2011-2012学年江苏省无锡市高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图为春节悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，绳子对O点拉力分别为F_A、F_B，灯笼受到的重力为G，下列表述不正确的是（ ）

A．F_A与F_B大小相等
B．F_A与F_B是一对平衡力
C．F_A与F_B的合力大小与轻绳AO、BO间夹角无关
D．F_A与F_B的合力方向竖直向上

2. 难度：中等

“嫦娥二号”已于2010年10月1日发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加翔实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（ ）

A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小
B．“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小
C．“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小
D．“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小

3. 难度：中等

如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r．设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以下说法中正确的是（ ）

A．B对A的摩擦力一定为3μmg
B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力
C．要使物体与转台不发生相对滑动，转台的角速度一定满足：
D．要使物体与转台不发生相对滑动，转台的角速度一定满足：

4. 难度：中等

如图所示，在一个粗糙的绝缘水平面上，彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止．在物块的运动过程中，下列表述正确的是（ ）

A．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
B．物块先作匀加速直线运动，再作匀减速运动
C．因摩擦力始终做负功，故两物块组成的系统的机械能一直减少
D．整个过程中物块受到的库仑力做的功等于电势能的减少

5. 难度：中等

如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD（框架电阻忽略不计）固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角θ（θ＜90°），光滑均匀导体棒EF（垂直于CD）紧贴框架，在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，经过C点作为计时起 点，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔ls释放一个小球，先后共释放A、B、C、D四个小球，不计空气阻力，则四个球（ ）
A．在空中运动时，4个小球排成一条竖直线
B．小球D刚离飞机时，A、B两小球的间距为25m
C．空中运动时，A球速度大小始终比B球大10m/s
D．四个小球的落地点间隔越来越大

7. 难度：中等

有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN夹角为θ．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）

A．M点和N点的磁感应强度方向一定相反
B．M点和N点的磁感应强度大小均为2Bcosθ
C．M点和N点的磁感应强度大小均为2Bsinθ
D．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

8. 难度：中等

如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n．原线圈接电压为u=Usinωt的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为R．当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A．电动机两端电压为IR
B．原线圈中的电流为nI
C．电动机消耗的电功率为
D．重物匀速上升的速度为

9. 难度：中等

如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），一质量为m、电荷量为q的带正电小球从原点O以速度v沿x轴正方向出发．下列说法正确的是（ ）
A．若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向，小球只能做曲线运动
B．若电场、磁场均沿z轴正方向，小球有可能做匀速圆周运动
C．若电场、磁场分别沿z轴正方向和y轴负方向，小球有可能做匀速直线运动
D．若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，小球有可能做匀变速曲线运动

二、解答题

10. 难度：中等

某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律，该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s．其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s₁是1、3两点的距离，s₂是2、5两点的距离，s₃是4、6两点的距离．

（1）实验过程中，下列操作正确的是______．
A．电磁打点计时器应接在220V交流电源上
B．实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器
C．实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带
D．纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直
（2）点2速度的表达式v₂=______
（3）该同学测得的数据是s₁=4.00cm，s₂=16.00cm，s₃=8.00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为______m，势能减少量为______m．（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s²）

11. 难度：中等

两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R．、电源的电动势E和内电  阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V₁  的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V₂的测量数据，并根据数据分别描绘了如图（b）所示的两条U-/直线，回答下列问题：

（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知甲同学是根据电压表______（填“V₁”或“V₂”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得______（填写物理量符号及计算结果）；乙同学是根据电压表______（填“V₁”或“V₂”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得______（填写物理量符号及计算结果）
（2）该电路中电流表的读数______（填：“可能”或“不可能”）达到0.6A，理由是______．

12. 难度：中等

如图所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E．在A（l，0）点有一个质量为m，电荷  量为q的粒子，以沿y轴负方向的初速度v．开始运动，经过一段时间到达B（0，-l）点，（不计重力作用）．求：
（1）粒子的初速度v的大小；
（2）当粒子到达B点时的速度v的大小．

13. 难度：中等

如图甲所示，一物块在t=0时刻，以初速度v=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t=0.5s时刻物块到达最高点，t=1.5s时刻物块又  返回底端．求：
（1）物块上滑和下滑的加速度大小a₁，、a₂；
（2）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ．

14. 难度：中等

如图所示，水平轨道AB与位于竖直面内半径为R的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的直径BD与AB垂直，水平轨道上有一质量m=1.0kg可看作质点的小滑块，滑块与水平 轨道间的动摩擦因数μ=0.5．现使滑块从水平轨道上某点静止起出发，在水平向右的恒力F作用下运动，到达水平轨道的末端B点时撤去外力F，小滑块继续沿半圆形轨道运动；恰好能通过轨道最高点D，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到其出发点，g取10m/s²．
（1）当R=0.90m时，求其出发点到B点之间的距离x及滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小；
（2）小明同学认为：若半圆形光滑轨道BCD的半径R取不同数值，仍要使物体恰好能通过D点飞离圆轨道并刚好落回其对应的出发点，恒定外力F的大小也应随之改变．你是否同意他的观点，若同意，求出F与R的关系式；若不同意，请通过计算说明．

15. 难度：中等

如图，一匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，其边界是半径为R的圆．MN为圆的一直径．在M点有一粒子源可以在圆平面内向不同方向发射质量m、电量-q速度为v的  粒子，粒子重力不计，其运动轨迹半径大于R． 
（1）求粒子在圆形磁场中运动的最长时间（答案中可包含某角度，需注明该角度的正弦或余弦  值）；
（2）试证明：若粒子沿半径方向入射，则粒子一定沿半径方向射出磁场．

16. 难度：中等

如图所示的滑轮，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动，轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m，电阻为r的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为Bo的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦，求：
（1）重物匀速下降的速度v；
（2）重物从释放到下降h对的过程中，电阻R中产生的焦耳热Q_R；
（3）若将重物下降h时的时刻记作t=0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）．