2011-2012学年山西大学附中高三（上）月考物理试卷（12月份）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律，现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放，在甲、乙图的两种斜面中，通过一定的判断分析，你可以得到的正确结论是（ ）

A．甲图中，小球在两个斜面上运动的时间相同
B．甲图中，小球在两个斜面上运动的加速度相同
C．乙图中，小球在两个斜面上运动的时间相同
D．乙图中，小球在两个斜面上运动的加速度相同

2. 难度：中等

如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用．初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90°，发现A、B两球电势能之和不变．根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是（ ）

A．A一定带正电，B一定带负电
B．A、B两球带电量的绝对值之比q_A：q_B=1：2
C．A球电势能一定增加
D．电场力对A球和B球都不做功

3. 难度：中等

如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力的大小为f．经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端．物块可以看成质点，则（ ）

A．物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为零
B．整个过程物块和小车增加的机械能为F（s+l）
C．整个过程物块和小车间摩擦生热为fl
D．小车的末动能为fs

4. 难度：中等

如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面，弹簧的另一端固定在墙上，一玩具遥控小车，放在斜面上，系统静止不动．用遥控启动小车，小车沿斜面加速上升，则（ ）

A．系统静止时弹簧处于压缩状态
B．小车加速上升时弹簧处于原长状态
C．小车加速上升时弹簧处于压缩状态
D．小车加速上升时弹簧处于拉伸状态

5. 难度：中等

质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）
A．线速度
B．角速度
C．运行周期
D．向心加速度

6. 难度：中等

绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q（q＞0）的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g． 以下判断正确的是（ ）

A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力
B．滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于
C．此过程中产生的内能为
D．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为

7. 难度：中等

物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量为M的引力源中心为r时，其万有引力势能E_P=-（式中G为引力常数）．一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r₁圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r₂，则卫星上的发动机所消耗的最小能量为（ ）
A．E=GMm（）
B．E=
C．E=
D．E=

8. 难度：中等

如图所示，一质量为m的物块恰好沿着倾角为θ的斜面匀速下滑．现对物块施加一个竖直向下的恒力F．则物块（ ）
A．将减速下滑
B．将加速下滑
C．继续匀速下滑
D．受到的摩擦力增大

9. 难度：中等

如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G．悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F₁，墙壁对工人的弹力大小为F₂，则（ ）

A．F₁=
B．F₂=Gtanα
C．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F₁与F₂的合力变大
D．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F₁减小，F₂减小

10. 难度：中等

如图所示，从光滑的圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R₁，半球的半径为R₂，则R₁和R₂应满足的关系是（ ）

A．R₁≤R₂
B．
C．R₁≥R₂
D．

11. 难度：中等

在竖直向下的匀强电场中，有a、b、c、d四个带电质点，各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动，不计质点间的相互作用力，则有（ ）

A．c、d带异种电荷
B．a、b带同种电荷且电势能均不变
C．d的电势能减小，重力势能增大
D．c的电势能增大，机械能减小

12. 难度：中等

如图所示，摆球原来处于它的平衡位置O点，后来摆球在水平恒力F的作用下，沿着圆弧运动．摆球经过P点时，重力与水平恒力的合力沿摆线的长度方向．则下列说法错误的是（ ）

A．摆球经过P点时加速度等于零
B．从O到P的过程摆线的拉力对摆球不做功
C．摆球从O到P的重力势能增量小于F对摆球做的功
D．从O到P摆球的机械能增加

13. 难度：中等

如图所示，一物体在水平力F₁作用下，在水平面上以速度v₁匀速运动了位移x，F₁做的功为W₁，功率为P．若物体在斜向上的力F₂作用下，以速度v₂匀速运动了相同距离x，F₂做功为W₂，功率仍为P．下列判断哪个是正确的（ ）

A．W₁＞W₂，v₁＞v₂
B．W₁＜W₂，v₁＞v₂
C．W₁＞W₂，v₁＜v₂
D．W₁＜W₂，v₁＜v₂

14. 难度：中等

如图所示，质量为m的带负电的小物块处于倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰处于静止．现将电场方向突然改为水平向右，而场强大小不变，则（ ）
A．小物块仍静止
B．小物块沿斜面加速上滑
C．小物块沿斜面加速下滑
D．小物块将脱离斜面运动

15. 难度：中等

两电荷量分别为q₁和q₂的点电荷放在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最低，且AP＞BP，则以下说法正确的是（ ）

A．P点的电场强度大小为零
B．q₁的电荷量可能等于q₂的电荷量
C．q₁和q₂可能是同种电荷，也可能是异种电荷
D．负电荷从P点左侧移到P点右侧，电势能先增大后减小

16. 难度：中等

在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（ ）

A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动
B．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大
C．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点
D．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力

二、解答题

17. 难度：中等

某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图．长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂；
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t₁
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos α；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cos α关系曲线．
用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：
1斜面倾角的余弦cos α=______

18. 难度：中等

用游标卡尺测一工件外径的读数如图（1）所示，读数为______mm．
用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图（2）所示，读数为______mm．

19. 难度：中等

一架军用直升机悬停在距离地面64m的高处，将一箱军用物资由静止开始投下，如果不打开物资上的自动减速伞，物资经4s落地．为了防止物资与地面的剧烈撞击，须在物资距离地面一定高度时将物资上携带的自动减速伞打开．已知物资接触地面的安全限速为2m/s，减速伞打开后物资所受空气阻力是打开前的18倍．减速伞打开前后的阻力各自大小不变，忽略减速伞打开的时间，取g=10m/s²．求
（1）减速伞打开前物资受到的空气阻力为自身重力的多少倍？
（2）减速伞打开时物资离地面的高度至少为多少？

20. 难度：中等

如图所示，板长为L的平行板电容器倾斜固定放置，极板与水平线夹角θ=30°，某时刻一质量为m，带电量为q的小球由正中央A点静止释放，小球离开电场时速度是水平的，（提示：离开的位置不一定是极板边缘）落到距离A点高度为h的水平面处的B点，B点放置一绝缘弹性平板M，当平板与水平夹角a=45°时，小球恰好沿原路返回A点．求：
（1）电容器极板间的电场强度E；
（2）平行板电容器的板长L；
（3）小球在AB间运动的周期T．

21. 难度：中等

如图（a）所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O₁O₂与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O₁也在同一直线上．有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以速率v从圆周上的P点沿垂直于半径OO₁并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O₁点飞出磁场时，给M、N板加上如图（b）所示电压u．最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出．不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力．
（1）求磁场的磁感应强度B；
（2）求交变电压的周期T和电压U的值；
（3）若t=时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O₂O₁，仍以速率v射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离．