2010-2011学年湖北省武汉二中、龙泉中学联考高一（下）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

据新华社报道，2011年6月21日零时13分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“中星10号”卫星送入地球同步转移轨道．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是（ ）
A．同步卫星定点在地球上空某处，各个同步卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同
B．不同国家发射同步卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面内
C．同步卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
D．同步卫星运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

2. 难度：中等

如图所示为电场中的一条电场线，A、B为其上的两点，E_A与E_B分别表示A点和B点的场强大小，φ_A与φ_B分别表示A点和B点的电势，以下说法正确的是（ ）

A．E_A与E_B可能不等，φ_A与φ_B一定不等
B．E_A与E_B可能相等，φ_A与φ_B可能相等
C．E_A与E_B一定不等，φA与φ_B可能相等
D．E_A与E_B可能相等，φ_A与φ_B一定不等

3. 难度：中等

2011年6月4日，在法国网球公开赛女单决赛中，李娜以2：0击败卫冕冠军斯齐亚沃尼，夺得亚洲人的第一个网球大满贯冠军．如图所示，李娜挥拍将质量为m的网球击出，如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v₁、v₂，v₁与v₂方向相反，且v₂＞v₁．重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量（ ）

A．大小为m（v₂+v₁），方向与v₁方向相同
B．大小为m（v₂+v₁），方向与v₂方向相同
C．大小为m（v₂-v₁），方向与v₁方向相同
D．大小为m（v₂-v₁），方向与v₂方向相同

4. 难度：中等

2009年被确定为国际天文年，以纪念伽利略首次用望远镜观测星空400周年．从伽利略的“窥天”创举，到20世纪发射太空望远镜--天文卫星，天文学发生了巨大飞跃．2009年5月14日，欧洲航天局又发射了两颗天文卫星，它们飞往距离地球约160万公里的第二拉格朗日点（图中L₂）．L₂点处在太阳与地球连线的外侧，在太阳和地球的引力共同作用下，卫星在该点始终能与地球一起绕太阳运动（视为圆周运动），且时刻保持背对太阳和地球的姿势，不受太阳的干扰而进行天文观测．不考虑其它星球影响，下列关于工作在L₂点的天文卫星的说法中正确的是（ ）

A．它离地球的距离比地球同步卫星离地球的距离小
B．它绕太阳运行的向心加速度比地球绕太阳运行的向心加速度大
C．它绕太阳运行的线速度与地球绕太阳运行的线速度大小相等
D．它绕太阳运行的角速度比地球绕太阳运行的角速度大

5. 难度：中等

根据UIC（国际铁道联盟）的定义，高速铁路是指营运速率达200km/h以上的铁路和动车组系统．据铁路警方测算：当和谐号动力组列车以350km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力约为10⁶N，如果撞击一块质量为0.5kg的障碍物，撞击时间约为0.01s，会产生大约5000N的冲击力，瞬间可能造成列车颠覆，后果不堪设想．在撞击过程中，下列说法正确的是（ ）
A．列车受到合外力的冲量约为50N•s
B．障碍物受到合外力的冲量约为175N•s
C．列车受到合外力的冲量约为10⁴N•s
D．列车和障碍物组成的系统动量近似守恒

6. 难度：中等

把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力．又可以载客，这样的客车车辆叫做动车．而动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组．假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若l节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为（ ）
A．120km/h
B．240km/h
C．320km/h
D．480km/h

7. 难度：中等

2010年10月1日，嫦娥二号卫星发射成功．作为我国探月工程二期的技术先导星，嫦娥二号的主要任务是为嫦娥三号实现月面软着陆开展部分关键技术试验，并继续进行月球科学探测和研究．如图，嫦娥二号卫星的工作轨道是100公里环月圆轨道Ⅰ，为对嫦娥三号的预选着陆区--月球虹湾地区（图中B点正下方）进行精细成像，嫦娥二号在A点将轨道变为椭圆轨道Ⅱ，使其近月点在虹湾地区正上方B点，大约距月面15公里．下列说法中正确的是（ ）

A．沿轨道Ⅱ运动的周期大于沿轨道І运动的周期
B．在轨道Ⅱ上A点的速度大于在轨道І上A点的速度
C．在轨道Ⅱ上A点的加速度大于在轨道І上A点的加速度
D．完成任务后，卫星返回工作轨道Ⅰ时，在A点需加速

8. 难度：中等

如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，在电场中P处由静止下落一质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）．在P的正下方h处有一水平弹性绝缘挡板S（挡板不影响电场的分布），小球每次与挡板相碰后电量减小到碰前的k倍（k＞0），而碰撞过程中小球的机械能不损失，即碰撞前后小球的速度大小不变，方向相反．设挡板S处的电势为零，则下列说法正确的是（ ）

A．小球在初始位置P处的电势能为Eqh
B．小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于h
C．小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度等于h
D．小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于Eqh

9. 难度：中等

一个质量为1.0kg的物体，从静止开始做直线运动，物体所受合外力F随时间t变化的图象如图所示．则在时刻t=8s时刻，物体的速度为（ ）

A．2m/s
B．4m/s
C．4m/s
D．8m/s

10. 难度：中等

如图所示，A球质量为2m，B球质量为m，用不计质量不可伸长的绳子连接，并跨过固定在地面上的光滑圆柱，圆柱半径为R，A球恰好与圆柱中心等高，B球刚好接触地面，若将A球无初速释放，下列说法中正确的是（ ）

A．A球着地后，B球能上升到离地高度处
B．A球着地后，B球能上升到离地高度处
C．在A球着地前的任意时刻（除初始时刻外），A、B两球各自合力的功率之比为1：1
D．在A球着地前的任意时刻（除初始时刻外），A、B两球各自合力的功率之比为2：1源：

11. 难度：中等

如图甲所示，Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷，其中Q₁带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为v_a、v_b，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是（ ）

A．Q₂一定带负电
B．Q₂的电量一定大于Q₁的电量
C．b点的电场强度一定为零
D．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大

12. 难度：中等

足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动，某时刻使一质量为m，初速度大小也为v的物体，沿与传送带运动方向相反的方向在传送带上滑动，教最后物体的速度与传送带相同．在物体相对传送带滑动的过程中，传送带克服摩擦力做的功为W，滑动摩擦力对物体的冲量为I，物体与传送带间摩擦生热为Q，则下列判断正确的是（ ）
A．W===mv²
B．W=0    I=mv  Q=2mv²
C．W=2mv² I=2mv    Q=2mv²
D．W=2mv² I=0   Q=0

二、解答题

13. 难度：中等

如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置．

（1）下列说法中符合本实验要求的是______．（选填选项前面的字母）
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时，轨道末端必须水平
D．需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
（2）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON．已知入射球的质量为m₁，靶球的质量为m₂，如果测得近似等于______OP

14. 难度：中等

某同学采用如图1所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验．其步骤如下：

1、按图1把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
2、把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重．接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点．从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D…；
3、测量出B、C、D、…各点与A点的距离，分别记为x₁、x₂、x₃、…；
4、用配重受到的重力分别乘以x₁、x₂、x₃、…，得到配重重力所做的功W₁、W₂、W₃、…；（重力加速度g=9.80m/s²）
5、求出B、C、D、…各点速度的大小，分别记为v₁、v₂、v₃、…，再求出它们的平方v₁²、v₂²、v₃²、…；
6、用纵坐标表示速度的平方v²，横坐标表示配重重力所做的功W，作出v²-W图象．
（以下计算保留到小数点后两位）

（1）步骤1的目的是______
（2）在步骤4中，该同学测得x₄=40.00cm，则配重重力所做的功W₄______J
（3）该同学得到的v²-W图象如图2所示．通过图象可知，打A点时对应小车的速度v=______m/s
（4）小车的质量M=______kg．

15. 难度：中等

质量均为m的两个可视为质点的小球A、B，分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O，给A、B分别带上一定量的正电荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，悬挂A球的细线竖直，悬挂B球的细线向右偏60°角，如图所示．若A球的带电量为q，则：
（1）B球的带量为多少；
（2）水平外力多大．

16. 难度：中等

如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M=20kg．从水枪中喷的水柱，横截面积为S=10cm²，速度为v=10m/s，水的密度为ρ=1.0×10³kg/m³．若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁淌入小车中．
（1）求当有质量为m=5kg的水进入小车时，小车的速度大小；
（2）若将小车固定在水平面上，且水冲击到小车前壁后速度立即变为零，求水对小车的冲击力大小．

17. 难度：中等

月球自转一周的时间与月球绕地球运行一周的时间相等，都为T．我国的“嫦娥1号”探月卫星于2007年11月7日成功进入绕月运行的“极月圆轨道”，这一圆形轨道通过月球两极上空，距月面的高度为h．若月球质量为M，月球半径为R，万有引力恒量为G．
（1）求“嫦娥1号”绕月运行的周期．
（2）在月球自转一周的过程中，“嫦娥1号”将绕月运行多少圈？
（3）“嫦娥1号”携带了一台CCD摄相机（摄相机拍摄不受光照影响），随着卫星的飞行，摄像机将对月球表面进行连续拍摄．要求在月球自转一周的时间内，将月面各处全部拍摄下来，摄像机拍摄时拍摄到的月球表面宽度至少是多少？

18. 难度：中等

如图所示，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC部分光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长．现用手捏住一根长也为R、质量为m的柔软匀质细绳的上端，使绳子的下端与A点等高，然后由静止释放绳子，让绳子沿轨道下滑．重力加速度为g．求：

（1）绳子前端到达C点时的速度大小；
（2）若绳子前端在过C点后，滑行s距离后停下，而且s＞R，试计算绳子与粗糙平面间的动摩擦因数．

19. 难度：中等

如图所示，在倾角为θ=30°的光滑斜面的底端有一个固定挡板D，小物体C靠在挡板D上，小物体B与C用轻质弹簧拴接．当弹簧处于自然长度时，B在O点；当B静止时，B在M点，OM=l．在P点还有一小物体A，使A从静止开始下滑，A、B相碰后一起压缩弹簧．A第一次脱离B后最高能上升到N点，ON=1.5l．B运动还会拉伸弹簧，使C物体刚好能脱离挡板D．A、B、C的质量都是m，重力加速度为g．求
（1）弹簧的劲度系数；
（2）弹簧第一次恢复到原长时B速度的大小；
（3）M、P之间的距离．