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江西省临川区第一中学2014-2015学年高一下学期期末考试物理试题


临川一中 2014-2015 学年度下学期期末考试

高一物理试卷
考试时间:100 分钟;命题人:陈传明;审题人:丁高荣 一、选择题(40 分) (本题共 10 小题,在每小题给出的四个选项中,1-6 题只有一个选项正确, 7-10 有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选或不选的得 0 分) 1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进 了人类文明的进步,关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确 的是( ) A.笛卡尔首先提出了惯性的概念 B.牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验 手段直接验证 C.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起 来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 2 D.力的单位“N"是基本单位,加速度的单位“m/s ”是导出单位 2.如图所示,一质量为 m 的小滑块沿半椭圆绝缘轨道运动,不计一切摩擦。小滑块由静止从 轨道的右端释放,由于机械能守恒,小滑块将恰能到达轨道的左端,此过程所经历的时间为 t,下列说法正确的是( ) A.若将滑块的质量变为 2m,则滑块从右端到左端的时间不变 B.若将此椭圆的长轴和短轴都变为原来的 2 倍,则滑块从右端到左端的时间将不变 C.若让滑块带上正电,并将整个装置放在竖直向下的电场中,则小滑块仍能到达左 端,且时间不变 D.若 让滑块带上负电,并将整个装置放在竖直向下的电场中,则小滑块仍能到达左 端,且时间不变 3. 下表列出了某种型号轿车的部分数据, 表格右侧图为轿车中用于改变车速的挡位, 手 推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度, 从“1~5”逐挡速度增大, R 是倒车挡。 试问若轿车在额定功率下,要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一档?以最高速度运行时, 轿车的牵引力约为多大?( ) 长/mm×宽/mm×高/mm 净重/kg 传动系统 发动机型式 发动机排量(L) 最高时速(km/h) 100km/h 的加速时间(s) 额定功率 (kw) 4871×1835×1460 1500 前轮驱动与挡变速 直列 4 缸 2.2 252 10 140

A . “1” 挡 、 4000N B.“5”挡、2000N C.“1”挡、2000N D.“5”挡、8000N 4.2013 年 12 月 2 日,我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空,飞行 轨道示意图如图所示.“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球,先在轨道Ⅰ上运行,在 P 点从 圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,Q 为轨道Ⅱ上的近月点,则有关“嫦娥三 号”下列说法正确的是( ) A.由开普勒第三定律可知,“嫦娥三号”在两轨道上运行周期关系是: T1<T2 B.由于均绕月球运行,“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上具有相同的机 械能

C.由于“嫦娥三号” 在轨道Ⅱ上经过 P 的速度小于在轨道Ⅰ上经 过 P 的速度,因此在轨道 Ⅱ上经过 P 的加速度也小于在轨道Ⅰ上经过 P 的加速度 D.“嫦娥三号”从 P 到 Q 的过程中月球的万有引力做正功,速率不断增大 5.一组铅蓄电池的电动势为 48V,内阻不为零,以下说法中错误 的是( ) .. A.电路中每通过 0.1C 电量,铅蓄电池能把 4.8J 的化学能转变为电能 B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C.电路中每通过 0.1C 电量,铅蓄电池内部非静电力做功为 4.8J D.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干 电池(电动势为 1.5V)的强 6.如图所示,一质量为 m 的滑块以初速度 v0 从固定于地面的斜面底端 A 开始冲上斜面,到 达某一高度后返回 A,斜面与 滑块之间有摩擦。EK 代表动能,E 代表机械能,EP 代表势能,a 代 表加速度,x 代表路程,t 代表时间,下图中能正确反映物理量之间关系的图像是( ) a EK Ep E

0

t0

2t0

t 0

t0

2t0

t

0

x0

2x0

x

0

x0

2x0

x

A

B

C

D

7.如图所示,A、B、C、D 是真空中一正四面体的四个顶点.现在在 A、B 两点 分别固定两个点电荷 Q1 和 Q2,则关于 C、D 两点的场强和电势,下列说法正确 的是( ) A.若 Q1 和 Q2 是等量异种电荷,则 C、D 两点电场强度不同,电势相同 B.若 Q1 和 Q2 是等量异种电荷,则 C、D 两点电场强度和电势均相同 C.若 Q1 和 Q2 是等量同种电荷,则 C、D 两点电场强度和电势均不相同 D.若 Q1 和 Q2 是等量同种电荷,则 C、D 两点电场强度不相同,电势相同 8.如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下, 已知在金属块滑下的过程中动能增加了 12 J,金属块克服摩擦力做功 8 J,重力做功 24 J, 则以下判断正确的是( ) A.金属块带负电荷 B.电场力做功 4 J C.金属块的电势能与动能之和增加了 16 J D.金属块的机械能减少 12 J 9.关于电流,下列说法中正确的是( ) A.由 I=Q/t 可知,通过导线截面的电量越多,电流越大 B.由 I=nqsv 可知,同一导线内电荷定向移动的速率越大,电流越大 C.由 I=U/R 可知,导体中的电流与导体两端的电压成正 比 D.因为电流有方向,所以电流是矢量 10.如图所示,轻杆 AB 长 ? ,两端各连接一个小球(可视为质点) ,两小球质量关系

1 l mB ? m ,轻杆绕距 B 端 处的 O 轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆 2 3 2 gl ,则在以后的运动过程中( 转至水平位置时,A 球速度为 ) 3
为 mA ? A.A、B 球系统机械能守恒 B.当 B 球运动至最低点时,球 A 对杆作用力等于 0

C.当 B 球运动到最高点时,杆对 B 球作用力等于

mg D.A、B 球两球均做匀速圆周运动。 2

二、实验题 11. (8 分)某 同学设计了如图所示的装置,来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 μ 。给定的实 验器材有米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等。滑块和托盘上分别放有 若干砝码,滑块质量为 M,滑块上砝码总质量为 m′,托盘和盘中砝码的总质量为 m。实验中, 2 滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度 g 取 10m/s 。

①若利用上述实验器材和公式 a ?

2S 可以测量滑块在 A、B 间运动时的 t2

加速度。请你在给定的方框中设计一个记录两个物理量数据的表格,记 录次数为 5 次。在表格中标明要测量的两个物理量。 ②根据牛顿运动定律得到 a 与 m 的关系为: a ?
'

?1 ? ? ? g m ? ? g M ? ? m? ? m ?

当上式中的( m ? m )保持不变时,a 是 m 的一次函数。该同学想通过 多次改变 m,测出相应的 a 值,并利用上式来计算 ? 。为了保证实验中 ( m ? m )不变,在改变 m 时,应将从托盘中取出的砝码置 于 。 ③实验得到 a 与 m 的关系如图所示, 由此可知 μ = (取两位有 效数字)
'

12.(6 分)如图甲所示是电容器充、放电电路.配合电流传感器,可以捕捉瞬间的电流变化, 并通过计算机画出电流随时间变化的图象.实验中选用直流 8 V 电源,电容器选用电解电容 器.先使单刀双掷开关 S 与 1 端相连,电源向电容器充电,这个过程可瞬间完成.然后把单 刀双掷开关 S 掷向 2 端,电容器通过电阻 R 放电,传感器将电流传入计算机,图象上显示出 放电电流随时间变化的 I-t 曲线,如图乙所示. I/m A 10 8 6 4 2 0 2 4 6


8

t/s

根据甲乙图回答以下问题 (1)电容器充电完成后,电容器两端的电压 U= V, (2)试估算电容器放电过程通过电阻 R 的电荷量 Q= c (3)如果电容器上所标的电容模糊不清,请根据以上的数据进行估算,估算值 C=

F

三、计算题 13. (8 分)2003 年 10 月 15 日,我国神舟五号载人飞船成功发射.标志着我国的航天事业发 展到了一个很高的水平.飞船在绕地球飞行的第 5 圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面 高度为 R 的圆形轨道.已知地球半径为 R,地面处的重力加速度为 g,引力常量为 G,求: ⑴地球的质量; ⑵飞船在上述圆形轨道上运行的周期 T.

14.(8 分)如图所示,竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切,B、C 分别为半圆形轨道 的最低点和最高点。小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过 A 点时的速度 v A ,恰好通 过最高点 C.已知半圆形轨 道光滑,半径 R=0.40m,滑块与水平面间的动摩擦因数? = 0.50,A、 2 B 两点间的距离 L=1.30m。取重力加速度 g =10m/s 。求: (1)滑块运动到 A 点时速度的大小 v A (2)滑块从 C 点水平飞出后,落地点与 B 点间的距离 x。

15. (9 分) 如图所示的匀强电场中, 有 a、 b、 c 三点, ab 间距离 Lab ? 8cm , bc 间距离 Lbc ? 14cm , 其中 ab 沿电场方向, bc 和电场方向成 60°角。 一个带电量 q ? ?2 ?10?8 C 的负电荷从 a 点移到 b 点克服电场力做功 Wab ? 3.2 ?10?6 J 。求: (1)匀强电场的电场强度大小和方向; (2)电荷从 b 点移到 c 点,电势能的变化量; (3)a、c 两点间的电势差。

16.(9 分)如图甲所示,带斜面的足够长木板 P,质量 M=3kg.静止在水平地面上,其右侧靠竖 直墙壁,倾斜面 BC 与水平面 AB 的夹角 ? =37 、两者平滑对接。t=Os 时,质量 m=1kg、可视 为质点的滑块 Q 从 顶点 C 由静止开始下滑,图乙所示为 Q 在 O~6s 内的速率 v 随时间 t 变化 0 的部分图线。已知 P 与 Q 间的动摩擦因数是 P 与地面间的动摩擦因数的 5 倍,sin37 =0.6, 0 2 cos37 =O.8,g 取 10m/s 。求: (1)木板 P 与地面间的动摩擦因数。 (2)t=8s 时,木板 P 与滑块 Q 的速度大 小。
0

17.(12 分)如图所示为 研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在 Oxy 平面的 ABCD 区域内,存在两个场强大小均为 E 的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为 a 的正 方形(不计电子所受重力). (1)在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子,求电 子 离开 ABCD 区域的位置. (2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电 子恰能从 ABCD 区域左下角 D 处离开,求所有释放点 的位置. (3)若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动 a/n(n≥1), 仍使电子从 ABCD 区域左下角 D 处离开(D 不随电场移 动),求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的所有位置. 参考答案 1.C 2.A 3.C 4.D 5.B 6.D 7.BD 8.CD 9.BC 11.①记录数据的表格如图所示。②滑块;③0.21~0.25。

10ABD

【解析】 试题分析:①这两个物理量分别是位移 s 和时间 t,表格中记录的原始数据,故如表所示;② 要使( m ? m )不变,应将砝码从砝码盘中取出放入滑块中;③在图线上找到两个点,一个 2 2 是当 a=0.35m/s 时,m=6.7kg,另一个是当 a=0.15m/s 时,m=6.2kg,将两组数据代入到原公 式中,并且将公式先变形一下为: (a+μ g)=(1+μ )gm,代入后将两式相除,即可将与(1+μ ) 约掉,从而计算出 μ =0.23。 考点:列表格,根据 图像选数值计算摩擦因数。
'

12.(1)8V

(2)0.024C

(3)3 ? 10 F

?3

13. (1)

(2) T ? 4?

2R g

14. (1)5m/s; (2)3m/s; (3)1.2m 【解析】

m vc 得 vc ? gR ? 2m / s R 1 1 2 2 由 A 到 C 过程,由动能定理得:- mg ?L ? mg 2 R ? mv c ? mv A 2 2 得: v A ? 33m / s
试题分析:(1)小球恰好通过 C 点,有:mg= (2)小滑块从 C 飞出后,做平抛运动

2

x ? vc t 2 R ?
解得 x=0.8m

1 2 gt 2

【解析】试题分析:(1)根据在地面重力和万有引力相等,则有

解得: (2)设地球质量为 M,飞船质量为 m,速度为 v,地球的半径为 R,神舟五号飞船圆轨道的半 径为 r,飞船轨道距地面的高度为 h,则据题意有:r=R+R,飞船在轨道上飞行时,万有引力

提供向心力有: 解得: T ? 4?

2R g
3

15.(1) 2.0×10 v/m ,水平向右;(2) 电荷的电势能增加 2.8 ?10 J ;(3)3.0×10 V 【解析】 试题分析:(1)负电荷从 a 点移到 b 点克服电场力做功,说明负电荷所受电场力的方向为由 b 指向 a,负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反,故该匀强电场的方向为由 a 指向 b 3 (水平向右) ,由 Wab ? qElab 代入数值可得 E=2.0×10 (v/m) ;
2

?6

(2)负电荷由 b 点移到 c 点,电场力做的功 Wbc ? qElbc cos60? ? ?2.8 ?10?6 J ,电场力做负功 电荷的电势能增加,故了电荷的电势能增加 2.8 ?10 J ; (3) a、c 两点间的电势差为 U=300(V) 。
?6

16.(1) ? 2 ?

?1
5

? 0.025 (2) v p ? 0.5m / s vQ ? 2.5m / s

【解析】 试题分析: (1)0~2s 内,P 因墙壁存在而不动,Q 沿着 BC 下滑,2s 末的速度为 v1=9.6m/s, 设 P、Q 间动摩擦因数为 μ 1,P 与地面间的动摩擦因数为 μ 2; 对 Q,由 v ? t 图像有 a1 ? 5.0m / s 2 (1 分) 由牛顿第二定律有: mg sin370 ? ?1mg cos370 ? ma1 联立求解得: ?1 ? 0.15 ?1 ? 0.125 (1 分) (2 分)

?2 ?

?1
5

? 0.025 (1 分)

(2)2s 后,Q 滑到 AB 上,因 ?1mg ? ?2 (m ? M ) g ,故 P、Q 相对滑动,且 Q 减速、P 加速, 设加速度大小分别是 a2、a3,Q 从 B 滑动 AB 上到 P、Q 共速所用的时间为 t0 对 Q 有: ?1mg ? ma2 (1 分) 对 P 有:

?1mg ? ?2 (m ? M ) g ? Ma3 (1 分)
2 2

共速时: v1 ? a2 t 0 ? a3t 0 (1 分) 解得 a2=1.25m/s 、a3=1/12m/s 、t0=7.5s 故在 t=8s 时,P 加速,Q 减速 (1 分)

v p ? a3t ? 0.5m / s vQ ? v0 ? a2t ? 10 ? a2 ? 6 ? 2.5m / s

17.(1)( ? 2a ,

1 1 a )(2)xy= a 2 4 4 1 1 2 ? ) (3) xy ? a ( 2n 4

,即在电场Ⅰ区域内满足方程的点即为所求位置

(1)设电子的质量为 m,电量为 e,电子在电场 I 中做匀加速直线运动,出区域 I 时的速度 为 v0 ,此后在电场 II 中做类平抛运动,假设电子从 CD 边射出,出射点纵坐标为 y ,

1 2 mv 0 2 1 解得 y= a 4
有 eEa ?

a 1 1 eE a 2 ? y ? at 2 ? ( ) 2 2 2 m v0

所以原假设成立,即电子离开 ABCD 区域的位置坐标为(-2a,

1 a) 4

(2)设释放点在电场区域 I 中,其坐标为(x,y) ,在电场 I 中电子被加速到 v1,然后进入电 场 II 做类平抛运动,并从 D 点离开,有

1 2 1 eE a 2 at ? ( ) 2 2 m v1 1 2 解得 xy= a 即在电场 I 区域内满足该函数的点即为所求位置。 4 y?
(3)设电子从(x,y)点释放,在电场 I 中加速到 v2,进入电场 II 后做类平抛运动,在高度 为 y′处离开电场 II 时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过 D 点,则有

1 eE a 2 ( ) 2 m v2 a y' ? vy nv2 ' y?y 1 vy ? a 2 v2 1 2 1 ? ) 解得 xy ? a ( 2n 4 y ? y' ?
即在电场 I 区域内满足该函数的点即为所求位置


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