泰兴市第一高级中学2009届高三年级
期末考试
物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共120分，考试用时100分钟
第Ⅰ卷 选择题（共31分）
单项选择题（本题共5小题，每题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1．在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”．下面几个实例中应用到这一思想方法的是
A.根据加速度的定义
，当
非常小，
就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度
B.在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系
C.在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点
2．随着“神州7号”的发射，可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是
A．哑铃 B．跑步机 C．单杠 D．弹簧拉力器
3．如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA/、BB/、CC/是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为
A.该粒子到达C/点时的动能是2Ek,
B.该粒子通过等势面BB/时的动能是1.25Ek,
C.该粒子在P点时的电势能是Ek,
D.该粒子到达C/点时的电势能是0.5Ek,
4．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定，近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氛激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点竖直向上抛出小球，小球又落至原处O点的时间为
，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点后又回到P点所用的时间为
，测得、和H，可求得g等于（ ）
A 
B 
C 
D 
5、如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15o角，AB直线与强场E互相垂直．在A点，以大小为vo的初速度水平抛出一质量为m，带电荷量为+q 的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点（图中未画出）时其速度大小仍为vo，在小球由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是
（A）电场力对小球做功为零
（B）小球的电势能增加
（C）小球机械能减少量为
（D）C点可能位于AB直线的左方
二、（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）
6．一个单摆悬挂在小车上，随小车沿着斜面滑下，图中的虚线①与斜面垂直，虚线②沿斜面方向，则可判断出
A．如果斜面光滑，摆线与②重合
B．如果斜面光滑，摆线与①重合
C．如果斜面粗糙但摩擦力小于下滑力，摆线位于②与③之间
D．如果斜面粗糙但摩擦力大于下滑力，摆线位于②与③之间
7．一船在静水中速度为
A 此船不可能垂直到达正对岸
B 此船过河的最小位移为
C 船实际运动速度一定是
D 此船过河的最短时间为6s
8、某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是
A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大，电势能小
B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小，电势能大
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强
D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势
9．如图所示，一个电量为+Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点．另一个电量为
?q及质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点速度最小，最小值为v．已知静电力常量为k 、点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ 及
AB间距离为L0，则
A．OB间的距离为
B．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为
C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为
D．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差
三、填空题（本题共2小题，共20分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．)
10(12分)．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
利用如图乙所示装置测量滑块与长
（1）读出滑块的宽度d=____________cm.
（2）滑块通过光电门1的速度v1=________m/s；滑动通过光电门2的速度v2=__________m/s；
（3）若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L，已知当地的重力加速为g，则滑块与木板动摩擦因数表达式为__________________（各量均用字母表示）。
（4）若用米尺测量出滑块初始位置到光电门2的距离为S，为测量被压缩弹簧的弹性势能，还需测量的物理量是___________________________（说明其含义，并指明代表物理量的字母），被压缩弹簧的弹性势能可表示为____________（各量均用字母表示）。
11(8分)、如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器．
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下面是该实验的实验步骤：
Ⅰ．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触；
Ⅱ．启动电动机，使圆形卡纸转动起来；
Ⅲ．接通电火花计时器的电源，使它工作起来；
Ⅳ．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。
①．要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是_______
A ．秒表 B ．游标卡尺 C． 圆规 D ．量角器
②．写出ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的含义：______________________
___________________________________________________________________________；
③．为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。这对测量结果有影响吗？ 。（选填“有影响”或“没有影响”）
理由是：___________________________________________________________。
四、本题共5小题，满分69分.(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
12、(12分)如图15所示，质量为 m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O点，绳长为
，O点有一电荷量为+Q(Q＞＞q)的点电荷P，现加一个水平和右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成 θ=300角的A点。求：
(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；
(2) 外加电场大小；
(3)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的拉力。
13．(12分)如图所示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行轨道近似为圆，天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为R0，周期为T0。
（1）(4分)中央恒星O的质量是多大？
（2）(8分)长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离，且周期性的每隔t0时间发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。根据上述现象和假设，你能对未知行星B的运动得到哪些定量的预测？
14、(14分)如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点与最低点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图像如图，g取
15、(15分)如图所示，在空间中取直角坐标系Oxy，在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d，从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为（0，h）。已知电子的电量为e，质量为m，加速电场的电势差U＞，电子的重力忽略不计，求：
（1）电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v；
（2）电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
16．（16分）在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．
（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．
（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=
（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?
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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滑块的质量m； 
11、（8分）①．D
② 
，θ是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔；
③．没有影响 ,电火花计时器向卡纸中心移动时不影响角度的测量
12、(12分)解：(1)带电粒子A处于平衡，其受力如图，其中F为两点电荷间的库仑力，T为绳子拉力，E0为外加电场，则
Tcosθ-mg-Fcosθs=0 1…………………………(2分)
Fsinθ+qE0-Tsinθ=0 2……………………………(2分)
3……………………………(2分)
联立式解得：有
4……………………………(2分)
5…………………………………(2分)
(2)小球从B运动到C的过程中，q与Q间的库仑力不做功，由动能定理得
6………………………………………………………(2分)
在C点时： 
7……………………………………(2分)
联立5、6、7解得： 
8……………(2分)
13(12分)．解：设中央恒星质量为M，A行星质量为m，则由万有引力定律和牛顿第二定律得 
①
解得 
②
（2）由题意可知，A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔t0时间相距最近。
设B行星周期为TB，则有：
③
解得：
④
设B行星的质量为mB，运动的轨道半径为RB，则有
⑤
由①④⑤得：
⑥
14、(14分)（1）设轨道半径为R，由机械能守恒定律：
（1）（2分）
对B点：
（2）
（2分）
对A点：
（3）（2分）
由（1）、（2）、（3）式得：两点的压力差：
-（4）
由图象得：截距
，得
（5）（2分）
（2）因为图线的斜率
所以
（6）（2分）
在A点不脱离的条件为：
（7）（2分）
由（1）、（6）、（7）式得：
（8）（2分）
23．(15分)（1）由 eU＝mv02（1分） 得电子进入偏转电场区域的初速度v0＝（1分）
设电子从MN离开，则电子从A点进入到离开匀强电场区域的时间t＝ ＝d （1分）；
y＝at2＝（2分）
因为加速电场的电势差U＞， 说明y＜h，说明以上假设正确（1分）
所以vy＝at＝´ d ＝ （1分）
离开时的速度v＝＝（2分）
（2）设电子离开电场后经过时间t’到达x轴，在x轴方向上的位移为x’，则
x’＝v0t’（1分），y’＝h－y＝h－t＝vyt’ （1分）
则 l＝d＋x’＝ d＋v0t’＝ d＋v0（－）＝ d＋h－＝＋h（1分）
代入解得 l＝＋（2分）
16、(16分)（1）根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度
（1分）
滑块相对车滑动的时间 
（1分）
滑块相对车滑动的距离 
（1分）
滑块与车摩擦产生的内能 
（1分）
由上述各式解得 
（与动摩擦因数μ无关的定值） （1分）
（2）设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则
滑块运动到车左端的时间 
①
由几何关系有 
② （1分）
由牛顿定律有 
③ （1分）
由①②③式代入数据解得 
，
（2分）
则恒力F大小应该满足条件是 
（1分）
（3）力F取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动（设运动加速度为a2，时间为t2），再做匀减速运动（设运动加速度大小为a3）．到达车右端时，与车达共同速度．则有
④ （1分）
⑤ （1分）
⑥ （1分）
由④⑤⑥式代入数据解得 
（1分）
则力F的作用时间t应满足 
，即
（2分）
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