2010-2011学年上海市浦东新区建平中学高三（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 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．下列关于科学家和他们的贡献的说法中正确的是（ ）
A．亚里士多德提出力是改变物体运动状态的原因
B．伽利略发现了行星运动的规律
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D．爱因斯坦认为时间、空间、质量都是相对的

2. 难度：中等

关于静电场的性质有以下几种说法，其中正确的是（ ）
A．点电荷沿电场线移动，电势能可能不变
B．负电荷克服电场力做功，电势能减小
C．沿电场线方向电势降低，但场强可能增大
D．电势降低的方向就是场强的方向

3. 难度：中等

t=0时甲、乙两物体同时从同一地点出发沿同一直线运动，以出发点为参考点，它们的位移-时间（x-t）图象如图所示，则在t₁时刻（ ）

A．它们的速度相同，甲在乙的前方
B．它们的速度相同，乙在甲的前方
C．它们的位置相同，甲的速度大于乙
D．它们的位置相同，乙的速度大于甲

4. 难度：中等

在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，相互猛推一下分别向相反方向运动，假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于（ ）
A．推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力
B．推的过程中，甲推乙的力等于乙推甲的力
C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度
D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

5. 难度：中等

一小钢球从水泥地面上方自由下落、经过时间t又弹回到原来的位置．则整个过程中小球速度随时间的变化规律可用图中哪一个图象来表示（不计小球与地面接触的时间）（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标．近来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适．下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是（ ）
A．m/s
B．m/s²
C．m/s³
D．m²/s³

7. 难度：中等

两个带电量分别为-q和+3q的相同金属小球（均可视为点电荷），相距为r时两者间库仑力的大小为F．两小球接触后相距  时两球间的库仑力大小为（ ）
A． F
B．F
C．12F
D．F

8. 难度：中等

某同学设计了一个验证平行四边形定则的实验，装置如图所示．系着小物体m₁、m₂的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m₃的细线连接在O点，当系统达到平衡时绕过滑轮的两细线与竖直方向夹角分别为37°和53°，则三个小物体的质量之比m₁：m₂：m₃为（sin37°=0.6，sin53°=0.8）（ ）
A．3：4：5
B．4：3：5
C．4：5：3
D．3：5：4

9. 难度：中等

在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（ ）
A．
a、b两点与场源电荷等距
B．
a、b两点在两等量异种电荷连线的中垂线上且与连线等距
C．
a、b两点在点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面处
D．
a、b两点在匀强电场中分别靠近负、正极板处

10. 难度：中等

如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时（ ）
A．质元Q和质元N均处于加速运动过程中
B．质元Q和质元N均处于减速运动过程中
C．质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中
D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中

11. 难度：中等

如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物块（可视为质点），A为终端皮带轮，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑．若物块被水平抛出，则A轮每秒的转数至少是（ ）
A．
B．
C．
D．

12. 难度：中等

小船横渡一条河，船本身提供的速度大小方向都不变．已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速（ ）

A．越接近B岸水速越大
B．越接近B岸水速越小
C．由A到B水速先增后减
D．水流速度恒定

13. 难度：中等

如图，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给B一个沿垂直AB方向的速度v，下列说法中正确的是（ ）
A．若A、B为异性电荷，B球一定做圆周运动
B．若A、B为异性电荷，B球可能做匀变速曲线运动
C．若A、B为同性电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动
D．若A、B为同性电荷，B球的动能一定会减小

14. 难度：中等

如图所示，轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系有质量为M的圆板，处于平衡状态．开始一质量为m的圆环套在弹簧外，与圆板距离为h，让环自由下落撞击圆板，碰撞时间极短，碰后圆环与圆板共同向下运动．使弹簧伸长．那么（ ）
A．碰撞过程中环与板系统的机械能守恒
B．碰撞过程中环与板的总动能减小转化为弹簧的弹性势能
C．碰撞后新平衡位置与下落高度h无关
D．碰撞后环与板共同下降的过程中，它们动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

15. 难度：中等

轿车以5米/秒速度匀速行驶，车前窗倾斜角为37°，车前窗和车顶部面积相同，雨滴竖直下落的速度为2.5米/秒，则车前窗和车顶顶部承受的雨量之比为（ ）
A．4：1
B．3：1
C．2：1
D．1：1

16. 难度：中等

如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为M的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（ ）

A．mg
B．
C．
D．

17. 难度：中等

两个形状相同的简谐波在均匀介质中以一定的速率沿同一直线相向传播，经过一段时间两波相遇，则相遇后出现的波形图下列哪几种是可能的（ ）

A．
B．
C．
D．

18. 难度：中等

一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

19. 难度：中等

如图甲所示，一质量分布均匀的梯子，重为G，斜搁在光滑的竖直墙上，重为P的人沿梯子从梯子的底端A开始匀速向上走，人的重心离地的高度h逐渐增大，整个过程梯子不滑动．如图乙所示为力F随高度h变化的函数图象，则下列关于力F的说法中正确的是（ ）
A．F为墙面对梯子上端B施加的力
B．F为人对梯子施加的力
C．F为梯子对地面施加的弹力
D．F为梯子对地面施加的摩擦力

20. 难度：中等

如图所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始时两木块静止且弹簧处于原长状态．现用水平恒力F推木块A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中（ ）

A．B的加速度一直在增大
B．两木块加速度相同时，速度v_A＞v_B
C．两木块速度相同时，弹簧被压缩到最短
D．A、B和弹簧组成的系统的机械能先增大后减少

二、填空题

21. 难度：中等

将一个力传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示．由此图线提供的信息可判断摆球摆动的周期T为    s，在摆动过程中小球的机械能    （选填“减小”、“增大”、“不变”或“时而增大时而减小”）．

22. 难度：中等

测速仪安装有超声波发射和接受装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始作匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时，AB相距355m，已知声速为340m/s．则从B发出超声波到接收到反射回来的超声波信号用时为    s，汽车的加速度大小为    m/s²．

23. 难度：中等

一质量为m的质点，系在细绳的一端，绳的另一端固定在平面上，此质点在粗糙水平面上作半径为r的圆周运动，设质点的最初速率是V，当它运动一周时，其速率为，则摩擦力做的功为    ，动摩擦因数等于    ．

24. 难度：中等

如图所示，AB、BC均为轻杆，处在同一竖直平面内，AB杆高为h． A、B、C三处均用铰接连接，其中A、C两点在同一水平面上，BC杆与水平面夹角为30°．一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在BC杆底端C处，不计一切摩擦．现在对小球施加一个水平向左的恒力F=mg，则当小球运动到BC杆的中点时，它的速度大小为    ，此时AB杆对B处铰链的作用力大小为    ．

25. 难度：中等

特种兵过山谷的一种方法可化简为如图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，悬绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面．开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直，则此时甲对滑轮的水平拉力为    ；若甲将滑轮由静止释放，则乙在滑动中速度的最大值为    ．（不计滑轮与绳的质量，不计滑辁的大小及摩擦）

三、解答题

26. 难度：中等

用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体的平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等．
（1）（多选题）在用细线悬挂钩码前，下列措施中哪些是必要的______
（A）判断力矩盘是否处在竖直平面
（B）判断横杆MN是否严格保持水平
（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心
（2）在力矩盘上A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受重力为1N，则此时弹簧秤示数应为______N．
（3）若实验前，弹簧秤已有0.2N的示数，实验时忘记对弹簧秤进行调零，则完成实验后测量出的顺时针力矩与逆时针力矩相比，会出现M_顺______M_逆（选填“＞”、“=”或“＜”）．

四、填空题

27. 难度：中等

如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O转动的轻杆，且摆到某处即能停在该处；另有一小钢球．现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．
（1）还需要的器材是    、    ．
（2）以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对    能的测量，进而转化为对    和    的直接测量．

五、解答题

28. 难度：中等

科技馆中有一个展品（展品周围环境较暗），该展品有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零），在平行频闪光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好象都静止在各自固定的位置不动，如图中A、B、C、D所示．该展品的最大高度为2m．
（1）要想出现图中的这一现象，滴水时间间隔应为T=______s，光源闪光频率为f=______Hz．
（2）若将目前的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察到的奇特现象为______．

六、填空题

29. 难度：中等

如图所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑
色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．
（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是    ．
（2）（多选题）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是   
（A）闪光间隔为0.1s
（B）A球抛出点坐标（0，0）
（C）B球抛出点坐标（0.95，0.50）
（D）两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的
（3）若两球在实验中于图中C位置发生碰撞，则可知两小球释放的时间差约为    s．

七、解答题

30. 难度：中等

倾角为θ的固定斜面顶端有一滑轮，细线跨过滑轮连接A、B两个质量均为m的物块．让A物块静止在斜面底端，拉A的细线与斜面平行，B物块悬挂在离地面h高处，如图所示．斜面足够长，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，不计其它阻力．释放后B物块下落A物块沿斜面上滑．
某同学在计算A物块沿斜面上滑的时间时，解题方法如下：
运用动能定理求B物块落地时A物块的速度v．
mgh（1-sinθ-μcosθ）=，从中解出v；
运用牛顿第二定律求A的加速度a．
mg （1-sinθ-μcosθ）=ma，从中解出a；
A物块沿斜面上滑的时间t=，代入数值可求得t．
你认为该同学的解法是否有错？如有错误请指出错在哪里，并列出相应正确的求解表达式（不必演算出最后结果）．

31. 难度：中等

一辆汽车质量为1×10³kg，额定功率为2×10⁴W，在水平路面由静止开始作直线运动，最大速度为v₂，运动中汽车所受阻力恒定，发动机的最大牵引力为3×10³N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示，试求：
（1）根据图线ABC判断汽车作什么运动？
（2）v₂的大小；
（3）整个运动中的最大加速度；
（4）当汽车的速度为15m/s时发动机的功率为多大？

32. 难度：中等

在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，A球的带电量为+2q，B球的带电量为-3q（可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）．现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为4L，匀强电场的场强大小为E，方向水平向右．释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）．求：
（1）小球A、B运动过程中的最大速度；
（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；
（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值．

33. 难度：中等

如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为ρ；石油密度远小于ρ，可将上述球形区域视为空腔．如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高．重力加速度在原坚直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”．为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象．已知引力常数为G．
（1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常．
（2）若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在g与kg（k＞1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心，如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积．