2011-2012学年河北省石家庄市正定中学高三（上）第三次考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

人们对力的认识经历了漫长而曲折的过程，很多物理学家为此付出了艰辛的努力，将下列三个代表人物按照历史发展的先后顺序依次排列，其中正确的一组是（ ）

A．①②③
B．③①②
C．②③①
D．①③②

2. 难度：中等

做初速度为零的匀加速直线运动的物体在时间T内通过位移s₁到达A点，接着在时间T内又通过位移s₂到达B点，则以下判断正确的是（ ）
A．物体在A点的速度大小为
B．物体运动的加速度为
C．物体运动的加速度为
D．物体在B点的速度大小为

3. 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．

4. 难度：中等

如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止，现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态，则与原来相比（ ）

A．木板对球的弹力增大
B．滑块对球的弹力增大
C．斜面对滑块的弹力不变
D．拉力F减小

5. 难度：中等

如图所示，是某同学站在力板传感器上，做下蹲-起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（ ）
A．该同学做了两次下蹲-起立的动作
B．该同学做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立
C．下蹲过程中人处于失重状态
D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态

6. 难度：中等

将一只苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3．图中曲线为苹果在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（ ）

A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第3个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第1个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小

7. 难度：中等

如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）

A．0～t₁时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B．t₁～t₂时间内汽车牵引力做功为
C．t₁～t₂时间内的平均速度为（v₁+v₂）
D．在全过程中t₁时刻的牵引力及其功率都是最大值，t₂～t₃时间内牵引力最小

8. 难度：中等

2007年10月24日18时05分，我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星，11月5日进入月球轨道后，经历3次轨道调整，进入工作轨道．若该卫星在地球表面的重力为G₁，在月球表面的重力为G₂，已知地球半径为R₁，月球半径为R₂，地球表面处的重力加速度为g，则（ ）
A．月球表面处的重力加速度g_月为
B．月球的质量与地球的质量之比为
C．卫星在距月球表面轨道上做匀速圆周运动的周期T_月为2π
D．月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为

9. 难度：中等

如图所示，三维坐标系O-xyz的z轴方向竖直向上，所在空间存在y轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为+q的小球从z轴上的A点以速度v水平抛出，A点坐标为（0，0，l），重力加速度为g，场强．下列说法中正确的是（ ）

A．小球做非匀变速曲线运动
B．小球运动的轨迹所在的平面与xOy平面的夹角为45°
C．小球的轨迹与xOy平面交点的坐标为（，l，0）
D．小球到达xOy平面时的速度大小为

10. 难度：中等

一质量为m的小球以初动能E_k0从地面竖直向上抛出，已知上升过程中受到阻力f作用，如图所示，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系，（以地面为零势能面，h表示上升的最大高度，图上坐标数据中的k为常数且满足0＜k＜1）则由图可知，下列结论正确的是（ ）
A．①、②分别表示的是动能、重力势能随上升高度的图象
B．上升过程中阻力大小恒定且f=kmg
C．上升高度h=h时，重力势能和动能相等
D．上升高度h=时，动能与重力势能之差为mgh

11. 难度：中等

如图所示，匀强电场场强大小为E，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45°），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好水平．现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中（ ）

A．外力所做的功为mgLcotθ
B．带电小球的电势能增加qEL（sinθ+cosθ）
C．带电小球的电势能增加2mgLcotθ
D．外力所做的共为mgLtanθ

12. 难度：中等

两电荷量分别为q₁和q₂的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则（ ）

A．C点的电场强度大小为零
B．A点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向向x轴正方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功

二、填空题

13. 难度：中等

某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源．待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示，图中O点是打点计时器打的第一个点．

请你分析纸带数据，回答下列问题：
（1）该电动小车运动的最大速度为    m/s；
（2）该电动小车运动过程中所受的阻力大小为    N；
（3）该电动小车的额定功率为    W．

三、解答题

14. 难度：中等

（1）某同学用DIS研究“机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E_p、动能E_k或机械能E．试回答下列问题：
①图（b）的图象中，表示小球的重力势能E_p、动能E_k、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
②根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论______．
（2）某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，如图（c）为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：
a______
b______

15. 难度：中等

如图所示，水平拉力作用下，质量为m的物体A向右运动，质量为m的物体B与水平面间的动摩擦因数为u，A与水平间的摩擦，绳子与定滑轮间的摩擦不计，定滑轮的大小忽略不计．
（1）若图示时刻A物体的速度为v，绳子与水平向右方向的夹角为θ，求物体B的速度．
（2）若图示时刻，物体A向右加速运动，物体A的加速度为a，绳子与水平向右方向的夹角为θ，水平拉力大小为F，求物体B的加速度．
（3）若物体A在恒力F的作用下以速度为v向右匀速运动，一段时间内B向右运动一段距离，绳子与水平向右的夹角从θ₁变为θ₂，设A、B的高度差为H，求此过程中物体B克服摩擦力做的功．

16. 难度：中等

如图所示，两平行金属板水平放置，间距为d，板间存在匀强电场．一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，以竖直向下的初速度从上板的小孔射入，当它从下板的小孔穿出时所用的时间为t，若小球以同样大小的初速度从下板的小孔竖直向上射入，则从上板小孔穿出时所用的时间为．不计空气阻力．求：
（1）指出两板间电场强度的方向．
（2）电场强度的大小．
（3）小球穿出下板小孔时速度v₁与穿出上板小孔时速度v₂之比v₁：v₂．

17. 难度：中等

如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q （两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．若PC间距为L₁=0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m₁=3kg，与MN间的动摩擦因数μ=3kg，求：（ sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）小物块Q的质量m₂；
（2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；
（3）物块P第一次过M点后0.3s到达K点，则 MK间距多大？
（4）物块P在MN斜面上滑行的总路程．

18. 难度：中等

选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，如都作答，则按A、B两小题评分．）

（1）以下说法中正确的是______  
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性   
C．超声波可以在真空中传播
D．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
（2）平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃球对a光的折射率为______，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为v_a和v_b，则v_a______v_b（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程．

19. 难度：中等

（1）下列说法正确的有______
A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．若氢原子从 n=6 能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应
（2）正电子发射计算机断层显象（PET）的基本原理是：将放射性同位素₈¹⁵O注入人体，₈¹⁵O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭，转化为一对γ光子，被探测器探测到，并经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET的原理，₈¹⁵O在人体内衰变的方程式是______

8

O→N+e