上海市黄浦区2013届高三一模物理试卷.doc

上海市黄浦区2013届高三第一学期期末学科质量监测物理试卷
2013年1月16日
（本卷测试时间为120分钟，满分150分）
考生注意：
1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号等填写清楚；
2．第I卷（1—20题)由机器阅卷，答案必须全部涂写在答题卷上。考生应将代表正确答案的小方格用2B铅笔涂黑。注意试题题号和答题卡编号一一对应，不能错位。答案需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。答案不能涂写在试卷上，涂写在试卷上一律不给分；
3．第II卷（21-33题）考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案写在答题卷上。第30、31、32、33题要求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，而未写出主要演算过程的不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。

第I卷（共56分）
一、单项选择题（共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项。）
1．下列选项中属于物理学中的理想化模型的是（ ）
（A）电场强度 （B）电阻 （C）点电荷 （D）电势
2．下列物理量中均为标量的一组是（ ）
（A）线速度、重力势能、电压、磁通量 （B）功、重力势能、电阻、磁通量
（C）线速度、磁感应强度、电压、电场强度 （D）功、磁感应强度、电阻、电场强度
3．关于万有引力定律，下列说法正确的是（ ）
（A）牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
（B）万有引力定律只适用于天体之间
（C）万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
（D）地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的
O
t

F
t
3t
5t
4．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，下列判断中正确的是（ ）
（A）该单摆的周期为t （B）该单摆的周期为2t
（C）该单摆的周期为3t （D）该单摆的周期为4t
5．静止在光滑水平面上的物体，受到一个大小不为零的水平拉力作用，若拉力开始作用瞬间物体的速度大小为v，加速度大小为a，则下列判断中正确的是（ ）
（A）v≠0，a≠0 （B）v=0，a≠0 （C）v≠0，a=0 （D）v=0，a=0
A
B
Z
1
A
B
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1

6．如图所示，用两个基本门电路连接成逻辑电路，根据该电路的真值表，下列判断中正确的是（ ）
（A）虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“0”
（B）虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“0”
（C）虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“1”
（D）虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“1”
A
α
B
O
7．如图所示，长为L的硬杆A一端固定一个质量为m的小球B，另一端固定在水平转轴O上，硬杆绕转轴O在竖直平面内缓慢转动。在硬杆与水平方向的夹角α从90°减小到0°的过程中，下列说法正确的是（ ）
（A）小球B受到硬杆A的作用力方向始终沿杆
（B）小球B受到的合力方向始终沿杆
（C）小球B受到硬杆A的作用力逐渐减小
（D）小球B受到硬杆A的作用力对小球做负功
c
a

×
b

d
8．分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c、d在一条直线上，且ac=cb=bd。已知c点的磁感应强度大小为B1，d点的磁感应强度大小为B2。若将b处导线的电流切断，则（ ）
（A）c点的磁感应强度大小变为B1，d点的磁感应强度大小变为B1- B2
（B）c点的磁感应强度大小变为B1，d点的磁感应强度大小变为B2- B1
（C）c点的磁感应强度大小变为B1-B2，d点的磁感应强度大小变为B1- B2
（D）c点的磁感应强度大小变为B1- B2，d点的磁感应强度大小变为B2- B1

二、单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。）
x/m
y/cm
5
2
3
1
4
-5
5
7
6
8
P
O
Q
Q
O
9．如图为一列在均匀介质中沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，下列判断正确的是（ ）
（A）质点P此时刻的振动方向一定沿y轴负方向
（B）P点振幅比Q点振幅小
（C）经过Δt=3s，质点Q通过的路程是0.6m
（D）经过Δt=3s，质点P将向右移动12m
挂 钉
挂 钉
10．用一根长为1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称地
悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，
画框上两个挂钉的间距最大为（ ）（g取10m/s2）
（A）m （B）m （C）m （D）m
11．如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球
皮带
①
②
A
B
a
b
①、②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为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所受的向心力之比为（ ）
（A）8：1 （B）4：1 （C）2：1 （D）1：2
超导部件R1
限流电阻R2
L
12．某限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I >Ic时将造成超导体失超，即从超导态（可视为电阻为零）转变为正常态（可视为定值纯电阻），以此便可限制电路系统的故障电流。已知超导部件的正常态电阻为R1=3Ω，超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻R2=6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”，电源电动势E=8V，内阻r=2Ω。原来电路正常工作，现L突然发生短路，则（ ）
（A）L短路前通过R1的电流为A （B）L短路前通过R2的电流为1A
（C）L短路后通过R1的电流为A （D）L短路后通过R2的电流为A
13．两列振幅均为A的水波发生干涉，P是干涉区域中的一个介质点。某时刻质点P的位移大小恰为A，下列关于质点P的说法中正确的是（ 　）
（A）振幅一定为A （B）振幅一定为2A
（C）位移一定会在某些时刻大于A （D）位移一定会在某些时刻为零
O
B

t/s

1 2 3 4 5
（A） （B） （C） （D）
O
B

t/s

1 2 3 4 5
O
B

t/s

1 2 3 4 5
O
B

t/s

1 2 3 4 5
O
I

t/s

1 2 3 4 5
B

（a）
（b）
14．如图（a）所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。图（b）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中的（ ）
A
M
C
O
B
15．如图所示，AB杆以恒定角速度ω绕A点在竖直平面内转动，并带动套在固定水平杆OC上的小环M运动，AO间距离为h。运动开始时AB杆在竖直位置，则经过时间t（小环仍套在AB和OC杆上）小环M的速度大小为（ ）
（A） （B） （C）ωh （D）ωhtg(ωt)
A
B
O
16．如图所示，一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一自由端位于O点，现用一滑块将弹簧的自由端（与滑块未拴接）从O点压缩至A点后于t=0时刻由静止释放，滑块t1时刻经过O点，t2时刻运动到B点停止。下列四个图像的实线部分能反映滑块从A运动B的v-t图像的是（ ）
O
v

t

t1 t2

O
t1 t2

t

v

t

v

O
t1 t2

（A） （B） （C） （D）
O
v

t1 t2

t

三、多项选择题（共16分，每小题4分。每小题有两个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。）
17．如图所示，①、②、③是两个等量异种点电荷形成电场中的、位于同一平面内的三个等势线，其中③为直线，①与②、②与③的电势差相等。一重力不计、带负电的粒子进入电场，运动轨迹如图中实线所示。与①、②、③分别交于a、b、c三点，则（ ）
①
②
③
a
b
c
（A）若粒子从a到b电场力做功大小为W1，从b到c电场力做功大小为W2，则W1> W2
（B）粒子从a到b再到c，电势能不断增加
（C）a点的电势比b点的电势高
（D）粒子在c点时的加速度为零

F
θ
18．水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿地面做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ）
（A）F一直增大 （B）F先减小后增大
（C）F的功率先减小后增大 （D）F的功率一直减小

O
P
Q
19．如图所示，质量为m的均匀直角金属杆POQ可绕水平光滑轴O在竖直平面内转动，PO长度为l，OQ长度为3l。现加一垂直纸面向里的匀强磁场B并在金属杆中通以电流I，恰能使OQ边保持水平，则平衡时（ ）
（A）电流从P点流入直角金属杆 （B）金属杆POQ的重力矩等于
（C）杆受到安培力的力矩等于 （D）电流I大小等于

m
R
B
A
20．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外其余电阻不计，导轨所在平面与一匀强磁场垂直，静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ ）
（A）释放瞬间金属棒的加速度为g
（B）电阻R中电流最大时，金属棒在A处上方的某个位置
（C）金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg
（D）从释放到金属棒最后静止的过程中，电阻R上产生的热量为mgΔl
第II卷（共94分）
O
x/m
0. 24
P
→
v
y/cm
四、填空题（共20分，每小题4分。）本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按A类题计分。
21．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速大小为0.6m/s，t =0时刻波形如图所示。质点P的横坐标为x = 0.96m，则质点P起动时向_______方向运动（选填“上”或“下”），t =______s时质点P第二次到达波谷。
22A．已知地球自转周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为____________；地球的质量为 ___________。
R
m1
m2
22B．如图所示，质量为m1的滑块置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑圆弧。现将质量为m2的物体从圆弧的最高点自由释放，在物体下滑过程中m1和m2的总机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），二者分离时m1、m2的速度大小之比为___________。
（b）
B
t
O
t1
B1
（a）
a
b

r2
r1
23．如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。
U/V
12
（b）
0
U/V
I/A
（c）

4
0
P/W
A
B
S
C
E r
A
V
（a）
24．在图（a）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，电源的输出功率P与路端电压U、路端电压U与总电流I的关系曲线分别如图（b）、（c）所示。不计电表、导线对电路的影响。则电源电动势E=__________V，电源内阻r=________Ω。
10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

25．飞镖是一种喜闻乐见的体育活动。飞镖靶上共标有10环，其中第10环的半径为1cm，第9环的半径为2cm……以此类推，靶的半径为10cm。记成绩的方法是：当飞镖击中第n环与第n+1环之间区域则记为n环。某人站在离靶5m的位置，将飞镖对准靶心以水平速度v投出，当v<________m/s（小数点后保留2位）时，飞镖将不能击中靶，即脱靶；当v=60m/s时，成绩应为______环。（不计空气阻力，g取10m/s2）
B/mT
d/cm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
3
4
5
6
O
五、实验题（共24分）
26．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用______传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度，得到右图所示的B-d图线。实验中使用的螺线管的内径（直径）为4×10-2m，根据图线估算螺线管中心的磁通量约为_______Wb。
P

B
A
27．如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：
（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：________________________________________________。
（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位小数）
h
28．用滴水法可以测定重力加速度的值，装置如图所示：
（1）下列操作步骤的正确顺序为______________（只需填写步骤前的序号）
①仔细调节水龙头和挡板的位置，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好开始下落；
②用秒表计时：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、…”，一直数到“n”时，计时结束，读出秒表的示数为t。
③用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h；
次数
高度h/cm
空中运动
时间t′/s
1
20.10
0.20
2
25.20
0.23
3
32.43
0.26
4
38.45
0.28
5
44.00
0.30
6
50.12
0.32
④在自来水龙头下安置一块挡板Ａ，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上。
（2）写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式：g=__________。
（3）为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记录在表格中（表中t′ 是水滴从水龙头口到Ａ板所用的时间，即水滴在空中运动的时间）。利用这些数据，以_______为纵坐标、以________为横坐标做图，求出的图线斜率的大小即为重力加速度g的值。
A
E

R

S

a

b

P

R0

c

金属板
塑料盘
ΔL/cm

F/N
O
20 40 60 80
2
4
6
8
（a）
（b）
29．如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量ΔL与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）
（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为____________；
（2）该设计中使用的电流表的量程最小为__________，该电子秤的称量范围为____________；
（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
六、（60分）计算题.
B
θ
C
A
30．在滑雪运动中，当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过v0=4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者从倾角θ＝37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示。不计空气阻力，A、B间距离L=20m，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）求：
（1）动摩擦因数第一次发生变化前滑雪者运动的距离s1；
（2）滑雪者到达B处的速度vB；
（3）滑雪者在水平雪地上能滑行的最大距离sBC。

甲
A
B
F
乙
l0
31．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l0。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（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求：
（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；
（2）乙球的速度最大时两球间的距离；
（3）若乙球运动的最大速度为vm，求乙球从开始运动到速度为vm的过程中电势能的变化量。
O
P
A
B
F
D
32．如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为0.3m。轨道正上方离地0.4m处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A、B是质量均为2kg的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与质量。现在A环上施加一个大小为55N的水平向右恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升。（g取10m/s2），求：
（1）在B环上升到最高点D的过程中恒力F做功为多少？
（2）当被拉到最高点D时，B环的速度大小为多少？
（3）当B、P间细绳恰与圆形轨道相切时，B环的速度大小为多少？
（4）若恒力F作用足够长的时间，请描述B环经过D点之后的运动情况。

d
B
导体棒
α
N
M
b
a
R
33．如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：
（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；
（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
（3）M、N两点之间的距离。