高中物理2010-2011学年河北正定中学第二学期高一期末考试物理（理科）

1、某同学设想驾驶一辆“陆地－太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km。下列正确的是（    ）

A．汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小

B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动

C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h

D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力

答案：B

2、平抛运动可以分解为水平和竖直两个方向的直线运动，在同一坐标系中作出这两个分运动的v-t图像，如图所示，若平抛运动的时间大于2t₁，则下列说法中正确的是（    ）

A．图线2表示竖直分运动的v－t图线

B．t₁时刻的速度方向与初速度方向夹角为30°

C．t₁时间内的竖直位移与水平位移之比为1:2

D．2t₁时刻的速度方向与初速度方向的夹角为60°

 

 

 

 

答案：AC

3、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v₀分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是（   ）

A．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同

B．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同

C．两小球落地时的速度相同

D．两小球落地时，重力的瞬时功率相同

 

 

 

 

答案：A

4、下列与能量有关的说法正确的是（    ）

A．卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越小

B．在只有静电力做功时，系统机械能守恒

C．做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同

D．在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高

答案：A

5、如图所示，是在同一轨道平面上的三艘不同的宇宙飞船，关于各物理量的关系，下列说法正确的是（    ）

   A．根据

，要知

   B．飞船从高轨道到低轨道的过程中，需要加速

    C．向心加速度

   D．如果宇航员从舱中缓慢地走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，则飞船速率减小

 

 

 

 

答案：C

6、如图所示，真空中

点处固定一点电荷

，同时在

点通过绝缘细线悬挂一带电荷量为

质量为

的小球，开始时细线与小球处在水平位置且静止，释放后小球摆到最低点时，细线的拉力为

，则固定电荷

在最低点

处产生的场强大小为 （    ）

A．

       B．

    C．

    D．

 

 

 

 

答案：A

7、如图所示，将一个正电荷从

点分别沿直线移动到

点和

点，均需克服电场力做功，且做功的数值相等，则在此空间中，有可能（  ）

A．只存在平行于

轴的匀强电场

B．只存在平行于

轴的匀强电场

C．只在第Ⅰ象限内某位置有一个负点电荷

D．只在第Ⅳ象限内某位置有一个正点电荷

 

 

 

 

答案：BD

8、2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星——“嫦娥一号” ，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实。嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（      ）

A．嫦娥一号绕月球运行的周期为

 

B．由题目条件可知月球的平均密度为

C．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为

D．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为

答案：BD

 9、如图，a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q₁，Q₂，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点，下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧（    ）

A．Q₁， Q₂都是正电荷，且Q₁>Q₂

B．Q₁是正电荷，Q₂是负电荷，且Q₁>|Q₂|

C．Q₁是负电荷，Q₂是正电荷，且| Q₁|<Q₂

D．Q₁，Q₂都是负电荷，且|Q₁|<|Q₂|

 

 

 

 

 

答案：C

10、如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面．不计一切阻力．下列说法不正确的是 （   ）  

A.小球落地点离O点的水平距离为2R

B.小球落地点时的动能为

                          

C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零

D.若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R  

 

 

 

 

 

答案：C

11、子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有（    ）

A．粒子带正电荷

B．粒子的加速度先不变，后变小

C．粒子的速度不断增大

D．粒子的电势能减小

 

 

 

 

 

答案：B

12、如图所示，小车AB静止于水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥.小车AB质量为 M，质量为m的木块C放在小车上，CB距为L用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩.开始时小车AB与木块C都处于静止状态，现烧断细线，弹簧被释放，使木块离开弹簧向B端滑去，并跟B端橡皮泥粘在一起.所有摩擦均不计，对整个过程，以下说法正确的是   (    )

A．整个系统机械能守恒

B．整个系统动量守恒

C．当木块的速度最大时，小车的速度也最大

D．小车AB相对于地面向左运动的最大位移等于

 

 

答案：BC

13、如图所示，一个质量为 m 的物体（可视为质点），以某一初速度由 A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其加速度大小为 g，物体在斜面上运动的最高点为B，B点与 A 点的高度差为 h．则从 A 点到B点的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．物体动能损失了

      B．物体动能损失了 2mgh

C．系统机械能损失了  mgh     D．系统机械能损失了

 

 

 

 

答案：BC

14、如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为F_f．物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s．在这个过程中，以下结论正确的是（   ）

Ａ．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为F_f s

Ｂ．物块到达小车最右端时具有的动能为F (l+s)

Ｃ．物块克服摩擦力所做的功为F_f (l+s)

Ｄ．物块和小车增加的机械能为F_f s

 

 

 

 

 

答案：AC

15、某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即

mv² = mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v．

如图（a）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．

（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为           cm．

（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀ =          ．

（3）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔE_P =        ，动能的增加量ΔE_K=          ．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案：(1)64.6～65.3    (2)x

  (3)mg(h₁－h₂)，   

x²

16、如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向的直径。若在a点以初速度

沿ab方向抛出一小球， 小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径。

 

 

 

 

解析：设圆半径为r，质点做平抛运动，则：

               ①（2分）

       ②（2分）

过c点做cd⊥ab与d点，Rt△acd∽Rt△cbd可得

即为：

     ③   （4分）

由①②③得：

_（2分）

_{17、如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N的距离为2R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：}

（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；

（2）小球A冲进轨道时速度v的大小。

 

 

 

 

 

解析：（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有

                                                                                                      ①

解得         

                                                                                                          ②

（2）设球A的质量为m，碰撞前速度大小为v₁，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知

                                                                                                           ③

设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v₂，由动量守恒定律知

                            ④

飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有

                                ⑤

综合②③④⑤式得

18、（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即

，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G，太阳的质量为M_太。

（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为3.84×10⁸m，月球绕地球运动的周期为2.36×10⁶ s，试计算地球的质M_地。（G=6.67×10^-11Nm²/kg²，结果保留一位有效数字）

解析：（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有

                             ①

    于是有                           ②

即                                 ③

（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得

                                 ④

解得      M_地=6×10²⁴kg                         ⑤

（M_地=5×10²⁴kg也算对）