2010-2011学年福建省福州市高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，当时利用斜面实验主要是考虑到（ ）
A．实验时便于测量小球运动的速度
B．便于测量小球运动的时间
C．实验时便于测量小球运动的路程
D．斜面实验可以过观察与计算直接得到落体的运动规律

2. 难度：中等

如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻（ ）
A．线圈中的感应电流最大
B．穿过线圈的磁通量最大
C．线圈中的感应电动势最小
D．穿过线圈磁通量的变化率最小

3. 难度：中等

如图所示，某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．小车在平直的公路上静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度为v时功率达到额定功率，并保持不变；小车又继续前进了s距离，达到最大速度v_max．设小车的质量为m，运动过程所受阻力恒为f，则小车的额定功率为（ ）
A．fv
B．fv_max
C．
D．

4. 难度：中等

2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈一海姆和康斯坦丁-诺沃消洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是碳的二维结构，如图所示．它是目前世界上已知的强度最高的材料，为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门，使人类通过“太空电梯”进入太空成为可能．假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”．关于“太空电梯”上各处，说法正确的是（ ）

A．重力加速度相同
B．线速度相同
C．角速度相同
D．各质点处于完全失重状态

5. 难度：中等

在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则（ ）
A．电压表和电流表的示数都增大
B．灯L₂变暗，电流表的示数减小
C．灯L₁变亮，电压表的示数减小
D．灯L₂变亮，电容器的带电量增加

6. 难度：中等

在光滑水平面上有一直角坐标系，质量m=4kg的物体可视为质点，静止在原点O，先用沿+x轴方向的力F₁=8N作用了2s，然后撤去F₁再用沿+y方向的力F₂=24N作用了1s．则质点在这3s内的运动轨迹（俯视图）为（ ）
A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

如图所示，A、B两物体的质量分别为m_A、m_B，且m_A＞m_B，整个系统处于静止状态．滑轮的质量和一切摩擦均不计．如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F和两滑轮间绳力与水平方向的夹角θ变化情况是（ ）
A．F变大，θ角变大
B．F变小，θ角变小
C．F不变，θ角变小
D．F不变，θ角不变

8. 难度：中等

用电记峰期，电灯往往会变暗，其原理如图所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡L₁和L₂，输电线的等效电阻R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是（ ）
A．R两端的电压增大
B．原线圈输入功率减小
C．副线圈输出电压减小
D．原线圈中电流减小

9. 难度：中等

真空中存在范围足够大、竖直方向的匀强电场，A、B为该匀强电场的两个等势面．现有三个质量相同、带同种等量电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上方向开始运动，如图所示．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B，则下列判断正确的是（ ）
A．等势面A的电势一定高于等势面B的电势
B．a、c两小球通过等势在，B时的速度相同
C．开始运动后的任一时刻，a、b两小球的动能总是相同
D．开始运动后的任一时刻，三个小球电势能总是相等

10. 难度：中等

如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置在等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧．下列判断正确的是（ ）
A．P点电势比O点高
B．在x轴上没有点与P点电场强度相同
C．在x轴上还有一点与P点电场强度相同
D．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小

二、解答题

11. 难度：中等

一辆汽车正在以c=20m/s的速度在平直路面匀速行驶，突然，司机看见车的正前方，处有一位静止站立的老人，司机立即采取制动措施．此过程汽车运动的速率随时间的变化规律如图所示，g取10m/s²，求：
（1）s至少多大时，老人是安全的；（设老人在整个过程都静止不动）
（2）汽车与地面的动摩擦因数．（刹车过程空气阻力不计）

12. 难度：中等

如图11所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带上表面等高，轨道上的A点到传送带的竖直距离和传送带上的表面到地面的距离为均为h=5m，把一物体放在A点由静止释放，当传送带不动，物体从右端B点水平飞记，落在水平地面上的P点，B、P的水平距离OP为x=2m．g取10m/s²，求：
（1）当传送带不动，物体飞出B点时的速度；
（2）若传送带以v=5m/s的速度顺时针方向传送，物体会落在何处？

13. 难度：中等

半径R=4500km的某星球上有一倾角为θ=30°的固定斜面．一质量为m=1lg的小物块在力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行，如图12（甲）所示．已知小物块和斜面间的动摩擦因数，力F随位移s变化的规律如图（乙）所示（取沿斜面向上的方向为正），那么小物块运动12m时速度恰好为零．试求：
（1）该星球表面上的重力加速度；
（2）该星球表面抛出一个物体，为使该物体不再落回星球，至少需要多大速度？

14. 难度：中等

如图所示，条形区域AA′BB′中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B的大小为0.3T，AA′、BB′为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，宽度d=1m．一束带正电的某种粒子从AA′上的O点以沿着与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场，当粒子的速度小于某一值v时，粒子在磁场区域内的运动时间t=4×10^-8s；当粒子速度为v₁时，刚好垂直边界BB′射出磁场．取π=3，不计粒子所受重力．求：
（1）粒子的比荷；
（2）速度v和v₁的大小．

15. 难度：中等

如图所示两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长，两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．现使杆ab受到F=5.5+1.25t（N）的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动．已知l=2m，m_A=0.1kg，R=0.4Ω，μ=0.5g取10m/s²，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）cd杆下落过程达最大速度时，ab杆的速度大小．