2011-2012学年北京市东城区示范校高三（上）月考物理试卷（12月份）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，即为冲击力最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（ ）
A．建立“合力与分力”的概念
B．建立“点电荷”的概念
C．建立“瞬时速度”的概念
D．研究加速度与合力、质量的关系

2. 难度：中等

如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为（ ）

A．
B．
C．
D．

3. 难度：中等

在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这个声音的频率为500Hz．将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉，下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大
B．操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波
C．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到500Hz

4. 难度：中等

物体作自由落体运动，Ek表示其动能，Ep表示其势能，h表示其下落的距离，t、v分别表示其下落的时间和速度，以水平面为零势能面，下列图象中能正确反映各物理量之间关系的是（ ）
A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

如图甲所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F-t关系图象如图乙所示．两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则（ ）

A．两物体做匀变速直线运动
B．2s～3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小
C．A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同
D．两物体沿直线做往复运动

6. 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为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积

7. 难度：中等

三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，如图所示为其截面图，电流方向如图，若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时的磁感应强度大小为（ ）
A．0
B．B
C．2B
D．

8. 难度：中等

如图所示，一族电场线的分布关于y轴对称，电场方向如图箭头所示，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在y轴上Q点在x轴上，则（ ）

A．M点的电势比P点的电势高
B．O、M间的电势差小于N、O间的电势差/电压
C．将一负电荷由M点移到P点，电场力左负功
D．一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能

9. 难度：中等

在图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流再次达到稳定后，则与P移动前相比（ ）

A．电流表示数变小，电压表示数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C的电荷量减小
D．电源的总功率变大

10. 难度：中等

“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是（ ）
A．天体A、B的质量一定不相等
B．天体A、B的密度一定相等
C．两颗卫星的线速度一定相等
D．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径反比

11. 难度：中等

如图所示，波源P从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上（y轴的正方向），振动周期T=0.01s，产生的简谐波向右传播，波速为v=80m/s．经过一段时间后，S、Q两点开始振动，已知距离SP=0.4m、SQ=1.0m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则下列说法正确的是（ ） 

A．乙图能正确描述Q点的振动情况
B．甲图能正确描述S点的振动情况
C．丁图能正确描述t=0时刻的波形图
D．若在Q点也存在一个波源，振动情况同波源P，则S为振动加强点

12. 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至炮口的过程中，克服重力做功W₁，重力对它的冲量大小为I₁；克服炮筒阻力及空气阻力做功W₂，炮筒阻力及空气阻力对它的冲量大小为I₂；高压燃气对它做功W₃，对它的冲量大小为I₃．则礼花弹在射出炮筒时（设礼花弹发射过程中质量不变，取炮筒底端处为重力势能零点），以下说法正确的是（ ）
①礼花弹的机械能为W₃-W₁ ②礼花弹的机械能为W₃-W₂ ③礼花弹动量大小为I₁-I₂+I₃ ④礼花弹动量大小为I₃-I₂-I₁．
A．①③
B．①④
C．②④
D．②③

13. 难度：中等

如图所示，高为h的光滑绝缘曲面，处于方向平行于竖直平面的匀强电场中，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度v从曲面底端的A点开始沿曲面表面上滑，到达曲面顶端B点的速度仍为v，则（ ）
A．电场力对小球做功为
B．A、B两点的电势差为
C．电场强度的最小值为
D．小球在B点的电势能小于在A点的电势能

14. 难度：中等

2010年广州亚运会上，刘翔重归赛场，以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军．他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心．如图所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离S内，重心上升高度为h，获得的速度为v，阻力做功为W_阻、重力对人做功W_重、地面对人做功W_地、运动员自身做功W_人，则在此过程中，下列说法中不正确的是（ ）

A．地面对人做功
B．运动员机械能增加了
C．运动员的重力做功为W_重=-mgh
D．运动员自身做功

15. 难度：中等

在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径，整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直，现给带电体一个水平速度v，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为（ ）

A．0
B．
C．
D．

16. 难度：中等

如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t刚好从c点射出磁场，现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（ ）

A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从cd边射出磁场
B．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ad边射出磁场
C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从bc边射出磁场
D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t，则它一定从ab边射出磁场

二、解答题

17. 难度：中等

2011年11月3日，神舟八号宇宙飞船与天宫一号成功对接．在发射时，神舟八号宇宙飞船首先要发射到离地面很近的圆轨道，然后经过多次变轨后，最终与在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行的天宫一号完成对接，之后，整体保持在距地面高度仍为h的圆形轨道上绕地球继续运行．已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g．求：
（1）地球的第一宇宙速度；
（2）神舟八号宇宙飞船在近地圆轨道运行的速度与对接后整体的运行速度之比．

18. 难度：中等

如图甲所示，一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为M，斜面倾角θ=37°，t=0时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示，若物块恰能到达M点，（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）物块经过M点的速度大小；
（2）物块经过B点的速度大小；
（3）物块与斜面间的动摩擦因数．

19. 难度：中等

如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，与B球间的动摩擦因数为μ=0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场．在O点用长为R=0.5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量m_A=0.04kg，带电量为q=+2×10^-4 C的小球A，在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，小球A运动到最低点时与地面刚好不接触．处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量m_B=0.02kg，此时B球刚好位于M点．现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点，弹簧仍在弹性限度内且此时弹簧的弹性势能E_P=0.26J，MP之间的距离为L=10cm，当撤去推力后，B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=1.3×10⁴N/C，电场方向不变．求：（取g=10m/s²）
（1）A、B两球在碰撞前匀强电场的大小和方向；
（2）A、B两球在碰撞后瞬间整体C的速度大小及绳子拉力大小；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小．

20. 难度：中等

如图（a）所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O₁O₂与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O₁也在同一直线上．有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以速率v从圆周上的P点沿垂直于半径OO₁并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O₁点飞出磁场时，给M、N板加上如图（b）所示电压u．最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出．不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力．
（1）求磁场的磁感应强度B；
（2）求交变电压的周期T和电压U的值；
（3）若t=时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O₂O₁，仍以速率v射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离．

21. 难度：中等

如图所示，水平面O点的右侧光滑，左侧粗糙．O点到右侧竖直墙壁的距离为L，一系统由可看作质点的A、B两木块和一短而硬（即劲度系数很大）的轻质弹簧构成．A，B两木块的质量均为m，弹簧夹在A与B之间，与二者接触而不固连．让A、B压紧弹簧，并将它们锁定，此时弹簧的弹性势能为E该系统在O点从静止开始在水平恒力F作用下幵始向右运动，当运动到离墙S=L/4时撤去恒力F，撞击墙壁后以原速率反弹，反弹后当木块A运动到O点前解除锁定．通过遥控解除锁定时，弹簧可瞬时恢复原长．求
（1）解除锁定前瞬间，A，B的速度多少？
（2）解除锁定后瞬间，A，B的速度分别为多少？
（3）解除锁定后F、L、E、m、满足什么条件时，B具有的动能最小．在这种情况下A能运动到距O点最远的距离为多少？（己知A与粗糙水平面间的动摩擦因数为u）