2010-2011学年上海市浦东新区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

对电磁感应现象进行深入研究并获得巨大成就的科学家是（ ）
A．奥斯特
B．法拉第
C．库仑
D．欧姆

2. 难度：中等

下列物理量的单位属于国际单位制基本单位的是（ ）
A．安培
B．牛顿
C．摄氏度
D．特斯拉

3. 难度：中等

下列物理公式属于定义式的是（ ）
A．
B．
C．
D．

4. 难度：中等

作自由落体运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．第1s内、第2s内通过的位移相同
B．第1s内、第2s内速度变化相同
C．第1m内、第2m内所用时间相同
D．第1m内、第2m内平均速度相同

5. 难度：中等

如图所示，两个相同的圆形线圈，套在光滑绝缘的水平圆柱体上，当两线圈通以方向相同的电流时，线圈的运动情况是（ ）

A．都绕圆柱体转动
B．都静止不动
C．相互靠近
D．彼此远离

6. 难度：中等

一带电粒子射入一固定的正点电荷Q的电场中，沿如图所示的虚线由a点经b运动到c，b点离Q最近．若不计重力，则（ ）

A．带电粒子带负电
B．带电粒子到达b点时动能最大
C．带电粒子从a到b电场力做正功
D．带电粒子从b到c电势能减小

7. 难度：中等

如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是选项图中的（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

如图所示，正在匀速转动的水平转盘上固定有三个可视为质点的小物块A、B、C，它们的质量关系为m_A=2m_B=2m_C，到轴O的距离关系为r_C=2r_A=2r_B．下列说法中正确的是（ ）

A．B的角速度比C小
B．A的线速度比C大
C．B受到的向心力比C小
D．A的向心加速度比B大

9. 难度：中等

杂技演员在进行额头顶长杆表演时，双眼紧盯杆顶，根据杆顶的运动情况就能判断杆朝哪个方向倾斜，以便及时调整保持平衡．从物理学的角度解释，这是因为当杆开始倾斜时，杆顶端（ ）
A．偏角较大，易于判断
B．角速度较大，易于判断
C．偏离距离较大，易于判断
D．向心加速度较大，易于判断

10. 难度：中等

在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B施加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设B对墙的作用力为F₁，B对A的压力为F₂．在F缓慢增大而整个装置仍保持静止的过程中（ ）

A．F₁、F₂均缓慢增大
B．F₁、F₂均缓慢减小
C．F₁缓慢增大，F₂缓慢减小
D．F₁缓慢减小，F₂缓慢增大

11. 难度：中等

在如图所示的电路中，R₁、R₂、R₃和R₄皆为定值电阻，R₅为滑动变阻器，电源的电动势为ε，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R₅的滑动触头向b端移动时（ ）

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

12. 难度：中等

质量为m的物体从静止开始以g/2的加速度沿竖直方向匀加速上升高度h，则该物体的（ ）
A．动能增加了
B．机械能增加了
C．机械能减少了
D．重力势能增加了

13. 难度：中等

从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示．在0～t时间内，下列说法中正确的是（ ）
A．Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断增大
B．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的加速度不断减小
C．Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大
D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是

14. 难度：中等

如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上．从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示I-t关系的图线中，正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

15. 难度：中等

如图所示，在两个等量同种正电荷M、N的连线上有A、B两点，已知MA=NB，MA＜NA．下列关于A、B两点电场强度和电势的比较，正确的是（ ）

A．E_A＞E_B，φ_A＞φ_B
B．E_A＜E_B，φ_A＞φ_B
C．E_A＞E_B，φ_A＜φ_B
D．E_A＜E_B，φ_A＜φ_B

16. 难度：中等

某种位移传感器的工作原理如图（a）所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体M的位移x．已知电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总长为L，物体M以O为平衡位置做简谐运动（取向右为正方向），振幅为，物体经过O时P恰好位于滑动变阻器的中点．若电压表的示数U随时间t的变化关系如图（b）所示，则在图示0-t₁时间内，下列说法正确的是（ ）

A．物体M的速度为正方向且不断增大
B．物体M的速度为负方向且不断减小
C．物体M的加速度为正方向且不断增大
D．物体M的加速度为负方向且不断减小

17. 难度：中等

2007年法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得 尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在无外磁场作用时，电阻很大为R_G；在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（ ）

A．电阻R＜R_G
B．电阻R＞R_G
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮
D．若存在磁铁矿，则指示灯不亮

18. 难度：中等

如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，电场方向与六边形所在平面平行．已知A、B、C三点的电势分别为1V、2V、3V，则下列说法中正确的是（ ）

A．U_AF=0V
B．U_CF=0
C．电场强度的方向从C指向A
D．D、E、F三点的电势分别为3V、2V、1V

19. 难度：中等

如图所示，波源S₁在绳的左端发出频率为f₁、振幅为A₁=2A的半个波形a，同时另一个波源S₂在绳的右端发出频率为f₂、振幅为A₂=A的半个波形b，f₂=2f₁，P为两个波源连线的中点，则下列说法中正确的有（ ）

A．两列波同时到达P点
B．两个波源的起振方向相同
C．两列波在P点叠加时P点的位移最大可达3A
D．两列波相遇时，绳上位移可达3A的点只有一个，此点在P点的左侧

20. 难度：中等

某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：
①根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，万有引力常量在极其缓慢地减小；②火星位于地球绕太阳轨道的外侧；③由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化．
根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断（ ）
A．．太阳对地球的引力在缓慢减小
B．．太阳对地球的引力在缓慢增加
C．．火星上平均每个季节持续的时间等于3个月
D．．火星上平均每个季节持续的时间大于3个月

二、填空题

21. 难度：中等

理想化方法是物理学中重要的思想方法之一，在研究实际问题中有很多应用．例如理想化模型除质点外还有    ；理想化运动除自由落体运动外还有    ．（以上空格均只需填一个）

22. 难度：中等

质点在x轴上运动，其位置坐标x随时间t的变化关系为x=2t²+2t-4，则其加速度a=    m/s²．当t=0时，速度为    m/s（x的单位是m，t的单位是s）．

23. 难度：中等

某均匀介质中，两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播，t=0时的波形如图所示，此时刻两列波的波峰正好在x=0处重合，该两列波的频率之比f_A/f_B=    ，该时刻两列波的波峰另一重合处到x=0处的最短距离是    m．

24. 难度：中等

由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示．现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为    A．若将两个这样的元件并连接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为    W．

25. 难度：中等

abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，已知宽ac=L，长ab=1.25L，导线MN是用与线框相同的电阻丝制作而成，与ab边、cd边接触良好，匀强磁场方向垂直线框平面向里．MN在外力作用下由靠近ac边处向bd边匀速滑动时，可将MN看作一个等效电源，则在滑动过程中，与ac边距离为    时电源效率最大；与ac边距离为    时电源的输出功率最大．

三、解答题

26. 难度：中等

卡文迪许通过实验研究得出万有引力恒量的实验装置示意图是图______；库仑通过实验研究得出电荷之间相互作用力规律的实验装置示意图是图______．

27. 难度：中等

某同学用图示实验装置研究电流在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向之间的关系．
（1）该同学将观察到的实验现象记录如下表，在表中部分记录缺失，请补充完整．

实验次数	P中电流方向	磁场方向	P的运动方向
1	⊙	↓	→
2		↑	←
3	⊗		→

（2）某次实验中闭合电键后，金属棒P不动，可能的原因是：______．

28. 难度：中等

太阳能是一种清洁、绿色能源．在上海举办的2010年世博会上，大量使用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R，开关S及导线若干．
（1）为了描绘出完整的I-U特性曲线，在图1中A处接______传感器，B处接______传感器，并将图（a）连成完整的实验电路图．

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图（b）的I-U图象，图中PQ为过P点的切线．由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻______（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为______Ω．

29. 难度：中等

宇航员在绕地球做圆周运动的空间站内研究处于完全失重状态下弹簧振子的周期T与振子质量m的关系．
身边的器材有：弹簧、完全相同的螺帽若干个、天平、秒表、刻度尺、温度计等．
（1）宇航员利用上述器材中的螺帽和弹簧连接组成弹簧振子，为完成实验，还应从中选择的一个器材是______．
（2）某次实验测量的数据记录如下表：

螺帽的数量n（个）	1	2	3	4	5
30次全振动的时间t（s）	13.40	19.20	23.21	26.83	30.01
振动周期T（s）	0.45	0.64	0.77	0.89	1.00

为了得出T与m的关系，他先研究T与n的关系，并采用作图的方法处理实验数据．他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线，那么他是以______为纵坐标的．由表中数据，在图示坐标系中作出该直线．
（3）根据作出的图线，得出T与n的关系式为T=______

30. 难度：中等

质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图．g取10m/s²，求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）在0～6s内物体运动平均速度的大小．

31. 难度：中等

如图所示，一位质量m=60kg参加“挑战极限”的业余选手，要越过一宽度为s=2.5m的水沟，跃上高为H=2.0m的平台，采用的方法是：人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时脚蹬地，人被弹起，离地时重心高h=0.8m，到达最高点时杆处于竖直，人的重心在杆的顶端．运动过程中空气阻力可忽略不计．（取g=10m/s²）
（1）第一次试跳，人恰能到达最高点，则人在B点离开地面时的速度v₁是多少？
（2）第二次试跳，人在最高点放开杆水平飞出，在空中作抛物线运动（水平方向为匀速，竖直方向为自由下落）恰好趴落到平台边缘，则人在最高点飞出时速度v₂至少多大？
（3）设在第二次试跳中，人跑到B点时速度大小为v_B=8m/s，求人在B点蹬地弹起瞬间，至少应做多少功？

32. 难度：中等

半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A，小圆盘上绕有细线，细线的另一端与放在光滑绝缘水平桌面上的带电小物块B水平相连，物块B的质量M=0.12kg，带电量为q=1.0×10^-4C，处于水平向左的匀强电场中，电场强度大小为E=10⁴N/C．整个系统在如图所示位置处于静止平衡状态，此时OA连线与竖直方向的夹角为θ．求：
（1）夹角θ的大小．
（2）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A位于转轴O的正下方由静止释放，当圆盘转过45°角时物块B运动的速度多大？
（3）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A重新回到转轴O的正下方，改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统，物块B向左运动的最大距离s=，则电场强度E多大？

33. 难度：中等

如图所示，两平行的足够长光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为l，导轨电阻忽略不计，导轨所在平面的倾角为α，匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直向下．长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起，总质量为m，置于导轨上．导体棒中通以大小恒为I的电流，方向如图所示（由外接恒流源产生，图中未图出）．线框的边长为d（d＜l），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合．将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直．重力加速度为g．问：
（1）线框从开始运动到完全进入磁场区域的过程中，通过线框的电量为多少？
（2）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q是多少？
（3）线框第一次向下运动即将离开磁场下边界时线框上边所受的安培力F_A多大？
（4）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离x_m是多少？