河北省正定中学2014-2015学年高一下学期期末考试物理试卷(Word版含答案)

高一第二学期期末考试

物理试题

满分110分；时间90分钟

一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。其中1-8为单选题，9-12为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1.清代学者郑复光在他的著作《费隐与知录》中，提出了极具新意的地脉说，用以解释地磁现象，明确赋予了地脉以确切的物理的力学性能：“针为地脉牵型”，地脉是能够对磁针施予力作用的，将地脉抽象为无数曲线组成的曲线族，这些曲线就是现在我们通常所说的力线，而在西方学者中，最先提出力线概念的科学家是（）

A.牛顿

B.法拉第

C.库仑

D.第谷

2.如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置，

使O点的电场强度改变，下列叙述正确的是（）

A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

B．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿Od

C．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿Oc

D．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe

3.“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是( )

A．“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救

B．站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

C．“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5 倍

D．“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍

4.如图所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势-4V、-2V、0、2V、4V的等势线，若AB=BC=CD=DE=2cm，且与直线MN成30°角，则（）

A. 该电场是匀强电场，场强方向垂直于AA′，且指向右下

B. 该电场是匀强电场，场强大小为E=2V/m

C. 该电场是匀强电场，距C 点距离为2cm 的所有点中，最高电势为2V ，最低电势为-2V

D. 该电场是匀强电场，距C 点距离为2cm 的所有点中，最高电势为4V ，最低电势为-4V 5.在x 轴上存在与x 轴平行的电场，x 轴上各点的电势随x 点位置变化情况如图所示。图中－x 1～x 1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是( ) A ．x 轴上各点的场强大小相等 B ．从-x 1到x 1场强的大小先减小后增大

C ．一个带正电的粒子在x 1点的电势能大于在-x 1点的电势能

D ．一个带正电的粒子在－x 1点的电势能大于在-x 2点的电势能

6.如图所示，无限大均匀带正电薄板竖直放置，其周围空间的电场可认为是匀强电场。光滑绝缘细管垂直于板穿过中间小孔，一个视为质点的带负电小球在细管内运动。以小孔为原点建立x 轴，规定x 轴正方向为加速度a 、速度v 的正方向，下图分别表示x 轴上各点的电势φ，小球的加速度a 、速度v 和动能E k 随x 的变化图象，其中正确的是（ ）

7. 如图所示，竖直平面内

4

1

光滑圆弧轨道半径为R ，等边三角形AB C 的边长为L ，顶点C 恰好位于圆周最低点，CD 是AB 边的中垂线。在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷，带电荷量分别为＋q 、-q 。现把质量为m 带电荷量为＋Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放，到最低点C 时速度为v 0 。不计＋Q 对原电场的影响，取无穷远处为电势零点，静电力常量为k ，则（ ）

A.小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒

B. C 点电势比D 点电势高

C. M 点电势为

)2(212

0mgR mv Q

- D.小球对轨道最低点C 处的压力大小为R

v m mg 20

+

8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，W

表示正电

荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，

各物理量与负极板移动

距离x的关系图象中正确的是（）

9.某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图2所示，则（不考虑空气阻力）( )

A.电场强度大小恒定，方向沿x轴正方向

B.从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越

来越大

C．从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场

力做的功越来越多

D.到达x1位置时，小球速度的大小为

()

m

mgx

E

E

1

1

2+

-

10. 如图所示。氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( )

A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多

B．三种粒子打到屏上的速度一样大

C．三种粒子运动到屏上所用的时间相同

D．三种粒子一定打到屏上的同一位置

11.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )

A ．环到达

B 处时，重物上升的高度(

)

d h 12-=

B ．环到达B 处时，环与重物的速度大小相等

C ．环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能

D ．环能下降的最大高度为

43

d 12.如图甲，两水平金属板间距为d ，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t =0时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间，3

~

0T

时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属边缘飞出。

微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g 。关于微粒在

T ~0时间内运动的描述，正确的是(

)

图乙

3

3

2E 图甲

v 0

A.末速度大小为02v

B.末速度沿水平方向

C.重力势能减少了

mgd 2

1

D.克服电场力做功为mgd

第Ⅱ卷 非选择题（共62分）

二、填空题：本题2个小题，其中第13题7分，第14题7分

13.某实验小组利用力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G 相连，力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A 、B 两点各固定一个光电门传感器，用于测量小车的速度v 1和v 2

，如图所示。在小车上放置砝码来改变小车质量，用不同的重物G 来改变拉力的大小，摩擦力不计。 （1）实验主要步骤如下：

①测量小车和拉力传感器的总质量M 1，把

细线的一端固定在力传感器上，另一端通过定滑轮与重物G 相连，正确连接所需电路；

②将小车停在点C （点C 在光电门B 的右侧），由静止开始释放小车，小车在细线拉动下

运动，除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外，还应该记录的物

理量为_________；

③改变小车的质量或重物的质量，重复②的操作。

（2）下面表格中M 是M 1与小车中砝码质量之和，（△E 为动能变化量，F 是拉力传感器的拉力，W 是F 在A 、B 间所做的功。表中的△E 3＝________，W 3＝_______（数据保留三位有效数字）。

（3）根据表中的数据，请在坐标上作出△E —W 图线。 14.理论分析可得出弹簧的弹性势能公式2

2

1kx E P

(式中k 为弹簧的劲度系数， x 为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论，A 、B 两位同学设计了以下的实验：

①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m 的小铁球，稳定后测得弹簧的伸长量为d 。

②A 同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧。拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量x 和小铁球上升的最大高度H 。

③B 同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x ，释放弹簧后，小铁球从高为h 的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L 。

⑴A 、B 两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量，这个物理量

是 ；请用m 、d 、g 表示所示的物理量 。

⑵如果2

2

1kx E P =

成立，那么： A 同学测出的物理量x 与d 、H 的关系式是x ＝ ； B 同学测出的物理量x 与d 、h 、L 的关系式是x ＝ ；

三、计算题（本题4个小题，共48分。解答时应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。） 15.邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、科技含量最高的一家专业高端剧院。2014年元旦前后，邯郸大剧院举办了几场盛大的新年音乐会。在一场演出前工作人员用绳索把一架钢琴从高台吊运到地面。已知钢琴的质量为175kg ，绳索能承受的最大拉力为1820N ，吊运过程中钢琴以0.6m/s 的速度在竖直方向向下做匀速直线运动。降落至底部距地面的高度为h 时，立即以恒定加速度减速，最终钢琴落地时刚好速度为零（g 取10m/s 2），求：

（1）h 的最小值是多少；

（2）为了保证绳索和钢琴的安全，此次以0.6m/s 的初速度匀减速到零，用时3s ，求此 次减速过程中钢琴机械能减少了多少。

16.月球与地球质量之比约为1：80，一般情况下，我们认为月球绕地球运动，其轨道可近似认为是圆周轨道，但有研究者提出，地球的质量并非远远大于月球质量，故可认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地球与月球连线上某点O 做匀速圆周运动。在月地距离一定的情况下，试计算这种双星系统所计算出的周期T 1与一般情况所计算出的周期T 2之比（结果可用根号表示）。

17.如图，绝缘的水平面上，相隔2L 的AB 两点固定有两个电量均为Q 的正点电荷，a ，O ，b 是AB 连线上的三点，且O 为中点，/2Oa Ob L ==。一质量为m 、电量为q +的点电荷以初速度0v 从a 点出发沿AB 连线向B 运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O 点时速度为02v ，继续运动到b 点时速度刚好为零，然后返回，最后恰停在O 点。已知静电力恒量为k 。求：

（1）a点的场强大小。

（2）aO两点间的电势差。

（3）电荷在电场中运动的总路程。

E的带18.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为

k

电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。

（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能。

E，求电场强度的大小。

（2）若粒子从bc边离开电场时动能为'

k

高一下学期物理试题答案

1.B

2.C

3.D

4.D

5.B

6.D

7.C

8.C

9.BD 10.AD 11.ACD 12.BC

13.（1）② 两光电门间的距离（或AB间距离）（1分）

（2）0.600（2分）0.610（2分）

（3）答案如图（2分）

14.⑴确定弹簧的劲度系数k (1分)；k ＝（1分） ⑵A ： （2分） B ： L （2

分）

15.（10分）（1）当拉力最大时，h 有最小值 对钢琴：

①

②

③

④

（2）当减速时间为3s 时：

⑤

⑥

⑦

16.（14分）解:设地球和月球的质量分别为M 、m ，其间距为L ，在双星系统中地球与月球的轨道半径分别为R 、r ,则

在双星系统中，对地球：212

24T MR L GMm π= ① …………2分 对月球：21

2

2

4T mr L GMm π= ② …………2分 其中 L r R =+ ③ …………2分 由①②③得：)

(21m M G L

L

T +=π ④ …………2分

在一般情况下，对月球：22

2

2

4T mL L GMm π= ⑤ …………2分 则GM

L

L

T π22= ⑥ …………2分 由④⑥得：

9

5

42

1

=+=m M M T T ………………………2分

17.（12分）解析：（1

解得：

（3分）

（2）从a到b点过程中，根据对称性，U a=U b

从a到o点过程中，根据动能定理

（5分）

(3) 最后停在o点，整个过程由动能定理得

（4分）18.（12分）⑴粒子做类平抛运动，则有：

(2分)

所以：(1分)

根据动能定理：(2分)

所以：(1分)

⑵若粒子由bc边离开电场，则：

(2分)

(2分)

所以： (2分)