2011-2012学年上海市六校高三（上）第一次联考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

物理学中用到大量的科学方法，建立下列概念时均用到“等效替代”方法的是（ ）
A．“合力与分力”、“质点”、“电场强度
B．“质点”、“平均速度”、“点电荷”
C．“点电荷”、“总电阻”、“电场强度”
D．“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻”

2. 难度：中等

许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A．牛顿总结出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力恒量
B．伽利略发现了单摆的等时性，并通过实验确定了单摆做简谐运动的周期公式
C．库仑利用扭秤，通过反复实验，找到了电荷间相互作用的规律
D．法拉第通过实验发现了电场线

3. 难度：中等

如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块A相连，当用力加速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，若匀速抽出木板B，弹簧秤的示数大小（ ）

A．一定大于4.0N
B．一定等于4.0N
C．一定小于4.0N
D．一定为零

4. 难度：中等

小球在离地面高为h处以初速度v水平抛出，球从抛出到着地，速度变化量的大小和方向为（ ）
A．，竖直向下
B．，竖直向下
C．，斜向下
D．-v，斜向下

5. 难度：中等

如图为一列在均匀介质中沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，下列判断正确的是（（ ）
A．质点P此时刻的振动方向一定沿y轴负方向
B．P点振幅比Q点振幅小
C．经过△t=3s，质点Q通过的路程是0.6m
D．经过△t=3s，质点P将向右移动12m

6. 难度：中等

节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部击发到炮筒口的过程中，克服重力做功为W₁，克服炮筒阻力及空气阻力做功为W₂，高压燃气对礼花弹做功为W₃，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（ ）
A．礼花弹的动能变化量为W₁+W₂+W₃
B．礼花弹的动能变化量为W₃-W₂-W₁
C．礼花弹的机械能变化量为W₃-W₁
D．礼花弹的机械能变化量为W₃-W₂-W₁．

7. 难度：中等

若单摆的摆长不变，摆球的质量由20g增加为40g，最大摆角由4°减小为2°，则单摆振动（ ）
A．频率不变，振幅不变
B．频率不变，振幅改变
C．频率改变，振幅不变
D．频率改变，振幅改变

8. 难度：中等

在电场中存在A、B、C、D四点，AB连线和CD连线垂直，在AB连线和CD连线上各点的电场强度方向相同，下列说法正确的是（ ）
A．此电场一定是匀强电场
B．此电场可能是一个点电荷形成的
C．此电场可能是两个同种电荷形成的
D．此电场可能是两个异种电荷形成的

9. 难度：中等

伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次试验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示．设A、B、C与斜面底端的距离分别为x₁、x₂、x₃，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t₁、t₂、t₃，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v₁、v₂、v₃，则下列关系式中正确，并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（ ）

A．
B．
C．x₁-x₂=x₂-x₃
D．

10. 难度：中等

如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN的轻圆环B相连接．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及环B静止在图中虚线所在的位置．现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动．则此过程中，环对杆摩擦力F₁和环对杆的弹力F₂的变化情况是（ ）

A．F₁保持不变，F₂逐渐减小
B．F₁逐渐增大，F₂保持不变
C．F₁逐渐减小，F₂保持不变
D．F₁保持不变，F₂逐渐增大

11. 难度：中等

有两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星A和B，它们的轨道半径r_A：r_B=1：2，关于它们的向心加速度a_A、a_B的关系，以下判断正确的是（ ）
A．根据a=ω²r，可得a_A：a_B=1：2
B．根据，可得a_A：a_B=2：1
C．根据a=vω，可得a_A：a_B=1：1
D．根据，可得a_A：a_B=4：1

12. 难度：中等

正在做简谐运动的单摆，摆球到达最高点时的机械能为E₁，摆线对摆球的拉力大小为F₁；摆球通过最低点时的机械能为E₂，摆线对摆球的拉力大小为F₂，若不计空气阻力，以下结论正确的是（ ）
A．E₁=E₂，F₁＜F₂
B．E₁＜E₂，F₁＜F₂
C．E₁＜E₂，F₁＞F₂
D．E₁=E₂，F₁=F₂

13. 难度：中等

如图（a）所示，重10N的、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力、位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图（b）所示．据图可知金属杆长（ ）

A．0.4m
B．0.8m
C．1.2m
D．1.6m

14. 难度：中等

一小球在离地高H处从静止开始竖直下落，运动过程中受到的阻力大小与速率成正比，如图图象反映了小球的机械能E随下落高度h的变化规律（选地面为零势能参考平面），其中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

15. 难度：中等

如图所示，绝缘水平面上锁定着两个质量均为m，电荷量分别为+9q、+q，体积很小的物体A和B，它们间的距离为r，与平面间的动摩擦因数均为μ．已知静电力常量为k．如果解锁它们开始运动，则当它们动能最大时，它们相距的距离为（ ）

A．3q
B．
C．2r
D．3r

16. 难度：中等

如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方0点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M，C点与o点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了90°角）．下列有关此过程的说法中正确的是（ ）
A．重物M做匀速直线运动
B．重物M做变速直线运动
C．重物M的最大速度是2ωL
D．重物M的速度先减小后增大

17. 难度：中等

如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时，一支钢笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中正确的有（ ）
A．笔尖留下的痕迹是一条抛物线
B．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线
C．在运动过程中，笔尖运动的速度方向始终保持不变
D．在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终保持不变

18. 难度：中等

如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁，今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，以下说法正确的是（ ）

A．在F撤去瞬间，B球的速度为零，加速度为零
B．在F撤去瞬间，B球的速度为零，加速度大小为
C．在弹簧第一次恢复原长之后，A才离开墙壁
D．在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动

19. 难度：中等

如图所示，让物体分别同时从竖直圆上的P₁、P₂处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道P₁A、P₂A滑到A处，P₁A、P₂A与竖直直径的夹角分别为θ₁、θ₂．则（ ）

A．物体沿P₁A、P₂A下滑加速度之比为sinθ₁：sinθ₂
B．物体沿P₁A、P₂A下滑到A处的速度之比为cosθ₁：cosθ₂
C．物体沿P₁A、P₂A下滑的时间之比为1：1
D．两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为cosθ₁：cosθ₂

20. 难度：中等

如图所示，在xOy坐标系中，将一负检验电荷q由y轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功W；若将q从a点移至x轴上c点时，也需克服电场力做功W．那么关于此空间存在的静电场可能是（ ）

A．存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B．存在电场强度方向沿x轴正方向的匀强电场
C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场中
D．处于y轴上一对等量异种电荷形成的电场中

二、填空题

21. 难度：中等

如图所示，实线表示两个相干波源S₁、S₂发出的波的波峰位置，则图中的    点为振动加强的位置，图中的    点为振动减弱的位置．

三、解答题

22. 难度：中等

两个完全相同的物块A、B，质量均为m=0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动．图中的两条直线分别表示A物块受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的v-t图象，求：
（1）物块A所受拉力F的大小；
（2）8s末物块A、B之间的距离x．

四、填空题

23. 难度：中等

如图所示，一根质量为m的均匀杆OA悬于O点并可绕O点自由转动，开始时杆竖直．现用一水平恒力作用在杆的下端，使杆偏离竖直方向．若水平恒力F=mg，则A端的速度最大时杆偏离竖直方向的角度为θ=    ；若水平恒力大小改为F′，杆偏离竖直方向的最大角度为53°，则F′：mg=    ．（sin53°=0.8）

24. 难度：中等

如图甲所示，一质量为m=1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2，则物体从A运动到B间的平均速度为    m/s，水平力F在5s时间内对小物块所做功的功率    W．

25. 难度：中等

如图所示，两个相同的带等量正电的圆环正对放置，电荷均匀分布．O₁O₂为两圆心的连线，P为O₁O₂的中点．一质量为m、带电量为-q的点电荷以初速度v从O₁点沿O₁O₂方向射出，恰能到达P点．不计重力，则点电荷-q克服电场力做的功为    ．若将-q换成+q，质量不变，仍以初速度v从O₁点沿O₁O₂方向射出，则点电荷+q到达P点时的速度大小为    ．

五、解答题

26. 难度：中等

将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图1所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
（1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______N和______N（只需读到0.1N）．
（2）在方格纸（如图2）上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．

六、填空题

27. 难度：中等

如图所示，水槽内有一振源，振动时产生的水波通过一个小缝隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使小缝隙的宽度    ；或者是使振源的振动频率    ．（选填“增大”或“减小”）

七、解答题

28. 难度：中等

在“DIS描绘电场等势线”的实验中，
（1）给出下列器材，ab处的电源应选用______，传感器应选用______．（用字母表示）．
A．6V的交流电源   B．6V的直流电源     C．100V的直流电源    D．电压传感器               E．电流传感器          F．力传感器
（2）（单选）该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是______
A．逐渐增大    B．逐渐减小      C．先变大后变小    D．先变小后变大．

29. 难度：中等

小汽车正在走进我们的家庭，一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要．而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力．人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：（1）汽车正面投影面积S； （2）汽车行驶速度v．某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：

S/m^2 f/N V/m•s^-1	20	30	40	50	60
2.0	206	464	824	1291	1860
2.5	258	580	1032	1614	2324
3.0	309	696	1239	1936	2788
3.5	361	812	1445	2258	3252
4.0	412	928	1652	2581	3717

（1）由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度v 的关系式为f=______（要求用k表示比例系数）．
（2）由上述数据得出k的大小和单位是______．
（3）据推理或猜测，k的大小主要与______、______、______等因素有关．

30. 难度：中等

用同种材料制成倾角37°的斜面和长水平面，斜面长3.15m且固定，一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v开始自由下滑，当v=2.4m/s时，经过2.0s后小物块停在斜面上．多次改变v的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出v-t图象，如图所示，求：
（1）小物块与该种材料间的动摩擦因数μ为多少？
（2）若小物块初速度为3m/s，小物块从开始运动到最终停下的时间t为多少？

31. 难度：中等

辨析题：如图所示，两个质量分别为m₁、m₂，带电量分别为q₁、q₂的金属小球，用两根绝缘轻绳悬挂于同一点O．平衡时，两球恰好位于同一水平面上．轻绳与竖直方向夹角分别为α、β，请确定金属小球质量m₁、m₂与夹角α、β的关系式．
某同学的解法如下：
设绝缘轻绳长为l，把两小球和轻绳看作整体，如下图所示，
以O为固定转轴，对整个系统，根据力矩的平衡有：
m₁g×l×sina=m₂g×l×sinβ
即
你认为这位同学的解法是否合理？请说明理由；若不合理，请用你自己的方法算出正确结果．

32. 难度：中等

如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，它以v=3的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R，并滑上光滑的半径为R的1/4圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，孔径大于滑块的大小，旋转时两孔均能达到C点的正上方．求：
（1）滑块刚到B处的速度，
（2）若滑块滑过C点后穿过P孔，求滑块过P点后还能上升的最大高度，
（3）若滑块穿过P孔后，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？

八、填空题

33. 难度：中等

如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L．槽内有两个质量均为m的小球A和B，A球带电量为+q，B球带电量为-3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统．最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L．若视小球为质点，不计轻杆的质量，现在两板之间加上与槽平行场强为E的向右的匀强电场后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），带电系统开始运动．试求：
（1）从开始运动到B球刚进入电场时，带电系统电势能的增量△ε；
（2）以右板电势为零，带电系统从运动到速度第一次为零时A球所在位置的电势U_A为多大；
（3）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间．