上海市2009年七校联合考试高三物理试卷

120分钟完卷   满分150分

考生注意:

1.学生须将解答写在答题纸上,写在试卷上无效。

2.答卷前,考生务必将学校、班级、姓名、联考证号等在答题纸密封线内填写清楚。

3.本试卷共10页,满分150分. 考试时间120分钟. 考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上,作图可用铅笔。

4.第20、21、22、23、24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.

5.本卷中g=10m/s2.

一、(20分)填空题.  本大题共5小题,每小题4分.答案写在答题纸中相应题号的横线上的空白处或指定位置,不要求写出演算过程。

1.在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”,B端输入电信号“0”时,则在C端和D端输出的电信号分别为__________和_________。

 

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2.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理图如图所示。当通过超导部件的电流大于其临界电流Ic时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流。超导部件正常态电阻R1=7.5Ω,临界电流Ic=0.6A,限流电阻R2=15Ω,灯泡上标有“6V 3W”,电源电动势E=7V,内阻r=2Ω,电路正常工作,此时通过R2的电流为__________A。若灯泡突然发生短路,则灯泡短路后通过R1的电流为__________A。

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3.如图所示,在光滑水平面上,有一轻杆处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E,长为l,杆的两端固定小球A、B,A带正电q,质量为m,B带负电,电量为-q,质量为2m,杆可绕中点O无摩擦转动,现轻杆和小球在图示位置平衡,则系统具有的电势能为_____________。若系统受到轻微扰动开始转动,则杆转过180°时,小球A的速度vA为_____________。

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4.如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,ad=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过180°的过程中,感应电动势的平均值为___________V;当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为___________V。

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5.如图所示,一根均质绳质量为M,其两端固定在天花板上的A、B两点,在绳的中点悬挂一重物,质量为m,悬挂重物的绳PQ质量不计。设α、β分别为绳子端点和中点处绳子的切线方向与竖直方向的夹角,则__________。

 

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二、(20分)单项选择题。  本大题共5小题,每小题4分.每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的.

6.以下说法中不正确的是:

A.做功与热传递都能改变物体的内能

B.自然界中存在上百万度的高温,低温的极限是0K

C.热力学温度与摄氏温度单位,就每一度的大小而言,两者是相同的

D.布朗运动是分子永不停息的无规则热运动

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7.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过,电子重力不计,则电子除电场力外所受其他力的合力的大小和方向变化情况是:

A.先变大后变小,方向水平向左

B.先变大后变小,方向水平向右

C.先变小后变大,方向水平向左

D.先变小后变大,方向水平向右

 

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8.如图所示,开口向下的小玻璃管封闭一定质量的空气。玻璃管在液体中处于静止状态,管内、外液体高度差为h,管外液面以上的试管长为h′。已知外界大气压为p0,则下列说法中正确的是:

A.p0增大时,h不变

B.p0增大时,h′不变

C.温度升高时,h减小

D.温度升高时,h′减小

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9.如图所示,甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动,在轨道的水平段AB上运动时,两小球的速度均为v0=5m/s,相距d=10m,轨道水平段AB和水平段CD的高度差为h=1.2m。设两小球在斜坡段BC运动时未脱离轨道,关于两小球在轨道水平段CD上的运动情况,下列描述中,正确的是:

A.两小球在CD段运动时仍相距10m

B.两小球在CD段运动时相距小于10m

C.两小球到达图示位置P点的时间差为2s

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D.两小球到达图示位置P点的时间差约为1.4s

 

 

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10. 台球以速度V0与球桌边框成α角撞击O点,反弹后速度为V1,方向与球桌边框夹角仍为α,如图7所示。如果V1<V0,OB垂直于桌边,则下列关于桌边对小球的作用力方向的判断中正确的是:(     )

A、可能是OA方向          B、可能是OB方向

C、可能是OC方向           D、可能是OD方向      

 

 

 

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三、(20分)多项选择题.  本大题共4小题,每小题5分.每小题给出的四个答案中,有两个或两个以上是正确的.把正确答案全选出来,并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内.每一小题全选对的得5分;选对但不全,得部分分;有选错或不答的,得0分.

11.如图所示,闭合的矩形金属框以一定的初速度v沿光滑绝缘的水平面向右运动,进入有界的匀强磁场区域,或不计空气阻力,该金属框可能停止运动的位置是图中的:

A.a

B.b

C.c

D.d

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12.如图所示,传送皮带的水平部分AB是绷紧的。当皮带不动时,滑块从斜面顶端静止开始下滑,通过AB所用的时间为t1,从B端飞出时速度为v1。皮带逆时针方向转动时,滑块同样从斜面顶端由静止开始下滑,通过AB所用的时间为t2,从B端飞出时的速度为v2,则t1和t2、v1和v2相比较,可能的情况是:

A.t1=t2

B.t1>t2

C.v1=v2

D.v1>v2

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13.平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,两棒用细线系住,开始时匀强磁场的方向如图甲所示,而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,不计ab、cd间电流的相互作用则细线中张力(           )

(A)由0到t0时间内细线中的张力逐渐增大

(B)由0到t0时间内细线中的张力逐渐减小

(C)由0到t0时间内细线中张力不变

(D)由t0到t时间内两杆靠近,细线中的张力消失

 

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14. 如图所示装置为“差动滑轮”,用来提物。它的上半部分是由固定在一起半径分为r和R的两个齿轮组成,能绕中心轴O转动,下半部分是一个动滑轮。封闭的链条绕过滑轮,动滑轮下悬挂着质量为M的重物,已知。悬挂动滑轮的链条处于竖直状态,滑轮与链条的重力及轴O处的摩擦均忽略不计。现用大小为F的力以速率v匀速拉链条,则可作出的判断是:

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A.悬挂动滑轮的链条每根的弹力大小为

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B.力F的大小为

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C.力F的功率为

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D.重物上升的速率为

 

 

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四、实验题(共30分)

15.(6分)某同学在做多用电表测电阻的实验中:

(1)测量某电阻时,用×10Ω档时,发现指针偏转角度过大,他应该换用____________档(填×1Ω档或×100Ω档),换档后,在测量前要先_________________。

(2)如图所示,A、B、C是多用表在进行不同测量时,转换开关分别指示的位置,D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。

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若用A档测量,指针偏转如D,则读数是________;

若用B档测量,指针偏转如D,则读数是________;

若用C档测量,指针偏转如D,则读数是________。

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16.(4分)如图所示,某同学用一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置,最后从下方S极拉出,则在这一过程中,线圈的感应电流的方向是:(    )

 

(A)沿abcd不变;                (B)沿dcba不变;

(C)先沿abcd,后沿dcba;        (D)先沿dcba,后沿abcd。                   

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17.(7分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在温度为t1=50°C时的伏安特性曲线和t2=80°C时的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整,已知常温下待测热敏电阻的阻值约5~6Ω,且随温度的升高而减小.备用的仪表和器具有:保温杯、盛有冷水水杯、盛有热水的水杯、电源(电动势为3V、内阻可忽略)、电压表、电流表(量程为0.6A)、电流表(量程为3A)、滑动变阻器、开关、导线若干.

⑴在给定的方框中画出实验电路图.

⑵应选用________A的电流表.

⑶实验过程可分为如下操作步骤:

a.接通电路,调节滑动变阻器,多次记录电流表和电压表的值;

b.往保温杯中缓慢加入热水,并同步搅动均匀,直到温度稳定在t1

c.往保温杯内加入一定量的冷水,将热敏电阻和温度计插入保温杯中;

d.往保温杯中加入一些热水,待温度稳定在t2

e.在同一个坐标系中绘出两个温度下,热敏电阻的伏安特性曲线;

f.重复a;

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将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:                           . 

 

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18.(4分)某同学在做了以下的实验,从O点以2m/s的初速度水平抛出一小球,在距抛出点L=2m处竖直放置一光屏MN,如图所示,离小球抛出点很近处有一点光源,使小球的影子投射在屏上,则小球的影子做__________________运动,在小球下落0.2m时影子的速度大小为____________m/s.

 

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19.(9分)如图a所示为测量电动机匀速转动时角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动,在圆形卡纸的一侧垂直安装一个改装了的电火花计时器,已知它可以每隔相同的时间T,在圆形卡纸上留下一个圆形斑点。

(1)请将下列实验步骤按先后排序______________。

①使电火花计时器与圆形卡保持良好接触

②接通电火花计时器的电源,使其工作起来

③启动电动机,使圆形卡纸转动起来

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④关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹,如图b所示。写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。

(2)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是:(      )

A.秒表

B.毫米刻度尺

C.圆规

D.量角器

(3)写出ω____________的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:______________。

(4)为了避免卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图c所示。这对测量结果有影响吗?

____________________。

 

五、(60分)计算题.

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20.(12分)如图所示,长为1米,一端开口一端封闭的均匀直玻璃管,开口向上竖直放置时,一段长为15厘米的水银柱封闭了一段长65厘米的气柱,温度为-13℃,大气压强P0=75厘米水银柱。

(1)保持玻璃管竖直开口向上,加热使水银与管口平齐,则至少要将气体加热到多少℃?

(2)若保持温度为-13℃,将玻璃管在竖直面内缓慢地顺时针旋转240°角,求最终管内气柱长为多少?

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21. (10分)一条不均匀的木板长为L,用两根等长的绳子悬于O点,,为直角。平衡时,AO与水平面的夹角为15°,如图所示,当在木板上距A端处放一质量为m的物体,木板恰好水平,求木板的质量M为多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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22.(12分)如图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小为B。半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕固定转轴O在纸面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R。

(1)求线框中感应电流的最大值I0及变化的周期。

(2)如果外力垂直作用在OP的中点,则外力的最大值为多少?在电流变化一个周期内,外力做的功是多少?

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(3)在图乙中,画出线框在旋转一周的时间内感应电流I随时间t的变化的图象。(规定图甲中线框位置的相应时刻为t=0,线框中逆时针电流方向为正)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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23.(12分)如图所示,质量为M=2kg的长木板上表面光滑,与水平地面的动摩擦因数为μ=0.2,在板上放有两个小物块,可看作质点,左边的小物块质量为m1=1.5kg,距木板左端s1=8m,右边的小物块质量为m2=0.5kg,与m1相距s2=4m。现敲击木板左端使其瞬间获得以10m/s向右的初速度,求:

(1)初始时板的加速度?

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(2)经过多长时间,板与m1分离?

(3)木板运动多长距离后停止?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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24.(14分)如图所示装置,一质量为m的圆环套在一光滑杆上,杆固定,倾角为α=60°,用轻绳通过滑轮与质量为M的物块相连,现将m拉到A位置由静止释放,AO水平,m向下运动到达最低点B,已知OC垂直于杆,β=58.7°,A距滑轮L=1米

(1)求M:m;

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(2)若M:m=2.5,试求m运动到C点的速度v;

(3)简要描述m从A运动到B的过程中,M的速度大小变化情况。

有一位同学在解第(1)小问时的思路是这样的:m在B点速度为零,所以所受合外力为零,列出方程,从而解出M:m。

你认为该同学的解法正确吗?

若认为正确,按该同学的思路列出第(1)小问的方程,不用算出,并完成第(2)、(3)小问。

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若认为有错误,请说明理由,给出第(1)小问正确的解法,列出方程,不用算出,并完成第(2)、(3)小问。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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1. 1、1

2. 0、2/3

3.qEl  

4. 0.2、0.628

5.

6.  D  7.  B   8.  A  9. C  10. D

11. AC  12. AC  13. BD     14. ABD

15. (1)×1Ω档、先调零 (2)1300Ω、5.4mA、27V

16.D  17. (1)如右图(2)3 (3)cbadfe

18. 匀速直线运动、5m/s

19. (1) ①③②④ (2)D (3)是n个点对应的圆心角,T为打点时间间隔(4)没有影响

20. 解:

(1)气体做等压变化: (2分)

,得(1分)

℃(1分)

(2)设转到180°时水银不溢出,

,所以水银将溢出(2分)

设转到180°时水银长度为

有:(2分)

解得: (1分)

设转到240°时,气体长度为

(2分)

解得(1分)

21.解:

              过O点作竖直线OE,由题意,木板的重心在E点(2分)

(3分)

加上小物块,木板水平后,由力矩平衡可知:

(3分)

解得: M=(2分)

(若有同学利用几何关系,得到一含15°的复杂关系式,不要直接批错,批改时请用计算器确认其答案是否正确)

22. 解:

(1)线圈在只有一条边在磁场中时,感应电流最大:

等效切割速度为

           (1分)

(1分)

从OQ边进入磁场转180°,到将要再次进入磁场时为一个周期,所以:

          (2分)

 

(2)电流最大时,安培力最大,此时所需要的推力最大

  由线框匀速转动可知力矩平衡:

,(1分)

解出

(1分)

在一个周期内外力不为零时力的作用点转过的弧长为:(1分)

外力做的功为:=(2分)

(也可用电流做功来求解)

(3)如图所示:(3分)

 

 

 

 

23.解:

(1)对木板进行受力分析,由牛顿第二定律可得:

         (2分)

解得:      (1分)

(2)木板前进8米时与分离:

(2分)

可得:        (2分)

(3)从开始到木板停止:

         (3分)

解出

木板的运动距离为(2分)

(也可用牛顿定律解)

24.解:(1)该同学的解法是错误的。(2分)

在B点虽然速度为零,但并不处于平衡状态。(2分)

由能量守恒:

 

----------①

  ----------②

可得:(2分)

(写出方程①或②,即可得这2分)

(2)m运动到C点时,在沿绳方向的速度为0,所以此时M速度为0(2分)

 (2分)

解出(2分)

(3)M向下先加速、再减速到零、然且向上加速、再减速到零。(2分)