湖北省黄冈中学2011年春季高一期末考试--物理(附答案)

物理试题

命题老师：陈武斌   审稿老师: 余楚东

一 、选择题：（共12小题，每小题 4分，共48分，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，选对的得4分，选不全的得 2分，选错或不选的得0分）。

1.、对于万有引力定律的表达式 F =，下列说法中正确的是（   ）

A. 公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B. 当 r 趋于零时，万有引力趋于无限大

C. 两物体间的万有引力总是大小相等，与 m1 、m2 是否相等无关

D. 两物体间的万有引力总是大小相等 、方向相反，是一对平衡力

2、关于电场和电荷，下列说法中正确的是（   ）

A. 电场是一种客观存在的物质

B. 没有画出电场线的地方就没有电场

C. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷    

D. 点电荷一定可以看成试探电荷

3.、质量相同的 a 、b 、c 三个小球，在光滑水平面上以相同的速度运动，分别与原来静止的三个小球 A 、B 、C 发生对心碰撞（a 碰 A ，b 碰 B ，c 碰 C）。碰后 a 球继续沿原来方向运动，b 球静止，c 球被反弹而向后运动，则碰后 A 、B 、C 三球中动量最大的是（   ）

A. A 球        B. B 球        C. C 球       D. 条件不足，无法判断

4、质量为 2kg 的铁锤从 5 m 高的地方自由下落，打在水泥地上，与水泥地撞击的时间为 0.1s ，假设撞击后铁锤不反弹，则撞击时铁锤对水泥地的平均作用力（g 取10 m/s2）为（   ）

A． 20 N       B. 100 N        C. 200 N      D. 220 N

5、如图 1 所示，实线代表一条电场线，线上取一点 P ，过 P 点的虚线 ab 为电场线

在 P 点的切线，虚线 cd 则是 ab 过P点的垂线，在 P 点放一负电荷时（不计重力 ），此负

电荷在P 点的加速度方向是（   ）

A．由 P 指向 d       B．由 P 指向 c

C．由 P 指向 b       D．由 P 指向 a

6、一个质量为 m 的小球甲以速度 vo 在光滑水平面上运动，与一个等质量的静止小球乙正碰后，甲球的速度变为 v ，那么乙球获得的动能等于（   ）

A． mvo2 - mv2        B. m（vo - v）2         C. m（）2       D. m（）2  

7、质量为m 的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g ，在物体下落 h 的过程中，下列说法中错误的是（   ）

A. 物体动能增加了mgh                B. 物体的机械能减少了mgh             

C. 物体克服阻力所做的功为mgh        D. 物体的重力势能减少了 mgh   

8、如图 2 所示， P 、Q 是两个电量相等的正点电荷，它们连线的中点是O点，A 、B 是中垂线上的两点，A、O两点之间的距离小于B、O两点之间的距离，用 EA 、EB 、φA 、φB  分别表示 A 、B 两点的场强的大小和电势，则（   ）

A. EA 一定大于EB ，φA 一定大于 φB 

B. EA 不一定大于EB， φA 一定大于 φB  

C. EA 一定大于EB，φA 不一定大于 φB  

D. EA 不一定大于EB，φA 不一定大于φB 

9、如图 3 所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板 N 与静电计上端的金属球相接，极板 M  接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差 U 。在两板相距一定距离 d 时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，电容器所带电量 Q 保持不变。下列操作中将使静电计指针张角变小的是（   ）

A．将 M 板向下平移

B．将 M 板水平向左平移远离 N 板

C．将 M 板水平向右平移，但不接触N板

D．在 M 、N 之间插入云母板（ 相对介电常数 εr  > 1 ）

10、原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流，设氢原子的电子绕核做圆周运动，角速度为 ω，电子电荷量为 e ，则等效电流为（   ）

A.        B.       C.       D. 

11、如图 4 所示， A 、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的粒子仅在电场力作用下以一定初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，其 v – t 图象如图 4中甲图所示。则这一电场可能是图中的（   ）

12.、如图 5 所示，两个完全相同的小球 A 、B （可视为质点） ，分别用两根等长的细线悬于 O 点，线长 L ，若将 A 由图示位置静止释放，则 B 球被碰后第一次速度为零时相对于被碰前升高的高度可能是（    ）

A. L /10       B. L /8        C. L /4       D. L /2

二 、实验题（共2小题，13题8分，14题12分，共20分，把答案填在横线上）。

13、用如图 6 所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：

（1） 先测出可视为质点的两滑块 A 、B  的质量分别为 m 、M  及滑块与水平桌面间的动摩擦因数 μ 

（2） 用细线将滑块 A 、B 连接，使 A 、B 间的轻弹簧处于压缩状态(弹簧与滑块未拴接)，滑块 B 恰好紧靠桌边 

（3） 烧断细线，滑块A、B被弹簧在极短时间内弹开，测出滑块 B 做平拋运动的水平位移 x1 ，滑块 A 沿水平桌面滑行的距离为 x2 （未滑出桌面）

① 为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母___________________________。

② 如果动量守恒，需要满足的关系式为________________________________ 。

14、在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中：

（1） 应该使用的器材是（   ）    

A． 6 v 的交流电源

B． 6 v 的直流电源

C． 量程 0 ～ 300 μA ，零刻度线在刻度盘左边的电流表

D． 量程0 ～ 300 μA ，零刻度线在刻度盘的电流表

（2） ①实验中接通电路后，若一个探针与基准点 b 接触，另一个探针分别在基准点两侧找到了实验所需的点 M 、 N ,如图 7 所示，则当此探针与 M 点接触时，电流表指针应________________（填“左偏”、“指零”或“右偏”）当此探针与 N 点接触时，电流表指针应________________（填“左偏”、“指零”或“右偏”）。

②在a 、b 、c 、d 、e 五个基准点中，电势最高的点是________________点 。

③若电流表两表笔分别接触图中 d 、f  两点（点 d 、f  连线与 AB 垂直）时，表针反偏（电流从红表笔流进时表针正偏），则此时电流表的红表笔接在________________点，要使电流表指针仍指在零刻线，应将与 f 点接触的探针向________________（填“左”或“右”）移动 。

三 、计算题（共4小题，共52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、（10分） 质量为 10 g 的子弹，以 600 m/s 的速度水平射向质量为 50g、静止在光滑水平面上的木块。

（1） 如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为 200 m/s，此时木块的速度为多大  

（2） 如果子弹未打穿木块，而是留在了木块中，则木块最终的速度又为多大

16、（12分） 如图 8 所示，A 、B 、C 为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电

场线平行于该三角形平面，现将电荷量为 1×10- 8 C 的正点电荷从 A 点移到 B 点，电场力

做功 3×10- 6 J，将另一电荷量为 1×10- 8 C 的负点电荷从 A 点移到 C 点，克服电场力做功

3×10- 6  J 。

（1）计算UAB 、UCA 的值并在图中画出电场线的方向（要求规范作图）

（2） 若 AB 边长为 2 cm，求电场强度的大小

17、（14分）如图 9 所示，固定的光滑曲面轨道的水平末端跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平，质量为 m 的小滑块从光滑轨道上高为 H 的地方静止滑下，小滑块最终停在小车上与小车保持相对静止。已知小车的质量为 M ，重力加速度为 g ，求：

（1） 小滑块滑到曲面轨道水平末端时的速度 v1

（2） 小滑块与小车保持相对静止后，它们的共同速度 v2

（3） 整个过程中，小滑块与小车组成的系统损失的机械能 △E

18、（16分） 如图 10 所示，在金属板A、B上加上如图 11 所示的大小为Uo 、方向周期性变化的交变电压，其周期为 T ，现有电子以速度 vo 沿A 、B板的中心线射入。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求：

（1） 若电子从 t = 0 时刻射入，经过半个周期恰好能从 A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少

（2） 若电子从 t = 0 时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长

（3） 若电子恰好能从两板平行于板飞出，电子应从什么时刻射入，两板间距至少多大

答案及解析：

1、AC

解析：B选项中r趋于零时，两物体已不再能看成质点，所以B错。D选项中两物体间的万有引力是作用力与反作用力，作用在两个不同的物体上，而一对平衡力作用在同一个物体上。

2、A

解析：没有画出电场线的地方可能也有电场，B错。当带电体的自身线度远小于两带电体之间的距离时，带电体依然可以看成点电荷，C错。点电荷的电荷量可能很大，试探电荷要求电荷量及自身大小都充分小，以至于对场源电荷的电场分布不构成影响，因此点电荷不一定可以看成试探电荷，试探电荷一定能看成点电荷，D错。

3、C

解析：a与A球发生碰撞遵从动量守恒定律，△pa+△pA=0,同理可分析b球与B球及c球与C球，因此撞击的球动量改变越大，被撞球动量增加越多。

4、D

解析：分两个过程处理问题，先考虑铁锤刚落到地面这个过程，由mgh =mv2 求出铁锤刚落到地面时的速度v，然后有动量定理(mg-F)t=0-mv 可求出水泥地对铁锤的作用力，由牛顿第三定律可知铁锤对水泥地的作用力大小也为F。

5、D

解析：电场中某点的场强方向与电场线在该点的切线方向共线，负电荷受力方向与场强方向相反，加速度方向与物体所受合力方向相同，因此选D。

6、B

解析：由动量守恒定律可知： mvo = mv+ mv乙  可求出v乙，因此乙球动能Ek乙=mv乙2=m（vo - v）2。

7、B

解析：物体下落加速度为g，因此所受合外力为mg，由功的定义知C对，由动能定理知，物体动能的变化量等于合外力做的功，可知A对，由能量守恒知物体机械能的变化量等于除重力、系统内弹力以外的力做的功，可知B错，重力势能的变化只与重力做功有关，可知D对。

8、B

解析：等量同种电荷联系的连线的中垂线上，由中点向无穷远处，场强先增大后减小，中点处场强为零，无穷远处场强为零。沿电场线方向电势逐渐降低，对于等量同种正电荷，中垂线上电场线是由中点向两边指向无穷远处的。

9、CD

解析：对于图3的装置，M、N两极板间电势差越大，静电计指针张角越大，电势差越小则指针张角越小。平行板电容器的电容，，极板下移，正对面积S减小，C减小，U增大，张角增大故A错。向左移，d增大，C减小，U增大，张角增大，B错，同理知C对。插入云母板，增大，C增大，U减小，张角减小，D对。

10、A

解析：由电流的定义，知电子绕核运动的等效电流的求解，可看成一个电子通过轨道的某个截面，电子一个周期T绕核一周，因此这个截面在一个周期T的时间内刚好一个电子通过，所以。11、A

解析：由甲图知速度在逐渐减小，斜率在逐渐增大，因此加速度在逐渐增大。因此该粒子应由电场线疏的地方向电场线密的地方运动，排除B、C。由动能定理知，电场力应该做负功可知选A。

12、BCD

解析：当A、B两球发生弹性碰撞时，B球升高的高度最大，当A、B两球发生完全非弹性碰撞时，B球升高的高度最小。设A球第一次到达最低点时速度为vA,由机械能守恒可知:mgL(1-)=,若为完全非弹性碰撞，则①，②，联立①②可解得h1= L/8；若为弹性碰撞，则③，④，联立③④可知，h2= L /2。因此B球被碰后可能升高的高度为L/8≤h ≤L /2，可知选BCD。

13、（1）桌面高度h

（2）（或 Mx1＝m ）

解析：为验证动量守恒定律，还需测量桌面距地面的高度h。B做平抛运动，A做匀减速运动。如果动量守恒，需分别计算出A、B的速度，对于A运用动能定理，解出，对于B由运动学公式：，由于A、B系统初动量为0，因此需要满足的关系式为。

14、 （1）   BD   

（2） ① 指零、   指零     ②   a         ③ d 、   右

解析：①找到了所需的点即为这点与基准点等势，故指针应该指零。②根据等量异种电荷的电场线分布可知，a点的电势最高。③由于电流从红表笔进时表针正偏,即红表笔接电势高的点,黑表笔接电势低的点时表针正偏。现在反偏说明红表笔接触的点电势低，因此红表笔接在d点，要使指针指零刻度线，f点的探针应向右移动，降低电势。

15、

（1）v = 80 m/s

（2）v = 100 m/s

解析：（1）子弹与木块组成的系统动量守恒，设子弹穿过后木块的速度为v1，则10 g×600 m/s= 10 g×200 m/s+ 50g· v1。

        解得v1 = 80 m/s

        （2）子弹与木块组成的系统动量守恒，若子弹未打穿木块，则10 g×600 m/s=（10 g+ 50g）v2，解得v2 = 100 m/s。

16、

（1）UAB = 300V，UCA = -300V

（2）E = 104 V/m

解析：由于将正电荷从A移动到B和将等量的负电荷从A移动到C电场力做的功大小，结合W=Uq可判断出UAB=UAC，即B、C两点等势，因此直线BC为等势线，且A点电势高于B、C两点电势，根据匀强电场中电场线与等势线垂直可作出电场线的方向。由W=Uq，以及A点电势高于B、C两点电势可计算出UAB = 300V，UCA = -300V。

    由E=U/d和d=ABcos300可算出E = 104 V/m。

17、

（1）v1 = 

（2）v共 = 

（3）△E = 

解析：（1）由机械能守恒定律可知：mgH=mv12， 解得 v1 = 

        （2）由于小滑块滑上小车和与小车组成的系统动量守恒，因此m v1=（m+ M）v2，解得v2 =，

        （3）由能量守恒定律可知，小滑块与小车组成的系统损失的机械能 △E=mgh -（m+ M）v22，解得

        △E =。

18、

（1），   ，     

（2）

（3）射入时间   ，   ，   

解析：（1），   ，     

（2）电子是平行于金属板飞出，说明电子只有水平方向速度，竖直方向速度为0，电子在竖直方向是先做初速度为0的匀加速运动，然后做匀减速运动，匀加速与匀减速的加速度大小相同，因此电子飞出时经历的时间至少为T。

电子在水平方向做匀速运动，因此金属板的长度至少为  

            （3）电子恰好从极板平行于极板飞出，说明电子飞出时只具有水平方向速度，从飞出说明电子总的位移为0，又回到了中心线。因此的射入时间，电子在极板间的加速度，   

当整个运动过程的时间为T时，极板所需的d间距最小，在一次加速过程中有， 解得。