2012年上海市等八校高三2月联合调研物理卷2

一、选择题

1. 难度：简单

如图所示，等腰直角三角体OCD由不同材料A、B拼接而成，P为两材料在CD边上的交点，且DP>CP。现OD边水平放置，让小物块从C滑到D；然后将OC边水平放置，再让小物块从D滑到C，小物块两次滑动经过P点的时间相同。下列说法正确的是（     ）

A．A、B材料的动擦因数相同

B．两次滑动中物块到达底端速度相等

C．两次滑动中物块到达P点速度相等

D．两次滑动中物块到达底端摩擦生热相等

2. 难度：简单

如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（E_pG）、机械能（E）、电势能（E_p电）随位置变化的图象可能正确的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（　　）

3. 难度：简单

如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上．当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（      ）

A．在t₂时刻，线框内没有电流，线框不受力

B．t₁到t₂时间内，线框向右做减速直线运动

C．t₁到t₂时间内，线框内电流的方向为abcda

D．t₁到t₂时间内，线框克服磁场力做功

二、填空题

4. 难度：简单

光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球做_______（填“正功”、“负功”或“不做功”），小球的线速度_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

5. 难度：简单

已知O、A、B、C为同一直线上的四点，A、B间的距离为1m，B、C间的距离为2m，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等，则物体通过A点和B点时的速度大小之比为__________，O、A间的距离为___________m。

6. 难度：简单

如图，质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为v₁=2.4m/s时，物块的速度是       m/s，木板和物块最终的共同速度为       m/s．

7. 难度：简单

设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．

8. 难度：简单

如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。

9. 难度：简单

如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为            W，此时电压表读数为           V。

10. 难度：简单

小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。

（1）自行车经过起点线时的速度　　　　　；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）

（2）自行车经过起点线后克服阻力做功　　　　　；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）

（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的　　　　　和　　　　　，就能通过数据分析达到实验目的。

11. 难度：简单

如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。

 

（1）若已知开关K反向后，冲击电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ＝__________（用已知量的符号表示）。

（2）待测处的磁感应强度的大小为B＝__________。

12. 难度：简单

某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。

该小组已经测量了两个光电门间的距离为L，遮光条的宽度为d，遮光条通过两个光电门的时间分别为t₁、t₂，则：

（1）小车的实际加速度可以表示为____________（用题中所给物理量表示）

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出a－F关系的点迹（如图所示）。经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是（      ）

A．轨道与水平方向夹角太大

B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力

C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势

三、实验题

13. 难度：简单

如图所示的电路中，直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的，其阻值为R，图中A，B，…，H为圆环的等分点，A点固定，P为滑片，且滑片P能沿圆环滑动，并保持良好的接触，电源电动势为E，内阻不计。当闭合电键S后，滑片P沿圆环顺时针滑动时，图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图，分别做实验，并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。

根据上述实验数据，回答下列问题：

（1）根据表1中的实验数据，请通过计算，分析完成表1中“位置A”下的空格。

（2）根据表1、表2中的实验数据，请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因：                                                           。

（3）根据（2）中的分析，请思考：当滑片P滑到G、A之间位置X时，则表2中“位置X”下的空格可能的数据（即各电表的示数）分别是（       ）

A．0.05A，0.75V，5.25V           B．0.07A，1.05V，4.95V

C．0.16A，2.40V，3.60V           D．0.25A，3.75V，2.25V

四、计算题

14. 难度：简单

4×100m接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前s₀ 处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间），已知接力区的长度为L=20m，设乙起跑后的运动是匀加速运动，试求：

（1）若s₀ =13.5m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？

（2）若s₀ =16m，乙的最大速度为8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少？

15. 难度：简单

如图所示，电源内阻r=1Ω，R₁=2Ω，R₂=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R₃的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。

（1）求电源的电动势；

（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；

（3）当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R₃上消耗的功率最大？最大值多大？

16. 难度：简单

如图所示，在一次消防演习中，消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下，滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处，可将消防员和挂钩均理想化为质点，且通过O点的瞬间没有机械能的损失。已知AO长L₁=5m，OB长L₂=10m，两面竖直墙MN的间距d=11m。滑杆A端用铰链固定在墙上，可自由转动。B端用铰链固定在另一侧墙上。为了安全，消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s，挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）若测得消防员下滑时， OB段与水平方向间的夹角始终为37°，求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向；

（2）若B端在竖直墙上的位置可以改变，求滑杆端点A、B间的最大竖直距离。

17. 难度：简单

如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端弯曲部分光滑，水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ，右端有另一磁场Ⅱ，其宽度也为d，但方向竖直向下，两磁场的磁感强度大小均为B₀，相隔的距离也为d.有两根质量为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场Ⅱ中点C、D处．现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去．

（1）当a棒在磁场Ⅰ中运动时，若要使b棒在导轨上保持静止，则a棒刚释放时的高度应小于某一值h₀，求h₀的大小；

（2）若将a棒从弯曲导轨上高度为h（h<h₀）处由静止释放，a棒恰好能运动到磁场Ⅱ的左边界处停止，求a棒克服安培力所做的功；

（3）若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h（h<h₀）处由静止释放，为使a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间而变化，将a棒刚进入磁场Ⅰ的时刻记为t＝0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B₀，试求出在a棒通过磁场Ⅰ的这段时间里，磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化的关系式。