2009届中山一中第四次统测物理试题

第一部分  选择题(共48分)

一、选择题(共12小题,每小题4分,共48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,有选错或不答的得0分.)

1.科学研究发现,在月球表面没有空气,没有磁场,重力加速度约为地球表面的l/6;若宇航员登上月球后,在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,以下说法正确的有【   】

A.氢气球和铅球都将下落,且同时落地;       

B.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落到地面

C.氢气球将向上加速上升,铅球加速下落      

D.氢气球和铅球都将上升

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2.下列表述正确的是【   】

A.卡文迪许测出引力常数

B.伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因

C.亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因

D.在国际单位制中,力学的基本单位有牛顿、米和秒

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3.如图为某非匀强电场中的一条电场线,一带电荷量为q,质量为m粒子以沿方向ab的初速度v从a点运动到b点时速度变为2v,ab间距离为L,则关于电场和粒子运动的下列说法中正确的是【   】

A.电场中ab两点间电势差为3mv2/2q

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B.粒子在ab两点的加速度可能相等

C.粒子在ab两点间运动时速度可能是先减少后增加                 

D.粒子在ab两点间运动时电势能一直是减少的

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4.如图匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是【   】

A.b、d两点的电场强度相同  

B.a点的电势等于f点的电势

C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功

D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从球面上 a点移动到c点的电势能变化量一定最大

 

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5. 如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人与车保持相对静止,且地面为光滑的,又不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是【   】

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A.0                   

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B.,方向向右

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C.,方向向左

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D.,方向向右

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6.小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图所示,则:【   】

A.小球下落时的加速度为5m/s2

B.小球第一次反弹初速度的大小为3m/s

C.小球是从5m高处自由下落的

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D.小球能弹起的最大高度为0.45m

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7. 如图所示,是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像,若汽车质量为2×103kg,由静止开始沿平直公路行驶,阻力恒定,最大车速为30m/s,则以下说法正确的是【   】

A.汽车的额定功率为6×104W             

B.汽车运动过程中受到的阻力为6×103N

C.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动

D.汽车做匀加速运动时间是5s

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8.一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔、竖直高度相等,电场区水平方向无限长,已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是(       )

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A.小球在水平方向一直作匀速直线运动

B.若场强大小等于,则小球经过每一电场

区的时间均相同

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C.若场强大小等于,则小球经过每一无

电场区的时间均相同

D.无论场强大小如何,小球通过所有无电场区的时间均相同

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9.如图所示,为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有的

A. 只减小电容器C两板间的距离        

B. 只增大电容器C两板间的距离

C. 只增大电阻R2的阻值

D. 只增大电阻R1的阻值

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10.如图,光滑平面上固定金属小球A,用长L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球电量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x2,则有:(        )

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11.2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”载人飞船。在飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,下列说法正确的是(         )

A.若知道飞船的运动轨道半径和周期,再利用万有引力常量,就可以算出飞船质量

B.若飞船执行完任务返回地球,在进入大气层之前的过程中,飞船的动能逐渐增大,引力势能逐渐减小,机械能保持不变

C.若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小,则飞船速率减小

D.若有两个这样的飞船在同一轨道上,相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行,只要后一飞船向后喷出气体,则两飞船一定能实现对接

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12.一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图l所示。现给盒子一初速度v0,此后,盒子运动的v一t图象呈周期性变化,如图2所示。有关盒内物体的质量m和盒的宽度L的说法正确的是(        )

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A.Mm    B.M=m    C.L= v0 t    D.L= 2v0 t

 

第二部分(非选择题,共102分)

非选择题部分只需作7小题,共102分。请把此部分答案写在答题纸上,并按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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。

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13.(1)(4分)图一中螺旋测微器读数为__________mm。图二中游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)读数为_________cm。

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(2)(8分)如图是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_____mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为_______Ω。如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是_________(选填“×10”、“×100”或“×1K”)。换档结束后,实验操作上首先要进行的步骤是____________。

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14.(6分)现要测电阻R0阻值和干电池组的电动势E及内阻r。给定的器材有:两个理想电压表V(量程均为3V),理想电流表A(量程为0.6A),滑动变阻器R,待测的电阻R0,两节串联的电池,电键S及导线若干。某同学设计一个如图(a)所示的电路同时测电阻R0阻值和电池组的电动势及内阻,调节变阻器,两电压表和电流表分别测得多组U1、U2、I的读数,并作出U1―I图(图线1)和U2―I图(图线2),见图(b)。

(1)由图可知得出电阻R0阻值为______Ω

(2)电池组E的电动势为_________V,内阻为__________Ω。

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15.(10分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板

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间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固

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定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。

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(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=                   (保留三位有效数字)。

(2)回答下列两个问题:

①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有         。(填入所选物理量前的字母)

  A.木板的长度l                     B.木板的质量m1

  C.滑块的质量m2                   D.托盘和砝码的总质量m3

  E.滑块运动的时间t

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是                             

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 (3)滑块与木板间的动摩擦因数                     (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数          (填“偏大”或“偏小” )。

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16.(16分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带电体所带电荷q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:

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(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;

(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;

(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。

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17.(18分)如图所示的直角坐标系中,在直线x=-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)区域内,连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子,依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的A′(0,l­0)沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图。不计粒子的重力及它们间的相互作用。

⑴求匀强电场的电场强度E;

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⑵求在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向运动?

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18.(20分)如图所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度l0=0.50m,上面连接一个质量m1=1.0kg的物体A,平衡时物体距地面h1=0.40m,此时弹簧的弹性势能Ep=0.50J。在距物体A正上方高为h=0.45m处有一个质量m2=1.0kg的物体B自由下落后,与弹簧上面的物体A碰撞并立即以相同的速度运动,已知两物体不粘连,且可视为质点,g=10m/s2。求:

   (1)碰撞结束瞬间两物体的速度大小;

   (2)两物体一起运动第一次具有竖直向上最大速度时弹簧的长度;

   (3)两物体第一次刚要分离时物体B的速度大小。

 

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19.(20分)神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,两星视为质点,不考虑其它天体的影响,A、B 围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示。引力常量为G ,由观测能够得到可见星A的速率v 和运行周期T。

(1)可见星A所受暗星B 的引力FA可等效为位于O 点处质量为m/的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/的(用m1、m2表示);

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(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T 和质量m1之间的关系式;

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(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量mI的两倍,它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v=2.7m/s,运行周期T=4.7π×104s,质量m16mI,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?(G=6.67×10N?m/kg2,mI=2.0×1030kg

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一、选择题(48分)

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

A

AC

BC

D

ACD

BD

AD

AC

C

D

B

BD

 

二、非选择题

13.(4分)(1)1.997;1.094;

(2)(8分)30.7-30.9 mA;1.5×103 Ω。×1K ,调零。

14.(6分) (1)4.0 Ω   (2)  3.0V   2.0Ω (每空2分)

15.(10分)(1)0.495~0.497m/s2 (2分) (2)①  CD(2分) ②天平(2分)

(3)(2分)偏大(2分)

16.(16分)(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有

qE=ma       解得:  a=qE/m=8.0m/s2           (2分)

设带电体运动到B端的速度大小为vB,则:

vB2=2as       解得:  vB==4.0m/s     (2分)

(2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有

N-mg=mvB2/R    解得:  N=mg+ mvB2/R=5.0N……(3分)

根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小:N′=N=5.0N  (1分)

(3)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功:

W=qER=0.32J      (3分)

设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W,对此过程根据动能定理有

W+W-mgR=0-mvB2           (3分)

解得:  W=-0.72J                (2分)

17.(20分)⑴ 从A点射出的粒子,由A到A′的运动时间为T,根据运动轨迹和对称性可得:

x轴方向            (3分)

y轴方向  (3分)

解得:           (2分)

⑵ 设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次达x轴用时△t,水平位移为△x,则

                       (4分)

粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向,则

                                    (3分)

解之得:               (3分)

即AC间y坐标为 (n = 1,2,3,……) (2分)

18.(20分)(1)设物体B自由下落与物体A相碰时的速度为v0,则

       解得:v0=3.0m/s       3分

    设AB碰撞结束后的瞬间速度为v1,根据动量守恒定律

      解得:v1=1.5m/s    3分  

(2)设物体A静止在弹簧上端时弹簧的压缩量为x1 1分

设弹簧劲度系数为k,根据胡克定律有

      解得:k=100N/m       3分

    两物体向上运动过程中,弹簧弹力等于两物体总重力时具有最大速度      1分

    设此时弹簧的压缩量为x2,则

            解得:x2=0.2m           2分

设此时弹簧的长度为l,则

          解得:l=0.30m                                2分

(3)两物体向上运动过程中在弹簧达到原长时分离, 从碰后到分离的过程,物体和弹簧组成的系统机械能守恒,因此有

          3分

解得:             2分

19.(20分)(1)设AB的轨道半径分别为r1r2,它们做圆周运动的周期T、角速度ω都相同,根据牛顿运动定律有                         2分

                                   1分

AB之间的距离                     1分

根据万有引力定律                  2分

                                      2分

(2)对可见星A                          2分

其中                                           1分

得:                                 2分

(3)设m2=nmn>0),并根据已知条件m1=6ms,及相关数据代入上式得

                                  2分

由数学知识知n>0是增函数             1分

n=2时,                    1分

所以一定存在n>2,即m2>2ms,可以判断暗星B可能是黑洞    2分