2007-2008学年上海市卢湾区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

图中所示的由基本门电路组成的电路中，图    用的是“与”门电路，能使小灯泡发光的是图中的    （请填写图下的序号）．

2. 难度：中等

如图所示，汽车通过滑轮装置把重物从深井中提升上来，汽车从滑轮正下方9m处由静止起动做匀加速直线运动，加速度大小为1.5m/s²，4s末时重物上升的高度为    m，重物的速度大小为    m/s．

3. 难度：中等

一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10L，那么变到状态B时气体的体积为    ，变到状态C时气体的温度为    ．

4. 难度：中等

光滑平行的金属导轨长为2m，两导轨间距为0.5m，轨道平面与水平面的夹角为30°．导轨上端接一阻值为0.5Ω的电阻R，其余电阻不计．轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为1T．有一不计电阻的金属棒ab的质量为0.5kg，放在导轨的最上端，如图所示．当ab棒从最上端由静止开始自由下滑，到达底端脱离轨道时，电阻上产生的热量为1J．则金属棒在轨道上运动的过程中流过电阻R的电量大小为    C，金属棒速度的最大值为    m/s．

5. 难度：中等

如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ=37°．P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O．将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l₁、l₂表示，受到的拉力分别用F₁和F₂表示．若l₁=l₂，则两绳受到的拉力F₁=F₂=    ；若l₁：l₂=2：3，则两绳受到的拉力F₁：F₂=    ．

二、选择题

6. 难度：中等

物理学在研究实际问题时，常常进行科学抽象，即抓住研究问题的主要特征，不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素，建立理想化模型．下列选项中不属于物理学中的理想化模型的是（ ）
A．力的合成
B．质点
C．自由落体运动
D．点电荷

7. 难度：中等

下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是（ ）
A．所有能量守恒的过程都能自发地进行
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性
D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机

8. 难度：中等

如图所示，A、B、C是一条电场线上的三个点，电场线的方向由A指向C，A、B之间的距离等于B、C之间的距离．A、B、C三点的电场强度的大小和电势分别用E_A、E_B、E_C和φ_A、φ_B、φ_C表示，则 （ ）

A．φ_A＞φ_B＞φ_C
B．E_A＞E_B＞E_C
C．φ_A-φ_B=φ_B-φ_C
D．E_A=E_B=E_C

9. 难度：中等

如图所示，1、2、3…10各点之间的距离均是1m．当t=0时，点1开始向上振动，t=0.1s时点1第一次到达平衡位置上方最大位移处，而振动向右传播至点3，则以下结论正确的是
（ ）

A．波的频率是2.5Hz，波的传播速度是30m/s
B．t=0.2s时，点3位于平衡位置下方最大位移处
C．t=0.45s时波恰好传播到点10
D．波传播到点10时，点1的位移大小正好是振幅的一半

10. 难度：中等

如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在A盘边缘某点与盘中心连线的中点上，钢球③放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2：1．a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①、②、③受到的向心力之比为 （ ）

A．2：4：1
B．4：2：1
C．2：1：4
D．8：4：1

11. 难度：中等

气体的分子都在作无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示．根据该图，下列说法中正确的是 （ ）

A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
B．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大
D．高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率

12. 难度：中等

质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的速度-时间图象，则下列说法中正确的是（ ）

A．物体不受水平拉力时的速度图象一定是b
B．物体受水平拉力时的速度图象可能是a
C．物体的摩擦力可能等于0.2N
D．水平拉力一定等于0.1N

13. 难度：中等

边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下，将穿过方向如图所示的有界匀强磁场．磁场范围宽为d（d＞L）．已知线框进入磁场时恰好匀速．则线框进入磁场的过程和从另一侧出磁场的过程相比较，下列说法正确的是（ ）

A．线框中感应电流的方向相反
B．所受安培力的方向相反
C．出磁场过程产生的电能一定大于进磁场过程产生的电能
D．出磁场过程中任意时刻的电功率一定大于进磁场时的电功率

14. 难度：中等

如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环，棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大小为kmg（k＞1）．断开轻绳，棒和环自由下落，假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失，棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计，则（ ）
A．棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，棒和环都做匀减速运动
B．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于地面始终向下运动
C．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于棒有往复运动，但总位移向下
D．从断开轻绳到棒和环都静止，由于棒和环间的摩擦而产生的热量为

三、解答题

15. 难度：中等

用单摆测定重力加速度的实验中：
（1）应选用下列器材中的______
（A）半径1cm的木球    （B）半径1cm的实心钢球    （C）1m左右的细线  （D）30cm左右的细线   （E）秒表、三角板、米尺
（2）若在某次实验中，测得细线的长度为l、摆球直径为D、单摆完成N次全振动的时间为t，则利用上述量求重力加速度g的表达式为______．

四、填空题

16. 难度：中等

如图所示，在一只烧瓶口插入一细玻璃管，管的另一端与一水银压强计相通，烧瓶中封闭着一定质量的理想气体，开始气压计的U形管的两水银面一样高．改变烧瓶中气体的温度，则下面操作中正确的是   
（A）为使气体保持等压，将瓶浸入热水中时，应向下移动A管
（B）为使气体保持等压，将瓶浸入冰水中时，应向下移动A管
（C）为使气体保持等容，将瓶浸入热水中时，应向上移动A管
（D）为使气体保持等容，将瓶浸入冰水中时，应向上移动A管．

17. 难度：中等

有小灯泡L₁（6V，3W）和L₂（6V，1W）各一只，电阻箱R一只，电源一个（电动势为12V，内阻不计），电键一个，导线若干，试设计一电路，使L₁和L₂都能正常发光．
（1）根据你的设计，用线（表示导线）完成如图所示的仪器连线；
（2）实验中，当L₁和L₂都能正常发光时，电阻箱R的电阻应调为    Ω．

五、解答题

18. 难度：中等

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．
（1）图线______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）；
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______．

六、填空题

19. 难度：中等

某小组同学用下述方法验证动能定理，如图所示，在带滑轮的长板上放置一个质量为m₁的木块，已知木块与长板间动摩擦因数为μ．用跨过滑轮（滑轮的大小可不计）的细线将m₁与另一个木块m₂相连接．开始时m₂离地面高度为h，m₁离长板右端距离也为h，放开后m₂带动m₁作加速运动．当m₂落地时m₁正好离开长木板，最后m₁也落地（m₁抛出后在空中运动的过程中细线始终处于松弛状态）．m₁、m₂、h、μ均已知，手边只有刻度尺一个测量工具．
（1）用这个装置及刻度尺验证m₁、m₂一起运动过程的动能定理时   
（A）针对的物体是m₁，过程是m₁在空中运动的过程
（B）针对的物体是m₂，过程是m₂落地前的运动过程
（C）针对的物体是m₁和m₂，过程是m₂落地前的运动过程
（D）针对的物体是m₁和m₂，过程是m₁落地前的运动过程
（2）实验中还需要测量的物理量有    ．（写出具体的物理量名称及其符号）
（3）所研究的过程中合外力做功的表达式为    ，动能变化量的表达式为    ．（用题目中的已知量和测得量的符号表示，重力加速度为g）

七、解答题

20. 难度：中等

如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温度为27℃，外界大气压强不变．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：
（1）大气压强p的值；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；
（3）当管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？

21. 难度：中等

电动机通过一质量不计的绳子从静止开始吊起质量为8kg的物体，在前2s内绳的拉力恒定，此后电动机一直以最大的输出功率工作，物体被提升到90m高度时恰开始以15m/s的速度匀速上升．如图所示为上述过程的v-t图．试求：
（1）前2s内绳的拉力大小为多少？
（2）电动机的最大输出功率为多少？
（3）物体从静止开始被提升90m所需时间为多少？

22. 难度：中等

如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为l．释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F=（k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．
（1）求乙球在释放瞬间的加速度大小；
（2）求乙球的速度最大时两个电荷间的距离；
（3）若乙球运动的最大速度为v_m，试求乙球从开始运动到速度为v_m的过程中电势能的变化量；
（4）请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及运动方向的情况）．

23. 难度：中等

将一个矩形金属线框折成“L”形框架abcdefa（∠dcb=∠efa=90°），置于倾角为α=37°的斜面上，ab边与斜面底边MN平行，如图所示．ab=bc=cd=de=ef=fa=0.2m，线框总电阻为R=0.02Ω，ab边和de边的质量均为m=0.01kg，其余四边的质量均不计，框架可绕过c、f点的固定轴转动．现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感强度与时间关系为B=kt（k=0.5T/s），磁场方向与cdef面垂直．
（1）求线框中感应电流的大小，并指明ab段导线上感应电流的方向；
（2）t为何值时，框架开始绕固定轴转动？

24. 难度：中等

在如图所示的电路中，合上电键S，变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化关系如甲、乙、丙三图所示．电表、导线对电路的影响不计．（甲图为电源的效率η与外电路电阻R的关系曲线，这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值；乙图为输出功率P与路端电压U的关系曲线；丙图为路端电压U与总电流I的关系曲线．）
（1）请根据图甲求出滑动变阻器最大阻值R_m与电源内阻r之比；
（2）电路中电源电动势E、内阻r不变，请写出在滑动变阻器滑动头C从A端滑至B端的过程中电源输出功率P与路端电压U的函数关系式（用字母表示）；
（3）分别写出甲、乙、丙三图中的a、b、c、d各点的坐标（求出数值并注明单位）．