长春市十一高中2013-2014学年度高一下学期期末考试

物 理 试 题

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，附加题10分，计入总分，共110分，测试时间为90分钟。

2. 选择题用2B铅笔正确的涂在答题卡上，非选择题必须在规定答题区域内作答，否则无效。

第I卷（选择题，共56分）

一、选择题（本题共14小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一

项符合题目要求，第9-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的

得2分，有选错的得0分。）

1．下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是( )

A．元电荷最早由库仑通过油滴实验测出

B．牛顿通过扭秤实验测定出了万有引力恒量G

C．法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场

D．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律

2．汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，所受阻力始终不变，在汽车做匀加速运动过程中，下列说法正确的是( )

A．汽车发动机的输出功率保持不变

B．在任意连续相等时间内，汽车的动能变化相等

C．在任意两相等的位移内，汽车的速度变化相等

D．在任意两相等的位移内，汽车的动能变化相等

3．两质量相等的小球A和B，A球系在一根不可伸长的细绳一端，B球系在一根原长小于细绳的橡皮绳一端，两绳的另一端都固定在O点，不计两绳质量．现将两球都拉到如图所示的水平位置上，让两绳均拉直（此时橡皮绳为原长），然后无初速释放，当两球通过O点正下方时，橡皮绳与细绳恰好等长，那么 ( )

A．经过O点正下方时，小球A、B速度大小相等

B．下落过程中小球A、B重力势能变化量相同

C．下落过程中绳对A、B两球的拉力都不做功

D．经过O点正下方时，两球的机械能相等

4．虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线AC运动，则下列判断正确的是 ( )

A．粒子一定带负电；

B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能；

C．粒子在A点的动能大于在C点的动能

D．A点的场强小于C点的场强；

5．一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为ε0S/d，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间 (　　)

A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变

C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度减小，电势差减小

6．如图所示，质量为M的物体穿在离心机的水平光滑滑杆上，M用绳子与另一质量为m的物体相连。当离心机以角速度ω旋转时，M离转轴轴心的距离是R。当ω增大到原来的2倍时，调整M离转轴的距离，使之达到新的稳定状态，则 ( )

A．M受到的向心力增大 B．M的线速度减小到原来的1/3

C．M离转轴的距离是 R/2 D．M离转轴的距离是R/4

7．一个负点电荷仅受电场力的作用，从某电场中的a点由静止释放，它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图象如图所示，则能与图象相对应的电场线分布图是 (　 )

8．到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据。如果已知万有引力常量为G，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是 ( )

A．发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r和卫星的周期T

B．测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r

C．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度v

D．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度

9．轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示,给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且通过最高点P时杆对小球作用力大小为2mg,下列说法正确的是 ( )

A．小球在最高点时速度为零

B．小球在最高点时杆对小球作用力一定是拉力

C．小球在最低点时对杆的作用力为5mg

D．小球在最低点时对杆的作用力为8mg

10．如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断正确的是 (　　)

A．金属块带正电荷

B．电场力做正功0.2J

C．金属块的机械能减少1.2J

D．金属块的电势能增加0.2J

11．如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是 ( )

A．弹簧与杆垂直时，小球速度最大

B．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大

C．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mgh

D．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh

12．x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，过P点切线水平，从图中可看出 ( )

A．Q1一定大于Q2

B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷

C．电势最低处P点的电场强度为0

D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点

13．如图所示，某无限长粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合，杆水平放置．杆上有A、B、O三点，其中O为等量异种电荷连线中点，AO＝BO．现将一带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动，滑到B点时速度恰好为0，则关于小圆环的运动，下列说法正确的是 ( )

A．运动的加速度逐渐变小

B．运动的加速度先变大再变小

C．运动到O点的速度为v0/2

D．运动到O点的速度大于v0/2

14．如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是 ( )

A．甲球机械能不守恒，乙球机械能守恒

B．甲、乙两球的质量之比为m甲：m乙=4：1

C．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为P甲：P乙=1：1

D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度相同

第Ⅱ卷（5小题，共54分）

二、实验题（共2小题，每空2分，共计12分．请将解答填写在答题卡相应的位置．）

15．某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码．

（1）在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连．要使小车做匀速直线运动，垫木应向　 　移动（填“左”或“右”）．

（2）打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为　 　cm．

16．如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．

（1）实验室中准备了如下器材：A．电火花打点计时器（包含碳粉纸片）；B．220V交流电源及导线；C．铁架台（含铁夹）；D．重锤；E．天平；F．秒表；G．纸带．

上述器材中不必要的是　 （只需填字母代号），还缺少的仪器是　 　．

（2）某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重锤质量为m=0.2kg，重力加速度g=9.80m/s2．根据以上数据当打点计时器打到D点时，重锤重力势能的减少量为 　　 　 　 　　J，动能的增加量为　 　J．（要求计算数值保留三位有效数字）

三、计算题 (共3小题，共计32分。解答计算题部分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。)

17．（10分）如图所示，两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B，两板间距离为d，让A、B两板连接到直流电源上，能在AB间形成一个匀强电场．一个带电量为q，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在电场中，带电小球对原电场没有影响．平衡时细线偏离竖直方向夹角30°．求：

（1）带电小球带电的性质和AB间的电场强度；

（2）若保持AB间电压不变，将AB间距离变为
，再次稳定后细线偏角为多少？

18．（10分）一位勤于思考的同学，为探月宇航员设计了如下实验，一个劲度系数为k的轻质弹簧上端与质量为m1的物体A相连，下端与质量为m2的物体B相连，开始时 A、B在竖直方向上处于静止状态。现用竖直向上的拉力使 A以大小为a的加速度匀加速运动了时间t，此时B刚好离开地面（已知引力常数G，月球半径为R，不计月球自转）。请你求出：

（1）月球的质量；

（2）环绕在月球表面附近做匀速圆周运动的宇宙飞船的速率。

19．（12分）圆弧轨道AB固定于地面上，半径R=2m，所对圆心角为60°，其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点，如图所示，传送带长L=2m，速度v=4m/s．一个质量为m=0.1kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带，运动到B点时速度vB=4m/s．（g取10m/s2），求：

（1）滑块在圆弧AB上克服摩擦力做的功；

（2）若滑块不从右端滑离传送带，滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件？

（3）若传送带与滑块的动摩擦因数μ=0.5，求滑块从B点滑到离B点最远过程中产生的热量Q．

20．（10分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置，上端管口水平，质量为m的小球可在直管内自由滑动，用一根长为L轻质光滑细线将小球与另一质量为M的物块相连，M=4m．开始时小球固定于管底，物块悬挂于管口，小球、物块均可视为质点．将小球释放，小球在管口的转向过程中速率不变．试求：

（1）物块落地前瞬间的速度大小；

（2）小球做平抛运动的水平位移；

（3）有同学认为，若取M=km，则k足够大时，能使小球平抛运动水平位移的大小最大达到绳长L，请通过计算判断这种说法是否正确．

物理参考答案

C 2.D 3. B 4.C 5. A 6.D 7.B 8. D 9. BD 10.AD 11.BD 12. ACD 13.BD 14.BC

15．（1）　左　（2分） （2）　16.20　（2分）

16．（1）E、F （2分） 刻度尺 （2分） （2）0.380（2分）， 0.372—0.374均正确（2分）

17．（10分）

解：（1）小球带负电．（2分）
（1分） F=Eq（1分）

解得
（2分）

保持AB间电压保持不变，则有
（2分）

（2分）

18．（10分）对A m1g=kx1 对B m2g=kx2 （2分）

对A

（2分）

月球表面的物体
（2分） 解得
（1分） 对宇宙飞船
（2分） 解得
（1分）

19．（12分）解：（1）A→B的过程，由动能定理得：mgR（1﹣cos 60°）﹣Wf=
mvB2 ①（2分）代入数据解得：Wf=0.2J ②（2分）

（2）滑块在传送带上受到向左的摩擦力，当滑块恰好不从右端离开传送带时，

由动能定理得：﹣μmgL=0﹣
mvB2 ③（2分）

解得：
④

即μ至少为0.4时滑块不从右端滑离传送带⑤（1分）

（3）滑块在传送带上，摩擦力提供加速度，得：a=
=μg =5m/s2 ⑥（1分）

滑块向右运动的最大距离：
⑦ （1分）

滑块运动时间：t=
= 0.8 s ⑧ （1分）

传送带向左运动的距离：s2=vt=3.2 m ⑨ （1分）

则摩擦生热：Q=FfL相对=μmg（s1+s2）=2.4 J ⑩（1分）

20．（10分）解：（1）系统机械能守恒

MgLsin30°=
（m+M）v12+mgsin30°Lsin30° ①（2分）

因为M=4m，得v1=
（1分）

（2）根据动能定理﹣mgsin30°（L﹣Lsin30°）=
②（1分）

m飞出管口的速度
（1分）

m在空中飞行的时间
（1分）

水平位移
（1分）

（3）若M=km，由①②两式可得

m飞出管口时的速度
（1分）

水平位移s=v2t=

=
（1分）

可以得出结论，S＜
L

所以，这种说法是错误的，水平位移不可能为L．（1分）

（本题用牛顿第二定律结合运动学公式求解也可）

另解：(1)设细线中的张力为T，根据牛顿第二定律，有： Mg-T=Ma，T-mgsin30°=ma 且M=4m 解得：a=
v12=2aLsinθ v1=
(3分）(2)设M落地时的速度大小为v，m射出管口时速度大小为v0，M 落地后m的加速度为a0。根据牛顿第二定律有：-mgsin30°=ma0匀变速直线运动，有：
（1分）

m飞出管口的速度
（1分）

m在空中飞行的时间
（1分）

水平位移
（1分）

(3)平抛运动x=v2t，
，求出
（1分）解得
（1分）则
，所以，这种说法是错误的，水平位移不可能为L．（1分）