上海市十校2009届高三第二学期联合考试((物理)

上海市十校2009届高三第二学期联合考试
物理试题
说明：
1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号等填写清楚.
2．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.
3．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.
一．填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
1．一放射性元素的原子核，发生了2次α衰变和6次β衰变，该原子核的中子数减少_____________个。

核子数减少_____________个。

2．质量m ＝2kg 的物体以50J 的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能与位移关系如图所示，则物体所受阻力F f 为____________N ，物体在水平面上滑行的时间t 为_________s 。

3．边长为l 、粗细均匀的N 匝正方形线圈abcd ，总质量为m ，以水平方向的一边ab 为轴可自由转动，线框处在方向竖直向上的匀强磁场中，如图所示，当线框中通入电流I 时，线框转至其平面与竖直方向成θ角时达到平衡，则磁感应强度B 的大小为_________。

若可以改变磁场的方向，但通入线框的电流大小、方向不变，仍然要使该线框平衡在图示位置，则所加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为__________。

4．有一匀强电场，电场线与坐标平面xOy 平行，以原点为圆心，半径r ＝5cm 的圆周上任意一点P 的电势U ＝[40sin （θ＋45︒）＋25]V ，
θ为O 、P 两点连线与x 轴的夹角，如图所示，则该匀强电场的电场强度大小为__________V/m ，方向__________。

5．如图所示，在水平匀速转动的圆盘圆心下在上方的一定高度处，如果向同一方向以相同速度每秒平均抛出N 个小球，不计空气阻力，则
发现小球在盘边缘共有6个均匀分布的落点。

则圆盘转动的角速度为__________。

二．单选题（本大题共5小题，每小题4分，共20分，每小题只有一个答案正确的） 6．在白炽灯的照射下，从两块捏紧的玻璃板表面可看到彩色条纹，通过狭缝观察发光
E k
B (b ) d (
的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（
）
（A ）都是光的衍射现象 （B ）都是光的干涉现象
（C ）前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 （D ）前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
7．在通常情况下，1cm 3
水中的分子数为N 1，1cm 3
空气中的分子数为N 2，则N 1、N 2比值的数量级约为（
） （A ）107
（B ）105
（C ）103
（D ）10
8．如图（a ）所示为某一门电路符号及输入端A 、B 的电势随时间变化关系的图像，则图（b ）中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图像是（
）
9．一物体自空中的A 点以一定的初速度竖直向上抛出，1s 后物体的速率变为10m/s ，若不计空气阻力，g 取10m/s 2
，则下面关于物体此时的位置和速度方向的说法中正确是（
）
（A ）一定在A 点上方，速度方向向上 （B ）一定在A 点上方，速度方向向下
（C ）一定在A 点上方，速度方向可能向上也可能向下
（D ）位置若在A 点上方，速度方向可能向上也可能向下；位置若在A 点下方，速度方向一定向下
U
（A ） （B ） （C ） （D ） （b ）
U
（a ）
10．如图所示，一平放在光滑水平面上的矩形导体框位于匀强磁场区域内，磁场和磁感应强度大小为B ，方向沿竖直方向，现以恒定速度v 将线框拉出有界的磁场区域。

设磁场的边界与线框的一边平行，且线框的总电阻为R ，周长为2l ，而其长、宽则可以变化，则外力将线框拉出磁场区域的过程中，线框发热量的最大值为（
）
（A ）B 2l 3
v 8R
（B ）4B 2l 3
v 27R
（C ）6B 2l 3v 27R
（D ）以上答案都不对
三．多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题给出的四个答案中，有两个或两个以上中正确的，全选对得5分；选对但没选全的得3分；选错或不选的得0分）
11．2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”飞船，关于“神舟七号”飞船的运动，下列说法中正确的是（
）
（A ）点火后飞船开始做直线运动时，如果认为火箭所受的空气阻力不随速度变化，同时认为推力F （向后喷气获得）和重力加速度g 不变，则火箭做匀加速直线运动
（B ）入轨后，飞船内的航天员处于平衡状态
（C ）入轨后，飞船内的航天员仍受到地球的引力作用，但该引力小于航天员在地面时受到的地球对他的引力
（D ）返回地面将要着陆时，返回舱会开启反推火箭，这个阶段航天员处于超重状态
12．一列沿x 轴传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，此时图中p 质点的振动速度方向向下。

则下列说法中正确的是（
）
（A ）当质点p 位于波谷时，质点a 一定到达波峰位置 （B ）当质点p 位于波谷时，质点b 一定到达平衡位置 （C ）当质点p 位于波谷时，质点b 一定在x 轴的上方 （D ）当质点p 位于波谷时，质点b 一定在x 轴的下方
13．如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO ’转动，若线圈和转轴之间的摩擦不能忽略，从上向下看，当磁铁逆时针匀速转动时，则（
）
（A ）线圈将逆时针匀速转动，转速与磁铁相同 （B ）线圈将逆时针匀速转动，转速一定比磁铁转速小
（C ）从图示位置磁铁开始转动时，线圈abcd 中的感应电流的方向是
abcda
－－ ∙ ∙ d a ∙ ∙ ∙
∙ ∙ ∙ c b ∙ ∙
（D）在磁铁不断转动的过程中，线圈abcd中感应电流的方向一定会发生改变
14．将某均匀的长方体锯成如图所示的A、B两块后，放在水平桌面上并对齐放在一起，现用垂直于B边的水平力F推物体B，使A、B整体保持矩形并沿力F方向匀速运动，则（）（A）物体A在水平方向受两个力作用，合力为零
（B）物体A在水平方向受三个力作用，合力为零
（C）B对A的作用力方向和F方向相同
（D）若不断增大F的值，A、B间一定会发生相对滑动
三．实验题（本大题共5小题，共30分）
15．（4分）某学生做实验验证愣次定律时，分别研究开关断开、闭合；原线圈插入副线圈、原线圈从副线圈中拔出；变阻器快速移动；插入铁芯、拔出铁芯等情况下感应电流方向与磁通量改变之间的关系，所用到的重要思想方法主要有（）（选两个答案）（A）等效替代（B）归纳总结（C）控制变量（D）理想化模型该实验得到的最终结果是：感应电流的________________________引起感应电流的磁通量的变化。

16．（6分）某同学做用单摆测重力加速度的实验，该同学先测出了摆线长为l，摆球直径为d，然后沿单摆的周期：将摆球拉起一个很小的角度，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第n次通过最低点时，按停表停止计时，读出这段时间为t，则该摆的摆长L＝________，单摆的周期T ＝________，根据单摆的周期公式得出重力加速度g＝________。

17．（6分）商店常用案秤称量货物的质量，如图所示，称量时若在秤盘下粘一块泥，称量的结果比实际质量________（选填“大”或“小”）；若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些，称量结果比实际质量________（选填“大”或“小”）。

18．（10分）利用如图所示的电路测定
电源的电动势和内电阻，提供的器材为（
）
（A）干电池两节，每节电池的电动势
约为1.5V，内阻未知
（B）直流电压表V1、V2，内阻很大称盘
（C ）直流电流表A ，内阻可忽略不计 （D ）定值电阻R 0，阻值未知，但不小于5Ω （E ）滑动变阻器 （F ）导线和开关 （1）
甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如下表所示：
试利用表格中的数据作出U-I 图，由图像可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为__________V ，总内阻为__________Ω。

由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表__________（选填“V 1”或“V 2”）
（2）乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后，连接该电路继续实验时，由于电流表发生短路故障，因此只能记下两个电压表的示数，该同学利用表中的数据，以表V 1的示数U 1为横坐标、表V 2的示数U 2为纵坐标作图像，也得到一条不过原点的直线，已知直线的斜率为k ，截距为b ，则两节干电池总的电动势大小为__________，两节干电池的总内阻为__________（选填“可以”或“不可以”）求出。

如果该同学希望通过利用图像的截距直接得到电源的电动势，保持为纵坐标不变，应该选用__________作为横坐标作图。

19．（4分）如图所示A 为一稳压管，它的作用是保证DE 两端的电压U DE 恒定不变，当流过稳压管有电流在5mA 和40mA 之间时，U DE 就稳定在10V 上，R 2为一可变电阻，它的最小值为500Ω，最大值为无穷大（即断路）。

设电源电压U ＝20V ，则当R 2变化时，R 1的值应在
U
0 0.10 0.20 0.30 I /A
________________范围内，才能使流入稳压管的电流最大不超过40mA，最小不低于5mA？
四．计算题（本大题共5小题，共60分）
20．（9分）如图所示，半径各为R1＝0.5m和R2＝1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上，金属直杆ab（长度略长于0.5m）两端架在圆导轨上。

将这一装置放在磁感应强度B＝1T 的匀强磁场内，磁场方向垂直于圆轨道面铅直向下，在外加功率的作用之下，
直杆ab以ω＝4rad/s的角速度绕过O点的铅直轴逆时针旋转。

（1）求ab中感应电动势的大小，并指出哪端电势较高；
（2）用r＝1.5Ω的电阻器跨接于两导轨的两定点（如图中的c、d，
电阻器未画出），不计其他部分的电阻，求流过电阻器的电流大小；
（3）在（2）的情况下，设外加机械功率为2W，求杆ab克服摩擦力做功的功率。

21．（13分）如图所示，质量为m1＝10kg的气缸A倒扣在水平桌面上，内有质量为m2＝2kg、截面积为S＝50cm2的活塞B被支柱C支撑。

活塞下方的气体与外界大气相通，外界大气压强为p0＝1.0⨯105Pa，活塞B上方密闭有压强p1＝1.0⨯105Pa、温度为27︒C的气柱D，气柱长l1＝30cm，活塞B可在A中无摩擦滑动。

（g取10m/s2）
（1）若气柱D的温度缓慢升至57︒C，D中气体的压强为多大？
（2）若气柱D的温度缓慢升至127︒C，D中气体的压强又为多大？
（3）在气柱D的温度由27︒C升至127︒C的过程中，气体D对外做了多少功？
22．（12分）如图所示，AB为半环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。

一个小球从A点以速度v0被水平抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，v0为多大？
（2）若v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角就不同。

同学甲认为，总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环。

同学乙认为，无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环。

你认为哪位同学的分析正确？如认为甲同学正确，求出相应的v0值；如认为乙同学正确，说明理由。

23．（12分）如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。

A是质量为m的细长直杆，光滑套管D被固定在竖直方向，A可以自由上下运动，物块C的质量为m，紧靠半球形碗放置。

初始时，A杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触（如图）。

然后从静止开始释放A，A、B、C便开始运动，求：
（1）长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时，B、C水平方向的速度各为多大？
（2）运动过程中，长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗内底部的高度。

（3）从静止释放A到长直杆的下端，又上升到距碗底有最大高度的过程中，C物体对B
物体做的功。

24．（14分）如图所示，水平桌面处有水平向右的匀强电场，场强大小E＝2⨯104V/m，A、B是完全相同的两个小物体，质量均为m＝0.1kg，电量均为q＝2⨯10－5C，且都带负电，原来都被按在桌面上的P点。

现设法使A物体获得和电场E同方向的初速v A0＝12m/s，A开始运动的加速度大小为6m/s2，经τ时间后，设法使B物体获得和电场E同方向的初速v B0＝6m/s（不计A、B两物体间的库仑力），求：
（1）在A未与B相遇前，A电势能增量的最大值；
（2）如果要使A尽快与B相遇，τ为多大？
E
参考答案
一．
1、10，8，
2、5，2.8，
3、mgtanθ/2NLI，mgsinθ/2NLI，
4、800，与x、y轴负向都夹45︒角，
5、（2n＋1/3）πN rad/s（n∈N），（2n＋5/3）πN rad/s（n∈N），
二． 6、C ， 7、C ， 8、A ， 9、A ， 10、B ，
三． 11、C 、D ， 12、A 、D ，
13、B 、C 、D ，
14、B 、C ， 四．
15、（BC ），磁场总是要阻碍
16、l ＋d/2，2t/（n －1），π2
（n －1）2
（2l ＋d ）/2t 2
，
17、大，大，小，
18、（1）2.90，3.50，V 1，（2）E ＝b/（1－k ），I 不可以，U 1－U 2，
19、250Ω＜R 1＜400Ω， 五．
20、（1）1.5V ，b 点高，（2）1A ，（3）0.5W ， 21．（1）1.1⨯105
Pa ，（2）1.2⨯105
Pa ，（3）20J ，
22．（1）v 0＝Rg/2 ，（2）乙正确，设小球垂直击中环，则其速度方向必过圆心，设其与水平方向的夹角为θ，Rsin θ＝gt 2
/2，R （1＋cos θ）＝v 0t ，且tan θ＝gt/v 0可解得θ＝0，但这是不可能的，
23．（1）此时v B ＝v C ，由机械能守恒得：mgR ＝12 ⨯3mv B 2，即v B ＝v C ＝2Rg/3 ，（2）此时
直杆竖直方向速度为零，由机械能守恒得：mgh ＝12 ⨯2mv B 2，h ＝23 R ，（3）W ＝－12 mv C 2
＝－13
mgR ，
24．（1）A 释放后有qE ＋f ＝ma ，得f ＝0.2N ，A 速度减到零，t ＝v A0/a ＝2s ，经过的位移为s ＝v A02
/2a ＝12m ，∆E max ＝qEs ＝4.8J ，（2）返回时qE －f ＝ma’，因为B 的速度较小，要尽快相遇，对应B 减速到零时与A 相遇，B 的最大位移s B ＝v B02
/2a ＝3m ，花时t B ＝v B0/a ＝1s ，A 返回走了s’＝s －s B ＝9m ，用时t A ＝2s'/a' ＝3s ，故τ＝t ＋t A ＋t B ＝6s ，。