2012-2013学年上海市高三12月月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列单位不属于能量单位的是（   ）

A．焦耳（J）                             B．毫安时（mAh）

C．电子伏（eV）                         D．千瓦时（kW·h）

2. 难度：简单

许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（   ）

A．牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力恒量

B．法拉第发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台手摇发电机

C．托马斯·扬成功地完成了光的干涉实验，总结出了光的波粒二象性

D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在

3. 难度：简单

如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻（   ）

A．线圈中的感应电动势最小

B．线圈中的感应电流最大

C．穿过线圈的磁通量最大

D．穿过线圈磁通量的变化率最小

4. 难度：简单

如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和－Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴。将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W₁，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W₂。下列判断正确的是 （   ）

A．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁=W₂

B．两次移动电荷电场力都做正功，并且W₁＞W₂

C．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁=W₂

D．两次移动电荷电场力都做负功，并且W₁＞W₂

5. 难度：简单

如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′ 与NN′ 之间的安培力的大小为F_a、F_b，判断这两段导线（     ）

A．相互吸引，F_a＞F_b                       B．相互排斥，F_a＞F_b

C．相互吸引，F_a<F_b                        D．相互排斥，F_a<F_b

6. 难度：简单

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一边长为a的正方形线框在磁场中做速度为v的匀速运动，不计线框的内阻。在线框的AD边串一个内阻为R的伏特表，则AD两点间的电势差和伏特表的读数分别为（   ）

A．Bav，Bav         B．Bav，0            C．0，Bav           D．0，0

7. 难度：中等

在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正．当磁感应强度 B 随时间 t 按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（   ）

8. 难度：简单

某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L₁、L₂分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源．当S置于位置1时，以下判断正确的是（      ）

A．L的功率小于额定功率

B．L₁亮，其功率等于额定功率

C．L₂亮，其功率等于额定功率

D．含L支路的总功率较另一支路的大

9. 难度：简单

如图甲所示的电路中，电磁铁D在通电时能将衔铁S吸起使电灯电路断开。图乙电路能实现与图甲相同的功能。则图乙中虚线框内的门电路是（     ）

A．或门　　                             B．与门

C．与非门                               D．或非门

10. 难度：简单

如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。电键K闭合前传感器上有示数，电键K闭合后传感器上的示数变为原来的一半。则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是（   ）

A．正在增强，                B．正在增强，

C．正在减弱，                 D．正在减弱，

11. 难度：简单

一氧化碳传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳是否超标。有一种氧化锡传感器，其电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是（   ）

A．U越大，表示C越大，C与U成正比

B．U越大，表示C越小，C与U成反比

C．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比

D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比

12. 难度：简单

如下四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是（   ）

13. 难度：简单

如图所示的逻辑电路中能让小灯亮起来的是（   ）

14. 难度：简单

电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（      ）

15. 难度：中等

水平放置的光滑绝缘环上套有三个带电小球，小球可在环上自由移动。如图所示，是小球平衡后的可能位置图。甲图中三个小球构成一个钝角三角形，A点是钝角三角形的顶点。乙图中小球构成一个锐角三角形，其中三角形边长DE>DF>EF．可以判断正确的是（     ）

A．甲图中A、B两小球可能带异种电荷

B．甲图中三个小球一定带等量电荷

C．乙图中三个小球一定带同种电荷

D．乙图中三个小球带电荷量的大小为Q _D>Q_F>Q_E

16. 难度：简单

为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口地从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（       ）。

A．若污水中负离子较多，则N板比M板电势高

B．M板电势一定高于N板的电势

C．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大

D．电压表的示数U与污水流量Q成反比

17. 难度：简单

如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（  ）

A．电场是匀强电场

B．电场的场强先减小后增大

C．电子将沿Ox正方向运动

D．电子的电势能将增大

18. 难度：中等

图中A为理想电流表，V₁和V₂为理想电压表，R₁为定值电阻，R₂为可变电阻，电源E内阻不计，则（   ）

A．R₂不变时，V₂读数与A读数之比等于R_l

B．R₂不变时，V_l表示数与A示数之比等于R_l

C．R₂改变一定量时，V₂读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R₁

D．R₂改变一定量时，V₁读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R₁

19. 难度：简单

如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上．当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（     ）

A．在t₂时刻，线框内没有电流，线框不受力

B．t₁到t₂时间内，线框向右做减速直线运动

C．t₁到t₂时间内，线框内电流的方向为abcda

D．t₁到t₂时间内，线框克服磁场力做功

二、填空题

20. 难度：简单

已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度。实验方法：①先将未通电线圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁针N极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向（由东向西看）是­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____（填“顺”或“逆”）时针方向的，通电线圈在线圈中心处产生的磁感强度=___________．

21. 难度：中等

在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1．0×10^-8C、质量为2．5×10^-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x=0．16t-0．02t²,式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为_____m,克服电场力所作的功为_____J．

22. 难度：简单

一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示。在正常发光情况下，灯泡的电功率P=______W；若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为___________Ω。

23. 难度：简单

如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。

24. 难度：困难

如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距为L，上端接有两个定值电阻R₁、R₂，已知R₁=R₂=2r。将质量为m、电阻值为r的金属棒从图示位置由静止释放，下落过程中金属棒保持水平且与导轨接触良好。自由下落一段距离后金属棒进入一个垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场宽度为h。金属棒出磁场前R₁、R₂的功率均已稳定为P。则金属棒离开磁场时的速度大小为___________，整个过程中通过电阻R₁的电量为__________。（已知重力加速度为g）

三、实验题

25. 难度：简单

在DIS描绘电场等势线的实验中

（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的_________，用____________探测等势点。

（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（     ）

A．在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸

B．导电纸有导电物质的一面应该向上

C．连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘

D．连接电极a、b的电源电压为交流4-6V

26. 难度：简单

（1）用多用电表的欧姆档测量阻值为几十kΩ的电阻R_x，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档凋零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上．

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆表的0刻度，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R_x的阻值后，断开两表笔

c．旋转S使其尖端对准欧姆档×1k

d．旋转S使其尖端对准欧姆档×100

e．旋转S使其尖端对准交流电压档×500V，并拔出两表笔                    

根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为       Ω．

（2）（多选题）下述关于多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拔至倍率较小的档位，重新调零后测量

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开

D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

27. 难度：简单

在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示。

(1)(多选题)在实验中需保持不变的是(       )

A．挡光片的宽度

B．小车的释放位置

C．导轨倾斜的角度

D．光电门的位置

(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线。

28. 难度：简单

现用伏安法研究某电子器件R_x的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些）。备用的仪器有：直流电源（12V）、电流表、电压表、滑动变阻器（0~10Ω）、电键、导线若干。

（1）在方框中画出实验电路图。

（2）如图所示是R_x的伏安特性曲线。从图中可看出，当电流超过某一数值后，其电阻迅速________（填“增大”或“减小”）；

（3）若R_x与标有“6V，9W”的灯泡串联后，接入直流电源两端，灯泡恰能正常发光。则此时该电子器件两端的电压是________V，该直流电源的内阻是________Ω。

四、计算题

29. 难度：简单

如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为0.9kg的金属棒垂直导轨方向放置。导轨间距为0.5m。当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s²的加速度，

求：（1）磁场的磁感应强度B。

（2）导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ。

30. 难度：中等

如图所示，电源内阻r=1Ω，R₁=2Ω，R₂=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R₃的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。

（1）求电源的电动势；

（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；

（3）当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R₃上消耗的功率最大？最大值多大？

31. 难度：困难

如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s²）

（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？

（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t＝2s时，外力F的大小和方向；

（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。

32. 难度：困难

粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势j与坐标值x的关系如下表格所示：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
x/m	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
φ/10^5v	9.00	4.50	3.00	2.25	1.80	1.50	1.29	1.13	1.00

根据上述表格中的数据可作出如右的j—x图像。现有一质量为0.10kg，电荷量为1.0´10^-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因素为0.20。问：

（1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势j与x的函数关系表达式。

（2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？

（3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？

（4）若滑块从x=0.60m处以初速度v₀沿-x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v₀应为多大？