2006-2007学年上海市高三（下）调研物理试卷（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

A．用两根相同的轻弹簧沿竖直方向吊着一根质量为m、长为L的金属棒ab，ab处于水平方向、磁感强度为B的匀强磁场中，如图所示．若金属棒通电后弹簧处于自然状态，则棒中电流强度为    ；方向    ．

2. 难度：中等

一架数码相机，用的锂电池电压为3.6V，容量为1000mA•h（相当于用1000mA的电流释放可放电1小时，用500mA的电流释放可放电2小时，以此类推）．若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为    J；若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为    J．

3. 难度：中等

如图所示，电荷量为Q₁、Q₂的两个正点电荷分别置于A点和B点．在以AB为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球（可视为点电荷，重力可忽略），若带电小球在P点保持静止，则该小球带    电荷（选填“正”或“负”或“正或负”），设这时连线PA与AB的夹角为α，则tan α=    （用Q₁、Q₂表示）．

4. 难度：中等

B．有一束粒子，以同一速度飞入匀强磁场中，在磁场中它们的轨迹分别为如右图中的a、b、c所示，已知磁场方向与速度方向垂直并垂直纸面向里，从这些轨迹能得出轨迹a的粒子带    电，轨迹c的粒子带    电．

二、解答题

5. 难度：中等

如图所示是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为______门电路，在真值表中X处的逻辑值为______．
 

输入		输出
A	B	Z
	1	l
1		X
1	1	l

三、填空题

6. 难度：中等

B．一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e随时间t的变化如图所示，感应电动势的最大值和周期可以从图上读出，则磁感应强度B=    ，在t=时，磁感强度方向与线圈平面    （选填“垂直”或“平行”）．

7. 难度：中等

已知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，其周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，用以上物理量表示出则可估算出月球中心到地心的距离为    ．

8. 难度：中等

将一个物体以初动能E竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为（设空气阻力恒定）．如果将它以初动能4E竖直上抛出，则它在上升到最高点的过程中，重力势能变化的大小为    ．

四、选择题

9. 难度：中等

下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A．伽利略通过理想斜面实验，得出力不是维持物体运动原因的结论．
B．贝克勒耳通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的．
C．卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子．
D．牛顿通过实验测出了万有引力常量，验证了万有引力定律．

10. 难度：中等

小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线．则下列说法中正确是 （ ）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R=
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=
D．对应P点，小灯泡电阻为图中矩形PQOM所围的面积

11. 难度：中等

如图，A为螺线管，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环，现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在A的上方，天平保持平衡；当调节滑动变阻器，使A中的电流增大时，绝缘磁环C将向上运动，在绝缘磁环C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力的影响，下列说法中正确的是（ ）

A．天平仍然保持平衡
B．天平左盘先下降后上升
C．天平左盘先上升后下降
D．绝缘磁环速度最大时，加速度也最大

12. 难度：中等

如图，在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F₁与F₂的作用，在第1s内物体保持静止状态．若力F₁、F₂随时间的变化．则物体（ ）

A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
D．在第5s末加速度为零，运动方向与F₁方向相反

13. 难度：中等

如图，质量为M的物体放在光滑水平地面上，在受到与水平方向成α角的恒力F作用下，从静止开始运动，在时间t内，F对物体所做的功为W_F．下列仅单独改变某一物理量（设该物理量改变后物体仍在水平面上运动），可使恒力所做的功增大为2W_F的是（ ）

A．使恒力的大小增大为2F
B．使物体质量减小为
C．做功时间增长为2t
D．α从60°变为0°

14. 难度：中等

铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置：能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（ ）

A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动
D．加速度逐渐增大的变加速直线运动

15. 难度：中等

如图，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性已在图中标出，已知金属钨的逸出功为4.5eV．现分别用不同能量的光子照射钨板（各光子的能量在图上标出），那么下列各图中，光电子可能到达金属网的是（ ）
A．
B．
C．
D．

16. 难度：中等

历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”）“另类加速度”定义为A=，其中V和V_t分别表示某段位移S内的初速和末速．A＞0表示物体做加速运动，A＜0物示物体做减速运动．而现在物理学中加速度定义式为a=，下列说法正确的是（ ）
A．若A不变，则a也不变
B．若A＞0且保持不变，则a逐渐变大
C．若A不变，则物体在中间位置处速度为（V+V_t）/2
D．若A不变，则物体在中间位置处速度为

五、解答题

17. 难度：中等

在做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验过程中，检验力矩盘的重心是否位于盘中心的方法是______，若发现质量为m，半径为R的力矩盘的重心C不在盘心，且重心C与盘心O的距离为r，则可以通过在______（选填“A”或“B”）位置粘适量橡皮泥的方法来调整，所需橡皮泥的质量△m=______．

18. 难度：中等

在“用单摆测定重力加速度”的实验中，将一单摆装置竖直悬于某一深度为h（未知）且开口向下的固定小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示．将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁．如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l，并通过改变l 而测出对应的摆动周期T，再以T²为纵轴、l 为横轴，作出T²-l 图象，则可以由此图象得出我们想要测量的物理量．
（1）现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺，本实验所需的测量工具有______．
（2）如果实验中所得到的T²-l 关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c 中的______．
（3）由图象可知，小筒的深度h=______cm；当地重力加速度 g=______m/s²（π取3.14，计算结果保留到小数点后两位）．

19. 难度：中等

广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略，G为内阻不计的灵敏电流表，R为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=______；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I₁=2.25mA，则当电流表的示数I₂=3.6mA时，热敏电阻R的温度是______摄氏度．

六、填空题

20. 难度：中等

某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象．

（1）在图象记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是    ．
（2）圆盘匀速转动时的周期是    s．
（3）（多选题）该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测   
A．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值．

七、解答题

21. 难度：中等

某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为 h，且h 随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h 图象，如图丙所示．

v（m/s）		1.00	1.41	1.73	2.00	2.45	3.00	3.16
h（m）		0.05	0.10	0.15	0.20	0.30	0.45	0.50

（1）根据根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为______；为验证猜，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作 图象，若该图象的形状为______，说明猜想正确．

（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：

测试点距岸距离 x/m		1	2	3	4	5	6
管内外高度差   h/cm		0.8	3.2	7.2	12.8	20.0	28.8
相应的水流速度 v/ms^-1	______	______	______	______	______	______	______

根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为：______．

22. 难度：中等

U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强p=75cmHg．左端封闭，封有长为30cm气柱，左右两管水银面高度差为37.5cmHg，左管封闭端下60cm处有一小塞子D，若将小塞子D拔去（空气能进入，但水银不会流出），会在左管内产生一段新的气柱．那么，
（1）此时左管封闭端的气柱长度变为多少？
（2）新产生的气柱长为多少？

23. 难度：中等

两端开口向上的U形气缸内充有空气，在其筒口将质量相同的两个活塞用向上拉力使它们维持在同一高度h，左筒横截面积为2S，右筒及水平管横截面积均为S，底部长为3h，筒内空气压强等于大气压强p，初始位置时，活塞下表面与筒口平齐，求当活塞质量m为多少时，放开活塞后气缸中空气不会漏出？（不计活塞与筒壁的摩擦，且左右筒活塞厚度均大于水平管的直径，筒内空气的温度保持不变）

24. 难度：中等

辨析题：
如图，一位身高1.80m的跳高运动员擅长背越式跳高，他经过25m弧线助跑，下蹲0.2m蹬腿、起跳，划出一道完美的弧线，创造出他的个人最好成绩2.39m（设其重心C上升的最大高度实际低于横杆0.1m）．如果他在月球上采用同样的方式起跳和越过横杆，请估算他能够跃过横杆的高度为多少？
某同学认为：该运动员在地球表面能够越过的高度H=+0.1，则有v=…．
该名运动员在月球上也以v起跳，能够越过的高度H’=+0.1…．
根据万有引力定律，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 ，所以H′=…．
你觉得这位同学的解答是否合理？如果是，请完成计算；如果你觉得不够全面，请说明理由，并请并用你自己的方法算出相应的结果．

25. 难度：中等

如图所示，平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）从x轴上坐标为x处静止释放．
（1）求该粒子在x处电势能E_px0．
（2）试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．

26. 难度：中等

如图所示，质量为m的跨接杆可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间宽为L，导轨与电阻R连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为B．杆从x轴原点O以大小为vo、水平向右的初速度滑行，直到静止．已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是 v=v-B²L²x/mR．杆及导轨的电阻均不计．
（1）试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式；
（2）求出杆开始运动和停止运动时分别所受的安培力F₁和F₂；
（3）证明杆在整个运动过程中动能的增量△E_K等于安培力所做的功；
（4）求出电阻R上增加的内能△U．

27. 难度：中等

今年2月28日乌鲁木齐开往阿克苏的旅客列车遭遇浮尘天气，由于瞬时大风造成第9至19节车厢脱轨，当时的风力达13级，瞬间最大风速达27.9m/s．根据流体力学知识，流体对物体的作用力可用f=αρAv²来表达．其中α为一系数，A为物体的截面积，ρ为空气密度，v为物体相对于流体的速
度．已知空气密度ρ=1.25kg/m³，球体积公式为V=πr³．
（1）若有一个特制的风力发电机能在如此恶劣的情况下工作，它将空气的动能转化为电能的效率为20%，有效受风面积为4.0m²，则此发电机在风速为27.9m/s时输出的电功率为多大？（α=0.5）
（2）若某次大风使空气中悬浮微粒浓度达到了5.8×10^-6kg/m³，悬浮颗粒的平均密度ρ’为2.0×10³kg/m³．悬浮微粒中约 为可吸入颗粒，其平均直径为5×10^-8m，求：1.0m³空气中约含有多少颗可吸入颗粒？
（3）若沙尘颗粒的密度ρ_s=2.8×10³kg/m³，沙尘颗粒为球形，半径r=2.5×10^-4m，地球表面处α=0.45，试估算地面附近形成扬沙天气的风速至少为多少？．
（4）若在大风中有一密度为ρ的立方体恰能被水平方向风力吹得翻倒，推算该物体所受重力与风速的几次方成正比，并请用此结论简要解释火车在大风中脱轨的原因．