2010-2011学年河南省信阳市新县中学高三（上）月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住、现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（ ）
A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零
B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零
C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
D．斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值

2. 难度：中等

已知万有引力常量G，那么在下列给出的各种情境中，能根据测量的数据求出火星平均密度的是（ ）
A．在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t
B．发射一颗贴近火星表面绕火星做圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T
C．观察火星绕太阳的圆周运动，测出火星的直径D和火星绕太阳运行的周期T
D．发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，测出卫星离火星表面的高度H和卫星的周期T

3. 难度：中等

如图所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置．今使棒以一定的初速度v向右运动，当其通过位置a．b时，速率分别为v_a．v_b，到位置c时棒刚好静止．设导轨与棒的电阻均不计，a．b与b．c的间距相等，则金属棒在由a→b与b→c的两个过程中（ ）
A．棒运动的加速度相等
B．通过棒横截面的电量不相等
C．回路中产生的电能E_ab=3E_bc
D．棒通过a．b两位置时速率关系为v_a＞2v_b

4. 难度：中等

现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以判断（ ）
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

5. 难度：中等

如图所示，相距均为d的三条水平虚线L₁与L₂、L₂与L₃之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B、一个边长也是d的正方形导线框，从L₁上方一定高处由静止开始自由下落，当ab边刚越过L₁进入磁场时，恰好以速度v₁做匀速直线运动；当ab边在越过L₂运动到L₃之前的某个时刻，线框又开始以速度v₂做匀速直线运动，在线框从进入磁场到速度变为v₂的过程中，设线框的动能变化量大小为△E_k，重力对线框做功大小为W₁，安培力对线框做功大小为W₂，下列说法中正确的有（ ）

A．在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有v₂＞v₁
B．从ab边进入磁场到速度变为v₂的过程中，线框动能的变化量大小为△E_k=W₂-W₁
C．从ab边进入磁场到速度变为v₂的过程中，线框动能的变化量大小为△E_k=W₁-W₂
D．从ab边进入磁场到速度变为v₂的过程中，机械能减少了W₁+△E_k

6. 难度：中等

空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图象如图所示．下列说法正确的是（ ）

A．O点的电势最低
B．X₂点的电势最高
C．X₁和-X₁两点的电势相等
D．该电场是等量负电荷从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移形成的

7. 难度：中等

如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大，电场和磁场均不会随时间变化），现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v射入场区，下列有关判断正确的是（ ）

A．若只改变粒子的水平初速度v大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则该空间存在的一定是磁场
B．若只改变粒子的水平初速度v大小，发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场
C．如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场
D．如果粒子回到MN上时速度增大，则该空间存在的有可能是磁场

8. 难度：中等

如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（规定向左为力的正方向）（ ）

A．
B．
C．
D．

二、解答题

9. 难度：中等

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁、△t₂都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．

回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：______．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______．
A．m₁=5g    B． m₂=15g    C．m₃=40g    D．m₄=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：______

2

-

1

△

t

2 1

)

10. 难度：中等

如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材．

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整．
（2）开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于______端（选填“A”、“B”或“AB中间”）
（3）实验中测得有关数据如下表：

U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/A	0.10	0.16	0.20	0.23	0.25	0.26	0.27

根据表中的实验数据，在如图乙中画出小灯泡的I-U特性曲线．
（4）若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______℃（保留三位有效数字）．

11. 难度：中等

如图所示，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为2L，分别带有等量的负、正电荷，在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场．A板上有一小孔（它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计），孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道，一个质量为m，电荷量为g（g＞0）的小球（可视为质点），在外力作用下静止在轨道的中点P处．孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道，轨道上距A板L处有一固定档板，长为L的轻弹簧左端固定在挡板上，右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q．撤去外力释放带电小粒，它将在电场力作用下由静止开始向左运动，穿过小孔后（不与金属板A接触）与薄板Q一起压缩弹簧，由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计，可认为小球与Q接触过程中不损失机械能．小球从接触Q开始，经历时间To第一次把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回．由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，小球的电荷量都损失一部分，而变成刚与Q接触时小球电荷量的（k＞1）求：
（l）小球第一次接触Q时的速度大小；
（2）假设小球第n次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板，试导出小球从第n次接触Q，到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式；
（3）若k=2，且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为f=，试求带电小球最终停止的位置距P点的距离．

12. 难度：中等

如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向水平向右，直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子（不计重力）的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向射入该区域时，恰好能沿y轴做匀速直线运动．若撤去磁场只保留电场，粒子以相同的速度从O点射入，经过一段时间后通过第一象限的P点，P点坐标为（L，）．若撤去电场，只保留磁场，让粒子以相同速率从O点射入，求：
（1）粒子在磁场中运动的半径；
（2）若要使粒子射出后仍能通过P点，求粒子从O点射出时的速度方向．

13. 难度：中等

如图甲所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为µ，棒与导轨的接触电阻不计．导轨左端连有阻值为2R的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连．有n段竖直向下的宽度为a间距为b的匀强磁场（a＞b），磁感强度为B、金属棒初始位于OO′处，与第一段磁场相距2a．

（1）若金属棒有向右的初速度v，为使金属棒保持v一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F₁的大小和进入磁场后拉力F₂的大小；
（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO′开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；
（3）若金属棒初速为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，在给定的坐标图乙中定性地画出计算机显示的图象（从金属棒进入第一段磁场开始计时）．
（4）在（3）的情况下，求整个过程导轨左端电阻上产生的热量，以及金属棒从第n段磁场穿出时的速度．