泰興市第一高級中學2009屆高三年級
期末考試
物理試卷
本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共120分，考試用時100分鐘
第Ⅰ卷 選擇題（共31分）
單項選擇題（本題共5小題，每題3分，共15分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的。）
1．在“探究彈性勢能的表達式”的活動中，為計算彈簧彈力所做功，把拉伸彈簧的過程分為很多小段，拉力在每小段可以認為是恒力，用各小段做功的代數和代表彈力在整個過程所做的功，物理學中把這種研究方法叫做“微元法”．下面幾個實例中應用到這一思想方法的是
A.根據加速度的定義
，當
非常小，
就可以表示物體在t時刻的瞬時加速度
B.在探究加速度、力和質量三者之間關系時，先保持質量不變研究加速度與力的關系，再保持力不變研究加速度與質量的關系
C.在推導勻變速運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加
D.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用點來代替物體，即質點
2．隨著“神州7號”的發(fā)射，可以預見，隨著航天員在軌道艙內停留時間的增加，體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié)，下列器材適宜航天員在軌道艙中進行鍛煉的是
A．啞鈴 B．跑步機 C．單杠 D．彈簧拉力器
3．如圖所示，空間的虛線框內有勻強電場，AA/、BB/、CC/是該電場的三個等勢面，相鄰等勢面間的距離為
A.該粒子到達C/點時的動能是2Ek,
B.該粒子通過等勢面BB/時的動能是1.25Ek,
C.該粒子在P點時的電勢能是Ek,
D.該粒子到達C/點時的電勢能是0.5Ek,
4．在地質、地震、勘探、氣象和地球物理等領域的研究中，需要精確的重力加速度g值，g值可由實驗精確測定，近年來測g值的一種方法叫“對稱自由下落法”，它是將測g歸于測長度和時間，以穩(wěn)定的氦氛激光的波長為長度標準，用光學干涉的方法測距離，以銣原子鐘或其他手段測時間，能將g值測得很準，具體做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中O點豎直向上拋出小球，小球又落至原處O點的時間為
，在小球運動過程中經過比O點高H的P點，小球離開P點后又回到P點所用的時間為
，測得、和H，可求得g等于（ ）
A 
B 
C 
D 
5、如圖所示，處于真空中的勻強電場與水平方向成15o角，AB直線與強場E互相垂直．在A點，以大小為vo的初速度水平拋出一質量為m，帶電荷量為+q 的小球，經時間t，小球下落一段距離過C點（圖中未畫出）時其速度大小仍為vo，在小球由A點運動到C點的過程中，下列說法正確的是
（A）電場力對小球做功為零
（B）小球的電勢能增加
（C）小球機械能減少量為
（D）C點可能位于AB直線的左方
二、（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分。）
6．一個單擺懸掛在小車上，隨小車沿著斜面滑下，圖中的虛線①與斜面垂直，虛線②沿斜面方向，則可判斷出
A．如果斜面光滑，擺線與②重合
B．如果斜面光滑，擺線與①重合
C．如果斜面粗糙但摩擦力小于下滑力，擺線位于②與③之間
D．如果斜面粗糙但摩擦力大于下滑力，擺線位于②與③之間
7．一船在靜水中速度為
A 此船不可能垂直到達正對岸
B 此船過河的最小位移為
C 船實際運動速度一定是
D 此船過河的最短時間為6s
8、某同學在研究電子在電場中的運動時，得到了電子由a點運動到b點的軌跡（圖中實線所示），圖中未標明方向的一組虛線可能是電場線，也可能是等勢面，則下列說法正確的判斷是
A．如果圖中虛線是電場線，電子在a點動能較大，電勢能小
B．如果圖中虛線是等勢面，電子在b點動能較小，電勢能大
C．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的場強都大于b點的場強
D．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的電勢都高于b點的電勢
9．如圖所示，一個電量為+Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點．另一個電量為
?q及質量為m的點電荷乙，從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動，到B點速度最小，最小值為v．已知靜電力常量為k 、點電荷乙與水平面的動摩擦因數為μ 及
AB間距離為L0，則
A．OB間的距離為
B．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為
C．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為
D．在點電荷甲形成的電場中，AB間電勢差
三、填空題（本題共2小題，共20分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答．)
10(12分)．光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。
利用如圖乙所示裝置測量滑塊與長
（1）讀出滑塊的寬度d=____________cm.
（2）滑塊通過光電門1的速度v1=________m/s；滑動通過光電門2的速度v2=__________m/s；
（3）若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為L，已知當地的重力加速為g，則滑塊與木板動摩擦因數表達式為__________________（各量均用字母表示）。
（4）若用米尺測量出滑塊初始位置到光電門2的距離為S，為測量被壓縮彈簧的彈性勢能，還需測量的物理量是___________________________（說明其含義，并指明代表物理量的字母），被壓縮彈簧的彈性勢能可表示為____________（各量均用字母表示）。
11(8分)、如圖甲所示為測量電動機轉動角速度的實驗裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉軸上，在電動機的帶動下勻速轉動．在圓形卡紙的旁邊安裝一個改裝了的電火花計時器．
 |
下面是該實驗的實驗步驟：
Ⅰ．使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸；
Ⅱ．啟動電動機，使圓形卡紙轉動起來；
Ⅲ．接通電火花計時器的電源，使它工作起來；
Ⅳ．關閉電動機，拆除電火花計時器；研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示），寫出角速度ω的表達式，代入數據，得出ω的測量值。
①．要得到角速度ω的測量值，還缺少一種必要的測量工具，它是_______
A ．秒表 B ．游標卡尺 C． 圓規(guī) D ．量角器
②．寫出ω的表達式，并指出表達式中各個物理量的含義：______________________
___________________________________________________________________________；
③．為了避免在卡紙連續(xù)轉動的過程中出現(xiàn)打點重疊，在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時，可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動。則卡紙上打下的點的分布曲線不是一個圓，而是類似一種螺旋線，如圖丙所示。這對測量結果有影響嗎？ 。（選填“有影響”或“沒有影響”）
理由是：___________________________________________________________。
四、本題共5小題，滿分69分.(解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。)
12、(12分)如圖15所示，質量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長的絕緣細線一端，繩的另一端固定于O點，繩長為
，O點有一電荷量為+Q(Q＞＞q)的點電荷P，現(xiàn)加一個水平和右的勻強電場，小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點。求：
(1)小球靜止在A點處繩子受到的拉力；
(2) 外加電場大��；
(3)將小球拉起至與O點等高的B點后無初速釋放，則小球經過最低點C時，繩受到的拉力。
13．(12分)如圖所示為宇宙中一恒星系的示意圖，A為該星系的一顆行星，它繞中央恒星O運行軌道近似為圓，天文學家觀測得到A行星運動的軌道半徑為R0，周期為T0。
（1）(4分)中央恒星O的質量是多大？
（2）(8分)長期觀測發(fā)現(xiàn)，A行星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且周期性的每隔t0時間發(fā)生一次最大的偏離，天文學家認為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側還存在著一顆未知的行星B（假設其運行軌道與A在同一平面內，且與A的繞行方向相同），它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離。根據上述現(xiàn)象和假設，你能對未知行星B的運動得到哪些定量的預測？
14、(14分)如圖所示，在同一豎直平面內的兩正對著的相同半圓光滑軌道，相隔一定的距離，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運動，今在最高點與最低點各放一個壓力傳感器，測試小球對軌道的壓力，并通過計算機顯示出來，當軌道距離變化時，測得兩點壓力差與距離x的圖像如圖，g取
15、(15分)如圖所示，在空間中取直角坐標系Oxy，在第一象限內平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d，從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為E。初速度可以忽略的電子經過另一個電勢差為U的電場加速后，從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，A點坐標為（0，h）。已知電子的電量為e，質量為m，加速電場的電勢差U＞，電子的重力忽略不計，求：
（1）電子從A點進入電場到離開該電場區(qū)域所經歷的時間t和離開電場區(qū)域時的速度v；
（2）電子經過x軸時離坐標原點O的距離l。
16．（16分）在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運動．某時刻將一質量為m的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數為μ．
（1）證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產生的內能與動摩擦因數μ無關，是一個定值．
（2）已知滑塊與車面間動摩擦因數μ=0.2，滑塊質量m=
（3）在（2）的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力F的作用時間應該在什么范圍內?
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1、C 2、D 3、A 4、A 5、B 6、BD 7、ACD 8、AC 9、AB
10、（12分）①5.50；②2.75，1.10；
③
；④滑塊的質量m； 
11、（8分）①．D
② 
，θ是n個點對應的圓心角，t是電火花計時器的打點時間間隔；
③．沒有影響 ,電火花計時器向卡紙中心移動時不影響角度的測量
12、(12分)解：(1)帶電粒子A處于平衡，其受力如圖，其中F為兩點電荷間的庫侖力，T為繩子拉力，E0為外加電場，則
Tcosθ-mg-Fcosθs=0 1…………………………(2分)
Fsinθ+qE0-Tsinθ=0 2……………………………(2分)
3……………………………(2分)
聯(lián)立式解得：有
4……………………………(2分)
5…………………………………(2分)
(2)小球從B運動到C的過程中，q與Q間的庫侖力不做功，由動能定理得
6………………………………………………………(2分)
在C點時： 
7……………………………………(2分)
聯(lián)立5、6、7解得： 
8……………(2分)
13(12分)．解：設中央恒星質量為M，A行星質量為m，則由萬有引力定律和牛頓第二定律得 
①
解得 
②
（2）由題意可知，A、B相距最近時，B對A的影響最大，且每隔t0時間相距最近。
設B行星周期為TB，則有：
③
解得：
④
設B行星的質量為mB，運動的軌道半徑為RB，則有
⑤
由①④⑤得：
⑥
14、(14分)（1）設軌道半徑為R，由機械能守恒定律：
（1）（2分）
對B點：
（2）
（2分）
對A點：
（3）（2分）
由（1）、（2）、（3）式得：兩點的壓力差：
-（4）
由圖象得：截距
，得
（5）（2分）
（2）因為圖線的斜率
所以
（6）（2分）
在A點不脫離的條件為：
（7）（2分）
由（1）、（6）、（7）式得：
（8）（2分）
23．(15分)（1）由 eU＝mv02（1分） 得電子進入偏轉電場區(qū)域的初速度v0＝（1分）
設電子從MN離開，則電子從A點進入到離開勻強電場區(qū)域的時間t＝ ＝d （1分）；
y＝at2＝（2分）
因為加速電場的電勢差U＞， 說明y＜h，說明以上假設正確（1分）
所以vy＝at＝´ d ＝ （1分）
離開時的速度v＝＝（2分）
（2）設電子離開電場后經過時間t’到達x軸，在x軸方向上的位移為x’，則
x’＝v0t’（1分），y’＝h－y＝h－t＝vyt’ （1分）
則 l＝d＋x’＝ d＋v0t’＝ d＋v0（－）＝ d＋h－＝＋h（1分）
代入解得 l＝＋（2分）
16、(16分)（1）根據牛頓第二定律，滑塊相對車滑動時的加速度
（1分）
滑塊相對車滑動的時間 
（1分）
滑塊相對車滑動的距離 
（1分）
滑塊與車摩擦產生的內能 
（1分）
由上述各式解得 
（與動摩擦因數μ無關的定值） （1分）
（2）設恒力F取最小值為F1，滑塊加速度為a1，此時滑塊恰好到達車的左端，則
滑塊運動到車左端的時間 
①
由幾何關系有 
② （1分）
由牛頓定律有 
③ （1分）
由①②③式代入數據解得 
，
（2分）
則恒力F大小應該滿足條件是 
（1分）
（3）力F取最小值，當滑塊運動到車左端后，為使滑塊恰不從右端滑出，相對車先做勻加速運動（設運動加速度為a2，時間為t2），再做勻減速運動（設運動加速度大小為a3）．到達車右端時，與車達共同速度．則有
④ （1分）
⑤ （1分）
⑥ （1分）
由④⑤⑥式代入數據解得 
（1分）
則力F的作用時間t應滿足 
，即
（2分）
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