高三物理试题         2012年1月

注意事项：

１．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分，满分120分，考试时间100分钟。

２．答题前，请考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内。

第Ⅰ卷（选择题  共31分）

一、单项选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意，选对得3分，错选获不答得0分）

1.用比值法定义物理量是物理学的重要的思想方法之一，下列物理量的表达式不属于比值法的是（     ）

A．加速度      B．功率    C．磁感应强度    D．电势差

2. 我国发射的“神舟八号”飞船与先期发射的“天宫一号”空间站实现了完美对接。已知“天宫一号”绕地球做圆轨道运动，轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G.假设沿椭圆轨道运动的“神州八号”环绕地球的运动方向与“天宫一号”相同，远地点与“天宫一号”的圆轨道相切于某点P，并在该点附近实现对接，如图所示。则下列说法正确的是（     ）

A.根据题设条件可以计算出地球对“天宫一号”的引力大小

B.根据题中条件可以计算出地球的质量

C.在远地点P处，“神舟八号”的加速度比“天宫一号”大

D.要实现在远地点P处对接，“神舟八号”需在靠近P处之前应该点火减速

3. 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

4. 如图所示，半球形容器静止在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块静止于P点, OP与水平方向的夹角为θ。关于滑块受半球形容器的摩擦力Ff 以及半球形容器受地面的摩擦力Ff′，下列关系正确的是  （    ）

A.，Ff′水平向左；  B.，Ff′水平向左；

C.，Ff′大小为零；  D. ，Ff′大小为零．

5.如图所示，光滑的水平桌面处在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向。在水平拉力F作用下，试管沿x轴方向匀速运动，带电小球能从细管口处飞出。带电小球在离开细管前的运动过程中，关于小球运动的加速度a、沿y轴方向的速度vy、拉力F、管壁对小球的弹力做功的功率P四个物理量随时间t变化的图象分别如图所示，其中正确的是（    ）

二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题意，全选对的得4分，漏选得2分，错选或不选的得0分）

6.有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有(       )

A．U2不变，U3变小       B.U2减小，U4变大

C．P1变小，P2变小       D．P2变大，P3变大

7.甲、乙两物体从同一地点沿同方向做直线运动，运动的v—t图象如图所示，下列说法中正确的是（        ）

A．在t0时刻，甲、乙两个物体相遇

B．在t0时刻，甲、乙两个物体相距最远

C．甲、乙两个物体相遇时V乙＞2V甲

D．甲、乙两个物体相遇时V乙＜2V甲

8.如图所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（      ）

A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大

B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大

C．在t1- t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流

D．在t1- t2时间内，金属圆环L有收缩趋势

9.冰壶比赛场地如图，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线MN处放手让冰壶滑出。设在某次投掷后发现冰壶投掷的初速度v0较小，直接滑行不能使冰壶沿虚线到达尽量靠近圆心O的位置，于是运动员在冰壶到达前用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，这样可以使冰壶与冰面间的动摩擦因数从μ减小到某一较小值μ′，设经过这样擦冰，冰壶恰好滑行到圆心O点。关于这一运动过程，以下说法正确的是：（   ）

A.为使本次投掷成功，必须在冰壶滑行路线上的特定区间上擦冰

B.为使本次投掷成功，可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰

C.擦冰区间越靠近投掷线，冰壶滑行的总时间越短

D.擦冰区间越远离投掷线，冰壶滑行的总时间越短

第Ⅱ卷（非选择题  共分）

三、实验题：（本题共两小题，共计18分，把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）

10. (6分)测一个待测电阻Rx（约200Ω）的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：

电源E：电动势3V，内阻不计；

电流表A1：量程0～10mA、内阻r1约为50Ω；

电流表A2：量程0～500μA、内阻r2= 1000Ω

滑动变阻器R1：最大阻值20Ω、额定电流2A；

电阻箱R2：阻值范围0～9999Ω。

（1）由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表    ▲   与电阻箱R2   ▲    联，将其改装成电压表。

（2）对于下列测量Rx的四种电路图，为了测量准确且方便应选图    ▲             。     

（3）实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如下图所示，可读出电流表A1的示数是____▲____mA，电流表A2的示数是__▲______μA，测得待测电阻Rx的阻值是____▲______Ω。

11.（12分）某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表：

(2)实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为        ▲       。

（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出    ▲    的关系图象，请作出该图线。

（4）根据作出的图像，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是       ▲               。

四、计算题：（本题共5小题，共计71分．解题时要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

12.（12分）某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b。已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即f=kv (g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6) ．求：

（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？

（2）求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？

（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？

13. （12分）如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2＜d，线圈质量m，电阻为R。现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：

（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；

（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；

（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。

14.（15分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP，其半径为R=0.5m，∠PON=53°，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=0.8m。如用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块恰停止在桌面边缘D点。现换用同种材料制成的质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块能飞离桌面并恰好由P点沿切线滑入光滑圆轨道MNP(g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6).

（1）求物体m2运动到M点时受到轨道的压力；

（2）求弹簧的弹性势能EP；

（3）如圆弧轨道的位置以及∠PON可任意调节，使从C点释放又从D点滑出的质量为m=km1物块都能由P点沿切线滑入圆弧轨道，并且还能通过最高点M，求k的取值范围。

15．（15分）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM＝ON，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑， 到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为。若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。

（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化，电场力共做多少功？

（2）N点的高度h为多少？

（3）若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。

16.（17分）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2=1/2E1，匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷=102C/kg的带正电的粒子（可视为质点），该粒子以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10 m/s2.试求：

（1）带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1　；

（2）+x轴上有一点D,OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少？

（3）要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积应满足的关系？ 

参：

第Ⅰ卷（选择题  共31分）

一、单项选择题：

第Ⅱ卷（非选择题  共分）

三、 简答题

10. （共6分）

（1）  A2       、   串     。(各1分)

（2）  乙        。(1分)     

（3）__6.4______mA， __240______μA， _____187.5Ω_____Ω。(各1分)

11.（共12分）

⑴ 1.050  cm  （2分）  0.37m/s（2分）

⑵    （2分）

(3)（填1/t2与F同样得分）（2分）    

 如图所示（2分）

（4）没有将气垫导轨调节水平     (2分)    

四、计算题

12.（12分）解：

（1）                           ………………………（2分）

（2），                ………………………（2分）

对整体：，      …………（2分）

方向竖直向上                                                ……（2分）

（3）设每根绳拉力为T，以运动员为研究对象有：

，  ………………（2分）

由牛顿第三定律得：悬绳能承受的拉力为至少为312.5N  ………（2分）

13.（12分）解：

⑴,，                      …………（2分）

，                        ……（2分）

⑵先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动   …(2分)

3位置时线圈速度最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有，得           ……（2分）

(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同。

由能量守恒Q=mgd                                      ……（2分）

由对称性可知：Q总=2Q=2mgd                            …… (2分)

14. (15分)解：

（1）设物块块由D点以初速做平抛，落到P点时其竖直速度为

                                             ………（1分）

，得                                 ………(1分)

若物块到达M点速度为, 

     解得：             …………(2分)

（或：M与D等高，由机械能守恒得：         …………（2分）

    轨道对物块的压力为FN，则解得     ………(2分)

    （2）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为，

    释放m1时，                                 …………(1分)

释放m2时，,                           …………(1分)

                                                 ……(2分)

 (3)设质量为km1的物块，到M点的最小速度为v，

，（运算中直接用到照样得分），    ………(1分)

，                                    …………(1分)

                                                     …………(1分)

                                           …………(1分)

解得：                                   …………(1分)

15.（15分）解：

（1）电势能先减少后增加，                           ………………………（2分）

由于M、N为等势点，所以带电体在两点间运动时电场力做功为0        ……（1分）

（2）                         ………………………（2分）

                          ………………………（2分）

解得：                            ………………………（1分）

(3) 由对称性可知物体从M到D以及从N到D克服摩擦力做功相等都为Wf/2…（2分）

M到D：                    ………………（2分）

N到D：                        …………………（2分）

（公式中将克服摩擦做功写成其他符号的照样得分，没有写电场力做功的不得分）

                      ………………………（1分）

16.(17分)解：

（1），                                  ………………………（1分）

                        ………………………（2分） ,,              ………………………（2分）

（2）,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道半径为R，周期为T,则可得             ………………………（2分）使粒子从C点运动到D点，则有：

，                   …………（2分）

                               …………（2分）       

，………（2分） (3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形：

由图可知            ………………………（2分）

           ………………………（1分）

           ………………………（1分）    

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