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安庆一中、合肥六中2013-2014学年高二下学期期末联试物理试题


安庆一中合肥六中联考高二年级 2013-2014 学年度 第二学期期末考试物理试题
时间:90 分钟 分值 100 分

一、选择题(每题只有一个正确答案,每题 4 分,共 40 分)
1. 如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中 M 点以相同速度垂直于电场线方 向飞出 a、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚 线所示,则( )

A.a 一定带正电,b 一定带负电 B.a 的速度将减小,b 的速度将增加 C.a 的加速度将减小,b 的加速度将增加 D.两个粒子的动能,一个增加一个减小

2.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO、bO、cO,其下端都固定于底部 圆心 O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是 30° 、45° 、60° .若有三个小孩同时从 a、b、c 处开始下滑(忽略阻力), 则( ) A.a 处小孩最后到 O 点 B.b 处小孩最后到 O 点 C.c 处小孩最先到 O 点 D.a、c 处小孩同时到 O 点 3.2012 年我国“蛟龙”号载人潜水器下潜记录再创新高,成功实现下潜 7 km 深度.设潜 水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中,海水浮力 F 始终不 变,所受海水阻力仅与潜水器速度有关.已知当潜水器的总质量为 M 时恰好匀速下降, 若使潜水器以同样速率匀速上升, 则需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加速度 为 g)( ) 2F B.M- g

F? A.2? ?M- g ?

1

F C.2M- g

F D .2M- 2g

4.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在 0~6 s 内其速度与时间的图象和该 拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示.下列说法错误的是( A.0~6 s 内物体的位移大小为 30 m B.0~6 s 内拉力做的功为 70 J C. 合外力在 0~6 s 内做的功与 0~2 s 内做的功 相等 D.滑动摩擦力的大小为 5 N )

5.如图所示,A 和 B 为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开 始时开关 S 闭合且滑动变阻器的滑动触头 P 在 a 处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,电源 的内阻不能忽略,则下列判断正确的是( A.小球带负电 B.当滑动触头从 a 向 b 滑动时,绝缘线的偏角 θ 变大 C.当滑动触头从 a 向 b 滑动时,电流表中有电流,方向 从上向下 D.当滑动触头停在 b 处时,电源的输出功率一定大于滑 动触头在 a 处时电源的输出功率 )

6.如图所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体 A 的质 量为 M,水平面光滑.当在绳的 B 端挂一质量为 m 的物体时, 物体 A 的加速度为 a1,当在绳的 B 端施以 F=mg 的竖直向下的 拉力作用时,A 的加速度为 a2,则 a1 与 a2 的大小关系是( A.a1=a2 D.无法确定 B.a1>a2 C.a1<a2 )

2

7.如图甲所示,轻杆一端固定在 O 点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半 径为 R 的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为 F,小球在最高点的速 度大小为 v,其 F 一 v2 图象如乙图所示。则( ) F a R O o 图甲 b 图乙 c v2

bR A.小球的质量为 a
B.当地的重力加速度大小为

R b

C.v2 =c 时,小球对杆的弹力方向向上 D.v2=2b 时,小球受到的弹力与重力大小相等

8.假设宇航员在某星球表面沿水平方向以初速度 v0 抛出一小球,测得小球的下落高度为 h 时,水平位移为 x 。已知引力常量为 G,该星球的质量为 M。则该星球的第一宇宙速度为 ( )

A.

4

2GMhv 2 0 x2

B.

2GM R

C. 4

2 GMhv0 x2

D.

GM R

9.如图所示,A、B 为平行金属板,两板相距为 d,分别与电源两极相连,两板的中央各 有一小孔 M 和 N,今有一带电质点,自 A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落(P、M、 N 在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达 N 孔时速度恰好为零,然后沿原路返回, 若保持两极板间的电压不变,则( ) P d M d N B A

A.把 B 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后 将穿过 N 孔继续下落 B. 把 B 板向下平移一小段距离, 质点自 P 点自由下落后将 穿过 N 孔继续下落 C. 把 A 板向上平移一小段距离, 质点自 P 点自由下落后不 能返回
3

D.把 A 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落 10. 如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为 M 的木板 B 处于静 止状态,现有一个质量为 m 的木块 A 在 B 的左端以初速度 v0 开始向 右滑动,已知 M>m,用①和②分别表示木块 A 和木板 B 的图象,在 木块 A 从 B 的左端滑到右端的过程中,下面关于速度 v 随时间 t、动 能 Ek 随位移 s 的变化图象,其中可能正确的是( )

二.实验题。 (每空 2 分,共 16 分)
11.某实验小组采用如图甲所示的装置来探究“功与速度变化的关系”.实验中,小车碰 到制动装置时,钩码尚未到达地面.实验的部分步骤如下:

①将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上,在长木板的另一端固定打点计时 器; ②把纸带穿过打点计时器的限位孔,连在小车后端,用细线跨过定滑轮连接小车和钩 码; ③把小车拉到靠近打点计时器的位置,接通电源,从静止开始释放小车,得到一条纸 带; ④关闭电源,通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速 度变化的关系. 如图所示是实验中得到的一条纸带,点 O 为纸带上的起始点,A、B、C 是纸带上的三 个计数点,相邻两个计数点间均有 4 个点未画出,用刻度尺测得 A、B、C 到 O 的距离如 图所示,已知所用交变电源的频率为 50 Hz,问:
4

(1)打 B 点时刻,小车的瞬时速度 vB=________m/s.(结果保留两位有效数字) (2)本实验中,若钩码下落高度为 h1 时合外力对小车所做的功为 W1,则当钩码下落 h2 时, 合外力对小车所做的功为________.(用 h1、h2、W1 表示)

(3)实验中,该小组同学画出小车位移 x 与速度 v 的关系图象如图所示.根据该图线形状, 某同学对 W 与 v 的关系作出的猜想,肯定不正确的是( ) 1 A.W∝v B.W∝v2 C.W∝v D.W∝v3 2.一个标有“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡,其灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一探 究性学习小组在实验室研究这一问题,现实验室备有以下实验器材: 器材名称 代号 参数 E 电池组 电动势 9 V,内阻 0.5 Ω V1 电压表 量程 0~5 V,内阻 2.0 kΩ V2 电压表 量程 0~15 V,内阻 3.0 kΩ A1 电流表 量程 0~0.3 A,内阻 2.0 Ω A2 电流表 量程 0~6 A,内阻 0.4 Ω R1 滑动变阻器 0~10 Ω,额定电流 2 A R2 滑动变阻器 0~100 Ω,额定电流 0.5 A R0 固定电阻 5 Ω,额定电流 5 A S 开关 一个 M 导线 若干 实验时要求测量范围尽可能大,且要求灯泡上的电压从 0 开始调节,测量结果尽可能 准确. (1)现在有图所示的 a、b、c、d 四个电路,其中可选用的电路有________.

5

(2)在实验中,应当选用的实验器材有电压表________,电流表________,滑动变阻器 ________.(填器材名称代号)

(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的 I-U 图线,如图所示,试根据图线中给出 的数据,求出小灯泡在工作点 B 的电阻值为________

三.计算题。 (共 44 分)
13. (10 分)一台小型电动机在 3 V 电压下工作,用此电动机提升所受重力为 4 N 的物体 时,通过它的电流是 0.2 A.在 30 s 内可使该物体被匀速提升 3 m.若不计除电动机线圈生 热之外的能量损失,求: (1)电动机的输入功率; (2)在提升重物的 30 s 内,电动机线圈所产生的热量; (3)线圈的电阻.

14. (10 分)如图甲所示,一质量为 m=1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的 A 点,从 t=0 时刻开始,物块受到按如图乙所示规律变化的水平力 F 作用并向右运动,第 3 s 末物块运 动到 B 点时速度刚好为 0,第 5 s 末物块刚好回到 A 点,已知物块与粗糙水平面之间的动 摩擦因数 μ=0.2,(g 取 10 m/s2)求: (1)A 与 B 间的距离; (2)水平力 F 在 5 s 内对物块所做的功.

6

15. (12 分)如图,在 xOy 平面内,MN 和 x 轴之间有平行于 y 轴的匀强电场和垂直于 xOy 平面的匀强磁场,y 轴上离坐标原点 4L 的 A 点处有一电子枪,可以沿+x 方向射出速度为

v0 的电子(质量为 m,电量为 e) 。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动。如
果撤去电场,只保留磁场,电子将从 x 轴上距坐标原点 3L 的 C 点离开磁场.不计重力的影 响,求: (1)磁感应强度 B 和电场强度 E 的大小和方向; (2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从 D 点(图中未标出)离开电场,求 D 点的坐 标; (3)电子通过 D 点时的动能。

16. (12 分)如图所示,均可视为质点的三个物体 A、B、C 在倾角为 30 的光滑斜面上, A 与 B 紧靠在一起,C 紧靠在固定挡板上,质量分别为 mA =0. 43 kg, mB =0.20 kg, mC = 0. 50 kg,其中 A 不带电,B、C 的电量分别为 qB ? ?2.0 ?10 C、qC ? ?7.0 ?10 C 且保 持不变,开始时三个物体均能保持静止。现给 A 施加一平行于斜面向上的力 F,使 A 做加
2 速度 a=2.0 m/s 的匀加速直线运动,经过时间 t ,力 F 变为恒力。已知静电力常量

?5

?5

k ? 9 ?109 N ? m2 /C2 , g ? 10m/s2 。
(1)求时间 t; (2)在时间 t 内,力 F 做功 WF = 2. 31J,求系统电势能的变化量 ΔEP 。

7

安庆一中合肥六中联考高二年级 2013-2014 学年度 第二学期期末考试物理参考答案
1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6. C 7.D 8.A 9.B 10.D h2 11. (1)0.40 (2) W1 (3)AC h1 12.(1)d (2)V1 A1 R1 (3)10 Ω 13. 解析:(1)电动机的输入功率 P 入=UI=0.2×3 W=0. 6 W.(2 分) (2)电动机提升重物的机械功率 P 机=Fv=(4×3/30) W=0.4 W. 根据能量关系 P 入=P 机+PQ,得热功率 PQ=P 入-P 机=(0.6-0.4) W=0.2 W. 所生热量 Q=PQt=0.2×30 J=6 J. (6 分) (3)根据焦耳定律 Q=I2Rt,得线圈电阻 R=5 Ω. (2 分) 14.【解析】 (1)在 3 s~5 s 内物块在水平恒力 F 作用下由 B 点匀加速运动到 A 点,设加 速度为 a,A 与 B 间的距离为 x,则 F-μmg=ma 得 a=2 m/s2 1 x= at2=4 m. (4 分) 2 (2)设物块回到 A 点时的速度为 vA, 由 v2 A=2ax 得 vA=4 m/s 设整个过程中 F 做的功为 WF, 1 由动能定理得:WF-2μmgx= mv2 2 A 解得:WF=24 J. (6 分)

15.(1)只有磁场时,电子运动轨迹如图 1 所示 洛仑兹力提供向心力 Bev0 ? m
2 2
2 v0 R

由几何关系 R ? (3L) ? (4L ? R)

2

求出 B ?

8mv0 垂直纸面向里 25eL
沿y轴

电子做匀速直线运动 Ee ? Bev0

求出 E ?

8mv0 2 25eL

负方向(4 分) (2)只有电场时,电子从 MN 上的 D 点离开电场,如图 2 所示
8

设 D 点横坐标为 x

x? v 0 t

2L ?

1 eE 2 ? t 2 m

求出 D 点的横坐标为 x ? 纵坐标为 y ? 6 L (6 分)

5 2 L ? 3.5L 2

(3)从 A 点到 D 点,由动能定理 求出 EkD ?

1 2 Ee ? 2 L ? EkD ? mv0 2

57 2 mv0 。 (2 分) 50

16.(1)A、B、C 静止时,设 B、C 间距离为 L1 ,则 C 对 B 的库仑斥力为 F库 ? k 以 A、B 为研究对象,据力的平衡有 F库 ? (mA ? mB ) g sin30 ,解得 L1 =2. 0 m
0

qC qB , L12

给 A 施加力 F 后,A、B 沿斜面向上做匀加速直线运动,C 对 B 的库仑斥力逐渐减小,A、 B 间的弹力也逐渐减小.经过时间 t,A、B 间距离为 L2 ,两者间弹力减小到零,此后两者

? ?k 分离,力 F 变为恒力。则 t 时刻 C 对 B 的库仑斥力为 F库
0

qC qB ,以 B 为研究对象,根 L2 2

? ? mB g sin30 ? mBa ,解得 L2 ? 3. 0 m 据牛顿第二定律得 F库
根据匀加速直线运动位移一时间关系得 L2 ? L1 ? (2)t 时刻 A、B 仍具有共同速度 v ? at

1 2 at ,即 t ? 1.0s (6 分) 2
0

以 A、B、C 为研究对象,时间 t 内重力做功为 WG ? ?(mA ? mB ) g (L2 ? L1 )sin30 根据系统功能关系有 WF ? WG ? W库 ?

1 (mA ? mB )v 2 2

根据系统电势能的变化与库仑力做功的关系得 ?Ep ? ?W库 系统电势能的变化量为 ?E p ? ? 2. 1 J。 (6 分)

9


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