2010-2011学年辽宁省沈阳二中高三（上）第四次段考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一，图中所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦，据此可知，下列说法正确的是（ ）

A．甲车与地面间的动摩擦车数较大，甲车的刹车性能好
B．乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好
C．以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好
D．甲车的刹车距离s随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好

2. 难度：中等

某科技兴趣小组用实验装置模拟火箭发射卫星．火箭点燃后从地面竖直升空，火箭的第一级第二组相继脱落，实验中测得卫星的速度一时间图象如图所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定．下列判断正确的是（ ）
A．t₂时刻卫星到达最高点，t₃时刻卫星落回地面
B．卫星在0-t₁时间内的加速度大于t₁-t₂时间内的加速度
C．t₁-t₂时间内卫星处于超重状态，t₂-t₃时间内卫星处于失重状态
D．卫星在t₂-t₃时间内的加速度大小等于重力加速度

3. 难度：中等

如图 （甲） 所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图 （乙）所示，则（ ）
A．t₁时刻小球动能最大
B．t₂时刻小球动能最大
C．t₂～t₃这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．t₂～t₃段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

4. 难度：中等

如图所示电路，a、b、c是三个相同的灯泡，其电阻大于电阻内阻r，当变阻器滑动触头从变阻器中间向左移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．a灯两端的电压增大
B．通过c灯的电流减小
C．b灯水泵的电功率减小
D．电源输出的电功率增大

5. 难度：中等

如图所示，一质量为m的滑块以初速度v自固定斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦．下图分别表示滑块在斜面上运动的整个过程中速度v、加速度a、重力势能E_P和机械能E随时间的变化图线，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

如图所示，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力f及支持力N正确的是（ ）
A．f=0，N=Mg+mg
B．f向左，N=Mg+mg
C．f向右，N＜Mg+mg
D．f向左，N＜Mg+mg

7. 难度：中等

如图甲所示，在2L≥x≥0的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L．令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的函数图象可能是图乙中的哪一个？（ ）
A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

美国宇航局曾在航天飞机上做过悬绳发电实验．当时从航天飞机上将一根很长的绝缘金属绳连着一个金属球，向指向地球心方向释放，悬挂在航天飞机下方．当时航天飞机正在赤道上空离地面几百公里高的电离层绕地球做圆周运动，绕行方向与地不堪自转方向相同．设地球自转角速度为ω，航天飞机做圆周运动的角速度为ω．下列关于ω与ω大小判断及电势高低判断正确的是（ ）
A．ω＜ω，悬绳上端的电势高于下端的电势
B．ω＜ω，悬绳上端的电势低于下端的电势
C．ω＞ω，悬绳上端的电势高于下端的电势
D．ω＞ω，悬绳上端的电势低于下端的电势

9. 难度：中等

一重力不计的带电粒子一初速度v先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图甲所示，电场和磁场对粒子总共做功W₁；若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示，粒子仍以v的初速度穿过叠加场区对粒子总共做功W₂，比较W₁、W₂的绝对值大小（ ）

A．一定是W₁=W₂
B．一定是W₁＞W₂
C．一定是W₁＜W₂
D．可能是W₁＞W₂也可能是W₁＜W₂

10. 难度：中等

为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量水的流速．假设海洋某地磁场的竖直分量为B=0.5×10^-4T，水流是南北流向．如图所示将两个极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若两相距L=20m，两个电极浸入水中的深度为0.6m，与两电极相连的灵敏电压表（可以看成理想电表）的读数为U=3mV，则海水的流速大小为（ ）
A．2.83m/s
B．3m/s
C．50m/s
D．100m/s

二、解答题

11. 难度：中等

卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G．（多选题）为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施______
（A）减小石英丝的直径
（B）增大T型架横梁的长度
（C）利用平面镜对光线的反射
（D）增大刻度尺与平面镜的距离．

三、填空题

12. 难度：中等

现有器材如下：
电池E：电动势3V，内阻约1Ω；
电压表V₁；量程30V，内阻约为30kΩ；
电压表V₂；量程3V，内阻约为3kΩ；
电压表V₃；量程2.5V，内阻约为2.5kΩ；
电阻箱R₁；最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω
滑动变阻器R₂；最大阻值为50Ω；电键S，导线若干
①用如图所示的电路，测定其中某只电压表的内阻．实验中，要读出电阻箱的阻值R₁两只电压表的示数U、U′，请用所测物理量写出所测电压表内阻的表示式r_E=    ．
②在所给的三只电压表中，不能用如图所示电路准确地测出其内阻的电压表是    ．

四、解答题

13. 难度：中等

如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽．薄铁板的长为2.8m、质量为10kg．已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1．铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽．已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，g取10m/s²．
（1）通过分析计算，说明铁板将如何运动？
（2）加工一块铁板需要多少时间？
（3）加工一块铁板电动机要消耗多少电能？

14. 难度：中等

如图所示，A和B是两个带有同种电荷小球，电量分别为10^-3c和10^-6c，C是不带电的绝缘木块，B的质量为2Kg，C的质量为3.625Kg，其中A固定在绝缘地面上，B、C恰能悬浮在A的正上方某处，现对C施加一竖直向上的力F，使B、C一起以2.5m/s²加速度竖直向上做匀加速运动．已知静电力常量为k=9×10⁹Nm²/c²，求：
（1）B经过多长时间就要与C脱离．
（2）B在与C脱离前的运动过程中系统电势能减少了4.0625J，求外力F对物体做功为多少？

15. 难度：中等

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨，间距为L=2.0m，导轨平面与水平方向成α=30°角．导轨下部接有一只阻值为R=5.0Ω的电阻．现将一个长也是L=2.0m，质量为m=0.20kg的金属棒自导轨顶部从静止开始沿导轨自由下滑．下滑一段距离后进入一个垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T，该磁场下部无边界．金属棒进入磁场后又下滑了s=30m后开始做匀速运动．在做匀速运动之前，电阻R上产生的电热是60J．金属导轨和金属棒的电阻不计．
求：
（1）金属棒最后在磁场中匀速运动的速度
（2）金属棒进入磁场后当速度为v=15m/s时的加速度大小和方向．
（3）磁场的上边界到导轨顶部的距离．

16. 难度：中等

如图所示，真空中有两水平放置的平行金属板C、D，上面分别开有正对的小孔O₁和O₂，金属板C、D接在正弦交流电源上，两板间的电压u_CD随时间t变化的图线如图所示．t=0时刻开始，从D板小孔O₁处连续不断飘入质量为 m=3.2×10^-25kg，电荷量为 q=1.6×10^-19C的带正电的粒子（可认为飘入速度为零）．在C板外侧有以CMNE为边界的长方形匀强磁场，MN与C金属板平行，相距d=10cm，O₂C的长度L=15cm，匀强磁场磁感应强度的大小为B=0.10T，方向垂直于纸面向里，粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计．平行金属板C、D之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计．试求：
（1）带电粒子经小孔O₂进入磁场后，飞出该磁场边界CM的最小速度为多大？
（2）从0到0.06s末时间内哪些时间段飘入小孔O₁的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN？
（3）在磁场边界CMNE上，有粒子射出的长度范围为多长．