湖北省黄冈中学2014-2015学年高一下学期期末考试物理试卷

湖北省黄冈中学2015年春季高一年级期末考试物理试题

第Ⅰ卷(选择题，共40分)

一、本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10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．公元1543年，哥白尼的著作《天体运行论》正式发表，该书中提出行星绕太阳做匀速圆周运动，6颗行星运动的示意图如图所示．假设行星只受到太阳的引力，按照哥白尼上述的观点．下列说法中正确的是（）

A．太阳对6颗行星的引力一样大

B．6颗行星中，水星绕太阳运动的角速度最小

C．6颗行星中，土星绕太阳运动的向心加速度最大

D．火星绕太阳运动的周期大于一年

答案与解析：

1．D 由行星的运动规律：

可得距离中心天体越远运动越慢，故选D．

2．下列有关力和运动的说法，其中正确的是（）

A．物体受到的合外力为恒力，物体一定做直线运动

B．物体受到的合外力方向变化，物体一定做曲线运动

C．作曲线运动的物体速度方向和加速度方向一定不相同

D．作曲线运动的物体速度方向在不同时刻一定不相同

答案与解析：

2．C 物体受恒力作用时可以做匀变速曲线运动，当直线运动的合外力反向时，物体依然可以做直线运动，由曲线运动的条件，合外力与速度一定不共线，可得C 正确．

3．两个相同的金属小球(均可看做点电荷)带有异种电荷，其中一个小球所带电量是另一个的3倍，相互间的库仑力大小为F．现将它们接触一段时间后移开，两球距离变为原来的2倍，则两金属小球间的库仑力大小变为（）

A．B．

C． D．

答案与解析：

3．A 由库伦定律，可求得A正确．

4．如图所示，是两点电荷周围电场线的平面示意图，P、Q两点是电场线上的两点，下列分析正确的是（）

A．两点电荷所带电量一定相等

B．两点电荷电性一定相同

C．P点电势一定低于Q点电势

D．P点电场强度一定大于Q点电场强度

答案与解析：

4．C 由电场线的分布可以得到，两点电荷是异种电荷且所带电是不相等(相等时左右对称)，作出P、Q两点所在的等势面可得Q点电势比P点高，由电场线的疏密可以判断Q点场强比P大．

5．如图所示，圆周c是质量为m的小球以速率秒沿逆时针方向作匀速圆周运动的轨迹，轨迹圆半径为R．当小球运动到图中A点时，小球所受向心力大小突变为F n，下列对小球随后的运动分析，其中正确的是（）

A．若F n＝0，小球将沿轨迹d作匀速直线运动

B．若，小球可能沿轨迹a作匀速直线运动

C．若，小球可能以小于v的速率沿轨迹c作圆周运动

D．若，小球可能沿轨迹b作曲线运动

答案与解析：

5．D 当时，沿圆周c运动；

当时，近心运动；

当时，沿b离心飞出；

当F n＝0时，沿切线a飞出.

6．如图所示电路中，E为电池组，S为单刀双掷开关，1、2是单刀双掷开关的两个触点，为灵敏电流计，C为平行板电容器，两极板间距为d．先将开关S与触点1相连，一段时间后将开关与触点2连接，下列说法正确的是（）

A．S与触点1相连时，电流计一直有稳定的示数

B．S与触点2连接后，电容器的电容变为零

C．S与触点1相连时，若改变d的大小，应有电流通过电流计

D．S与触点2连接后，电流计一直有稳定的示数

答案与解析：

6．C 电容器的充电和放电时的电流都是瞬时电流，无法使有稳定示数，S与

1相连时，U不变．由Q＝CU和，可知d变化时，Q也会变，即有电

流．

7．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C是三个轮子边缘上的点．当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（）

A．A、B两点的线速度大小一定相等

B．A、B两点的角速度一定相等

C．A、C两点的周期之比为R1∶R2

D．B、C两点的向心加速度之比为R3∶R2

答案与解析：

7．AC A、B两点物线速度相等，B、C两点的角速度相等，由向心加速度a＝ω2R知B、C向心加速度之比为R2∶R3.

8．如图所示，水平地面上的小车固定有一竖直的杆，杆上套有一小球，杆表面各处粗糙程度相同．当小车在地面上作直线运动时，小球相对杆匀速下滑，下列对该过程的分析，其中正确的是（）

A．小球不可能作匀速直线运动

B．小球可能作匀变速直线运动

C．小球的位移一定大于小车的位移

D．如果小车的速度均匀增大，小球的速度也均匀增大

答案与解析：

8．CD 小球的位移为车的位移和小球相对于车的位移的矢量和，一定大于车的位移，若车速均匀增大，则加速度a一定，则小球的加速度a也恒定，故选CD．

9．如图所示，水平转台绕竖直轴匀速转动，穿在水平光滑直杆上的小球A和B 由轻质弹簧相连并相对直杆静止．已知A、B小球的质量分别为2m和m，它们之间的距离为3L，弹簧的劲度系数为k、自然长度为L，下列分析正确的是（）

A．小球A、B受到的向心力之比为2∶1

B．小球A、B做圆周运动的半径之比为1∶2

C．小球A匀速转动的角速度为

D．小球B匀速转动的周期为

答案与解析：

9．BC A、B的向心力大小相等，角速度相等，由F向＝m1ω2R1＝m2ω2R2可求得两球的运动半径之比为1∶2，由F k＝k·2L＝mω22L可求得．

10．质量为m的汽车在平直路面上由静止匀加速启动，运动过程的v－t图象如图所示，已知t1时刻汽车达到额定功率，之后保持额定功率运动，整个过程中汽车受到的阻力恒定，由图可知（）

A．在0～t1时间内，汽车的牵引力大小为

B．在0～t1时间内，汽车的功率与时间t成正比

C．汽车受到的阻力大小为

D．在t1～t2时间内，汽车克服阻力做的功为

答案与解析：

10．BC 匀加速启动中，0～t1：匀加速运动，牵引力恒定，功率增大．t1～t2：功率一定，牵引力减小，最终牵引力与阻力相等，汽车做匀速运动．

第Ⅱ卷(非选择题，共60分)

二、本题包括2小题，共15分．解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置或按题目要求作图，不必写出演算步骤．

11．(6分)如图1所示，是“探究功与速度变化的关系”实验装置图．请回答下列问题：

(1)实验时下列做法能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化的是____；

A．释放小车的位置等间距的变化

B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍

C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍

D．增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放

(2)若根据多次测量数据，画出橡皮筋对小车做的功W和小车的速度v关系图象如图2所示，为进一步探明W与v的关系，可作W和____的图象，该图象的形状应该是____．

答案与解析：

11．(1)D (2)v2，(过原点的)直线(每空2分)

12．(9分)用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验．

(1)先将打点计时器接通电源，让重锤从高处由静止开始下落．打点计时器每经过0.02s在重锤拖着的纸带上打出一个点，图4中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带．打点计时器打下O点(图中未标出)时，重锤开始下落，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．刻度尺0刻线与O点对齐，A、B、C 三个点所对刻度如图4所示．打点计时器在打出B点时重锤下落的高度h B＝

_____cm，下落的速度为v B＝____m/s(速度值保留3位有效数字)．

(2)若当地重力加速度为g，重锤由静止开始下落h时的速度大小为v，则该实验需要验证的关系式是______．(用题中所给物理量表示)

答案与解析：

12．(1)19.40 (19.38～19.42)；1.95(1.92～1.96)

(2)(每空3分)

三、本题包括4小题，共45分．解答时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．

13．(10分)火星是太阳系中最类似地球的行星，人类为了探索火星的奥秘已经向这颗红色星球发送了许多探测器，其中有的已经登陆火星表面，有的围绕火星飞行．已知一绕火星做匀速圆周运动的探测器轨道半径为r，周期为T．若将火星视为质量分布均匀、半径为R的球体，且忽略火星的自转影响，求：

(1)火星的第一宇宙速度v；

(2)火星表面的重力加速度g．

答案与解析：

解：(1)设火星质量为M、探测器的质量为m，根据探测器绕火星做匀速圆周运

动，有：①(2分)

设质量为m1的卫星以第一宇宙速度绕火星做匀速圆周运动，有：

②(2分)

由①②式可得：(2分)

(2)设在火星表面上有质量为m2的物体，有：③(2分)

由①③式可得：(2分)

14．(12分)水平地面上有一高h＝4.2m的竖直墙，现将一小球以v0＝6.0m/s的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点与墙面的水平距离s＝3.6 m、离地面高H ＝5.0m，不计空气阻力，不计墙的厚度．取重力加速度g＝10m/s2．

(1)求小球碰墙点离地面的高度h1；

(2)若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直墙，小球抛出时的初速度大小应满足什么条件?

答案与解析：

解：(1)小球在碰到墙前作平抛运动，设小球碰墙前运动时间为t，由平抛运动

的

规律有：

水平方向上：s＝v0t ①(2分)

竖直方向上：②(2分)

由①②式并代入数据可得：h1＝3.2m(2分)

(2)设小球以v1的初速度抛出时，小球恰好沿墙的上沿越过墙，小球从抛出至运动到墙的

上沿历时t1，由平抛运动的规律有：

水平方向上：s＝v1t1③(2分)

竖直方向上：④(2分)

由③④式并代入数据可得：v1＝9.m/s(1分)

所以小球越过墙要满足：初速度v≥9.0m/s(1分)

说明：结果为v>9.0m/s也得分

15．(11分)如图所示，竖直平面内半径R＝0.40m的圆周轨道下端与水平面相

切，O为圆轨道的圆心，D点与圆心等高，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点，圆轨道内壁光滑．小滑块(可视为质点)从A点以v0＝6.0 m/s的速度沿水平面向左滑动，接着滑块依次经过B、C、D三点，最后沿竖直方向下落到地面上的E点．已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.50，A、B两点间的距离L＝1.2 m．取重力加速度g＝10m/s2．

(1)求滑块运动到D点时的速度大小v D；

(2)若让滑块从E点以初速度v E开始沿水平面向左滑动，滑块仍沿圆轨道运动直至最终竖直下落到E点，求初速度v E的最小值．(结果可保留根号)

答案与解析：

解：(1)对滑块从A点运动到D点过程，由动能定理有：

①(3分)

代入数据解得：v D＝4m/s(2分)

(2)若滑块沿圆轨道运动最终竖直下落到E点，则滑块必须通过最高点C，设滑块在C点

的最小速度为v C，有：

②(2分)

对滑块从E点运动到C点过程，由动能定理有：

③(2分)

由②③式并代入数据可解得：(2分)

16．(12分)如图所示，平行于纸面的匀强电场中有三点A、B、C，其连线构成边长cm的等边三角形，现将一电荷量为q1＝－1×10－8C的点电荷从A点移到

B点，电场力做功为W1＝3×10－6J，将另一电荷量为q2＝2×10－8C的点电荷从A

点移到C点，电荷克服电场力做功为W2＝6×10－6J．

(1)求匀强电场的电场强度大小和方向

(2)一质量为m＝1×10－6kg、电荷量q＝3×10－8C的微粒在B点时的速度方向指向C，随后恰好通过A点，求该微粒通过A点时的动能．(微粒所受重力不计)

答案与解析：

解：(1)点电荷q1从A点移到B点，有：

W1＝q1U AB①(1分)

代入数据解得：U AB＝－300V(1分)

点电荷q2从A点移到C点，有：

W2＝q2U AC②(1分)

代入数据解得：U AC＝－300V(1分)

由U AB＝U AC可知B、C两点电势相等，过A作AD垂直于BC，如图所示，

所以电场方向是由D指向A(1分)

由匀强电场中场强和电势的关系有：

U AC＝ELsin60°③(1分)

解得：E＝2×104V/m(1分)

(2)微粒在B点时的速度方向与电场方向垂直，故微粒从B点到A点是做类平抛运动，

设微粒在B点时的速度大小为v0，经时间t运动到A点，微粒加速度大小为a

在BC方向上：Lcos60°＝v0t ④(1分)

在DA方向上：⑤(1分)

又有：qE＝ma ⑥(1分)

对微粒从B点到A点，由动能定理有：

⑦(1分)

由④～⑦并代入数据可得：E KA＝9.75×10－6J(1分)