甘肃省兰州一中2013-2014学年高一下学期期末考试物理试题

甘肃兰州一中2013—2014学年度下学期期末考试高一物理试题说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。第Ⅰ卷（选择题）一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。其中1、3、5、6、7、9、10、11为单选；2、4、8、12为多选，多选的小题全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1．关于重力势能，下列说法中正确的是A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能减少了D．重力势能的变化量与零势能面的选取无关2．以下关于电场和电场线的说法中正确的是A．电场线不仅能在空间相交，也能相切B．在电场中，不画电场线的区域内的点场强为零C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D．电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，实际并不存在3．质量为10kg的物体，在合外力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示。物体在x＝0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m处时，速度大小为A．22m/sB．3m/sC．4m/sD．17m/s4．轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于小球和弹簧组成的系统，下列说法正确的是A．系统的弹性势能增加B．系统的弹性势能减少C．系统的机械能不变D．系统的机械能增加5．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是A．粒子必定带正电荷B．该静电场一定是孤立正电荷产生的C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的速度大于它在N点的速度6．如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是A．a点场强与c点场强一定相同B．a点电势一定小于c点电势C．负电荷在c点的电势能一定大于它在a点的电势能D．把正电荷从d点移到b点，电场力做正功7．已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内，下列叙述正确的是(重力加速度为g)A．货物的动能一定增加mah－mghB．货物的机械能一定增加mahC．货物的重力势能一定增加mahD．货物的机械能一定增加mah＋mgh8．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点，放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则A．A点的电场强度大小为2×103N/CB．B点的电场强度大小为2×103N/CC．点电荷Q在A、B之间D．点电荷Q在A、O之间9．如图所示，传送带保持1m/s的速度顺时针转动。现将一质量m＝0.5kg的小物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，a、b间的距离L＝2.5m，g＝10m/s2。设物体从a点运动到b点所经历的时间为t，该过程中物体和传送带间因摩擦而产生的热量为Q，下列关于t和Q的值正确的是A．t＝5s，Q＝1.25JB．t＝3s，Q＝0.5JC．t＝3s，Q＝0.25JD．t＝2.5s，Q＝0.25J10．如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的三倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高，将A由静止释放，B上升的最大高度是A．R2B．R45C．R34D．R2311．如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为A．3kq3l2B．3kql2C．3kql2D．23kql212．如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离。在此过程中A．外力F做的功等于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和第Ⅱ卷（非选择题）二、实验题（每空2分，共10分。）13．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取10m/s2，小球质量m＝0.2kg，结果保留三位有效数字)：时刻t2t3t4t5速度/(m/s)5.595.084.58(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s。(2)从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝________J，动能减小量ΔEk＝________J。(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp________ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是______________________。三、计算题（4小题，共42分。要求写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案而未写出演算过程的不能得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位。）14．（10分）如图所示，一质量为m＝1.0×10－2kg、带电荷量为q＝1.0×10－6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取g＝10m/s2。(1)判断小球带何种电荷。(2)求电场强度E的大小。(3)若在某时刻将细线突然剪断，求小球运动的加速度a。15．（10分）如右图所示，BC是半径为R的14/圆弧形光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E，今有一质量为m、带正电q的小滑块，（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，求：（1）滑块通过B点时的速度大小；（2）水平轨道上A、B两点之间的距离。16．（10分如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C。(不计空气阻力)试求：(1)物体在A点时弹簧的弹性势能；(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。17．（12分）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图象如图乙所示，在t＝20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)Ff1＝2000N。(解题时将汽车看成质点)求：(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P；(2)汽车速度减至8m/s时的加速度a的大小；(3)BC路段的长度。参考答案一、选择题题号123456789101112选项DCDBADCADACCDBBD二、实验题13．(1)v5＝19.14＋21.660.05×2cm/s＝408cm/s＝4.08m/s.(2)由题给条件知：h25＝(26.68＋24.16＋21.66)cm＝72.5cm＝0.725m.ΔEp＝mgh25＝0.2×10×0.725J＝1.45JΔEk＝12mv22－12mv25＝12×0.2×(5.592－4.082)J＝1.46J(3)由(2)中知ΔEp＜ΔEk，因为存在空气摩擦等原因，导致重力势能的增加量小于动能的减少量．三、计算题14．(10分)解：(1)小球带负电。(2)小球所受的电场力F＝qE由平衡条件得F＝mgtanθ解得电场强度E＝3×105N/C。(3)剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动小球所受合外力F合＝cosmg由牛顿第二定律有F合＝ma解得小球的速度a＝20m/s2速度方向为与竖直方向夹角为60°斜向左下。15．(10分)解：（1）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力做功。设滑块通过B点时的速度为Bv，根据动能定理有：212BmgREqRmv(3分)解得：2()BmgqERvm(2分)（2）设A、B两点间的距离为L，则滑块由C滑到A的过程中，由动能定理有：()0mgREqRLmgL(3分)解得：()mgqERLmgqE(2分)16．(10分)(1)设物体在B点的速度为vB，所受弹力为FNB，则有FNB－mg＝mv2BR，又FNB＝8mg，由能量守恒定律可知：弹性势能Ep＝12mv2B＝72mgR。(2)设物体在C点的速度为vC，由题意可知：mg＝mv2CR物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得：Q＝12mv2B－(12mv2C＋2mgR)，解得：Q＝mgR。17．（12分）解：(1)汽车在AB路段时牵引力和阻力相等，则F1＝Ff1，输出功率P＝F1v1解得P＝20kW(2)t＝15s后汽车处于匀速运动状态，有F2＝Ff2，P＝F2v2，则Ff2＝Pv2解得Ff2＝4000Nv＝8m/s时汽车在做减速运动，有Ff2－F＝ma，F＝Pv解得a＝0.75m/s2(3)对BC段由动能定理得Pt－Ff2x＝12mv22－12mv21解得x＝93.75m