2010-2011学年辽宁省丹东市四校协作体第二次联考高三物理试卷

一、填空题

1. 难度：中等

竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中，B＝1.1T，管道半径R＝0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球(可视为质点)，其电荷量为10^－4C(g取10m/s²)，小球滑到Q处时的速度大小为________；若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为________．

二、计算题

2. 难度：中等

一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端自由，一质量为m的滑块从距弹簧右端L₀的P点以初速度v0正对弹簧运动，如下图所示，滑块与水平面的动摩擦因数为μ，在与弹簧碰后反弹回来，最终停在距P点为L₁的Q点，求：在滑块与弹簧碰撞过程中弹簧最大压缩量为多少？

3. 难度：中等

如图所示，在竖直平面内有范围足够大、场强方向水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一绝缘“⊂”形杆由两段直杆和一半径为R为半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内．PQ、MN与水平面平行且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P、M点在磁场界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电量为＋q的小环套在MN杆上，它所受到的电场力为重力的倍．现在M右侧D点由静止释放小环，小环刚好能到达P点，求：

(1)D、M间的距离x₀；

(2)上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小；

(3)若小环与PQ杆的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)．现将小环移至M点右侧5R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功．

4. 难度：中等

如图甲所示，竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)．一个质量为m、电荷量为q的可视为质点的带正电的小球，以大小为v₀的速度垂直于竖直面MN向右做直线运动．小球在t＝0时刻通过电场中的P点，为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点(P、D间距为L，且它们的连线垂直于竖直平面MN，D到竖直面MN的距离DQ等于L/π)，经过研究，可以在电场所在的空间叠加如图乙所示的随时间周期性变化的、垂直于纸面向里的磁场．(g＝10m/s²)，求：

(1)场强E的大小；

(2)如果磁感应强度B₀为已知量，试推出满足条件t₁的表达式；

(3)进一步的研究表明，竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动．则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B₀及运动的最大周期T的大小，并在图中定性地画出小球运动一个周期的轨迹．(只需要画出一种可能的情况)

5. 难度：中等

如图甲所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m＝0.2g、电荷量q＝8×10^－5C的小球，小球的直径比管的内径略小．在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B₁＝15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E＝25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B₂＝5T的匀强磁场．现让小车始终保持v＝2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力F_N随高度h变化的关系如图乙所示．g取10m/s²，不计空气阻力，求：

(1)小球刚进入磁场B₁时的加速度大小a；

(2)绝缘管的长度L；

(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离Δx.

三、选择题

6. 难度：中等

在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定．近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落到原处的时间为T₂，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点到又回到P点所用的时间为T₁，测得T₁、T₂和H，可求得g等于     (　　)

7. 难度：中等

如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是           （    ）

    A．若小球带正电，当A B间距增大时，小球打在N的右侧

    B．若小球带正电，当A B间距减小时，小球打在N的左侧

    C．若小球带负电，当A B间距减小时，小球可能打在N的右侧

    D．若小球带负电，当A B间距增大时，小球可能打在N的左侧

8. 难度：中等

如图所示，质量为m₁和m₂的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面(斜面与水平面成θ角)，最后竖直向上运动．则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是  

             

A．由大变小                 B．由小变大

C．始终不变                 D．由大变小再变大

9. 难度：中等

如图所示，一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子，整个三角形位于垂直于△ABC的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为 

                                             

10. 难度：中等

如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小于R)，小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是                        (　　)

A．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5mg

B．当v＝时，小球b在轨道最高点对轨道无压力

C．速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动

D．只要v≥，小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力都大6mg

11. 难度：中等

如图所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，并以速率v₁向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v₂，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为 (　　)

A.，                    B.，

C.，                          D.，

12. 难度：中等

如图，一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经t时间回到出发点，若以地面为零势能点，则下列说法不正确的是        (　　)

A．物体回到出发点时的动能是60J

B．开始时物体所受的恒力F＝2mgsinθ

C．撤去力F时，物体的重力势能是45J

D．动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置

13. 难度：中等

在地面附近，存在着一有界电场，边界MN将某空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场，在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的v－t图象如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则                                             (　　)

A．在t＝2.5s时，小球经过边界MN

B．小球受到的重力与电场力之比为35

C．在小球向下运动的整个过程中，重力做的功与电场力做的功大小相等

D．在小球运动的整个过程中，小球的机械能与电势能总和先变大再变小

14. 难度：中等

在如图所示的电路中，R₁、R₂、R₃均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态．为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是                                                                           (　　)

A．增大R₁                   B．减小R₂

C．减小R₃                   D．增大MN间距

15. 难度：中等

如图所示，质量为m，带电荷量为＋q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度v₀，则                                                           (　　)

A．环将向右减速，最后匀速

B．环将向右减速，最后停止运动

C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv

D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv－m²

16. 难度：中等

摆线是数学中众多迷人曲线之一，它是这样定义的：一个圆沿一直线无滑动地滚动，则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线．在竖直平面内有xOy坐标系，空间存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为＋q的小球从坐标原点由静止释放，小球的轨迹就是摆线．小球在O点速度为0时，可以分解为一水平向右的速度v₀和一水平向左的速度v₀两个分速度，如果v₀取适当的值，就可以把摆线分解成以v₀的速度向右做匀速直线运动和从O点向左速度为v₀的匀速圆周运动两个分运动．设重力加速度为g，下列式子正确的是                                                        (　　)

A．速度v₀所取的适当值应为

B．经过t＝第一次到达摆线最低点

C．最低点的y轴坐标为y＝－

D．最低点的y轴坐标为y＝－

17. 难度：中等

如图所示，在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块A和B，其中物块A连接一个轻弹簧并处于静止状态，物块B以水平初速度v₀向着物块A运动．物块B与弹簧相互作用过程中，两物块始终保持在同一条直线上运动，下列图象分别描绘了此过程A、B两物块的速度v、动能E_k及所受弹力F随时间t的变化规律．能正确表示其关系的是  (　　)

                             

A. ④⑤ B．①⑥    C．③⑤              D．②⑥

四、填空题

18. 难度：中等

如图所示，A、B两物体的质量分别为m_A和m_B，且m_A>m_B，整个系统处于静止状态，小滑轮的质量和一切摩擦均不计．如果绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度________（填“升高”、“降低”或“不变”）和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ________．（填“变大”、“变小”或“不变”）

19. 难度：中等

一电子质量为9.1×10^－31kg, 以4×10⁶m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点水平垂直于场强方向飞入，并从B点沿与场强方向成150°的方向飞出该电场，如图所示，则A、B两点的电势差为________V．

20. 难度：中等

如图所示，R₁＝30Ω，R₄＝20Ω，电源电压恒为30V，现安培表示数为0.75A，若把电键闭合，则伏特表的示数减少1/3，滑片P位置不变，则R₂的阻值为________，R₃的阻值为________．

21. 难度：中等

跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量是50kg，他1min跳绳180次．假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是________．(取g＝10m/s²)