高2015级第二期期末考试物理试题

一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项是正确的，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1.在物理学历史上，科学家们通过努力对天体运动有了深入的认识.下面有关科学家与其在天文学上的贡献相对应正确的是( )

A.哈雷通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星

B.开普勒通过多年研究得出所有行星绕太阳运动椭圆轨道半长轴的三次方和它们各自公转周期的平方的比值都相同，被称为“天空的立法者”

C.牛顿通过“月地检验”提出了著名的万有引力定律并成功测出引力常量G的数值

D.第谷首先提出了地球绕太阳的运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道

2、如图所示，在一段河岸平直的河中，一船夫划小船由M点出发沿直线到达对岸N点，直线MN与河岸成53°角。已知河宽为48m.河中水流的速度大小为v=5.0m/s，船夫划船在静水中的速度大小为5.0m/s，则小船过河的时间为(sin53°=0. 8)( )

A. 4. 8s B. l0s C. 14.4s D. 20s

3、真空中有一正四面体ABCD，如图M、N分别是AB和CD的中点。现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷，下列说法中正确的是( )

A.将试探电荷+q从C点移到D点，电场力做正功

B.将试探电荷-q从M点移到N点，电场力不做功

C.C、D 两点的电场强度大小相等，方向不同

D.N点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直

4、如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上.不计滑块在B点的机械能损失;换用材料相同，质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法正确的是( )

A.两物块到达B点时速度相同

B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同

C两滑块上升到最高点的过程中克服重力做功不相同

D两滑块上升到最高点的过程中机械能损失相同

5、已知质量分别均匀的球壳对其内部物体的引力为零.科学家设想在赤道正上方高d处和正下方深为d处各修建一环形轨道，轨道面与赤道面共面.现有A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，若地球半径为R，轨道对它们均无作用力，则两物体运动的向心加速度、角速度、周期、线速度大小之比下列判断正确的是(　　)

A. B. C. D

6、如图所示，一根长度为2L、质量为m 的绳子挂在小定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等.绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦.由于轻微扰动，右侧绳从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x 时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T，链条动能Ek。已知重力加速度大小为g，下列a-x、Ek-x、T-x 关系图线正确的是( )

7、如图，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在( )

A、bc之间 B、c点

C、cd之间 D、d点

8、如图 所示，小物体从竖直弹簧上方离地高 处由静止释放，其动能 与离地高度 的关系如图 所示.其中高度从 下降到 ，图象为直线，其余部分为曲线， 对应图象的最高点，轻弹簧劲度系数为 ，小物体质量为 ，重力加速度为 .以下说法正确的是( )

A.小物体下落至高度 时，加速度为0

B.

C.小物体从高度 下降到 ，弹簧的弹性势能增加了

D.小物体从高度 下降到 ，弹簧的最大弹性势能为2

9、如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为0、A连线间的中点。设想在地球内部挖掉一以B为圆心，半径为R/4的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体。则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为( )

10、如图所示，手持一根长为l的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为m的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力则( )

A.手对木块不做功

B.木块不受桌面的摩擦力

C.绳的拉力大小等于

D.手拉木块做功的功率等于mω3r(l2+r2)/l

11、如图所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转.现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端.则下列说法中正确的是( )

A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功

B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加

C.第二阶段合力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加

D.全过程中，传送带对物体做的功等于物体机械能的增加

12、如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角 为 ，此时绳绷直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转 动，角速度为 加速度为g，则( )

A.当 时，细线中张力为零

B.当 时，物块与转台间的摩擦力为零

C.当 时，细线的张力为mg/3

D.当 时，细绳的拉力大小为4mg/3

二、填空题(每小题6分，每空3分，共36分)

13一物理兴趣小组在实验室用如图所示的装置“研究平抛运动的规律”，实验步骤如下：

①用图钉把白纸订在竖直木板上;

②把斜槽固定在紧靠木板的左上角，且使其末端切线水平;

③记下小铁球飞出时初始位置D，并凭眼观测过O画水平线作为x轴;

④把水平木条靠在竖直木板上，让小铁球从斜槽适当的位置由静止滚下，观察小铁球在木条上的落点，并在白纸上标出相应的点，得到小铁球运动过程中的一个位置;

⑤把水平木条向下移动，重复④的操作，让小铁球从斜槽上相同位置由静止滚下，得到小铁球运动过程中的多个位置;

⑥从木板上取下白纸，……

(1)上述①到⑥的步骤中，有错误的步骤应改为 ;

(2)根据画出的轨迹测出小铁球多个位置的坐标(x，y)，画出y- x2图像如右图所示，图线是一条过原点的直线，若已知该直线的斜率为k，重力加速度为g，则小铁球从轨道末端飞出的速度v0= 。

14.在“验证机械能守恒”的实验中，已知重物质量m=1kg，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s.那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量 ____ J，此过程中物体动能的增加量 J.

(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字)。

15、质量为1.4t的汽车在平直的公路上由静止开始运动，它先作匀加速直线运动，5s末达到额定功率，而后保持功率不变。其运动过程中速度随时间的变化情况如图所示，则汽车的额定功率为 w，前10s内牵引力所做的功

为 J。

16、宇航员在某星球表面，将一小球从离地面h高处以初速 水平抛出，测出小球落地点与抛出点间的水平位移为s，若该星球的半径为R，万有引力恒量为G，则该星球表面重力加速度为 ，该星球的平均密度为 。

17、由于地球在自转，因而在发射卫星时，利用地球的自转，可以尽量减少发射人造卫星时火箭所提供的能量，而且最理想的发射场地应该是地球的赤道附近。现假设某火箭的发射场地就在赤道上，为了尽量节省发射卫星时所需的能量，那么，发射运动在赤道面上卫星应该是由_______向_______转(空格中分别填东、西、南、北四个方向中的一个。)如果某卫星的质量是 ，由于地球的自转使得卫星具有了一定的初动能，这一初动能即为利用地球的自转与地球没有自转相比较，火箭发射卫星时所节省的能量为 J(结果保留一位有效数字)

18、两个正点电荷Q1 、Q2，其中Q2=4 Q1分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距为L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示.现将另一正点电荷从A、B连线上靠近A处的位置由静止释放，则它在A、B连线上运动的过程中，达到最大速度时的位置离A点的距离为 ，若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点的位置由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处.则tanθ= (θ为图中PA和AB连线的夹角，结果可用分数或根式表示)。

三、计算题(本题共4小题，共54分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。)

19、(10分)如图所示，倾角为θ的光滑倾斜轨道在最底端与一半径为r的光滑半圆弧轨通过极短的一小段光滑曲轨道平滑连接，使半圆轨道的最高点、圆心、最低点在同一竖直线上，让一小球从倾斜轨道上某一位置由静止释放，沿倾斜轨道和半圆弧轨道运动，经过圆弧的顶点水平抛出，试判断小球有没有可能垂直落在斜面上，若能，斜面倾角应满足什么条件?若不能，请说明理由。

20、(14分)如图所示，左侧为一个碗口水平、半径为R的半球形碗固定在水平桌面上， 球心O点固定一带电荷量为+Q的小球。碗口右侧与一个倾角θ=30°的固定斜面顶端紧贴，一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及斜面顶端的定滑轮两端，线的两端分别系有可视为质点的绝缘小球M、N，质量分别为m1和m2(m1>m2)，其中小球M带电量为+q，小球N不带电。开始时小球M恰在右端碗口水平直径A处，小球N在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当小球M由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计一切摩擦及细绳断开瞬间的能量损失，已知静电力常量为k，求：

(1)小球N沿斜面上升的最大高度h;

(2)细线断开时小球M对碗面压力的大小

(3)若已知细绳断开后小球M沿碗的内侧上升的最大高度为R/2，求m1/ m2。

21、(14分)如图所示，光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带恰平齐接触，传送带水平部分长度L=16m，沿逆时针方向以恒定速度V=2m/s匀速转动。ABCDE是由三部分光滑轨道平滑连接在一起组成的，AB为水平轨道，弧BCD是半径为R的半圆弧轨道，弧DE是半径为2R的圆弧轨道，弧BCD与弧DE相切在轨道最高点D，R=0.6m.平面部分A点与传送带平齐接触。放在MN段的物块m(可视为质点)以初速度v0=4m/s冲上传送带，物块与传送带间的摩擦因数μ=0.2，物块的质量m=1Kg。结果物块从滑上传送带又返回到N端，经水平面与左端M处的固定弹射器相碰撞(弹射器的弹簧原来被压缩后被锁定)，因碰撞弹射器锁定被打开，将物块弹回后滑过传送带，冲上右侧的圆弧轨道，物块恰能始终贴着圆弧轨道内侧通过了最高点，最后从E点飞出.g取10m/s2。求：

(1)物块m从第一次滑上传送带到返回到N端的时间。

(2)物块m第二次在传送带上运动时，传送带上的电动机为了维持其匀速转动，对传送带所多提供的能量多大?

22、(16分)如图所示，以A、B和C、D为端点的半径为R=0.6m的两半圆形光滑绝缘轨道固定于竖直平面内，B端、C端与光滑绝缘水平地面平滑连接。A端、D端之间放一绝缘水平传送带。传送带下方B、C之间的区域存在水平向右的匀强电场，场强E=5×105V/m。当传送带以6m/s的速度沿图示方向匀速运动时，现将质量为m=4×10-3kg,带电量q=+1×10-8C的物块从传送带的右端由静止放上传送带。小物块运动第一次到A时刚好能沿半圆轨道滑下。不计小物块大小及传送带与半圆轨道间的距离，g取10m/s2，已知A、D端之间的距离为1.2m。求：

(1)物块与传送带间的动摩擦因数;

(2)物块第1次经CD半圆形轨道到达D点时速度;

(3)物块第几次经CD半圆形轨道到达D点时的速度达到最大，最大速度为多大。

高2015级第二期期末考试物理试题参考答案

1.B 2.B 3.BD 4.D 5.C 6.BC 7.A 8.C 9.A 10.D 11.D 12.AD

二、填空题(共36分)

13、(1)过O点做重锤线的垂线为x轴

(2)

14、2.28 2.26

15、3.84×104 2.88×106

16、

17、由西向东 2×108

18、

19、

20、

别为v1、v2，由运动合成与分解得 ① (1分)

对m1、m2系统由功能关系得

②

③ (2分)

设细绳断后m2沿斜面上升的距离为s′，对m2由机械能守恒定律得

④ (1分)

小球m2沿斜面上升的最大距离 ⑤

联立得 ⑥ (1分)

(2)对m1 (4分)

由牛顿第三定律得N′=N (1分)

(3)对 m1 由机械能守恒定律得： ⑦

联立①②③⑦得 (4分)

21、解：(1)物块B向右作匀减速运动，直到速度减小到零，然后反向匀减速运动，达到与皮带共速后与皮带匀速物块B向右作匀减速运动过程：

; ;

物块向右达到的最大位移： (1分)

反向匀加速运动过程加速度大小不变。达到与传送带共速的时间：

;

相对地面向左位移： (1分)

共速后与传送带匀速运动的时间： (1分)

往返总时间： (2分)

(2)由物块恰能通过轨道最高点D，并恰能始终贴着圆弧轨道内侧通过最高点可得，

物块是在半径为2R的圆弧上的最高点重力全部充当向心力。

得： (2分)

又由物块上滑过中根据机械能守恒得：

代入数据解得： (2分)

物块第二次从N到A点：

速度关系：

代入得： ; 得： 或 (舍)(2分)

物体运动时传送带的位移：

传送带为维持匀速运动多提供的力：

传送带所做的功等于传送带多提供的能量： (3分)

说明：其它方法正确同样得分

22、

匀速到A点，再次回到D点在速度为 ，由动能定理得：

代入数据解得： (2分)