1、2014届福建省南安一中高三上学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 空间存在竖直向上的匀强电场，质量为 m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内 ( ) A重力做的功相等 B电场力做的功相等 C电场力做的功大于重力做的功 D电场力做的功小于重力做的功 答案： C 试题分析：带电粒子受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，电场力大于重力，合力也是恒力，方向竖直向上，因此粒子才向上偏转，根据牛顿第二定律，有 。带电粒子做类平抛运动，在竖直方向，相等的时间间隔内发生的位移之比为 1:3:5:7 ，因此重力做功不相等，选项 A错误。电场力做功也不相等，选项 B
2、错误。电场力做功大于重力做功，选项 C正确， D错误。 考点：本题考查电场和重力场做功的问题。 如图所示，两等量异号的点电荷相距为 2a， M与两点电荷共线， N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到 M 和 N 的距离都为 L，且 La。略去 (a/L)n(n2)项的影响，则两点电荷的合电场在 M和 N点的场强 ( ) A大小之比为 2，方向相同 B大小之比为 1，方向相反 C大小均与 a成正比，方向相反 D大小均与 L的平方成反比，方向相互垂直 答案： C 试题分析：根据电场叠加原理， M点的场强为，方向水平向右； N点的场强为，方向水平向左，比较两处的场强大小和方向，可知选项 C
3、正确。 考点：本题考查场强叠加原理。 如图所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上 P点出现亮斑那么示波管中的 ( ) 极板 X应带正电 极板 X应带正电 极板 Y应带正电 极板 Y应带正电 A B C D 答案： D 试题分析：带电粒子是电子，由于电子最终打在荧光屏上的第一象限，表明电子受到了 X、 Y两极板的吸引，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，也表明 X、 Y两极板均带正电，选项 D正确。 考点：本题考查示波器的工作原理。 如图所示，质子（ 11H）和 粒子（ 42He），以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），则这两个粒子射出电场
4、时的侧位移 y之比为 ( ) A 1 1 B 1 4 C 2 1 D 1 2 答案： D 试题分析：带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，轨迹为抛物线，根据轨迹方程有 ，加速度为 ，两式联立可得 ，两粒子的电量之比为 1:2，质量之比 1:4，所以侧位移之比为 2:1。选项 D正确。 考点：本题考查带电粒子在匀强电场中的偏转问题。 给平行板电容器充电，断开电源后 A极板带正电， B极板带负电 .板间一带电小球 C用绝缘细线悬挂，如图所示 .小球静止时与竖直方向的夹角为 ，则 ( ) A. 若将 B极板向右平移稍许，电容器的电容将减小 B. 若将 B极板向下平移稍许， A、 B两板间电势差将减小 C
5、. 若将 B板向上平移稍许，夹角 将变小 D. 轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动 答案： A 试题分析：电容器与电源 断开后，电容器的电量不变，根据电容器的电容，以及平行板电容器的电容 ，可知当将 B极板向右平移稍许，电容将减小，选项 A正确。若将 B极板向下平移稍许，电容将减小，两板之间的电势差将增大，选项 B错误。若将 B板向上平移稍许，两板之间电势差增大，根据匀强电场电势差与场强的关系 ，可知场强增大，电场力增大，夹角将变大，选项 C错误。若轻轻将细线剪断，小球将沿着绳子的方向做初速为零的匀加速直线运动，选项 D错误。 考点：本题考查电容器的动态讨论问题。 如图所示，中子内有一个电荷量为
6、 +2/3e的上夸克和两个电荷量为 -1/3e的下夸克， 3个夸克都分布在半径为 r的同一圆周上，则 3个夸克在其圆心处产生的电场强度为 ( ) A Ke/（ 9r2） B Ke/（ 3r2 ） C ke/r2 D 2ke/（ 3r2） 答案： C 试题分析：三个夸克产生的场强分别为 、 和 ，其中两个下夸克产生的合场强方向竖直向下，大小为 ；上夸克产生的场强方向也竖直向下，为 ；则三个夸克产生的合场强方向竖直向下，大小为 ，选项 C正确。 考点：本题考查场强叠加原理。 下面各图中 A球系在绝缘细线的下端， B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出， A球能保持静止的是（ ）
7、答案： AD 试题分析：选项 A中两个电荷同为正电荷，分析 A球的受力，有重力、绳子的弹力和库仑斥力，三力的合力可以为零，选项 A正确。选项 B中两个电荷同为正电荷， A球所受重力与库仑斥力均在竖直方向，此二力的合力在竖直方向，与绳子弹力的合力绝对不为零，选项 B错误。选项 C中 A球带正电， B球带负电，绳子的弹力与库仑引力的合力沿着绳子方向，此合力与重力不在一条直线上，合力不为零，选项 C错误。选项 D中三个力的合力也可以为零，选项 D正确。 考点：本题考查受力分析，以及库仑力的方向。 2008年 9月 25日至 28日我国成功实施了 “神舟 ”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱 .飞
8、船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 km处点火加速，由椭圆轨道变成高度为 343 km的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90分钟 .下列判断正确的是 ( ) A飞船变轨前后的机械能相等 B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C飞船在此圆轨道上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度 D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 答案： B 试题分析：飞船轨道距离地球越远，机械能越大（高轨高能），选项 A错误。飞船在圆轨道上时处于失重状态，无论他是否出舱都是这样，选项 B正确。同步卫星的周期为 24小时，根据 ，可知飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫
9、星运动的角速度，选项 C 错误。根据万有引力定律，由于半径不变，万有引力不变，加速度也不变，选项 D错误。 考点：本题考查卫星的变轨知识。 如图所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星 A、 B和 C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星 B运转一周时，下列说法正确的有 ( ) A. 因为各卫星的角速度 A=B=C，所以各卫星仍在原位置上 B. 因为各卫星运转周期 TA TB TC，所以卫星 A超前于卫星 B，卫星 C滞后于卫星 B C. 因为各卫星运转频率 fA fB fC，所以卫星 A滞后于卫星 B，卫星 C超前于卫星 B D. 因为各卫星的线速度 vA vB vC，所以卫星 A超前于卫星
10、 B，卫星 C滞后于卫星 B 答案： B 试题分析：卫星的角速度为 ，可知 ABC，选项 A错误。卫星的周期为 ，可知 TA TB TC，卫星 A超前于卫星 B，卫星 C滞后于卫星 B，选项 B正确。频率与周期互为倒数，则 fA fB fC，卫星 A超前于卫星 B，卫星 C滞后于卫星 B，选项 C错误。卫星的线速度为 ，卫星 A超前于卫星 B，卫星 C滞后于卫星 B，选项 D错误。 考点：本题考查卫星运行的快慢规律。 如图所示，小球以初速度为 v0从光滑斜面底部向上滑动，恰能到达最大高度为 h的斜面顶部 .图中 是内轨半径大于 h的光滑轨道， 是内轨半径小于 h的光滑轨道， 是内轨直径等于 h
11、的光滑轨道， 是长为 1 2h的轻杆 (可绕固定点 O 转动，小球与杆的下端相碰后粘在一起 ).小球在底端时的初速度都为 v0，则小球在以上四种情况中能到达高度 h的是 ( ) A B C D 答案： D 试题分析：小球到达斜面的顶部，机械能守恒，速度为零。 中小球到达高度h处速度可以为零，因为重力沿半径方向的分力与轨道的支持力的合力可以为零，即向心力可以为零。 中小球到达高度 h处速度不能为零，因为重力沿半径方向的分力与轨道的弹力的方向都指向圆心，即向心力不能为零。 的临界速度为 ，不为零。 的临界速度可以为零。因此符合题意的只能是 和 ，选项 D正确。 考点：本题考查圆周运动向心力的分析，
12、以及机械能守恒定律。 如图所示，取稍长的细杆，其一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛做一个尾翼，做成 A、 B两只 “飞镖 ”，将一软木板挂在竖直墙壁上作为镖靶 .在离墙壁一定距离的同一处，将它们水平掷出，不计空气阻力，两只 “飞镖 ”插在靶上的状态如图所示 (侧视图 ).则下列说法中正确的是 ( ) A. A镖掷出时的初速度比 B镖掷出时的初速度大 B. B镖插入靶时的末速度比 A镖插入靶时的末速度大 C. B镖的运动时间与 A镖的运动时间相等 D. A镖的质量一定比 B镖的质量大 答案： A 试题分析：两镖的运动都是平抛运动，根据平抛运动的规律，有 ，可知 B镖的运动时间较长，选项 C错误。再由
13、 ，可知 B镖的初速度较小，选项 A正确。末速度都可以写成 ，已知 B镖的偏转角度较大，因此无法判断哪一个的末速度更大一些，选项 B错误。平抛运动 x、 y方向的位移与质量无关，选项 D错误。 考点：本题考查平抛运动。 民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驶的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标假设运动员骑马奔驰的速度为 v1，运动员静止时射出的弓箭速度为 v2，跑道离固定目标的最近距离为 d.要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则 ( ) A运动员放箭处离目标的距离为 B运动员放箭处离目标的距离为 C箭射到靶的最短时间为 D 箭射到靶的最短时间为 答案： B 试题分析：运动员做匀速直
14、线运动，箭相对于运动员也做匀速直线运动，箭的合运动也是匀速直线运动，类似于小船渡河问题，欲使时间最短，箭相对于运动员的运动应该垂直于跑道，所以箭射到靶的最短时间为 ，选项 C、 D均错误。箭的合速度为 ，根据 ，可得 ，选项A错误、 B正确。 考点：本题考查运动的合成和分解。 计算题 如图所示，在绝缘水平面上相距为 L的 A、 B两点分别固定着等量正点电荷 .O为 AB连线的中点， C、 D是 AB连线上两点，其中 AC=CO=OD=DB=1/4L.一质量为 m电量为 +q的小滑块（可视为质点）以初动能 E从 C点出发，沿直线 AB向 D运动，滑块第一次经过 O点时的动能为 kE（ k 1），
15、到达 D点时动能恰好为零，小滑块最终停在 O点，求： （ 1）小滑块与水平面之间的动摩擦因数 . （ 2） OD两点间的电势差 UOD. （ 3）小滑块运动的总路程 s. 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）因 O为 AB连线的中点， C、 D是 AB连线上两点，其中AC=CO=OD=1/4L.知 C、 D关于 O点对称，则： UCD=0 V 1 分 设滑块与水平面间的摩擦力大小为 f，对滑块从 C到 D的过程中，由动能定理得： 1 分 且 f=mg。 可得： 1 分 （ 2）滑块从 O到 D的运动过程中，由动能定理得： 2分 可得： 1 分 （ 3）滑块从开始运动到最终停下
16、的整个过程，根据动能定理得： 3 分 而 可得： 考点：本题考查电场力做功和动能定理。 宇航员在月球表面完成下面的实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止一个质量为 m的小球 (可视为质点 )，如图所示 .当给小球一瞬间的速度 v时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，已知圆弧的轨道半径为 r，月球的半径为 R1，引力常量为 G.求： (1)若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大？ (2)轨道半径为 2R1的环月卫星周期为多大？ 答案：（ 1） （ 2） 4 /v. 试题分析：（ 1）设月球表面的重力加速度为 g1，小球在最高点的速度为 v1，小球从最低点到最高点的过
17、程中机械能守恒，有： （ 2 分） 小球刚好做完整的圆周运动，在最高点有： （ 2 分） 由以上两式可得： （ 1 分） 若在月球表面发射一颗环月卫星，则重力必须提供向心力，则有： （ 1 分） 故最小发射速度： v2= = =v . 1 分 (2)若卫星在半径为 2R1的轨道上， GMm/(2R1)2=m 2R42/T2 2 分 其中 g1=GM/R2=v2/5r 由以上几式可得： T=4 /v. 2 分 考点：本题考查万有引力定律和圆周运动的临界条件。 在一次扑灭森林火灾的行动中，一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空 320 m高处，机身可绕旋翼轴原地旋转，机身下出水管可以从水平方向到
18、竖直向下方向旋转 90，水流喷出速度为 30 m/s，不计空气阻力，取 g=10 m/s2，请估算能扑灭地面上火的面积 . 答案： .81105 m2 试题分析：当水流 沿水平方向射出时，在水平地面上落地点最远，根据平抛运动的规律有： 两式联立解得： x=240 m 由于机身可绕旋翼轴原地旋转，因此水平射出后在地面上形成一个圆，其面积为： 。 考点：本题考查平抛运动。 探究能力是进行物理学研究的重要能力之一 .物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关 .为了研究某一砂轮的转动动能 Ek 与角速度 的关系，某同学采用了下述实验方法进行探索 .如图所示，先让砂轮由
19、动力带动匀速旋转，测得其角速度 ，然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n，通过分析实验数据得出结论 .另外已测试砂轮转轴的直径为 2 cm，转轴间的摩擦力为 10 N/.经实验测得的几组 和 n如下表所示 : /rad s-1 0.5 1 2 3 4 n 5.0 20 80 180 320 Ek (1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中 . (2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能 Ek与角速度 的关系式为 . (3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为 2.5 rad/s，则它转过 45圈时的角速度为 rad/s 。 答案：（ 1）
20、（ 5分） 10； 40； 160； 360； 640（ 2）（ 3分） ；（ 3）（ 3分） 0 试题分析：（ 1）根据动能定理，摩擦力对砂轮所做的负功等于砂轮动能的增量，即有 ，其中 ，则动能依次为 10； 40； 160；360； 640 J；（ 2）根据以上数据分析可得 。（ 3）根据动能定理有，解得 rad/s 。 考点：本题考查动能定理。 有三根长度皆为 L=2.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别拴有质量皆为 m=1.0010-2 kg的带电小球 A和B，它们的电量分别为 +q和 -q， q=1.0010-7 C A、 B之间用第三根线连
21、接起来空间中存在大小为 E=1.00106 N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、 B球的位置如图所示现将 O、 B之间的线烧断，由于有空气阻力， A、B球最后会达到新的平衡位置（忽略电荷间相互作用力） （ 1）在细线 OB烧断前， AB间细绳中的张力大小 （ 2）当细绳 OB烧断后并重新达到平衡后细绳 AB中张力大小？ （ 3）在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做了多少的功？ 答案：（ 1） 0.043 N（ 2） 0.14 N（ 3） 0.1364 J 试题分析：（ 1）在细线 OB烧断前，受力分析如图所示： 竖直方向上有： Tsin60=mg 1 分 T=0.115 N 1 分 水平方向上： F=qE-Tcos60=0.043 N 2 分 （ 2）平衡后的状态如图所示 =0.14 N 3 分 （ 3） AB线与水平方向夹角 ，则 tan= 1 所以 =45 1 分 所以重力做功： WG=mgL（ 1-sin60+1+sin45-sin60） =0.195 J 2 分 电场力做功： WE=qEL（ -sin30+sin45-sin30） =-0.0586 J 2 分 所以克服阻力的功： Wf=WG+WE=0.1364 J 1 分 考点：本题考查电场力和电场力做功。
