2013-2014学年河北省高三上学期四调考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图甲所示，A、B两长方体叠放在一起，放在光滑的水平面上。物体从静止开始受到一个水平变力的作用，该力与时间的关系如图乙所示，运动过程中A、B始终保持相对静止。则在0~2时间内，下列说法正确的是（   ）

A．时刻，A、B间的静摩擦力最大，加速度最小

B．时刻，A、B的速度最大

C．0时刻和2时刻，A、B间的静摩擦力最大

D．2时刻，A、B离出发点最远，速度为0

2. 难度：中等

如图所示，水平地板上有质量m=1kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用（图甲），用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F_f的大小（图乙）。重力加速度g取10m/s。下列判断正确的是（    ）

A．5s内拉力对物块做功为零

B．4s末物块所受合力大小为4.0N

C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4

D．6s~9s内物块的加速度大小为2.0m/s²

3. 难度：中等

如图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应图2中的（     ）

A．①、②和③      B．③、②和①        C．②、③和①        D．③、①和②

4. 难度：中等

如图所示，离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于电场强度随时间变化规律为（、均为大于零的常数，电场水平向左为正方向）的电场中，物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为，已知。时，物体从墙上静止释放，若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当物体下滑后脱离墙面，此时速度大小为，最终落在地面上。则下列关于物体的运动说法正确的是（    ）

A．当物体沿墙壁下滑时，物体先加速再做匀速直线运动

B．物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段直线

C．物体客服摩擦力所做的功

D．物体与墙壁脱离的时刻为

5. 难度：中等

如图所示，一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端向上做匀加速直线运动。若斜面足够长，表面光滑，倾角为θ。经时间t，恒力F做功80J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，且回到出发点时的速度大小为v，若以地面为重力势能的零势能面，则下列说法中正确的是(    )

A．物体回到出发点时的机械能是80J

B．在撤去力F前的瞬时，力F的功率大小是

C．撤去力F前的运动过程中，物体的重力势能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的重力势能一直在减少

D．撤去力F前的运动过程中，物体的动能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少

6. 难度：中等

如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态。把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v₁匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W₁、功率为P₁，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q₁。随后让传送带以v₂的速度匀速运动,此人仍然用相同的水平力恒定F拉物体,使它以相对传送带为v₁的速度匀速从A滑行到B，这一过程中, 拉力F所做的功为W₂、功率为P₂，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q₂.下列关系中正确的是（      ）

A．W₁＝W₂ ,P₁＜P₂，Q₁＝Q₂

B．W₁＝W₂ ,P₁＜P₂，Q₁＞Q₂

C．W₁＞W₂ ,P₁＝P₂，Q₁ ＞Q₂

D．W₁＞W₂ ,P₁＝P₂，Q₁＝Q₂

7. 难度：中等

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，然后从静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，则从释放至运动到最低点的过程中有（    ）

A．在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）g

B．摆动过程中，支架对地面压力一直增大

C．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（2m+M）g

D．摆动过程中，重力对小球做功的功率一直增大

8. 难度：中等

中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”简化后的路线示意图如图所示．卫星由地面发射后，先经过地面发射轨道进入地球附近的停泊轨道做匀速圆周运动；然后从停泊轨道经过调控进入地月转移轨道；到达月球附近时，再次调控进入工作轨道做匀速圆周运动．这时卫星将开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的轨道半径之比为b．则下列说法中正确的是（  ）

A．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为

B．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为

C．卫星在停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度

D．卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程卫星机械能守恒

9. 难度：中等

水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量均为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为l的正四面体，如图所示。已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为（    ）

A.    B.    C.     D.

10. 难度：中等

如图甲，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙，则（    ）

A．x₂处场强大小为

B．球内部的电场为匀强电场

C．x₁、x₂两点处的电势相同

D．假设将试探电荷沿x轴移动，则从x₁移到R处和从R移到x₁处电场力做功相同

11. 难度：中等

真空中，两个相距L的固定电荷E、F所带电荷量分别为Q_E和Q_F，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF>∠NFE，则（      ）

A．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点

B．E带正电，F带负电，且Q_E＞Q_F

C．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

D．过N点的等势面与过N点的切线(图中虚线)垂直

12. 难度：中等

空间存在一电场，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x₁处沿x轴负方向运动，初速度大小为v₀,其电势能E_p随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点O处电势能为E₀，在x₁处电势能为E₁，则下列说法中不正确的是（     ）

A．坐标原点O处电场强度为零

B．粒子经过x₁、-x₁处速度相同

C．由x₁运动到O过程加速度一直减小

D．粒子能够一直沿x轴负方向运动，一定有

13. 难度：中等

如图所示，A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)．分别在A、B两板间加四种电压，它们的U_AB－t图线如下列四图所示．其中可能使电子到不了B板的是（   ）

14. 难度：中等

一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l₀的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是（      ）

15. 难度：中等

如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是（     ）

A．板间电场强度大小为2mg/q

B．板间电场强度大小为mg/2q

C．质点在板间运动中重力的冲量和它从板的右端运动到光屏的过程中重力的冲量相等

D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间

二、实验题

16. 难度：中等

某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。

（1）某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球的直径为          cm。图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别是2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v_A、v_B，其中v_A=       m/s。

（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较          是否相等，就可以验证机械能是否守恒（用题目中设计的物理量符号表示）。

（3）通过多次的实验发现，小球通过光电门A的时间越短，（2）中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是             。

17. 难度：中等

某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码以及细线等。实验操作过程如下：

A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；

B．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n ；

C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B；

D．测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如表乙所示。

根据表乙数据，在图丙中作出a-n图象；由图线得到μ=_____________(g=9.8m/s²)，还可求的物理量是___________________(只需填写物理量名称)。

三、计算题

18. 难度：中等

如图所示，在A点固定一正电荷，电量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：

(1)液珠的比荷；

(2)液珠速度最大时离A点的距离h；

(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）。求液珠能到达的最高点B离A点的高度。

19. 难度：中等

如图所示，在竖直平面内有半径为R=0.2 m的光滑1/4圆弧AB，圆弧B处的切线水平，O点在B点的正下方，B点高度为h=0.8 m。在B端接一长为L=1.0 m的木板MN。一质量为m=1.0 kg的滑块，与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块以某一速度从N点滑到板上，恰好运动到A点。 (g取10 m/s²)求：

(1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小；

(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力；

(3)若将木板右端截去长为ΔL的一段，滑块从A端静止释放后，将滑离木板落在水平面上P点处，要使落地点P距O点最远，ΔL应为多少？

20. 难度：中等

如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度从距O点为的P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧,将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。A离开弹簧后,恰好回到P点。物块A与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为。求：

（1）O点和O′点间的距离x₁。

（2）若将另一个与A完全相同的物块B（可视为质点）与弹簧右端拴接，将A与B并排在一起，使弹簧仍压缩到O′点位置，然后从静止释放，A、B共同滑行一段距离后分离。分离后物块A沿斜面向上滑行的最大距离x₂是多少?

21. 难度：困难

如图所示，在正交坐标系xOy的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹的锐角均为60°.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限，仅在电场力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线，之后第二次到达x轴上的C点．求OB与BC的比值。