2011-2012学年湖北省部分重点中学联考高二（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定：车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是（ ）
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门

2. 难度：中等

引发地震的主要原因是地球运动离心力：离心力与向心力（地球引力）平衡的能量出现倾斜时就会发生能量释放．2011年3月11日，日本发生的大地震就是典型的逆断层型地震．此次地震属逆断层型地震，在从延寿县到茨城县，南北约400千米，东西约200千米的范围内出现了断层错动．南北水平方向相互挤压力，导致断层的上盘沿着断层内向上翘起．逆断层型地震，是在太平洋发生的板块交界处地震的典型模式．美国国家航空地球物理学家葛罗斯通过计算，因为日本发生里氏8.8级（后调为9.0级）地震，导致地球自转快了1.6微秒（1微秒是百万分之一秒）．理论分析，下列说法正确的是（ ）
A．地球同一位置物体的重力会略变小
B．地球同一位置物体的重力会略变大
C．同步卫星的高度要略调高点
D．同步卫星的高度要略调低点

3. 难度：中等

在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了行星运动的规律
B．卡文迪许通过实验测出了引力常量
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D．第谷第一次对天体做圆周运动产生了怀疑

4. 难度：中等

如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为（ ）
A．mg
B．mgsinθ
C．mgcosθ
D．0

5. 难度：中等

一辆汽车从车站以初速度为零匀加速直线开去，在汽车加速过程中，司机发现一乘客未上车，便紧急刹车做匀减速运动．从启动到停止一共经历t=10s，前进了15m，在此过程中，汽车的最大速度为（ ）
A．1.5m/s
B．3m/s
C．4m/s
D．条件不足，无法确定

6. 难度：中等

空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（ ）
A．A点和B点的电势相同
B．C点和D点的电场强度相同
C．正电荷从A点移至B点，电场力做正功
D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小

7. 难度：中等

图所示电路，平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端C相连接．电子以速度v垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场．在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下，若使滑动变阻器的滑动端C上移，则电容器极板上所带电量q和电子穿越平行板所需的时间t（ ）
A．电量q增大，时间t也增大
B．电量q不变，时间t增大
C．电量q增大，时间t不变
D．电量q不变，时间t也不变

8. 难度：中等

同一条直线运动的a、b两个质点，在0～t时间内的x-t图象如图所示．根据图象，下列说法正确的是（ ）

A．两质点都做变速直线运动
B．t′时刻，a、b的位置相同，但两者速度不同
C．在0～t′时间内，a、b的位移相同，大小均为5m
D．在0～t时间内，a通过的路程是b通过路程的2倍，但位移相同

9. 难度：中等

在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下的说法正确的是（ ）
A．是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的
B．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速才造成赛车冲出跑道的
C．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速才造成赛车冲出跑道的
D．由公式F_m=mω²r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道

10. 难度：中等

为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R_B是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R_B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（ ）

A．I变大，U变大
B．I变小，U变小
C．I变大，U变小
D．I变小，U变大

11. 难度：中等

如图所示，两个横截面分别为圆和正方形，但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直．进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则（ ）
A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同
B．两电子在磁场中运动的时间有可能相同
C．进入圆形区域的电子一定先飞离磁场
D．进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场

12. 难度：中等

某同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带上电梯，并将它放在电梯中的力传感器上．若电梯由静止开始运动，并测得重物对传感器的压力F随时间t变化的图象，如图所示．设电梯在第 1s末、第4s末和第8s末的速度大小分别为v₁、v₄和v₈，以下判断中正确的是（ ）

A．电梯在上升，且v₁＞v₄＞v₈
B．电梯在下降，且v₁＞v₄＜v₈
C．重物从1s到2s和从7s到8s动量的变化不相同
D．电梯对重物的支持力在第1s内和第9s内的功率相等

二、解答题

13. 难度：中等

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t₂．
（1）在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如图3所示，则窄片K的宽度d=______m（已知L＞＞d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t₁=4.0×10^-2s，t₂=2.0×10^-2s；
（2）用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m，则小车的加速度大小a=______ m/s²；
（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是______；
（4）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线．如图2的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是______．

14. 难度：中等

如图1是用来测量未知电阻R_x的实验电路的实物连线示意图，图中R_x是待测电阻，阻值约为300Ω；E是电池组，电动势6V，内阻不计；V是电压表，量程3V，内阻r约3000Ω；R是电阻箱，阻值范围0～999.9Ω；R_l是滑动变阻器，S_l和S₂是单刀单掷开关．科主要的实验步骤如下：
①连好电路后，合上开关S_l和S₂，调节滑动变阻器的滑片，使得电压表的示数为3.00V．
②合上开关S₁，断开开关S₂，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使得电压表的示数为2.00V．
③读出图2电阻箱的阻值，并计算求得未知电阻R_x的大小．
④实验后整理仪器．
（1）可供选择的滑动变阻器有：
滑动变阻器A：最大阻值100Ω，额定电流0.5A
滑动变阻器B：最大阻值10Ω，额定电流2.0A
为了使实验测量值尽可能地准确，实验应选用的滑动变阻器是______．
（2）电阻箱的旋钮位置如图所示，它的阻值是______．
（3）未知电阻R_x=______．
（4）测量值与真实值相比较，测量值比真实值______．（填偏大、相等或偏小）

15. 难度：中等

刚买回车的第一天，小明和父母去看望亲朋，小明的爸爸决定驾车前行．当拐一个弯时，发现前面是一个上坡．一个小男孩追逐一个球突然跑到车前．小明爸爸急踏刹车，车轮在马路上划出一道12m长的黑带后停住．幸好没有撞着小男孩！小男孩若无其事地跑开了．路边目睹了全过程的一位交通警察走过来，递过来一张超速罚款单，并指出这段路最高限速是60km/h．
小明对当时的情况作了调查：估计路面与水平面间的夹角为15°；查课本可知轮胎与路面的动摩擦因数μ=0.60；从汽车说明书中查出该汽车的质量是1 570kg，小明的体重是60kg；目击者告诉小明小男孩重30kg，并用3.0s的时间跑过了4.6m宽的马路．又知cos 15°=0.965 9，sin 15°=0.258 8．
根据以上信息，你能否用学过的物理知识到法庭为小明爸爸做无过失辩护？（g取9.8m/s²）

16. 难度：中等

如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电荷，B带负电荷，D、C是它们连线的垂直平分线，A、B、C三点构成一边长为d的等边三角形，另有一个带电小球E，质量为m、电量为+q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点，O点在C点的正上方．现在把小球E拉到M点，使细线水平绷直且与A、B、C处于同一竖直面内，并由静止开始释放，小球E向下运动到最低点C时，速度为v．已知静电力常量为k，若取D点的电势为零，试求：
（1）在A、B所形成的电场中，M点的电势φ_M．
（2）绝缘细线在C点所受到的拉力T．

17. 难度：中等

如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．
已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时，刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、l、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）

（1）求电压U的大小．
（2）求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．
（3）何时刻进入两极板的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．

18. 难度：中等

在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．
（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．
（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v=4m/s，取g=10m/s²，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？
（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？