河北省定州中学届高中毕业班上学期期末考试物理试题+Word版含答案.docx

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河北省定州中学届高中毕业班上学期期末考试物理试题+Word版含答案

河北定州中学2017—2018学年度第一学期期末考试

高四年级物理试卷

一、选择题

1．美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。

天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是两个黑洞并合的事件。

GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件。

假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。

若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（　　）

A.这两个黑洞运行的线速度大小始终相等

B.这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等

C.36倍太阳质量的黑洞和29倍太阳质量的黑洞运行的线速度大小之比为36∶29

D.随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小

2．中央电视台综艺节目《加油向未来》中有一个橄榄球空中击剑游戏：

宝剑从空中B点自由落下，同时橄榄球从A点以速度v0沿AB方向抛出，恰好在空中C点击中剑尖，不计空气阻力。

下列说法正确的是（）

A.橄榄球在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度

B.橄榄球若以小于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖

C.橄榄球若以大于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖

D.橄榄球无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑尖

3．在粗糙的水平面上固定ー挡板,ー质量不计的弹簧左端固定在挡板上，一可视为质点的质量为m的物

块A放在弹簧的右端,初始时刻弹簧为原长，物块与弹簧未连接，现瞬间给物块一向左的初速度，使其

将弹簧压缩，经过一段时间弹簧将物块弹开，在整个运动过程中弹簧的最大压缩量为l。

已知物块的

初速度大小为v0、物块与水平地面之间的动摩擦因数为μ。

则下列不正确的是

A.物块向右运动与弹簧分离前，物块的动能先增大后减小

B.弹簧最短时，弹簧具有的弹性势能为

C.物块与弹簧分离前二者组成的系统其机械能一直减小

D.当物块离开弹簧滑动到速度为零时，物块距离出发点之间的距离为

;

4．一个正点电荷Q静止在正方形的一个角上，另一个带电质点射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c，如图所示，则有

A.a、b、c三点的电势高低及场强大小的关系是

B.带电质点由a到b电势能减小，由b到c电场力做负功，在b点动能最小

C.带电质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1：

2：

1

D.若改变带电质点在a处的速度大小和方向，有可能使其经过三点a、b、c做匀速圆周运动

5．如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a．平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态．以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，Ep表示电荷在P点的电势能．若保持极板B不动，将极板A稍向上平移，则下列说法中错误的是

A.E变小

B.U变大

C.Ep不变

D.电荷仍保持静止

6．宇宙中有两颗相距无限远的恒星s1、s2，半径均为R0.下图分别是两颗恒星周围行星的公转周期T2与公转半径r3的图像，则

A.恒星s1的质量大于恒星s2的质量

B.恒星s1的密度小于恒星s2的密度

C.恒星s1的第一宇宙速度大于恒星s2的第一宇宙速度

D.距两恒星表面高度相同的行星，s1的行星向心加速度较大

7．如图所示，由倾角为45°的粗糙斜面AB和半径为0.5m的3/4光滑圆弧组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆弧之间由小圆弧（长度不计）平滑连接，其中B为最低点，D为最高点，C，A两点和圆弧圆心O在同一水平线上．一物块（可视为质点）在A点以初速度v0＝5m/s沿斜面向下沿内轨道运动．物块与斜面间的动摩擦因数为μ，取重力加速度大小g＝10m/s2，则下列说法正确的是

A.若μ值满足一定的条件，则物块可能从D处开始做自由落体运动

B.若μ值满足一定的条件，则物块可能最终从AD圆弧某处脱离轨道

C.若μ＝0.2，则物块最终从CD圆弧某处脱离轨道

D.若μ＝0.2，则物块始终不会脱离轨道

8．某山地自行车有六个飞轮和三个链轮，链轮（与脚踏同轴）和飞轮（与后轮同轴）的齿数如下表所示，前后轮半径为30cm，某人脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度是4rad/s，则人骑自行车的最大速度为

名称

链轮

飞轮

齿数

48

35

28

15

16

18

21

24

28

A.7.68m/sB.3.84m/s

C.2.4m/sD.1.2m/s

9．如图所示,竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中倾角为θ=370的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心。

质量为m的小球（可视为质点）从与B点高度差为h的位置A点沿斜面由静止释放。

重力加速度大小为g，sin37°=0.6,cos370=0.8，则下列说法正确的是

A.当h=2R时,小球过C点时对轨逍的压カ大小为27mg/5

B.当h=2R时,小球会从D点离开圆弧轨道做平拋运动

C.当h=3R时，小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg

D.调整h的值，小球能从D点离开圆弧轨道，并能恰好落在B点.

10．电场强度方向与x轴平行的静电场，其电势φ随x的分布如图所示，一质量为m、带电量为＋q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点（x=0）沿x轴正方向进入电场。

下列叙述正确的是

A.粒子从O点运动到x3点的过程中，在x3点速度最大

B.粒子从x1点运动到x3点的过程中，电势能先减小后增大

C.要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为

D.若

，则粒子在运动过程中的最大动能为

11．如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块．当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，下列结论中正确的是

A.其他条件不变的情况下，m越大，s越小

B.其他条件不变的情况下，M越大，s越小

C.其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越短

D.其他条件不变的情况下，f越大，滑块到达右端所用时间越长

12．电场强度方向与x轴平行的静电场，其电势φ随x的分布如图所示，一质量为m、带电量为＋q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点（x=0）沿x轴正方向进入电场。

下列叙述正确的是

A.粒子从O点运动到x3点的过程中，在x3点速度最大

B.粒子从x1点运动到x3点的过程中，电势能先减小后增大

C.要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为

D.若

，则粒子在运动过程中的最大动能为

13．在地面附近，存在着一有界电场，边界MN将空间分成上下两个区域I、II，在区域II中有竖直向上的匀强电场，在区域I中离边界某一高度由静止释放一个质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的v-t图象如图乙所示，不计空气阻力，则（　）

A.小球受到的重力与电场力之比为3：

5

B.在t=5s时，小球经过边界MN

C.在小球向下运动的整个过程中，克服电场力做功等于重力势能的变化量

D.在1s～4s过程中，小球的机械能先增大后减小

14．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列比值正确的是

A.△U1>△U2,△U2>△U3

B.U1:

I不变,△U1:

△I不变

C.U2:

I变大,△U2:

△I变大

D.U3:

I变大,△U3:

△I不变

15．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度

水平抛出一小球，经过时间

恰好落在斜面底端，速度是v，不计空气阻力。

下列说法正确的是

A.若以速度2

水平抛出小球，则落地时间大于

B.若以速度2

水平抛出小球，则落地时间等于

C.若以速度

水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v成

θ角

D.若以速度

水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向

16．“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月，如图所示。

关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是

A.沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期

B.沿轨道I运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ

C.沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度等于在Q点的加速度大小

D.在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变

17．如图所示矩形框内，存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。

一质量为m带电荷量大小为q的小球从左侧M点以某一速度射入该区域，恰好沿直线从右侧的N点（未画出）穿出。

则

A.小球一定带正电

B.N点一定与M点在同一水平线上

C.小球的可能速度之差的大小为

D.若该带电小球以大小相同的速度从N点反向进入该区域，运动过程中动能一定增加

18．如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始逐渐加速转动，则：

（）

A.物块离开转台之前所受摩擦力始终指向转轴

B.当转台角速度

时，物块将离开转台

C.当转台对物块做的功为

时，物块对转台的压力恰好为零

D.当转台的角速度

时，随着角速度的增加，细线将会对物块做正功

19．如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等。

C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°。

现将A、B静止释放。

则下列说法正确的是（）

A.物块A经过C点时的速度大小为

B.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小

C.物块A在杆上长为

h的范围内做往复运动

D.在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量

20．据报道，2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自2013年12月14日月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。

假如月球车在月球表面以初速度

竖直上抛出一个小球，经时间t后小球回到出发点，已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）

A.月球表面的重力加速度为

B.月球的质量为2

C.月球的第一宇宙速度为

D.探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为

二、实验题

21．为了探究合力做功与物体动能变化的关系，某实验小组设计了如下实验方案：

木板左端固定着一个挡板，一根轻质弹簧左端可以拴在挡板上，右端可以拴住一个滑块，滑块右端拴着一根细线，细线跨过木板右端的定滑轮，拴着一个重锤，重锤右侧有一个遮光片，当弹簧的长度为原长时，遮光片恰好处于光电门A处，光电门A和B分别连接计时器（图中未画出）。

已知弹性势能的表达式为Ep＝

k（Δx）2，忽略滑轮摩擦及空气阻力。

实验步骤如下：

（1）简述平衡摩擦力的方法：

___________________________________________。

（2）在挡板和滑块间连接好弹簧，保持木板倾角不变，将弹簧分别拉长Δx、2Δx、3Δx、4Δx、…后，从静止释放滑块，分别记下遮光片通过光电门A的时间t1、t2、t3、t4、…。

若将前3次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W1、W2、W3，则W1∶W2∶W3＝________；

（3）若以W为纵坐标、

为横坐标作图，则得到的图象近似是________（填“一条直线”或“一条曲线”）。

（4）实验中，________（填“必须”或“可以不”）测量遮光片的宽度。

________（填“必须”或“可以不”）测量滑块和重锤的质量。

三、解答题

22．如图所示，在竖直平面内，用长为L的绝缘轻绳将质量为m、带电量为+q、的小球悬于O点，整个装置处在水平向右的匀强电场中。

初始时刻小球静止在P点。

细绳与场强方向成角。

今用绝缘锤子沿竖直平面、垂直于OP方向打击一下小球，之后迅速撤离锤子，当小球回到P处时，再次用锤子沿同一方向打击小球，两次打击后小球恰好到达Q点，且小球总沿圆弧运动，打击的时间极短，小球电荷量不损失。

锤子第一次对小球做功为W1，第二次对球做功为W2。

（1）求匀强电场的场强大小E；

（2）若

的值达到最大，分别求W1、W2;

（3）

的值最大时，求第一、二次小球被打击后瞬间细绳的拉力大小F1、F2．

参考答案

1．D

2．C

3．B

4．A

5．A

6．B

7．C

8．B

9．AC

10．AD

11．BCD

12．AD

13．AC

14．BD

16．BD

17．BC

18．CD

19．AC

20．BD

21．

（1）将木板右侧垫起一定高度，是遮光片通过两光电门的时间相同

（2）1:

4:

9（3）一条直线可以不可以不

（1）将木板右侧垫起一定高度，滑块不连弹簧时，让滑块由静止释放，当重锤上的遮光片通过两光电门的时间相同时，说明重锤做匀速直线运动，即滑块做匀速直线运动，即平衡了摩擦力；

（2）由功的定义式：

，所以

；

（3）根据能量守恒可知：

弹簧弹力所做的功等于滑块与重锤动能增加之和，（其中滑块重力势能的减小等于重锤重力势能的增加）即

，

，（其中d为遮光片的宽度），所以得到的图象近似一条直线；

（4）根据能量守恒可知：

，实验中只要得到，当弹簧伸长量与

遮光片通过光电门A的时间成反比即可，所以实验中可以不测量遮光片的宽度，也可以不测量滑块和重锤的质量。

22．

（1）

（2）

（3）

（1）如图所示，小球在A点（题中P点）合力为零，则有：

tanθ=

，

解得：

E=

．

（2）第一次击打后球最多到达“等效”与球心等高B位置，根据功能关系，有：

W1≤mgL（sinθ+cosθ）+qEL（cosθ-sinθ）

结合tanθ=

在等效最高点C时，根据牛顿第二定律有：

根据功能关系有：

W1+W2-mg∙2L∙sinθ-qE∙2L∙cosθ=

mv02

整理可以得到：

整理可以得到：

W1=

，W2=

．

（3）打击一次后，物体获得的速度为v1，则有：

W1=

mv12．

根据牛顿第二定律得：

F1-

打击二次后，物体获得的速度为v2，则有：

W1+W2=

mv22．

根据牛顿第二定律得：

F2-

联立整理可以得到：

F1=

，F2=