2011-2012学年湖北省部分重点中学联考高三（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列实例中人处于失重状态的有（ ）
A．飞机起飞时飞机中的乘客
B．离开跳台后正在空中做动作的跳水运动员
C．下行电梯将要到达指定楼层时电梯中的乘客
D．沿椭圆轨道运行的飞船中的宇航员

2. 难度：中等

继“嫦娥一号”绕月卫星成功发射之后，我国又于2010年10月成功发射“嫦娥二号”，其飞行高度距月球表面l00km，所探测到的有关月球的数据比飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则有（ ）
A．“嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小
B．“嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小
C．“嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小
D．“嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号”小

3. 难度：中等

在武汉上空，水平放置一根通以由西向东电流的直导线，在地磁场的作用下，此导线（ ）
A．受到向上偏北的安培力
B．受到向下偏北的安培力
C．受到向上偏南的安培力
D．受到向下偏南的安培力

4. 难度：中等

如图所示电路，电键闭合后，电压表和电流表有一定示数，后来由于某个电阻出现故障，导致两个电表示数均变大，则可能的是（ ）

A．R₁断路
B．R₂短路
C．R₃短路
D．R₄短路

5. 难度：中等

如图，在粗糙的水平面上，静置一矩形木块，木块由A、B两部分组成，A的质量是B的3倍，两部分接触面竖直且光滑，夹角θ=30°，现用一与侧面垂直的水平力F推着B木块贴着A匀速运动，A木块依然保持静止，则A受到的摩擦力大小与B受到的摩擦力大小之比为（ ）

A．3
B．
C．
D．

6. 难度：中等

利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，最后停止，用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示，根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（ ）
A．t₁时刻消防员的速度最大
B．t₂时刻消防员的速度最大
C．t₃时刻消防员的速度最小
D．t₄时刻消防员的速度最小

7. 难度：中等

如图，有一对等量异种电荷分别位于空间中的a点和f点，以a点和f点为顶点作一正立方体．现在各顶点间移动一试探电荷，关于试探电荷受电场力和具有的电势能以下判断正确的是（ ）

A．在b点和d点受力大小相等，方向不同
B．在c点和h点受力大小相等，方向相同
C．在b点和d点电势能相等
D．在c点和h点电势能相等

8. 难度：中等

近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目，如图（俯视图）是某台设计的冲关活动中的一个环节．要求挑战者从平台上跳到以O为转轴的快速旋转的水平转盘上，而不落入水中．已知平台到转盘盘面的竖直高度为1.25m，平台边缘到转盘边缘的水平距离和转盘半径均为2m，转盘以12.5r/min的转速匀速转动．转盘边缘间隔均匀地固定有6个相同障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等．若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿AO方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g取10m/s²，则能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度为（ ）

A．4m/s
B．5m/s
C．6m/s
D．7m/s

9. 难度：中等

足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，0-6s内速度随时间的变化情况如图所示，由图象可知（ ）
A．0-1s内重力的平均功率大小与1-6s内重力平均功率大小之比为5：1
B．0一l s内摩擦力的平均功率与1～6s内摩擦力平均功率之比为1：1
C．0一1s内机械能变化量大小与1～6s内机械能变化量大小之比为1：5
D．1-6s内动能变化量大小与机械能变化量大小之比为1：2

10. 难度：中等

如图，装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的有（ ）
A．若带正电粒子以速度v从O点射入能沿直线OO′射出，则带负电粒子以速度v从O′点射入能沿直线O′O射出
B．若带正电粒子以速度v从O点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度v从O点射入，离开时动能减少
C．若氘核（H）和氦核（H_e）以相同速度从O点射入，则一定能以相同速度从同一位置射出
D．若氘核（H）和氦核（H_e）以相同动能从O点射入，则一定能以相同动能从不同位置射出

二、解答题

11. 难度：中等

某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
①按图摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．

②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带．
（1）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示．
把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d₁=0.41m，d₂=0.055m，d₃=0.167m，d₄=0.256m，d₅=0.360m，d₆=0.480m…，他把钩码重力（当地重力加速度g=9.8m/s²）作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功．W=______J（结果保留三位有效数字），用正确的公式E_k=______（用相关数据前字母列式）把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量，算得E_k=0.125J．
（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是______．
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因．

12. 难度：中等

将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究．
（1）通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点．他们找来了一个苹果做实验，用量程为0一3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V．但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，出现这种现象的原因应当是：______
（2）接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极，测得电流为0.40mA，根据前面用伏特表测得的0.75V电压，由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻：r==1.9kΩ．这个结果是否准确？如认为不准确，请说明主要理由______．
（3）请用以下器材尽可能准确测定“苹果电池”的电动势和内阻：由以上两个“苹果电池”串联的电池组，电压表V（量程3V，内阻约5kΩ），电流表A（量程为0～0.6mA，内阻约为50Ω），滑动变阻器R（最大阻值约4kΩ）），导线和开关．
①在方框中画出电路图．②按电路图连接实物图．

③下图是实验中得到的U一I图象，由图象可知每个“苹果电池”的电动势为______V，内电阻为______KΩ．（结果保留两位有效数字）

13. 难度：中等

今年9月29日，天宫一号成功发射，标志着我国迈向了空间站时代．天官一号沿椭圆轨道运行，近地点离地面高度h₁=300km，远地点离地高度h₂=347kn．若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，求：（结果均用符号表示，不作数字计算）
（1）环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最小周期；
（2）天宫一号运行周期．

14. 难度：中等

高速公路上甲乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v=30m/s，距离s=100m，t=0时刻甲车遇紧急情况后，甲乙两车的加速度随时间变化如图所示，取运动方向为正方向．通过计算说明两车在0～9s内会不会相撞？

15. 难度：中等

如图，光滑半圆形轨道半径为R，水平面粗糙，弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R，一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放，压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止．已知物块与水平面的动摩擦因数为0.2：重力加速度为g，弹簧始终处在弹性限度内，求：
（1）弹簧的最大压缩量和最大弹性势能
（2）现把D点右侧水平地面打磨光滑，且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比，使小物块压缩弹簧，释放后能通过半圆轨道最高点A，压缩量至少是多少？

16. 难度：中等

如图所示，MN是两块竖直放置的带电平行板，板内有水平向左的匀强电场，PQ是光滑绝缘的水平滑槽，滑槽从N板中间穿入电场．a、b为两个带等量正电荷的相同小球，两球之间用绝缘水平轻杆固连，轻杆长为两板间距的，杆长远大于球的半径，开始时从外面用绝缘轻绳拉着b球使a球靠近M板但不接触．现对轻绳施以沿杆方向的水平恒力拉着b球和a球由静止向右运动，当b球刚从小孔离开电场时，撤去拉力，之后a球也恰好能离开电场．求运动过程中b球离开电场前和离开电场后（a球还在电场中）轻杆中的弹力之比．不计两球间库仑力，球视为点电荷．

17. 难度：中等

如图，真空室内竖直条形区域I存在垂直纸面向外的匀强磁场，条形区域Ⅱ（含I、Ⅱ区域分界面）存在水平向右的匀强电场，电场强度为E，磁场和电场宽度均为L且足够长，M、N为涂有荧光物质的竖直板．现有一束质子从A处连续不断地射入磁场，入射方向与M板成60°夹角且与纸面平行，质子束由两部分组成，一部分为速度大小为v的低速质子，另一部分为速度大小为3v的高速质子，当I区中磁场较强时，M板出现两个亮斑，缓慢改变磁场强弱，直至亮斑相继消失为止，此时观察到N板有两个亮斑．已知质子质量为m，电量为e，不计质子重力和相互作用力，求：
（1）此时I区的磁感应强度；
（2）到达N板下方亮斑的质子在磁场中运动的时间；
（3）N板两个亮斑之间的距离．