2011-2012学年江苏省常州市高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

用比值法定义物理量是物理学的重要的思想方法之一，下列物理量的表达式不属于比值法的是（ ）
A．加速度
B．功率
C．磁感应强度
D．电势差

2. 难度：中等

我国发射的“神舟八号”飞船与先期发射的“天宫一号”空间站实现了完美对接．已知“天宫一号”绕地球做圆轨道运动，轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G．假设沿椭圆轨道运动的“神州八号”环绕地球的运动方向与“天宫一号”相同，远地点与“天宫一号”的圆轨道相切于某点P，并在该点附近实现对接，如图所示．则下列说法正确的是（ ）

A．根据题设条件可以计算出地球对“天宫一号”的引力大小
B．根据题中条件可以计算出地球的质量
C．在远地点P处，“神舟八号”的加速度比“天宫一号”大
D．要实现在远地点P处对接，“神舟八号”需在靠近P处之前应该点火减速

3. 难度：中等

如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和-Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴．将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W₁，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W₂．下列判断正确的是（ ）

A．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁=W₂
B．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁＞W₂
C．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁=W₂
D．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁＞W₂

4. 难度：中等

如图所示，半球形容器静止在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块静止于P点，OP与水平方向的夹角为θ．关于滑块受半球形容器的摩擦力F_f 以及半球形容器受地面的摩擦力F_f′，下列关系正确的是（ ）

A．F_f=mgcosθ，F_f′水平向左
B．F_f=mgsinθ，F_f′水平向左
C．F_f=mgcosθ，F_f′大小为零
D．F_f=mgsinθ，F_f′大小为零

5. 难度：中等

如图所示，光滑的水平桌面处在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向．在水平拉力F作用下，试管沿x轴方向匀速运动，带电小球能从细管口处飞出．带电小球在离开细管前的运动过程中，关于小球运动的加速度a、沿y轴方向的速度v_y、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如图所示，其中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T₁和理想降压变压器T₂向远处用户供电，输电线的总电阻为R．T₁的输入电压和输入功率分别为U₁和P₁，它的输出电压和输出功率分别为U₂和P₂；T₂的输入电压和输入功率分别为U₃和P₃，它的输出电压和输出功率分别为U₄和P₄．设T₁的输入电压U₁一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）

A．U₂减小，U₄变大
B．U₂不变，U₃变小
C．P₁变小，P₂变小
D．P₂变大，P₃变大

7. 难度：中等

甲、乙两物体从同一地点沿同方向做直线运动，运动的v-t图象如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A．在t时刻，甲、乙两个物体相遇
B．在t时刻，甲、乙两个物体相距最远
C．甲、乙两个物体相遇时v_乙＜2v_甲
D．甲、乙两个物体相遇时v_乙＞2v_甲

8. 难度：中等

如图所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（ ）

A．在t₁时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t₂时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t₁-t₂时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t₁-t₂时间内，金属圆环L有收缩趋势

9. 难度：中等

冰壶比赛场地如图，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线MN处放手让冰壶滑出．设在某次投掷后发现冰壶投掷的初速度v较小，直接滑行不能使冰壶沿虚线到达尽量靠近圆心O的位置，于是运动员在冰壶到达前用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，这样可以使冰壶与冰面间的动摩擦因数从μ减小到某一较小值μ′，设经过这样擦冰，冰壶恰好滑行到圆心O点．关于这一运动过程，以下说法正确的是（ ）

A．为使本次投掷成功，必须在冰壶滑行路线上的特定区间上擦冰
B．为使本次投掷成功，可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰
C．擦冰区间越靠近投掷线，冰壶滑行的总时间越短
D．擦冰区间越远离投掷线，冰壶滑行的总时间越短

二、填空题

10. 难度：中等

测一个待测电阻R_x（约200Ω）的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电源E：电动势3V，内阻不计；
电流表A₁：量程0～10mA、内阻r₁约为50Ω；
电流表A₂：量程0～500μA、内阻r₂=1000Ω
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω、额定电流2A；
电阻箱R₂：阻值范围0～9999Ω．
（1）由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表    与电阻箱R₂     联，将其改装成电压表．
（2）如图1所示，对于下列测量R_x的四种电路图，为了测量准确且方便应选图    ．
（3）实验中将电阻箱R₂的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R₁，两表的示数如图2所示，可读出电流表A₁的示数是    mA，电流表A₂的示数是_    μA，测得待测电阻R_x的阻值是    Ω．

11. 难度：中等

某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
F/N	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
t/（ms）	28.6	23.3	20.2	18.1	16.5
t^2/（ms）^2	818.0	542.9	408.0	327.6	272.25
t^-2/[×10^-4（ms）^-2]	12.2	18.4	24.5	30.6	36.7

（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=    cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为    m/s（保留两位有效数字）
（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为    ．
（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出    的关系图象，请作出该图线．
（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是    ．

三、解答题

12. 难度：中等

某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图a．降落伞用8 根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b．已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f，与速度v成正比，即f=kv（g取10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：
（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？
（2）求阻力系数 k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？
（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？

13. 难度：中等

如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场．一个长方形线圈的边长分别为L₁、L₂，且L₂＜d，线圈质量m，电阻为R．现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等．求：
（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；
（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；
（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q_总．

14. 难度：中等

如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP，其半径为R=0.5m，∠PON=53°，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=0.8m．如用质量m₁=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块恰停止在桌面边缘D点．现换用同种材料制成的质量为m₂=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块能飞离桌面并恰好由P点沿切线滑入光滑圆轨道MNP（g取10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．
（1）求物体m₂运动到M点时受到轨道的压力；
（2）求弹簧的弹性势能E_P；
（3）如圆弧轨道的位置以及∠PON可任意调节，使从C点释放又从D点滑出的质量为m=km₁物块都能由P点沿切线滑入圆弧轨道，并且还能通过最高点M，求k的取值范围．

15. 难度：中等

如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM=ON．带负电的小物体以初速度v₁=5m/s从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点时速度大小变为v₂=3m/s．若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷．
（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化？电场力共做多少功？
（2）N点离斜面底边的高度h为多少？
（3）若物体第一次到达D点时速度为v=4m/s，求物体第二次到达D点时的速度v′．

16. 难度：中等

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E₁．坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强，匀强磁场方向垂直纸面．处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷的带正电的微粒（可视为质点），该微粒以v=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v₁=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限．取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10m/s²．试求：
（1）带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E₁；
（2）+x轴上有一点D，OD=OC，若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B及其磁场的变化周期T为多少？
（3）要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B和变化周期T的乘积B T应满足的关系？