泰興市第一高級(jí)中學(xué)2009屆高三年級(jí)

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(shí)100分鐘

第Ⅰ卷　選擇題（共31分）

單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。）

1．在“探究彈性勢能的表達(dá)式”的活動(dòng)中，為計(jì)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(gè)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(gè)實(shí)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(shí)刻的瞬時(shí)加速度

B.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時(shí)，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(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(shí)，用點(diǎn)來代替物體，即質(zhì)點(diǎn)

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

A．啞鈴         B．跑步機(jī)        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(qiáng)電場，AA/、BB/、CC/是該電場的三個(gè)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(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子沿AA/方向以初動(dòng)能Ek,自圖中的P點(diǎn)進(jìn)入電場,剛好從C/點(diǎn)離開電場。已知PA/=2cm。粒子的重力忽略不計(jì)。下列說法中正確的是：（   ）

A.該粒子到達(dá)C/點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是2Ek,

B.該粒子通過等勢面BB/時(shí)的動(dòng)能是1.25Ek,

C.該粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢能是Ek,

D.該粒子到達(dá)C/點(diǎn)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)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(diǎn)豎直向上拋出小球，小球又落至原處O點(diǎn)的時(shí)間為，在小球運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開P點(diǎn)后又回到P點(diǎn)所用的時(shí)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(qiáng)電場與水平方向成15o角，AB直線與強(qiáng)場E互相垂直．在A點(diǎn)，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(shí)間t，小球下落一段距離過C點(diǎn)（圖中未畫出）時(shí)其速度大小仍為vo，在小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)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(jī)械能減少量為

（D）C點(diǎn)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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分。）

6．一個(gè)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(dá)正對岸

B  此船過河的最小位移為40m

C  船實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度一定是5m/s

D  此船過河的最短時(shí)間為6s

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8、某同學(xué)在研究電子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了電子由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡（圖中實(shí)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(diǎn)動(dòng)能較大，電勢能小

    B．如果圖中虛線是等勢面，電子在b點(diǎn)動(dòng)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(diǎn)的場強(qiáng)都大于b點(diǎn)的場強(qiáng)

    D．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點(diǎn)的電勢都高于b點(diǎn)的電勢

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

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?q及質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)速度最小，最小值為v．已知靜電力常量為k 、點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)電荷乙做的功為

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D．在點(diǎn)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(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)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(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。
    利用如圖乙所示裝置測量滑塊與長1m左右的木板間動(dòng)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(gè)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(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)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(dòng)通過光電門2的速度v2=__________m/s；
（3）若用米尺測量出兩個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圓形卡紙的旁邊安裝一個(gè)改裝了的電火花計(jì)時(shí)器．

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下面是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

         Ⅰ．使電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸；       

        Ⅱ．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來；

        Ⅲ．接通電火花計(jì)時(shí)器的電源，使它工作起來；

         Ⅳ．關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，拆除電火花計(jì)時(shí)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(dá)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(dá)式，并指出表達(dá)式中各個(gè)物理量的含義：______________________

___________________________________________________________________________；

    ③．為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中出現(xiàn)打點(diǎn)重疊，在電火花計(jì)時(shí)器與盤面保持良好接觸的同時(shí)，可以緩慢地將電火花計(jì)時(shí)器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動(dòng)。則卡紙上打下的點(diǎn)的分布曲線不是一個(gè)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(jì)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(xì)線一端，繩的另一端固定于O點(diǎn)，繩長為，O點(diǎn)有一電荷量為+Q(Q＞＞q)的點(diǎn)電荷P，現(xiàn)加一個(gè)水平和右的勻強(qiáng)電場，小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點(diǎn)。求：

(1)小球靜止在A點(diǎn)處繩子受到的拉力；

(2) 外加電場大�。�

(3)將小球拉起至與O點(diǎn)等高的B點(diǎn)后無初速釋放，則小球經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí)，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(yùn)行軌道近似為圓，天文學(xué)家觀測得到A行星運(yùn)動(dòng)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(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌道與圓軌道總有一些偏離，且周期性的每隔t0時(shí)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(yùn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，今在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測試小球?qū)壍赖膲毫�，并通過計(jì)算機(jī)顯示出來，當(dāng)軌道距離變化時(shí)，測得兩點(diǎn)壓力差與距離x的圖像如圖，g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：（1）小球的質(zhì)量為多少？（2）若小球的最低點(diǎn)B的速度為20 m/s，為使小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)，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(gè)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。初速度可以忽略的電子經(jīng)過另一個(gè)電勢差為U的電場加速后，從y軸上的A點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，A點(diǎn)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(jì)，求：

（1）電子從A點(diǎn)進(jìn)入電場到離開該電場區(qū)域所經(jīng)歷的時(shí)間t和離開電場區(qū)域時(shí)的速度v；

（2）電子經(jīng)過x軸時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)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(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點(diǎn)，滑塊與車面間的動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)μ無關(guān)，是一個(gè)定值．

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（2）已知滑塊與車面間動(dòng)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(diǎn)的同時(shí)對該滑塊施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)點(diǎn)對應(yīng)的圓心角，t是電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔；

③．沒有影響  ,電火花計(jì)時(shí)器向卡紙中心移動(dòng)時(shí)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)到C的過程中，q與Q間的庫侖力不做功，由動(dòng)能定理得

   6………………………………………………………(2分)

在C點(diǎn)時(shí)：    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(shí)，B對A的影響最大，且每隔t0時(shí)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(yùn)動(dòng)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(jī)械能守恒定律：（1）（2分）

對B點(diǎn)：       （2）（2分）

對A點(diǎn)：       （3）（2分）

由（1）、（2）、（3）式得：兩點(diǎn)的壓力差：-（4）

由圖象得：截距

  ，得   （5）（2分）

（2）因?yàn)閳D線的斜率 

 所以  （6）（2分）

在A點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)進(jìn)入到離開勻強(qiáng)電場區(qū)域的時(shí)間t＝ ＝d （1分）；

y＝at2＝（2分）

因?yàn)榧铀匐妶龅碾妱莶頤＞， 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(shí)的速度v＝＝（2分）

（2）設(shè)電子離開電場后經(jīng)過時(shí)間t’到達(dá)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(dòng)時(shí)的加速度

                                                                  （1分）

       滑塊相對車滑動(dòng)的時(shí)間                                                    （1分）

滑塊相對車滑動(dòng)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(dòng)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(shí)滑塊恰好到達(dá)車的左端，則

滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端的時(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)（設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度為a2，時(shí)間為t2），再做勻減速運(yùn)動(dòng)（設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度大小為a3）．到達(dá)車右端時(shí)，與車達(dá)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(shí)間t應(yīng)滿足  ，即（2分）

 


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