1、物理试题一、填空题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。其中 18 小题只有一个选项正确，912 小题至少有一个选项正确，选不全的得 2 分，错选或不选得 0 分。1、如图所示，A 、B 两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的 O 点现用一水平力 F 作用于小球 B 上，使系统保持静止状态，细线 OA 保持竖直，且 A、B 两球在同一水平线上已知两球重力均为 G，轻杆与细线 OA 长均为 L则（ ）A细线 OB 的拉力为 2G B细线 OB 的拉力为 GC水平力 F 的大小为 2G D 水平力 F 的大小为 G22012 年 6 月 16 日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇
2、航员搭乘 “神舟九号”飞船飞向太空。6 月 24 日执行手动载人交汇对接任务后，于 29 日 10 时 03 分乘返回舱安全返回。返回舱在 A 点从圆形轨道进入椭圆轨道，B 为轨道上的一点，如图所示。关于返回舱的运动，下列说法中正确的有（ ）A在同一轨道上经过 A 的速率小于经过 B 的速率B在轨道上经过 A 的速率大于在轨道 I 上经过 A 的速率C在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期 D正常运行时，在轨道 上经过 A 的加速度小于在轨道 I 上经过 A 的加速度3. 如图所示，质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于
3、绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦。现将两物体由静止释放，在 A 落地之前的运动中，下列说法中正确的是A A 物体的机械能增大BA、B 组成系统的重力势能增大C下落 t 秒过程中，A 的机械能减少了 29gtD下落 t 秒时，B 所受拉力的瞬时功率为 13m4水平抛出 A、B 两个小球，B 的抛出点在 A 的抛出点的正下方，两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力要使两个小球在空中发生碰 撞，必须( )A使两球质量相等 B先抛出 A 球，后抛出 B 球C. 同时抛出两个小球 D使 A 球的抛出速度大于 B 球的抛出速度5如图，在正点电荷 Q 产生的电场中，将两个带正电的检验电荷 q1、q 2
4、分别置于 A、B 两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将 q1、q 2 移动到无穷远的过程中，电场力做的功相同，则下列说法正确的是（ ）AA 点电势高于 B 点电势Bq 1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能C A、B 两点的电场强度大小相等Dq 1 的电荷量大于 q2 的电荷量6在地表附近有一竖直向下匀强电场 E，一带电油滴以某初速度从 a 处运动到b 处，其运动轨迹如图中曲线所示，不计空气阻力，此过程中油滴能量变化情况为（ ）A动能减小 B电势能增加 C动能和电势能之和减小 D重力势能和电势能之和增加7. 如图所示，是一条与 Ox 轴重合的电场线上各点的电势 随 x
5、变化的图线，取 x0 处的电势为零。若在 x0 点由静止释放一个点电荷，只受电场力作用。在电荷运动的过程中，则下列说法中正确的是（ ）A电荷一定沿 x 轴正方向运动B电场的场强在逐渐减弱C电荷的电势能可能为正D电场力一定做正功8如图甲所示，平行于斜面的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定在倾角为 的斜面底端，另一端与B 物块连接， A、B 质量均为 m，斜面光滑，且固定在水平面上，初始时物块均静止。现用平行于斜面向上的力 F 拉物块 A，使 A 做加速度为a 的匀加速运动，两个物块在一段时间内的vt 图象如图乙所示，重力加速度为 g，则（ ） A平行于斜面向上的拉力 F 一直增大Bt 1 时刻，A、
6、B 刚好分离C t1 时刻，弹簧减小的弹性势能为 21mv12Dt 2 时刻弹簧恢复到原长，物块 B 速度达到最大值9. 如图所示，质量相同的木块 A、B 用轻质弹簧连接，静止在光滑的水平面上，此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力 F 推 A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中（ ）A两木块速度相同时，加速度 aA=aBB两木块速度相同时，加速度 aAvBD两木块加速度相同时，速度 vAvB10. 一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一检验正电荷固定在 P 点，如图所示以 E 表示两极板间的场强，U表示电容器两极板间的电压，E P 表示该正电荷在 P 点的电势能。若保持
7、负极板A B 不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，那么（ ）AU 变小，E 不变 BE 变大，E P 变大C U 变小，E P 不变 DE 变小，E P 变小11. 在竖直方向的电场中，一带电小球由静止开始竖直向上作直线运动，空气阻力不计，运动过程中小球的机械能 E 与其上升高度 h 关系的图象如图所示，其中 0h 1 过程的图线为曲线， h1h 2 过程中的图线为直线。根据该图象，下列说法正确的是（ ）A小球一定带正电B0h 2 过程中，小球一定始终在做加速运动C h1 h2 过程中，所处的电场一定是匀强电场Dh 1 h2 过程中，小球可能做匀速运动12如图所示，某生产线上相互垂直的甲、乙
8、传送带处于同一水平面，宽度均为 d ，均以大小为 v的速度运行，图中虚线为传送带中线。一可视为质点工件从甲左端释放，经足够长时间以速度 由甲的右端滑上乙，滑至乙中线处时恰好相对乙静止。下列说法中正确的是（ ）A工件在乙传送带上的痕迹为直线，痕迹长为 d2 B工件从滑上乙到恰好与乙相对静止所用的时间为 vC工件与乙传送带间的动摩擦因数2vgdD乙传送带对工件的摩擦力做功为零二、实验题（本题共 2 小题，每空 3 分，共 15 分，将答案填写在答题卷中）13. （9 分） “用 DIS 研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力 F。通过增加钩码的数
9、量，多次测量，可得小车运动的加速度 a 和所受拉力 F 的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条 a F 图线，如图（ b）所示。（1 ）图 线_是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“”或“ ”） （2 ）在轨道水平时，小车运动的阻力 Ff =_N；（3 ） （单选）图（b）中，拉力 F 较大时，a F 图线明显弯曲，产生误差。为避免此误差可采取的措施是_ 。A调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动。B在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量。C将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数
10、代替钩码的EhO h1 h2重力。D更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验。14.（ 6 分）实验：“ 利用光电门测量均匀直杆转动动能 ”装置如图所示。处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴 O 处，在另一端 A 下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量 A 端的瞬时速度 vA，光电门和转轴 O 的竖直距离设为 h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（v A2，h ）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在 vA2h 图中的图线。设直杆的质量为 M，则直杆绕 O 点转动的动能Ek=_（用 M 和 vA 来表示） 。现将一质量 m=1kg 的小球固定在杆
11、的中点，进行同样的实验操作，得到 vA2h 图中的图线，则直杆的质量 M =_kg。 （g=10m/s 2）三计算题（本题共 4 小题，解答须写出必要的文字说明，规律公式，只有答案没有过程计 0 分，请将解题过程书写在答卷中。其中 15 题 10 分， 16、17 题各 12 分，1 8 题 13分，共 47 分）15. （10 分）风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力。在风洞中有一个固定的支撑架 ABC，该支撑架为外表面均光滑，一半径为R 四分之一圆柱面，支撑架固定在离地面高为 2R 的平台上，平台竖直侧壁光滑，如图所示，地面上的 D 点处有一竖直的小洞，小洞直径稍大于小球直径，小洞
12、离侧壁的水平距离为 R，现将质量分别为m1 和 m2 的两个小球用一根不可伸长的轻绳连接按图示的方式置于圆柱面上，球 m1 放在柱面底部的 A 点，球 m2 竖直下垂（不计一切摩擦） 。（1 ）在无风情况下，将两球由静止释放，小球 m1 沿圆柱面向上滑行，到最高点 C 恰与圆柱面脱离，此时 m2 尚未着地，则两球的质量之比 2是多少？（2 ）改变两小球的质量比，释放两小球使它们运动，同时让风洞实验室内产生水平均匀的风迎面吹来，当小球 m1 滑至圆柱面的最高点 C 时绳恰好断裂，通过调节风力 F 的大小，使小球 m1 恰能与洞壁无接触地竖直落入小洞 D 的底部，求小球 m1 经过 C 点时的速度
13、vC 大小和水平风力 F 的大小。16 （ 12 分）质量为 M1.0 103 kg 的汽 车，沿倾角为 30的斜坡由静止开始运动，汽 车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为 Ff 210 3 N， 汽车发动机的额定输出功率为P5.610 4 W， 开始时以 a1 m/s2 的加速度做匀加速运动（g10 m/s2） 。求： 汽车做匀加速运动的时间 t1； 汽车所能达到的最大速率； 若斜坡长 143.5 m， 且认为汽车达到坡顶之前， 已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？17 （ 12 分）如图所示， ABC 为固定在竖直平面内的轨道，AB 段为光滑圆弧，对应的圆心角 37，OA 竖直，半
14、径C m1 R 风 A B m2 2R R D C m1 R 风 A B m2 2R R D C m1 R 风 A B m2 2R R D 0 0.8 h/mvA2/m2s-21215O Ah光电门 O E C r B 弹 簧 A C m1 R 风 A B m2 2R R D r2.5m，BC 为足够长的平直倾斜轨道，倾角 37。已知斜轨 BC 与小物体间的动摩擦因数 0.25。各段轨道均平滑连接，轨道所在区域有 E410 3 N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量 m510 2 kg、电荷量 q+110 4 C 的小物体（视为质点）被一个压紧的弹簧发射后，沿 AB 圆弧轨道向左上滑，在 B 点
15、以速度 v03m/s 冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。 （重力加速度g10m/s 2，sin370.6，cos37 0.8。设弹簧每次均为弹性形变。 ）（1 ）求小物体发射前弹簧的弹性势能；（2 ）在斜轨上小物体能到达的最高点为 P（图中未画出） ，求小物块从 A 到 P 的电势能变化量；（3 ）描述小物体最终的运动情况。18. （13 分）如图所示，在光滑绝缘水平面上固定着一根光滑绝缘的圆形水平滑槽，其圆心在 O 点。过 O 点的一条直径上的 A、B 两点固定着两个点电荷。其中固定于 A 点的为正电荷，电荷量大小为 Q；固定于 B 点的是未知电荷。在它们形成的电场中，有一个可视为质点的质
16、量为 m、电荷量大小为 q 的带电小球正在滑槽中运动，小球的速度方向平行于水平面，若已知小球在 C 点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度，AB 间的距离为L。ABCACB 30 ，CO OB，静电力常量为 k，（1 ）在水平面内，作出小球水平方向的受示意图力，判断固定在B 点的点电荷和沿槽运动的小球分别带何种电荷？（2 ）求 B 点电荷的电荷量大小；（3 ）已知场源点电荷在空间某点电势的计算式为：对正点电荷Q 的电势为 kQ/r，负点电荷Q 的电势为 kQ/r，式中 Q 为场源电荷的电荷量，r 为某点到场源电荷的距离。试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动。O A BC答
17、案题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 D A C B D C D B BC AC CD AD13.（ 1） ； （2 ） 0.5； （3 ） C ；14. 6Mv，0.2515. 解析：（1）小球 m1 在 C 点恰好离开圆柱面，即 N=02cgRv， （2 分）由 m1 和 m2 组成的系统机械能守恒，则将两球由静止释放到小球 m1 离开 C 点时有：211()4cmv （2 分）解得： 123 （1 分）（2）绳子断裂后小球 m1 在水平方向的平均速度为： Rtv （1 分）小球 m1 在下落过程中在竖直方向做自由落体运动，运动时间为： 23Rgt（1 分）得：
18、 6t 小球 m1 在水平方向做末速度为零的匀减速运动，小球 m1 在离开 C 点时的速度为： 2cv （1 分）得： 3cgR 由匀变速运动规律可知，小球在水平方向的加速度大小为：v C22 aR （1 分）得： 23cgaRv由牛顿第二定律可求得小球所受风力为： 3mgFa （1 分）16. 解析： 根据牛顿第二定律有： fmgF30sin (2 分) ；设匀加速的末速度为 v， 则有： vP、 (1 分) ； 1at (1 分)代入数值，联立解得：匀加速的时间为： st71 (1 分) 当达到最大速度 mv时 ，有： mvfgP)30sin( (2 分)解 得：汽车的最大速度为： /8
19、(1 分) 汽车匀加速运动的位移为： at5.241(1 分)在后 一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有： 2222)30sin( vsfgPt m(2 分) 又有 1代入数值，联立求解得： t2 15 s 所以汽车总的运动时间为： st2 (1 分)17. 解析：（1 ）设弹簧对小物体做功为 W，由动能定理：Wmgr （1 cos ）qEr（1cos ） mv020， （3 分）12代入数据，得 W0.675J，即初始的弹性势能； （1 分）（2 ）设 BP 长为 L，由动能定理，得：（mg+qE ） L sin （mg qE）Lcos 0 mv02， （3 分）12可
20、得：L=0.3125m， （1 分）E 电 =Eqr（1 cos）+EqL sin =0.275J； （2 分）（3 ）小物体沿 AB 段光滑圆弧下滑，压缩弹簧后被反弹，再次沿 AB 段光滑圆弧上滑至 B点，速度减为零，再次下滑，如此往复运动。 （2 分）18. 解析：（1 ）由小球在 C 点恰好与滑槽内外壁无挤压且无切线方向的加速度，可知小球在 C 点的合力方向一定沿 CO 且指向 O 点，所以 A 处电荷对小球吸引，B 处电荷对小球排斥，因为 A处电荷为正，所以小球带负电，B 带负电，如图所示。（作图 1 分，电荷判断各 1 分）（2 ）因为 ABC ACB30所以ACO 30，BC2ABcos30 L 3由图 F1 F2 （3 分）3k k （2 分）QqL2QB Q （1 分）3（3 ）以 O 为原点，OB 为 x 轴正方，OC 为 y 轴正方，槽上某点的坐标为（x，y ） ，则该点的电势为 ， （2 分）F2F1FO A BC3030而 x2y 23L 2/4，代入上式得 0。 （1 分）小球运动过程中电势能不变，所以动能也不变，做的是匀速圆周运动（1 分）
