2011-2012学年江苏省高三3月双周练习（二）物理试题（解析版）

一、选择题

1. 难度：困难

关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是

A．安培首先发现了电流的磁效应

B．伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动

C．牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球间引力的大小

D．法拉第提出了电场的观点，说明处于电场中电荷所受到的力是电场给予的

2. 难度：困难

大爆炸理论认为，宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化初期的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。如果真是这样，则下列图象中能大致反映宇宙半径R和宇宙年龄t关系的是

3. 难度：困难

如图所示，水平面上放置质量为M的三角形斜劈，斜劈顶端安装光滑的定滑轮，细绳跨过定滑轮分别连接质量为m₁和m₂的物块．m₁在斜面上运动，三角形斜劈保持静止状态．下列说法中正确的是

A．若m₂向下运动，则斜劈受到水平面向左摩擦力

B．若m₁沿斜面向下加速运动，则斜劈受到水平面向右的摩擦力

C．若m₁沿斜面向下运动，则斜劈受到水平面的支持力大于（m₁+ m₂+M）g

D．若m₂向上运动，则轻绳的拉力一定大于m₂g

4. 难度：困难

风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能，对该模型进行了模拟风洞实验，该实验的示意图如图，其中AB代表飞机模型的截面，OL为飞机模型的牵引绳。已知飞机模型重为G，风向水平，当牵引绳水平时，飞机模型恰好静止在空中，此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ，则作用于飞机模型上的风力大小为

A．        B．Gcosθ             C．         D．Gsinθ

5. 难度：困难

真空中有一半径为r₀的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r₁、r₂分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是

A．A点的电势低于B点的电势      

B．A点的电场强度方向由A指向B

C．A点的电场强度小于B点的电场强度  

D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功

6. 难度：困难

如图甲所示，质量为m = 0.5kg，初速度v₀= 10 m/s的物体，受到一个与初速度v₀方向相反的外力F作用，沿粗糙的水平面滑动，物体与地面间的动摩擦因数为μ，经3 s后撤去外力，直到物体停止。整个过程物体的v－t图像如图乙所示 (g＝10m/s²)。 则

A、0～7s内物体做匀减速直线运动

B、外力F和动摩擦因数μ大小分别为0.5N和0.1

C、0～7s内物体由于摩擦产生的热量为25J

D、运动到停止物体滑行的总位移为29 m

7. 难度：困难

低碳、环保是未来汽车的发展方向。某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能E_k与位移x的关系图象如图，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图象所给的信息可求出

A．汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N  

B．汽车的额定功率为80kW   

C．汽车加速运动的时间为22.5s              

D．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×10⁵J

8. 难度：困难

如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM＜ON。若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则

A、滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大

B、滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小

C、在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置

D、在M、N之间的范围内，可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的两个位置

9. 难度：困难

如图所示，在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，C为一垂直固定在斜面上的挡板。Ａ、Ｂ质量均为ｍ，斜面连同挡板的质量为M，弹簧的劲度系数为k，系统静止于光滑水平面。现开始用一水平恒力F作用于Ｐ，（重力加速度为g）下列说法中正确的是

A、若F=0，挡板受到B物块的压力为

B、力F较小时A相对于斜面静止，F大于某一数值，A相对于斜面向上滑动

C、若要B离开挡板C，弹簧伸长量需达到

D、若且保持两物块与斜劈共同运动，弹簧将保持原长

二、填空题

10. 难度：困难

右图是自行车传动机的示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。

⑴假设脚踏板的转速为r/s,则大齿轮的角速度是___rad/s；

⑵要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径，小齿轮Ⅱ的半径外，还需要测量的物理量是___     

⑶用上述量推导出自行车前进速度的表达式：__。

三、实验题

11. 难度：困难

现有以下器材：电流表A（量程0.6A、内阻=0.5Ω），电阻箱R（量程99.99Ω），待测电阻R_x，直流电源（电动势E和内阻r待测），单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，带铁夹的导线若干。

某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路，用来测定待测电阻的阻值R_x、直流电源的电动势E和内阻r。

（1）按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整

（2）测量电阻R_x的阻值

①开关S₁闭合、开关S₂接a，读出电流表的示数I₁

②保持开关S₁闭合，将开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也为I₁，此时电阻箱的阻值R= 4.00Ω，则R_x=     Ω

（3）测电源的电动势E和内阻r

将开关S₁闭合、开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若干组 R、I的数据（见下表），请在图丙所示的坐标纸上作出-R的图象，并根据图象求得电动势E=       V，内阻r=     Ω（保留两位有效数字）。

四、选择题

12. 难度：困难

下列说法正确的是    

A．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。

B．在地球上如果测到来自遥远星系上的元素发出的光波波长变长，说明该星系在离我们远去

C．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者往往会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。

D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

五、填空题

13. 难度：困难

如图所示，真空中有一顶角为75^o，折射率为n =的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为      。

六、计算题

14. 难度：困难

一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x = 96cm。求：

①波源O点刚开始振动时的振动方向和波的周期；

②从图中状态为开始时刻，质点P第一次达到波峰时间。

七、选择题

15. 难度：困难

下列说法中正确的是 zxxk

A．X射线是处于激发态的原子核辐射出的

B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光

C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1

D．²³⁵U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短

16. 难度：困难

下列叙述中不符合物理学史的是       

A．麦克斯韦提出了光的电磁说

B．爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说

C．汤姆生发现了电子，并首先提出原子的核式结构模型

D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）

八、计算题

17. 难度：困难

如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz，求：甲、乙两车的质量比m_甲：m_乙

18. 难度：困难

如图所示，倾角θ=30⁰、长L=2．7m的斜面，底端与一个光滑的1/4圆弧平滑连接，圆弧底端切线水平。一个质量为m=1kg的质点从斜面最高点A沿斜面下滑，经过斜面底端B恰好到达圆弧最高点C，又从圆弧滑回，能上升到斜面上的D点，再由D点由斜面下滑沿圆弧上升，再滑回，这样往复运动，最后停在B点。已知质点与斜面间的动摩擦因数为μ=/6，g=10m/s²，假设质点经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变。求：

（1）质点第1次经过B点时对圆弧轨道的压力

（2）质点从A到D的过程中重力势能的变化量

（3）质点从开始到第8次经过B点的过程中在斜面上通过的路程

19. 难度：困难

如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：

⑴导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；

⑵开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；

⑶导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

20. 难度：困难

如图甲所示，两块相同的平行金属板M、N正对着放置，相距为，板M、N上的小孔s₁、s₂与 O三点共线，s₂O=R，连线s₁O垂直于板M、N。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线s₁O对称，屏PQ所对的圆心角θ=120°。质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s₁进入M、N间的电场，接着通过s₂进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在s₁处的速度看作零。

⑴若M、N间的电压U_MN=+U时，求质子进入磁场时速度的大小。

⑵若M、N间接入如图乙所示的随时间t变化的电压（式中，周期T已知），且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自s₁处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上？

⑶在上述⑵问的情形下，当M、N间的电压不同时，质子从s₁处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同，求t的最大值。

21. 难度：困难

如图，两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角，导轨间距为d，两导体棒a和b与导轨垂直放置，两根导体棒的质量都为m、电阻都为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动，同时将b由静止释放，b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s²，不计两导棒间的相互作用力。  

      

(1)为使导体棒b能沿导轨向下运动，a的速度v不能超过多大?

(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v₁=2m/s的速度沿导轨向上运动，试导出F与b的速率v₂的函数关系式并求出v₂的最大值

(3)在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。