2004-2005学年上海市徐汇区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）
A．F₁
B．F₂
C．F₃
D．F₄

2. 难度：中等

竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则子弹在整个运动过程中，加速度大小的变化是（ ）
A．始终变大
B．始终变小
C．先变大后变小
D．先变小后变大

3. 难度：中等

在如图所示电路中，当变阻器R₃的滑动头P向下移动时，（ ）

A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小

4. 难度：中等

两个人造地球卫星分别以v₁和v₂绕地球做半径分别为r₁和r₂的匀速圆周运动，运动周期分别为T₁和T₂，运动中所受向心力的大小分别为F₁和F₂，其加速度大小分别为a₁和a₂，若r₁＜r₂，则必有（ ）
A．v₁＞v₂
B．T₁＞T₂
C．a₁＞a₂
D．F₁＞F₂

5. 难度：中等

质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止．如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

如图所示，一气缸固定在水平地面上，质量为1kg的重物P通过滑轮与活塞相连，活塞下面封闭有温度为27℃的理想气体，已知大气压强为1.0×10⁵ Pa，活塞面积为10cm²，活塞离汽缸底的高度为30cm，不计活塞重及一切摩擦，当气体温度升高到177°C时（ ）

A．重物P下降的距离为15 cm
B．重物P下降的距离为20 cm
C．气体压强为1.1×10⁵ Pa
D．气体压强为0.9×10⁵ Pa

7. 难度：中等

如图所示，一小球从高为H的斜面顶端由静止开始滑下，滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面，上升到H处停止．若不考虑小球经过斜面底端转折处的能量损失，则当小球再一次滑回斜面时上升的最大高度为（ ）

A．0
B．H
C．H与H之间
D．0与H之间

8. 难度：中等

图为一列简谐横波t时刻的波形图，已知该波的周期为T，波长为L，a、b、c、d为4个质量相等的振动质点，下列判断正确的是（ ）

A．在t时刻，c质点的能量最小
B．在t+时刻，d质点的动能最大
C．从t时刻起，质点b比质点c先回到平衡位置
D．从t时刻起，到t+T时刻止，四个质点所通过的路程均为L

9. 难度：中等

如图（甲）所示直线是电场中的一条电场线，A、B是该线上的两点．若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图（乙）所示，则下列说法中正确的是（ ）

A．该电场可能是匀强电场
B．A、B两点的电势相比一定U_A＜U_B
C．A、B两点的场强大小相比一定E_A＜E_B
D．该电荷在两点的电势能的大小相比一定ε_A＞ε_B

10. 难度：中等

光滑金属导轨宽L=0.4m，电阻不计，均匀变化的磁场穿过整个轨道平面，如图中甲所示．磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示．金属棒ab的电阻为1Ω，自t=0时刻起从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动，则（ ）

A．1s末回路中电动势为0.8V
B．1s末ab棒所受磁场力为0.64N
C．1s末回路中电动势为1.6V
D．1s末ab棒所受磁场力为1.28N

二、填空题

11. 难度：中等

如图所示，一个碗口为圆弧形的半球形碗放在桌面上，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m₁和m₂的小球，当它们处于静止状态时，质量为m₁的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°，则小球m₁受到碗对它的支持力大小为    ，两小球的质量比m₁/m₂为    ．

12. 难度：中等

如图所示，一带电粒子垂直电场线方向从O点射入匀强电场，在粒子射入方向上取OA=AB=BC，过A、B、C作平行于电场方向的直线，交粒子运动轨迹分别为P、Q、N点．则AP：BQ=    ．粒子从P运动到Q与从Q运动到N，电场力对粒子做功之比W₁：W₂=    （不计重力）．

13. 难度：中等

A、B两物体各自在甲、乙两处受到一竖直向上的外力作用后，在竖直方向上做变加速直线运动．利用传感器和计算机可以测量快速变化的力与加速度，如图所示是用这种方法获得的物体A、B所受的外力F与加速度a的关系图线，则物体A、B的质量大小关系为m_A    m_B，甲、乙两处的重力加速度的大小关系为g_A    g_B（均填写“＞”、“＜”或“=”）．

14. 难度：中等

2004年1月4日，“勇气”号成功登陆火星．已知火星半径与地球半径之比R_火：R_地=1：2，火星质量与地球质量之比m_火：m_地=1：10，火星到太阳的距离与地球到太阳的距离之比r_火：r_地=3：2；若火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动，则火星表面重力加速度g_火与地球表面重力加速度g_地之比g_火：g_地=    ，火星绕日公转周期T_火与地球绕日公转周期T_地之比T_火：T_地=    ．

15. 难度：中等

某同学利用“测定电池电动势和内阻”实验所得的U、I数据，根据电池的输出功率P=IU，得出被测电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示．由所得图线可知，被测电池组的内阻r=    Ω，电动势ε=    V．

16. 难度：中等

如图所示，真空中有甲、乙、丙三个完全相同的单摆，摆球都带正电，摆线绝缘．现在乙的悬点放一带正电的小球，在丙所在空间加一竖直向下的匀强电场，则甲、乙、丙做简谐振动的周期T₁、T₂、T₃的大小关系为    ，从相同高度由静止开始释放，三者运动到最低点的动能E_K1、E_K2、E_K3的大小关系为    ．

17. 难度：中等

物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验．如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就成为最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A将    转动，C将    转动（填顺时针还是逆时针）．

18. 难度：中等

振幅不同，波速相同的两列波相向传播，它们的周期都为T，相遇的过程如图所示，从这个过程中能总结出波的叠加的规律是：

（1）    ；
（2）    ．

三、解答题

19. 难度：中等

“水平放置且内径均匀的两端封闭的细玻璃管内，有h=6cm长的水银柱，水银柱左右两侧气柱A、B的长分别为20cm和40cm，温度均为27℃，压强均为1.0×10⁵Pa．如果在水银柱中点处开一小孔，然后将两边气体同时加热至57℃，已知大气压强p=1.0×10⁵Pa．则管内最后剩下的水银柱长度为多少？”某同学求解如下：
因内外压强相等，两侧气体均做等压变化
对于A气体，=，L_A2== cm=22cm
对于B气体，=，L_B2== cm=44cm
则剩下水银柱长度=（L_A2+L_B2 ）-（L_A1+L_B1）-h
问：你同意上述解法吗？若同意，求出最后水银柱长度；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果．

20. 难度：中等

如图所示，质量分别为M和m（M＞m）的小物体用轻绳连接；跨放在半径为R的光滑半圆柱体和光滑定滑轮B上，m位于半圆柱体底端C点，半圆柱体顶端A点与滑轮B的连线水平．整个系统从静止开始运动，且运动过程中小物体始终没有脱离光滑半圆柱体．试求：
（1）m到达圆柱体的顶端A点时，m和M的速度大小．
（2）m到达A点时，对圆柱体的压力．

21. 难度：中等

在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板，在金属板的正上方放置一块厚铅板A，A的下方中心处离地高为h=0.45m处有一个很小的放射源，它可向各个方向均匀地释放质量为m=2×10^-23kg、电量为q=+10^-17C、初速度为v=1000m/s的带电粒子．粒子重力不计，粒子最后落在金属板上．试求：
（1）粒子下落过程中电场力做的功．
（2）粒子打在板上时的动能．
（3）粒子到达金属板所需的最长时间．
（4）粒子最后落在金属板上所形成的图形及面积的大小．

22. 难度：中等

如图所示，一块质量均匀、水平放置的绝缘平板长2m，其左端A靠在竖直墙面上，中心C固定在高1m的支架上，支架下端与水平固定转轴O连接，平板可绕转动轴O沿顺时针方向翻转．在平板A点处有一质量为0.1kg的带正电小物体M以初速v开始向右运动，物体与平板间的动摩擦因数μ=0.2．试求：
（1）为使平板不翻倒，物体的初速v的最大值．
（2）若物体所带电量q=10^-5C，在整个空间加场强为E=3×10⁴ N/C、水平向左的匀强电场，则为使平板不翻倒，物体的初速v的最大值又可以为多少？
（3）与（2）条件相同，若物体的初速v=2m/s，物体与墙面碰撞时能量不损失，则当物体最终停止时，运动的总路程为多少？

23. 难度：中等

如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=10Ω，有一质量为1kg的导体杆平放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图（乙）所示，试求：

（1）杆运动的加速度a．
（2）磁场的磁感应强度B．
（3）导体杆运动到第20s时，电阻R的电功率．
（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，你对该装置能提出什么合理的改进措施，请做简要说明．