2011-2012学年上海市十三校高三（下）联考物理试卷（3月份）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于温度，下列说法正确的是（ ）
A．温度升高1℃，也可以说温度升高1K
B．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2T
C．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
D．随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到

2. 难度：中等

下面属于二次能源的是（ ）
A．石油
B．核能
C．煤炭
D．电能

3. 难度：中等

下列说法中正确的是（ ）
A．在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高
B．太阳发出的光和热来自于太阳上碳、氧等物质的燃烧
C．太阳系中距离太阳越近的行星，公转速度越小
D．由于光速有限，因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去

4. 难度：中等

二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构．发现了电子、中子和质子，如图所示是（ ）

A．卢瑟福的α粒子散射实验装置
B．卢瑟福发现质子的实验装置
C．汤姆逊发现电子的实验装置
D．查德威克发现中子的实验装置

5. 难度：中等

如图是利用光电管产生光电流的电路，下列说法正确的是（ ）

A．K为光电管的阳极
B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到a
C．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也能产生光电流
D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也能产生光电流

6. 难度：中等

如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．R_T为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时R_T阻值变的很大，驾驶员未系好安全带时R_T阻值很小．要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警．则在图中虚线框内应接入的元件是（ ）
A．“与”门
B．“或”门
C．“非”门
D．“与非”门

7. 难度：中等

质点仅在恒力F作用下，在xOy平面内由原点O运动到A点的轨迹及在A点的速度方向如图所示，则恒力F的方向可能沿（ ）

A．x轴正方向
B．x轴负方向
C．y轴正方向
D．y轴负方向

8. 难度：中等

如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（ ）

A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能

9. 难度：中等

如图所示，由天然放射性元素钋（P_o）放出的射线x₁，轰击铍（Be）时会产生粒子流x₂，用粒子流x₂轰击石蜡时会打出粒子流x₃，经研究知道（ ）

A．x₁为β粒子，x₂为中子
B．x₂为中子，x₃为电子
C．x₁为α粒子，x₃为质子
D．x₂为质子，x₃为光子

10. 难度：中等

一列沿x正方向传播的简谐波t=0时刻的波形如图所示，t=0.2s时C点开始振动，则（ ）

A．t=0.3s时，质点B将到达质点C的位置
B．t=0.15s时，质点A的速度方向向上
C．t=0到t=0.6s时间内，B质点的平均速度大小为10m/s
D．t=0.15s时，质点B的加速度方向向下

11. 难度：中等

如图所示，a、b、c分别是一定质量的理想气体的三个状态点，设a、b、c状态的气体密度和内能分别为ρ_a、ρ_b、ρ_c及E_a、E_b、E_c，则下列关系中正确的是（ ）

A．ρ_a＞ρ_b＞ρ_c，E_a＞E_b＞E_c
B．ρ_a＜ρ_b=ρ_c，E_a=E_b＞E_c
C．ρ_a=ρ_b＞ρ_c，E_a＞E_b=E_c
D．ρ_a=ρ_b＜ρ_c，E_a＞E_b=E_c

12. 难度：中等

如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是（ ）

A．大于环重力mg，并逐渐减小
B．始终等于环重力mg
C．小于环重力mg，并保持恒定
D．大于环重力mg，并保持恒定

13. 难度：中等

如图所示，OA、OB是竖直面内两根固定的光滑细杆，O、A、B、C位于同一圆周上，C点为圆周的最高点，B点为最低点．每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），两个滑环都从O点无初速释放，用t₁、t₂分别表示滑环到达A、B所用的时间，则（ ）

A．t₁=t₂
B．t₁＜t₂
C．t₁＞t₂
D．无法比较t₁、t₂的大小

14. 难度：中等

如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用．初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90°，发现A、B两球电势能之和不变．根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是（ ）

A．A一定带正电，B一定带负电
B．A、B两球带电量的绝对值之比q_A：q_B=1：2
C．A球电势能一定增加
D．电场力对A球和B球都不做功

15. 难度：中等

如图所示电路中，电压表、电流表都是理想电表，若电阻R₁断路，则两电表的示数变化情况是（ ）

A．两电表示数都变小
B．两电表示数都变大
C．电流表示示数变大，电压表示数变小
D．电流表示示数变小，电压表示数变大

16. 难度：中等

如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5×10^-3kg的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平．在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为（ ）
A．0.1 A
B．0.2 A
C．0.05 A
D．0.01 A

17. 难度：中等

关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是（ ）
A．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象
B．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D．发生干涉现象的两列波频率必然相同

18. 难度：中等

将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同．在这三个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．沿着1和2下端到底端时，物块的速度不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度相同
B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的
D．物块沿着1和2下滑到底端的过程，产生的热量是一样多的

19. 难度：中等

如图所示，倾角为α的斜面上放有一通电的矩形线圈，电流方向沿adcba，线圈的ad边和bc边处于水平方向，若整个装置放在一个磁感强度方向竖直向上的匀强磁场之中，线圈处于平衡状态，那么下列说法中正确的有（ ）

A．线圈ad边所受斜面支持力比bc边大
B．线圈的ab边和cd边不受磁场力作用
C．若以ad边为转动轴，线圈受到的磁场力的力矩为零
D．线圈所受斜面摩擦力的合力沿斜面向上

20. 难度：中等

在竖直平面内有一电场强度大小为E的匀强电场，将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ 角做直线运动．关于带电小球的电势能ε 和机械能W的判断，正确的是（ ）
A．若θ＜90°且sinθ=qE/mg，则ε、W一定不变
B．若45°＜θ＜90°且tanθ=qE/mg，则ε一定减小、W一定增加
C．若0＜θ＜45°且tanθ=qE/mg，则ε一定减小、W一定增加
D．若0＜θ＜45°且tanθ=qE/mg，则ε可能减小、W可能增加

二、填空题

21. 难度：中等

一灯泡的电功率为P，若消耗的电能看成以波长为λ的光波均匀地向周围辐射，设光在空气的传播速度近似为真空中的光速c．则这种光波光子的能量为    ，在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目为    ．

22. 难度：中等

如图所示装置中，木块B与水平桌面间是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块中，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中动量    ，机械能    （填“守恒”或“不守恒”）．

23. 难度：中等

地球的半径约为R=6400千米，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为h_A=3600千米，h_B=1700千米，那末A、B两颗卫星的运行速率之比V_A：V_B=    ，运行周期之比T_A：T_B=    ．

24. 难度：中等

在真空的直角坐标系中，有两条互相绝缘且垂直的长直导线分别与x、y轴重合，电流方向如图所示．已知真空中距无限长通电直导线距离为r处的磁感应强度B=kI/r（r≠0），k=2×10^-7Tm/A，若I₁=4.0A，I₂=3.0A．则：在xOz平面内距原点r=0.1m的各点中x、z坐标为    处磁感应强度最小，最小值为    T．

25. 难度：中等

如图所示，连通器的三支管水银面处于同一高度，A、B管上端封闭，C管上端开口，今在C管中加入一定量的水银，且保持温度不变，则稳定后A管内的水银柱高度    （选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内水银柱高度，A管内气体压强改变量    （选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内气体压强改变量．

26. 难度：中等

如图所示，一根长为L=2m的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b，它们的质量分别为m_a=8kg和m_b=1kg，杆可绕距a球为L处的水平定轴O在竖直平面内转动．初始时杆处于竖直位置，小球b几乎接触桌面，在杆的右边水平桌面上，紧挨着细杆放着一个质量为m=25kg的立方体匀质物块，图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面．现用一水平恒力F=100N作用于a球上，使之绕O轴逆时针转动，在转过α=37°角过程中力F做的功为    J；此时小球b速度的大小为    m/s．（设在此过程中立方体物块没有发生转动，且小球b与立方体物体始终没有分离，不计一切摩擦．结果保留小数点后两位．）

三、解答题

27. 难度：中等

如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与质量关系”的实验装置．
（1）在图示装置中，①是固定在小车上位移传感器的______部分．在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，即用钩码所受的重力作为小车所受拉力，为了减小实验误差，应使钩码质量尽量______些．
（2）改变小车的质量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线，
①如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为图示中的______．（填“甲”或“乙”或“丙”）
②（单选题）该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______
    A．小车与轨道之间存在摩擦                B．导轨保持了水平状态
    C．所挂钩码的总质量太大                  D．所用小车的质量太大．

28. 难度：中等

某小组在《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验中：
（1）（单选题）实验过程中，下列哪些操作是正确的______

实验次数	压强（kPa）	体积（cm^3）
1	101.5	18
2	112.8	16
3	126.9	14
4	145.0	12
5	169.2	10

A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器
C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验
D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
（2）该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积，所测得的压强和注射器的容积（不包括连接管的容积）数据如下表所示：
①（单选题）为了更精确的测量也可以利用图象的方法，若要求出连接管的容积也可以画______图．
    A．p-V              B．V-p                C．p-1/V            D．V-1/p
②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的______．
    A．斜率         B．纵坐标轴上的截距         C．横坐标轴上的截距         D．图线下的“面积”

29. 难度：中等

某组同学利用如下器材测定一种电池的电动势和内阻：
①定值电阻R，标有“XΩ，1A”；②滑动变阻器R_x，变化范围0～54Ω，额定电流1A；
③理想电流表；④理想电压表；⑤待测电池；⑥电键导线若干
（1）甲同学按如图a连接了实验线路，将滑片从某一点逐渐向左移动后，得到了表一的U、I数据，则可知电源电动势大小为______V，内阻为______Ω．
表一：

U/V	5.6	5.4	5.2	5.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5

表二：

U/V	…	…	5.4	…
I/A		0.1	0.2	…

（2）乙同学利用相同的器材测量同一个电池，为了防止移动滑片时电源被短路，在电路中串联了定值电阻R，但在串联滑动变阻器时出错，导致将器材连成了图b的方式，将滑片从最右侧向左逐渐移动到左侧，得到了表二的U-I关系的某些数据，利用甲同学的测量结果，则定值电阻R=______Ω．这一过程中电压表的最大值是______V（保留三位有效数字）．

30. 难度：中等

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化．内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接．滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置．打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极．穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差为h．计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线．

（1）磁铁穿过螺线管过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约______V．
（2）（多选题）图象中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是______
    A．线圈中的磁通量变化率经历先增大后减小再增大再减小的过程
    B．如果滑片从中间向左移动时，坐标系中的两个峰值一定都会减小
    C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
    D．如果仅略减小h，两个峰值都会减小
（3）在磁铁下降h的过程中，可估算机械能转化为电能是______J．

31. 难度：中等

如图所示，一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成．活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动．A、B的截面积分别为S_A=2S、S_B=S．A、B之间封闭着一定质量的理想气体．两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为p．活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上．当气缸内气体温度为T₁=T，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为F₁=0.2pS．（答案用已知量S、p、T表示）
（1）现使气缸内气体温度由初始温度T₁缓慢下降至T₂，T₂为多少时活塞开始向右移动？
（2）继续使气缸内气体温度缓慢下降至T₃，T₃为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处？
（3）活塞A移到两圆筒联接处之后，维持气体温度T₃不变，另外对B施加一个水平向左的推力，将两活塞慢慢推向左方，直到细线拉力重新变为F₁．求此时的外加推力F₂是多大．

32. 难度：中等

在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H=4m的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为μ=0.2的滑道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中．滑道的水平距离L大小不变，设滑道的水平距离为L=5m，B点的高度h可由运动员自由调节，A点不动，AB长度可以调整．（取g=10m/s²） 求：
（1）运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？平抛过程的最大水平距离S_max为多少？
（2）为了研究物体从B点沿光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动，制做一个与第（1）中运动员平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与BC曲线重合的位置，让另一物体P沿该轨道无初速下滑（下滑过程中始终不会脱离轨道），则物体P通过轨道最低点C时的水平分速度和竖直分速度大小．

33. 难度：中等

在动摩擦因数μ=0.2的粗糙绝缘足够长的水平滑漕中，长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，如图为俯视图（槽两侧光滑）．A球的电荷量为+2q，B球的电荷量为-3q（均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）．现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为3L，匀强电场的场强大小为E=1.2mg/q，方向水平向右．释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）．求：
（1）小球B第一次到达电场边界MP所用的时间；
（2）小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小
（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值．

34. 难度：中等

如图（甲）所示，两个水平和倾斜光滑直导轨都通过光滑圆弧对接而成，相互平行放置，两导轨相距L=lm，倾斜导轨与水平面成θ=30角，倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中，I区中磁场的磁感应强度B₁随时间变化的规律如图（乙）所示垂直斜面向上为正值，图中t₁、t₂未知．水平导轨足够长，其左端接有理想灵敏电流计G（内阻不计）和定值电阻R=3Ω，水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中，Ⅱ区中的磁场恒定不变，磁感应强度大小为B₂=1T，在t=0时刻，从斜轨上磁场I区外某处垂直于导轨水平静止释放一金属棒ab，棒的质量m=0．l kg，棒的电阻r=2Ω，棒下滑时与导轨保持良好接触，设棒通过光滑圆弧前后速度大小不变，导轨的电阻不计．若棒在斜面上向下滑动的整个过程中，灵敏电流计指针稳定时显示的电流大小相等，t₂时刻进入水平轨道，立刻对棒施一平行于框架平面沿水平且与杆垂直的外力．（g取10m/s²）求：
（1）ab棒进入磁场区I时速度V的大小；（2）磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d；
（3）棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量Q；
（4）若棒在t₂时刻进入水平导轨后，电流计G的电流I随时间t变化的关系如图（丙）所示（而未知），已知t₂到t₃的时间为0.5s，t₃到t₄的时间为1s，请在图（丁）中作出t₂到t₄时间内外力大小F随时间t变化的函数图象．（从上向下看逆时针方向为电流正方向）