内蒙古鄂尔多斯市第一中学高一下学期期末考试物理试题

一、单项选择题
1、以下说法正确的是（ ）
A 、绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡处于平衡状态
B 、洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉
C 、匀速直线运动因为受合力等于零，所以机械能一定守恒
D 、合力对物体做功为零时，机械能一定守恒 【答案】B
考点：机械能守恒定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重
【名师点睛】解决本题时要知道飞行器绕地球做圆周运动时，里面的液滴处于完全失重状态．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功．可举例来分析抽象的概念题。

2、如下图所示，质量分别为M 和m 的两物块()M m >分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过相同的位移，设此过程中1F 对M 做的功为1W ，2F 对m 做的功为2W ，则（ ）
A 、若水平面光滑，则12W W >
B 、若水平面粗糙，则12W W >
C 、若水平面粗糙，则12W W <
D 、无论光滑与否，都有12W W = 【答案】D 【解析】
试题分析：由题意可知：1F 做功为1W FLcos α=，2F 做功为2W FLcos α=，故ABC 错误，D 正确。

考点：功的计算
【名师点睛】解决本题的关键掌握功的公式W Fscos θ=，运用好做功的两个必须因素。

3、如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，
60MOP ∠=。

电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场
强度的大小为1E ；若将M 点处的点电荷移至P 点，则O 点的场强大小变为2E ，则1E 与
2E 之比为（ ）
A 、1:2
B 、2:1
C 、2
D 、4【答案】C
考点：电场强度
【名师点睛】由电场的叠加可知各点电荷单独在O 点形成的场强大小，移动之后电荷距O 点的距离不变，故电场强度大小不变，则由矢量合成的方向可得出移动之后的合电场；即可求得比值。

4、空间中P 、Q 两点处各固定一个点电荷，其中P 点处为正电荷，P 、Q 两点附近电场的等
势面分布如图所示，、、、a b c d 为电场中的4个点，其中、a b 关于P 、Q 连线对称，则（ ）
A 、P 、Q 两点处的电荷等量同种
B 、a 点和b 点的电场强度相同
C 、c 点的电势低于d 点的电势
D 、负电荷从a 到c ，电势能减少 【答案】D
考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、电场强度、电场线
【名师点睛】该题考查常见电场的特点，解题的关键是在两个电荷连线的中垂线上的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，负电荷周围的电场的电势都比它低，属于简单题。

5、一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动。

假设汽车所受阻力恒定，下列汽车牵引力的功率P 与时间t 的关系图像中，能描述上述过程的是（ ）
【答案】B 【解析】
试题分析：根据P Fv =分析知匀加速运动时牵引力大于阻力，F 不变，v 随时间均匀增大，故P 随时间均匀增大，故AD 错误；当匀速时牵引力等于阻力，说明F 突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故B 错误，C 正确。

考点：功率、平均功率和瞬时功率
【名师点睛】根据P Fv =分析：匀加速运动时F 不变，v 随时间均匀增大，故P 随时间均匀增大，当匀速时牵引力等于阻力，说明牵引力突变，故功率突变。

6、如图所示，一个质量为m 的物体（可视为质点）以某一速度从A 点冲上倾角为0
30的固定斜面，其运动的加速度大小为0.6g ，该物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体的（ ）()
2/10g m s =
A 、整个过程中物体机械能守恒
B 、重力势能增加了0.5mgh
C 、动能损失了1.1mgh
D 、机械能损失了0.2mgh 【答案】D
考点：功能关系
【名师点睛】本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化．重力势能变化与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关。

7、一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h 的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A 处，则（ ）
A 、h 愈大，弹簧在A 点在压缩量愈大
B 、h 愈大，最终小球静止在A 点时弹簧的弹性势能愈大
C 、小球在A 点时弹簧的弹性势能与h 的大小无关
D 、小球第一次到达A 点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A 点时弹簧的弹性势能大 【答案】C 【解析】
试题分析：小球经最后静止在弹簧上的A 点，小球处于平衡状态，则弹F mg =，根据胡克定律得：弹簧的压缩量弹x k
F ∆=
，与h 无关，则小球静止在A 点时弹簧的弹性势能与h 也
无关，故AB 错误，C 正确；A 点是小球所受的弹力与重力的平衡位置，小球第一次到达A 点时，弹簧的压缩量与最终小球静止在A 点时弹簧压缩量相等，则此时弹簧的弹性势能与最终小球静止在A 点时弹簧的弹性势能相等，故D 错误。

考点：机械能守恒定律
【名师点睛】掌握机械能守恒的条件，是解决问题的关键，注意区分系统的机械能守恒和单个物体机械能守恒的区别。

8、如图所示，水平放置的两个平行的金属板A 、B 带等量的异种电荷，A 板带负电荷，B 板接地，若将A 板向上平移到虚线位置，在A 、B 两板中间的一点P 的电场强度E 和电势Φ的变化情况是（ ）
A 、E 不变，Φ改变
B、E改变，Φ不变
C、E不变，Φ不变
D、E改变，Φ改变【答案】C
【解析】
试题分析：据题，电容器所带电量Q不变．根据C
Q
U
=、
4
S
C
kd
ε
π
=、E
U
d
=得
4
E
S
kQ
π
ε
=，
则知电场强度E不变，P与下板间的距离不变，E不变，则由U Ed
=分析P点与下板间电势差不变，下板电势为零，所以ϕ不变，故C正确。

考点：电容器的动态分析、电势
【名师点睛】由题知，电容器所带电量不变，根据C
Q
U
=、
4
S
C
kd
ε
π
=、E
U
d
=结合分析
E的变化．由U Ed
=分析P点与下板间电势差的变化，分析P点的电势如何变化。

二、多项选择题
9、某娱乐项目中，参与者抛出一小球取撞击触发器，从而进入下一关。

现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器，若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示，则小球能够击中触发器的是（）
【答案】CD
考点：功能关系
【名师点睛】解决本题的关键掌握机械能守恒定律，以及会判断小球在最高点的速度是否为
零，要明确内壁光滑的圆轨道，小球到达最高点的最小速度为
10、如图所示A 、B 、C 是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L ，电荷量为5
1.010q C -=-⨯的电荷由A 移动到C 电场力做功5
1 4.010J W -=⨯，该电荷由C 移动到B 电场力做功5
2 2.010J W -=-⨯，若B 点电势为零，以下说法正确的是（ ）
A 、A 点电势为2V
B 、A 点电势为2V -
C 、匀强电场的方向为由C 指向A
D 、匀强电场的方向为垂直于AC 指向B 【答案】BC 【解析】
试题分析：对于C 、B 间电势差为5
5
2.01021.010＝CB CB
V q W U V ---⨯==-⨯，
若B 点电势为零，CB C B U ϕϕ=-，则C 点电势2C V ϕ=．
而A 与C 间的电势差为55
41041.010AC AC
W U q V V --⨯===--⨯，AC A C U ϕϕ=-，则A 点电势
2A V ϕ=-，故A 错误，B 正确；由上分析可知，AC 连线的中点M 电势为0，M 与B 点的
连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC 为等边三角形，BM AC ⊥，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C 到A ，故C 正确，D 错误； 考点：电场的叠加、电场强度、电势
【名师点睛】本题考查对电势差公式的应用能力，
AB
AB W U q
=应用时，各量均需代入符号．注意电势有正负，而电压没有正负可言。

11、如图所示，传送带以恒定速率v 运动，现将质量都是m 的小物体甲、乙（视为质点）先后轻轻放在传送带的最左端，甲到达A 处时恰好达到速率v ，乙到达B 处时恰好达到速度v ，则下列说法正确的是（ ）
A 、甲、乙两物块在传送带上加速运动时具有的加速度相同
B 、甲、乙两物块在传送带上加速运动时间相等
C 、传送带对甲、乙两物体做功相等
D 、乙在传送带上滑行产生的热量与甲在传送带上滑行产生的热量相等 【答案】CD
考点：功能关系、功的计算
【名师点睛】本题考查传送带问题的分析，要注意明确物体在传送带上的运动过程，明确动能定理及牛顿第二定律的应用。

12、质子
(
)11
,,1H H q e u m ==和α粒子（4
2
,2,4He q e u m α==）从同一位置无初速度地飘入水平向右的匀强电场，经该电场加速后进入竖直向下的匀强电场，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，则有（ ）
A 、两种粒子打到屏上时速度一样大
B 、两种粒子离开偏转电场时偏转角相同
C 、两种粒子运动到屏上所用时间相同
D 、两种粒子打到屏上的同一位置 【答案】BD 【解析】
【名师点睛】题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功。

13、质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质细杆的A 点和B 点，如图所示，绳a 与水平方向成θ角，绳b 在水平方向且长为l ，当轻杆绕轴AB 以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A 、a 绳的张力不可能为零
B 、a 绳的张力随角速度的增大而增大
C 、当角速度ω>
，b 绳将出现弹力
D 、如b 绳突然被剪断，则a 绳的弹力一定发生变化 【答案】AC 【解析】
试题分析：小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a 绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a 绳的张力不可能为零，故A 正确；根据竖直方向上平衡得，a F sin mg θ=，解得＝
a mg
F sin θ
，可知a 绳的拉力不变，故B 错误；当b
绳拉力为零时，有：2
mgcot ml θω=，解得ωω>时，
b 绳出现弹力，故C 错误；由于b 绳可能没有弹力，故b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，故D 错误。

考点：向心力、牛顿第二定律
【名师点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源分析，知道小球竖直方向合力为零，这是解决本题的关键。

14、北京时间2013年12月10日晚上九点二十分，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞行，再次成功变轨，从100km 的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点15km 、远月点100km 的椭圆轨道Ⅱ，两轨道相交于点P ，如图所示，关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是（ ）
A 、在轨道Ⅰ上运动到P 点的速度比在轨道Ⅱ上运动到P 点的速度小
B 、在轨道Ⅰ上运动的周期大于在在轨道Ⅱ上运动的周期
C 、在轨道Ⅰ上P 点的向心加速度比在轨道Ⅱ上运动到P 点的向心加速度小
D 、在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大 【答案】BD 【解析】
试题分析：沿轨道Ⅰ运动至P 时，制动减速，万有引力大于所需要的向心力，卫星开始做向心运动，才能进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅰ上运动到P 点的速度比在轨道Ⅱ上运动到P 点的速度
大，故A 错误；根据开普勒第三定律3
2 a k T
=（k 为常数），可知，轨道的半长轴a 越大，
运动周期越大，显然轨道Ⅰ的半长轴（半径）大于轨道Ⅱ的半长轴，故在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期，故B 正确；根据牛顿第二定律有2
GMm
ma r =，解得2a GM
r
=
，式中M 是地球的质量，可知，卫星经过同一点加速度一定，所以卫星经过两个轨道上P 点时向心加速度相同．故C 错误；卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，发动机要做功，使卫星减速，故在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能，则在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大，故D 正确。

考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
【名师点睛】通过该题要记住：由高轨道变轨到低轨道需要减速，而由低轨道变轨到高轨道需要加速，这一点在解决变轨问题时要经常用到，一定要注意掌握；根据F ma =所求的加速度a 是指物体的合加速度。

三、实验题
15、某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。

打点计时器的工作频率为50Hz 。

（1）实验中木板略微倾斜，这样做 ； A 、是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B 、是为了增大小车下滑的加速度
C 、可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D 、可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。

把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为1W ；第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为12W ……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。

根据第四次实验中打出的纸带（如图所示），可求得小车最终获得的速度为 /m s 。

（保留三位有效数字）
（3）若根据多次测量数据画出的W v -图像如图所示，根据图线形状，可知对W 与v 的关系符合实际的是图 。

【答案】（1）CD ；（2）2.00；（3）C 【解析】
试题分析：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动．故选CD ．
（2）在加速过程中，橡皮条在做正功，故需要测量最大速度，即匀速运动的速度，因而需要选用间隔均匀的点，即后面距离为4.00cm 的点，打点计时器每隔0.02s 打一次点，故最
大速度为：0.04
2.00/0.02
x T v m s =
==。

（3）由动能定理得：2
12
W mv =，W 与v 是二次函数关系，由图示图象可知，C 正确。

考点：探究功与速度变化的关系．
【名师点睛】本题关键要明确该实验的实验原理、实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题。

16、在利用自有落体“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U ，频率为
f 的交流电源上，从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，选取纸带上打出的连续5
个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起始点的距离为0S ，点AC 间的距离为1S ，点CE 间的距离为2S ，已知重锤的质量为m ，当地的重力加速度为g ，则：
（1）从起始点O 到打下C 点的过程中，重锤重力势能的减少量为P E =∆ ，重锤动能的增加量为k E =∆ 。

（2）经过计算可知，重锤动能的增加量小于重力势能的减少量，其主要原因是： 。

【答案】（1）01（）mg S S +；
22
12()32
m S S f + （2）物体在下落过程中克服摩擦阻力做功
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得，若没有阻力时，重力势能减小量等于重力做功的数值。

四、计算题
17、我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。

舰载机总质量为4
310kg ⨯，设起飞过程中发动机的推力恒为5
1.010N ⨯；弹射器有效作用长度为100m ，推力恒定。

要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80/m s ，弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和
发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，求： （1）弹射器的推力大小； （2）弹射器对舰载机所做的功； （3）弹射器对舰载机做功的平均功率。

【答案】（1）62 1.110F N =⨯；（2）81.110J ⨯；（3）7
4.410W ⨯
考点：动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率
【名师点睛】本题要理清问题的情景，明确物理过程的分析，知道涉及力在空间的效果时，首先考虑能否运用动能定理．第1题也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答。

18、如图所示，带电荷量为Q 的正电荷固定在倾角为0
30的光滑绝缘斜面底部的C 点，斜面上有A 、B 两点，且A 、B 和C 在同一直线上，A 和C 相距为L ，B 为AC 中。

现将一带电小球从A 点由静止释放，当带电小球运动到B 点时速度正好又为零，已知带电小球在A 点处的加速度大小为
4
g
，静电力常量为k ，求： （1）小球运动到B 点时的加速度大小。

（2）B 和A 两点间的电势差（用Q 和L 表示）。

【答案】（1）2B a g =；（2）BA U L
k Q
= 【解析】
试题分析：（1）根据牛顿第二定律和库仑定律得： 带电小球在A 点时有： 230 A Qq
mgsin k ma L
︒-= 带电小球在B 点时有：
2()302
B k Qq
mgsin ma L -︒= 且4A a g =，可解得：2
B a g
= 。

（2）由A 点到B 点应用动能定理得： 3002 BA L
mgsin U q ︒-⋅=⋅ 由204
3 A Qq mgsin k m a m L g
︒-=⋅=，可得：2 14Qq mg k L = ，可求得：BA U L k Q = 。

考点：电势差与电场强度的关系、电势差
【名师点睛】此题要研究加速度，首先要想到牛顿第二定律，分析受力，列式求解．对于电势差，要知道电场力做功与电势差有关，运用动能定理求解电势差是常用的思路。

19、如图所示的装置，1U 是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板，板长为L ，两板间距离为d 。

一个质量为m ，带电量为q -的质点，经加速电压加速后沿两金属板中心线以速度0v 水平射入两板中。

若在两水平金属板间加一电压2U ，当上板为正时，带电质点恰能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电质点则射到下板上距板的左端
4
L
处，为使带电质点经1U 加速后沿中心线射入两金属板，并能够从两金属之间射出，问：两水平金属板间所加电压应满足什么条件。

【答案】227988
＜＜U U
U 【解析】
试题分析：当两金属板间加电压2U ，上极板为为正时，质点受力平衡：2
qU d
mg = ① 当下极板为正极时电场力重力均竖直向下，由牛顿第二定律得：2
qU m m d
g a +=② 由①②解得：2a g = ③
此时带电质点射到下极板距左端 4
l 处，粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动：
211
2
2d at =④ 粒子在水平方向做匀速直线运动：10
4t l v =
⑤ 为使带电粒子射出金属板，质点在竖直方向的运动应有：2
2122
＜a t d '，水平方向：20
t l v =
； 解得：2
02
＜d a l
v '⑥ 由③④⑤⑥解得：8
＜a g
'⑦
若a '的方向向上则两金属板的应加电压U '、上板为正，由 qU m d
g ma '
-='⑧ 若a '的方向向下则两金属板的应加电压U "、下板为正，由qU mg ma d
"
-='⑨
由⑦⑧⑨解得：289＜U U '，28
7＞U
U "
为使粒子能从两金属板之间射出，两水平金属板间所加电压应满足：227988
＜＜U U
U 。

考点：带电粒子在匀强电场中的运动
【名师点睛】根据受力平衡以及类平抛运动解出粒子在偏转电场中的加速度，根据运动学表达式写出粒子打不到极板上的条件，列出方程组解题。

20、如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点，BC 右端连接内壁光滑、半径0.2r m =的四分之一细圆管CD ，管口D 端正下方直立一根劲度系数为
100/k N m =的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D 端平齐。

一个质量为1kg 的
小球放在曲面AB 上，现从距BC 的高度为0.6h m =处静止释放小球，它与BC 间的动摩擦因数0.5μ=，小球进入管口C 端时，它对上管壁有 2.5N F mg =的相互作用力，通过CD 后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为
0.5p J E =，取重力加速度
2/10g m s =，求：
（1）小球在C 处受到的向心力大小；
（2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能km E ； （3）小球最终停止的位置。

【答案】（1）35N ；（2）6J ；（3）0.2m 【解析】
（3）在C 点，由2
向
c F r
m v =，代入数据得：/c
v s ，滑块从A 点运动到C 点过程，
由动能定理得2
12
C mg h mgs m v μ⋅-=
，解得BC 间距离0.5s m =，小球与弹簧作用后返回C 处动能不变，小滑块的动能最终消耗在与BC 水平面相互作用的过程中，设物块在BC 上的运动路程为ˊs ，由动能定理有2
102
ˊ=0C m mgs v μ--，解得0.7ˊs m =，故最终小滑块距离B 为0.70.50.2m m -=处停下。

考点：机械能守恒定律
【名师点睛】本题综合运用了机械能守恒定律、动能定理、功能关系以及牛顿第二定律，综合性较强，是高考的热点题型，需加强这方面的训练。