E
图甲v0d
A.末速度大小为02v B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了mgd21 D.克服电场力做功为mgd
第Ⅱ卷 非选择题(共62分) 二、填空题:本题2个小题,其中第13题7分,第14题7分 13.某实验小组利用力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连,力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门传感器,用于测量小车的速度v1和v2,如图所示。在小车上放置砝码来改变小车质量,用不同的重物G来改变拉力的大小,摩擦力不计。 (1)实验主要步骤如下: ①测量小车和拉力传感器的总质量M1,把细线的一端固定在力传感器上,另一端通过定滑轮与重物G相连,正确连接所需电路; ②将小车停在点C(点C在光电门B的右侧),由静止开始释放小车,小车在细线拉动下运动,除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外,还应该记录的物理量 为_________; ③改变小车的质量或重物的质量,重复②的操作。 (2)下面表格中M是M1与小车中砝码质量之和,(△E为动能变化量,F是拉力传感器的拉力,W是F在A、B间所做的功。表中的△E3=________,W3=_______(数据保留三位有效数字)。
(3)根据表中的数据,请在坐标上作出△E—W图线。 14.理论分析可得出弹簧的弹性势能公式221kxEP (式中k为弹簧的劲度系数, x为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验: ①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧的伸长量为d。 ②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。 ③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:将弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。
⑴A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量,这个物理量
次数 M/kg |v22-v12|/m2s-2 △E/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 △E3 1.22 W3 4 1.00 2.40 1.20 2.42 1.21 5 1.00 2.84 1.42 2.86 1.43 是 ;请用m、d、g表示所示的物理量 。 ⑵如果221kxEP成立,那么: A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x= ; B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x= ;
三、计算题(本题4个小题,共48分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。) 15.邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、科技含量最高的一家专业高端剧院。2014年元旦前后,邯郸大剧院举办了几场盛大的新年音乐会。在一场演出前工作人员用绳索把一架钢琴从高台吊运到地面。已知钢琴的质量为175kg,绳索能承受的最大拉力为1820N,吊运过程中钢琴以0.6m/s的速度在竖直方向向下做匀速直线运动。降落至底部距地面的高度为h时,立即以恒定加速度减速,最终钢琴落地时刚好速度为零(g取10m/s2),求: (1)h的最小值是多少; (2)为了保证绳索和钢琴的安全,此次以0.6m/s的初速度匀减速到零,用时3s,求此 次减速过程中钢琴机械能减少了多少。
16.月球与地球质量之比约为1:80,一般情况下,我们认为月球绕地球运动,其轨道可近似认为是圆周轨道,但有研究者提出,地球的质量并非远远大于月球质量,故可认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,它们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动。在月地距离一定的情况下,试计算这种双星系统所计算出的周期T1与一般情况所计算出的周期T2之比(结果可用根号表示)。
17.如图,绝缘的水平面上,相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,a,O,b是AB连线上的三点,且O为中点,/2OaObL。一质量为m、电量为q的点电荷以初