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湖北省武汉外国语学校2013—2014学年度下期末考试高一物理试题


湖北省武汉外国语学校 2013—2014 学年度 下学期期末高一物理试题
考试时间:2014 年 6 月 30 日下午 2:00—3:30 满分:110 分

一、选择题:每小题 5 分,共 50 分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目 要求,有的有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 1.

如图所示,A 为静止于地球赤道上的物体,B 为绕地球沿椭圆轨道运行 的卫星, C 为绕地球做圆周运动的卫星, P 为 B、 C 两卫星轨道的交点。 已知 A、B、C 绕地心运动的周期相同,相对于地心,下列说法中正确 的是 ( )

A.物体 A 和卫星 C 具有相同大小的线速度 B.物体 A 和卫星 C 具有相同大小的加速度 C.卫星 B 在 P 点的加速度与卫星 C 在该点的加速度一定相同 D.卫星 B 在 P 点的线速度与卫星 C 在该点的线速度一定相同 2. 如图所示,A、B 是带有等量的同种电荷的两小球,它们的质量都是 m,它们的悬线长 度都是 L,悬线上端都固定在同一点 O,B 球悬线竖直且被固定,A 球在力的作用下, 在偏离 B 球 s 的地方静止平衡,此时 A 受到绳的拉力为 FT;现保持其他条件不变,用 s 改变 A 球质量的方法,使 A 球在距离 B 为 处静止平衡,则 A 受到绳的拉力为( 2 A.FT B.2FT C.4FT D.8FT )

3.

如图所示,匀强电场中有 a、b、c 三点,在以它们为顶点的三角形中,∠a=30° ,∠c =90° 。电场方向与三角形所在平面平行.已知 a、b 和 c 点的电势分别为(2- 3) V、(2 + 3) V 和 2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为 ( A.(2- 3) V、(2+ 3) V B.0、4 V 4 3? 4 3? C.?2- V、?2+ V 3 ? 3 ? ? ? )

D.0、2 3 V

4.

如图所示, 一质量为 m 的质点在半径为 R 的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘 上的 A 点滑下,到达最低点 B 时,它对容器的正压力为 FN,重力加速度为 g,则质点 自 A 滑到 B 的过程中,摩擦力对其所做的功为 ( 1 A. R(FN-3mg) 2 1 B. R(3mg-FN) 2 1 C. R(FN-mg) 2 1 D. R(FN-2mg) 2 )

5.

如图所示,将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力),物体运动过程中离地面高度为 h 时,物体水平位移为 x、物体的机械能为 E、物体的动能为 Ek、物体运动的速度大小 为 v, 以水平地面为零势能面。 下列图象中, 能正确反映各物理量与 h 的关系的是 ( )

6.

如图所示是一个示波管工作原理图,电子经加速后以速度 v0 垂直进入偏转电场,离开 电场时偏转量是 h,两平行板间的距离为 d,电势差是 U,板长是 L.每单位电压引起 的偏移量(h/U)叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些办法( A.增大两板间的电势差 U B.尽可能使板长 L 做得短些 C.尽可能使两板间距离 d 减小些 D.使电子入射速度 V0 大些 )

7.

为模拟空气净化过程, 有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶, 圆桶的高和 直径相等.第一种除尘方式是:在圆桶顶面和底面间加上电压 U,沿圆桶的轴线方向形 成一个匀强电场,尘粒的运动方向如图甲所示;第二种除尘方式是:在圆桶轴线处放一 直导线,在导线与桶壁间加上的电压也等于 U,形成沿半径方向的辐向电场,尘粒的运 动方向如图乙所示.已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比,即 Ff=kv(k 为一定值), 假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同,重力可忽略不计,则在这两种方式中( A.尘粒最终一定都做匀速运动 B.尘粒受到的电场力大小相等 C.电场对单个尘粒做功的最大值相等 D.在乙容器中,尘粒会做类平抛运动 )

8.

如图所示,真空中有两个等量异种点电荷 A、B,M、N、 O 是 AB 连线的垂线上的点,且 AO>OB.一带负电的试 探电荷仅受电场力作用, 运动轨迹如图中实线所示, 设 M、 N 两点的场强大小分别 EM、EN,电势分别为 φM、φN.下 列判断中正确的是( )

A.点电荷 A 一定带正电 B.EM 小于 EN C.φM 大于 φN D.此试探电荷在 M 处的电势能小于 N 处的电势能

9.

如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量 为 m 的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力 F 将小球向下压至某位置静止.现 撤去 F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别 为 W1 和 W2,小球离开弹簧时速度为 v,不计空气阻力,则上述过程中 A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B.小球的重力势能增加-W1 1 C.小球的机械能增加 W1+ mv2 2 D.小球的电势能减少 W2 ( )

10. 两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷放在 x 轴上的 O、 M 两点,两电荷连线上各点电势 φ 随 x 变化的关 系如图所示,其中 A、N 两点的电势为零,ND 段 中 C 点电势最高,则 ( )

A.C 点的电场强度大小为零 B.A 点的电场强度大小为零 C.NC 间场强方向沿 x 轴正方向 D.将一负点电荷从 N 点移到 D 点,电场力先做正功后做负功 二、实验题(13 分) 11. (4 分)如图所示,用静电计可以测量已充电 的平行板电容器两极板之间的电势差 U,静电 计指针张角会随电势差 U 的变大而变大, 现使 电容器带电并保持总电量不变, 下列哪次操作 能让静电计指针张角变大( A.仅将 A 板稍微右移 B.仅将 A 板稍微上移 C.仅将一定厚度的云母片插入两板之间 D.仅将一定厚度的金属片插入两板之间 12. (9 分)在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲 所示。木块从 A 点静止释放后,在 1 根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到 B1 点 停下,O 点为弹簧原长时所处的位置,测得 OB1 的距离为 L1,并记录此过程中弹簧对木 块做的功为 W。用完全相同的弹簧 2 根、3 根……并列在一起进行第 2 次、第 3 次……实 验,每次实验木块均从 A 点释放,木块分别运动到 B2、B3……停下,测得 OB2、OB3…… 的距离分别为 L2、L3……作出弹簧对木块做功 W 与木块停下的位置距 O 点的距离 L 的图 象 如 图 乙 所 示 。 )

(1)根据图线分析,弹簧对木块做功 W 与木块在 O 点的速度 v0 之间的关系。

(2)W-L 图线不通过原点的原因是 (3)弹簧被压缩的长度 LOA 为

三.计算题(本题共 4 小题,共 47 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤,只写最后答案的不给分。) 13(10 分)如图所示,A 是地球的同步卫星,另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内,离 地面高度为 h,已知地球半径为 R,地球自转角速度为 ω0,地球表面的重力加速度为 g,O 为地球中心。求: (1)卫星 B 的运行周期; (2)若卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同,某时刻 A、B 两卫 星相距最近(O、B、A 在同一直线上),则至少经过多长时间, 他们再一次相距最近?

14(12 分)在检测某款电动车性能的实验中,质量为 8×102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为 15 m/s, 利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F 与对应的速 1 度 v,并描绘出 F-v图象(图中 AB、BO 均为直线),假设电动车图 行驶中所受的阻力恒定,求此过程中: (1)电动车的额定功率; (2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到 2 m/s?

15.(14 分)如图所示,长为 2L 的轻杆 OB,O 端装有转轴,B 端固定一个质量为 m 的小 球 B,OB 中点 A 固定一个质量为 m 的小球 A,若 OB 杆从水平位置静止开始释放转到竖 直位置的过程中,求: (1)A、B 球摆到最低点的速度大小各是多少? (2)轻杆转到竖直位置时,角速度多大? (3)轻杆对 A、B 两球各做功多少? (4)A、B 两球的机械能增量各是多少?

16.(15 分)如图所示,绝缘光滑轨道 AB 部 角为 30°的斜面,AC 部分为竖直平面上半径 圆轨道,斜面与圆轨道相切.整个装置处于 E、方向水平向右的匀强电场中.现有一个质 3mg 的小球,带正电荷量为 q= 3E ,要使小球 通过圆轨道,在 O 点的初速度应满足什么条件?

分为 为 R 场强 量为

倾 的 为 m

能安全

由 v′=at 得 所求运动时间 t=1 s.



D



8T

这个题有个大前提就是角 AOB 很小.因为 8T 只是近似的估算值,角 AOB 越小, 这 个 估 算 值 越 精 确 .

如左边那图(我画得很简易,其中粗线表示力,你把图点大了看) A 表 示 A 球 开 始 的 位 置 ,C 表 示 A 球 变 化 后 的 新 平 衡 位 置 因为 AB=2CB,由库伦定理可知,库仑力由原来的 F 变为了 4F.要想在水平方向 实现平衡,绳的张力在水平方向的分量也应该为原来的 4 倍.但是由于角 COB 变为了原来的角 AOB 的一半,当角度很小时正弦值也变为了原来的一半,所以 绳 的 张 力 要 变 为 原 来 的 8 倍 才 可 能 使 水 平 方 向 平 衡 . 整个过程不需要去考虑竖直方向的受力 , 因为质量是可以改变的 .首先要将就 水平方向的受力,水平方向受力确定了,竖直方向也就自然确定了,质量也就能 算出来了.在这个题中,若角度 AOB 是很小的角,则库仑力在竖直方向的分量非 常小,与绳的张力在竖直方向上的分力比起来可忽略不计,所以重力与绳的张 力 是 同 步 增 加 的 , 也 是 8 倍 .

另外,我前面说了,这道题只是个估算,只有当角 AOB 很小的时候才能成立,为 什 么 呢 ?

1.从我前面的分析可以看出用到了角 AOB 很小的条件,因为当角 α 很小的时候

sinα 才约等于 α,才会有 sin(α/2)=(sinα)/2,最后才会得出 8T,否则这倍数中会出 现 三 角 函 数

2.请看右边一个图,严格来说,A 球变化后的新平衡位置应该是右图所标的 C 点, 很明显 C 点是不在 AB 连线上的,而 AB=2CB.所以角 COB 都不是角 AOB 的 一半,而库仑力的方向也不像原来那样沿着 BA 的方向,而是沿着 BC 的方向, 所以解出来的结果是非常复杂的,且依赖于角度 AOB.如果角度 AOB 很小,这 一 切 差 别 都 可 以 忽 略 不 计 的 ,C 就 可 以 看 成 是 AB 的 中 点 . 该题所给选项是很简单的 ,你应该马上就明白这是估算 , 否则辛辛苦苦算了半 天 却 得 不 到 正 确 的 结 果 , 真 是 费 力 不 讨 好 .


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