辽宁省五校协作体2014届高三上学期期中考试物理试题(含答案)

辽宁省五校协作体2014届高三上学期期中考试物理试题
时间：90分钟 满分：100分
说明：本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷组成。

第Ⅰ卷为选择题，第Ⅱ卷为主观题，按要求在答题卡上作答。

第Ⅰ卷（选择题56分）
一、选择题（本大题共14小题每小题4分，计56分，前10道题为单项选择题；后4道题为多项选择题，全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）
1．冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（ ）
A ．gR k
B ．kgR
C ．
k
gR
D ．kgR 2 2．如图所示，一质量为m 的物体沿倾角为θ
A ．物体所受合力的方向沿斜面向下
B ．斜面对物体的支持力等于物体的重力
C ．物体下滑速度越大说明物体所受摩擦力越小
D ．斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上
3．斜面长为L ，高为h ，一质量为m 的物体放在斜面上恰能匀速下滑，若将物体沿斜面匀速向上拉，则拉力的大小为( ) A ．
L
mgh
B ．
L
mgh
2
C ．
h
mgL
2 D ．无法确定
4．一颗人造地球卫星，在地面时，所受万有引力大小为F ；当它被送到距地心的距离为地球半径2倍的运行轨道后，所受万有引力大小为（ ） A ． 41
F D ．9
1F C ．F B ．3F
5．某人把原来静止于地面上的质量为2.0kg 的物体向上提起1.0m ，并使物体获得1.0m/s 的速度，取g 为10m/s 2
，则在此过程中（ ） A ．人对物体做功20J
B．物体的机械能增加1.0J
C．合外力对物体做功1.0J
D．重力对物体做功20J
6．将一电荷量为+Q 的小球放在原来不带电的金属球附近,最终所形成的电场线分布图。

a、b 为电场中的两点, c、d为金属球表面与内部上两点（未标出）.则（）
A. a点的电场强度比b点的大
B. a点的电势比b点的高，而c、d电势不相等
C. 检验电荷-q 在a点的电势能比在b点的大
D. 将检验电荷-q 从a点移到b点的过程中,电场力做正功
7．如图甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电量分别为q和-q，两球间用绝缘细线连接，甲球用绝缘细线悬挂在天花扳上。

在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E.当两球平衡时细线被拉紧，此时的情景应该是（）
8. 在探究平行板电容器电容量的实验中，对一个电容量为C、正对面积为S、两极板之间距离为d
的电容器，充电Q后，（）
A．若带电量再增加△Q，其它条件不变，则电容器两极板之间的电压一定增加△Q/C
B．若带电量再增加△Q，其它条件不变，则电容器两极板之间的电场强度可能不变
C．保持带电量Q不变，若电容器两极板之间的距离增大到2d，其它条件不变，则电场强度增加到原来的2倍
D．保持带电量Q不变，若电容器正对面积减小到原来的1/2，其它条件不变，则电场强度增加到原来的4倍
9. 如图所示，在一根水平直杆上套着两个轻环，在环下用两根等长的轻绳拴
着一个重物。

把两环分开放置，静止时杆对a 环的摩擦力大小为F f ，支持力为F N 。

若把两环距离稍微约缩短一些，系统仍处于静止状态，则( ) A ．F N 变小 B ．F N 变大 C ．F f 变小
D ．F f 变大
10．如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q 1、Q 、Q 2，Q 恰好静止不动，Q 1、Q 2围绕Q 做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线。

已知Q 1、Q 2分别与Q 相距r 1、r 2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是（ ）
A ．Q 1、Q 2的电荷量之比为
12r r B ．Q 1、Q 2的电荷量之比为21
2)(r r C ．Q 1、Q 2的质量之比为
12r r D ．Q 1、Q 2的质量之比为21
2)(r r 11．在一个空的易拉罐底部打一个小洞，往罐里注满水，水从小洞射出。

罐子在做如下哪种运动过
程中，水将不从洞中射出( ) A ．匀速上升
B ．匀速下降
C ．自由下落
D ．竖直上抛运动
12. 如图所示，细绳的一端固定在天花板上，另一端拴着一个小球。

现把小球拉至细绳水平的位置，
将小球由静止释放。

不计空气的阻力。

在小球沿圆周运动到最低点的过程中，以下说法正确的是（ ）
A ．由于小球受到的合外力对小球做正功，所以小球的动能增大
B ．由于细绳的拉力对小球不做功，所以小球的动能不变
C ．由于只有重力对小球做功，所以小球的机械能守恒
D ．该过程中重力做功的功率先增大后减小
O
13. 如图所示，竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将一个金属球放置在弹簧顶端（球与
弹簧不粘连），并用力向下压球，使弹簧作弹性压缩，稳定后用细线把弹簧拴牢，烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中（ ）
A ．球所受合力的值先减小后增大
B ．在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加
C ．球刚脱离弹簧时的动能最大
D ．球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小
14．如图两块平行金属板M 、N 竖直放置,两板间电势差U=1.5×103
V 。

现将
质量m=1×10-2
kg 、电荷量q=4×10-5
C 的带电小球从两板上方的A 点以v 0=4m/s 的初速度水平抛出,小球恰好能从M 板上端进入两板之间,并沿直线运动打到N 板上的B 点.已知A 距两板上端的高度为h=0.2 m, 不计空气阻力,g=10 m/s 2。

则（ ）
A. 小球到达M 板上端时的速度大小s m v m /52
B. M 、N 两板间距d=0.3m
C. 落点B 距N 板上端距离L=0.2m
D. 小球到达B 点时动能E k =0.175J
第Ⅱ卷（非选择题44分）
二、填空题（本大题共4小题，计14分。

）
15．某实验小组利用如图6所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。

（1）在实验中必须平衡摩擦力， 以小车所受重力的下滑力平衡摩擦
力，当小车
做 (1分)运动时，摩擦力恰好被平衡
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的
个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。

若小车质量为400g ，实验中每次所用的钩码总质量范围应选 （1分）组会比较合理。

（填选项前的字母）
小车
打点
纸带
图6
A ．10g ～40g
B ．200g ～400g
C ．1000g ～2000g
（3）实验中打点计时器所使用的是 （交流、直流）电源 频率为
50Hz ，图中给出的是实验
中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出每两个计数点间的时间间隔是 s ，由该纸带可求得小车的加速度 a = m/s 2。

（前两空各1分，最后一空2分）
16．某星球半径为R ，一物体在该星球表面附近自由下落，若在连续两个T 时间内下落的高度依次为
h 1、h 2，则该星球的第一宇宙速度为 。

（2分）
17．如图倾角为30°的直角三角形的底边BC 长为2L ，处在水平位置，O
为底边中点，斜边AB 为光
滑绝缘导轨，OD 垂直AB 。

现在O 处固定一带正电的物体，让一质量为m 、带正电的小球从导轨顶端A 静止开始滑下（始终不脱离导轨），测得它滑到D 处受到的库仑力大小为F 。

则它滑到B 处的速度大小为 和加速度的大小 ．（重力加速度为g ）（每空2分）
18．在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用电源输出交流电压的频率为50Hz ，下图为在
实验中打点计时器打出的一条纸带，图中A 点是重锤下落的起点，重锤的质量为m 。

从某一位置
B 开始，B 、
C 、
D 、
E 各相邻计数点间的距离分别为s 1、s 2、s 3，设打点计时器的打点周期为T ，
则打D 点时重锤动能的表达式为____________。

（2分）
三、计算题（本大题共3小题，计30分。

）
19、(8分) 2008年9月27日，“神舟七号”宇宙飞船载着翟志刚等三名航天员进入了太空，中国
A B C D E
s 1 s 2 s 3
航天员首次实现了在太空的舱外活动，这是我国航天发展史上的又一里程碑。

已知万有引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R。

飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，距地面的高度为h，求：
（1）航天员在舱外活动时的加速度a的大小；
（2）飞船绕地球做匀速圆周运动的周期T。

20、（9分）如图在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着能放射电子的仪器P，放射源放出的电子速度
大小均为V0=1.0×107m/s，各个方向均有。

足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置，相距d=2.0×10-2m，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E=2.5×104N/C。

已知电子电量e=1.6×10-19C，电子质量取m=9.0×10-31kg，不计电子重力。

求:
（1）电子到达荧光屏M上的动能
（2）荧光屏上的发光面积（结果保留3位有效数字）
21、（13分）如图11所示是游乐场中过山车的实物图片，可将过山车的一部分运动简化为图12的模型图。

模型图中光滑圆形轨道的半径R ＝8.0m ，该光滑圆形轨道固定在倾角为θ＝37°斜轨道面上的Q 点，圆形轨道的最高点A 与倾斜轨道上的P 点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。

现使质量为m 的小车（视作质点）从P 点以一定的初速度v 0=12m/s 沿斜面向下运动，不计空气阻力，取g ＝10m/s 2
，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A 处，则：
（1）小车在A 点的速度为多大？（结果用根式表示） （2）小车在圆形轨道运动时对轨道的最大压力为多少？
（3）求斜轨道面与小车间的动摩擦因数多大？（结果用分数表示）
图11
图12
θ
R
O
Q
P
A
2013-2014学年度上学期省五校协作体高三期中考试
物理试题参考答案
一、选择题（本大题共14小题每小题4分，计56分,多选题漏选得2分，错选得0分） 1、B 2、D 3、B 4、A 5、C 6、A 7、A 8、A 9、C 10、C 11、CD 12、ACD 13、ABD 14、ABD
二、填空题（本大题共4小题，，计14分。

） 15、 (1) 匀速（1分）
（2） A （1分） （3）交流 （1分） 0.1 （1分） 1.07 （2分） 16、 T
h h R )(12-（2分）
17、
gL 3（2分）
m
mg F 843+（2分） 18、
232)4(21T
s s m +（2分） 三、计算题（本大题共3小题，计30分。

）
19、(8分)
(1)航天员所受合力就是万有引力
应有：ma h R Mm
G
=+2
)
( ………2分 解得：2
)(h R GM
a +=
………2分
(2)飞船做圆周运动的向心力由万有引力提供
应有：)(4)(22
2h R T
m h R Mm G +=+π ………2分
解得：GM
h
R h R T ++=)
(2π ………2分
20、（9分）
（1）由动能定理：eEd = E K －202
1mv ………2分
得E K ＝1.25⨯10-16
J …………1分
(2) 电子各个方向均有，其中和铅屏A 平行的电子在纵向偏移距离最大
221t m
eE d ⋅⋅=
…………2分 r = v 0t ………………2分
解得r=3⨯10-2
m
在荧光屏上观察到的范围是半径为r 的圆，
面积S =πr 2
…………1分
代入数值得s=2.83⨯10-3 m 2
…………1分
21、（13分）
（1）由于小车恰能通过A 点
应有：R
v
m mg A 2
=………………2分
解得：gR v A =
=54m/s ………①……1分
(2) 如图，小车经轨道最低点D 时对轨道压力最大 设在D 点轨道对小车的支持力为N
则有：R
v
m mg N D 2
=-………②……2分
小车由D 到A 的运动过程机械能守恒
则有：2
22
1212A D mv mv mgR -=
………③……2分 由①②③得：mg N 6=………1分 依牛顿第三定律，在D 点小车对轨道的压力 mg N N 6′
==………1分
（3）设PQ 距离为L ，对小车由P 到A 的过程应用动能定理 得：2
022
12137cos mv mv mgL A -=
-ομ………④……2分 依几何关系：ο
ο
37
sin 37cos R R L +=………⑤……1分 由①④⑤得： 6
1
=
μ………1分。