徐汇区2004学年高三年级物理学科学习能力诊断题

徐汇区2004学年高三年级物理学科学习能力诊断题（2005年1月）一、（50分）选择题。本大题共10小题，每小题5分，每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的。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。填写在括号外的字母，不作为选出的答案。1、如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，a所带电量的绝对值比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图示四条有向线段中的一条来表示，它应是（）（A）F1，（B）F2，（C）F3，（D）F4。2、竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则整个过程中，加速度大小的变化是（）（A）始终变大，（B）始终变小，（C）先变大后变小，（D）先变小后变大。3、在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向下移动时，（）（A）电压表示数变大，电流表示数变小，（B）电压表示数变小，电流表示数变大，（C）电压表示数变大，电流表示数变大，（D）电压表示数变小，电流表示数变小。4、两个人造地球卫星分别以v1和v2绕地球做半径分别为r1和r2的匀速圆周运动，运动周期分别为T1和T2，运动中所受向心力的大小分别为F1和F2，其加速度大小分别为a1和a2，若r1＜r2，则必有（）（A）v1＞v2，（B）T1＞T2，（C）a1＞a2，（D）F1＞F2。5、质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止。如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（）6、如图所示，一气缸固定在水平地面上，质量为1kg的重物P通过滑轮与活塞相连，活塞下面封闭有温度为27C的理想气体，已知大气压强为1.0105Pa，活塞面积为10cm2，活塞离流水号题号一二三成绩1920212223得分abF3F2cF1F4VAεrR1R2R3PBθBθBθB（A）（B）（C）（D）θ汽缸底的高度为30cm，不计活塞重及一切摩擦，当气体温度升高到177C时（）（A）重物P下降的距离为15cm，（B）重物P下降的距离为20cm，（C）气体压强为1.1105Pa，（D）气体压强为0.9105Pa。7、如图所示,一物体从高为H的斜面顶端由静止开始滑下，滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面，在斜面上能上升到的最大高度为12H。若不考虑物体经过斜面底端转折处的能量损失，则当物体再一次滑回斜面时上升的最大高度为（）（A）0，（B）14H，（C）14H与12H之间，（D）0与14H之间。8、图为一列简谐横波t时刻的波形图，已知该波的周期为T，波长为L，a、b、c、d为4个质量相等的振动质点，下列判断正确的是（）（A）在t时刻，c质点的振动能量最小，（B）在t+T4时刻，d质点的动能最大，（C）从t时刻起，质点b比质点c先回到平衡位置，（D）从t时刻起，到t+T时刻止，四个质点所通过的路程均为L。9、如图（甲）所示直线是电场中的一条电场线，A、B是该线上的两点。若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图（乙）所示，则下列说法中正确的是（）（A）该电场可能是匀强电场，（B）A、B两点的电势相比一定UA＜UB，（C）A、B两点的场强大小相比一定EA＜EB，（D）该电荷在两点的电势能的大小相比一定εA＞εB。10、光滑金属导轨宽L＝0.4m，电阻不计，均匀变化的磁场穿过整个轨道平面，如图中甲所示。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。金属棒ab的电阻为1Ω，自t＝0时刻起从导轨最左端以v＝1m/s的速度向右匀速运动，则（）（A）1s末回路中电动势为0.8V，（B）1s末ab棒所受磁场力为0.64N，（C）1s末回路中电动势为1.6V，（D）1s末ab棒所受磁场力为1.28N。二、（40分）填空题。本大题共8小题，每小题5分，将正确答案填在题中的横线上。11、如图所示，一个碗口为圆弧形的半球形碗放在桌面上，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于静止状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为＝60，则小球m1受到碗对它的支持力大小为________，两小球的质量比m1/m2为_________。12、如图所示，一带电粒子垂直电场线方向从O点射入匀强电场，ABm1mm2OOv0ab0.51B（T）t（s）21OO(甲）（乙）（甲）tv0（乙）P在粒子射入方向上取OA＝AB＝BC，过A、B、C作平行于电场方向的直线，交粒子运动轨迹分别为P、Q、N点。则AP︰BQ＝_________。粒子从P运动到Q与从Q运动到N，电场力对粒子做功之比W1︰W2＝_________（不计重力）。13、A、B两物体各自在甲、乙两处受到一竖直向上的外力作用后，在竖直方向上做变加速直线运动。利用传感器和计算机可以测量快速变化的力与加速度，如图所示是用这种方法获得的物体A、B所受的外力F与加速度a的关系图线，则物体A、B的质量大小关系为mA_____mB，甲、乙两处的重力加速度的关系为gA_____gB（均填写“＞”、“＜”或“＝”）。14、2004年1月4日，“勇气”号成功登陆火星。已知火星半径与地球半径之比R火︰R地＝1︰2，火星质量与地球质量之比m火︰m地＝1︰10，火星到太阳的距离与地球到太阳的距离之比r火︰r地＝3︰2；若火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动，则火星表面重力加速度g火与地球表面重力加速度g地之比g火︰g地＝________，火星绕日公转周期T火与地球绕日公转周期T地之比T火︰T地＝________。15、某同学利用“测定电池电动势和内阻”实验所得的U、I数据，根据电池的输出功率P＝IU，得出被测电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知，被测电池组的内阻r＝_______Ω，电动势ε＝__________V。16、如图所示，真空中有甲、乙、丙三个完全相同的单摆，摆球都带正电，摆线绝缘。现在乙的悬点放一带正电的小球，在丙所在空间加一竖直向下的匀强电场，则甲、乙、丙做简谐振动的周期T1、T2、T3的大小关系为____________，从相同高度由静止开始释放，三者运动到最低点的动能EK1、EK2、EK3的大小关系为____________。17、物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验。如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转。这一装置实际上就成为最早的电动机。图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁。图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上。请你判断这时自上向下看，A将__________转动和C将__________转动（填顺时针还是逆时针）。18、振幅不同，波速相同的两列波相向传播，它们的周期都为T，相遇的过程如以下各图所示，从这个过程中能总结出波的叠加的规律是：（1）_________________________________________________________；（2）_________________________________________________________。0P(W)30201015203530104050525R(Ω)ABaFO甲乙E丙OABCPQNE三、（60分）计算题。19、（10分）“水平放置且内径均匀的两端封闭的细玻璃管内，有h0＝6cm长的水银柱，水银柱左右两侧气柱A、B的长分别为20cm和40cm，温度均为27℃，压强均为1.0×105Pa。如果在水银柱中点处开一小孔，然后将两边气体同时加热至57℃，已知大气压强p0＝1.0×105Pa。则管内最后剩下的水银柱长度为多少？”某同学求解如下：因内外压强相等，两侧气体均做等压变化对于A气体，LA1T1＝LA2T2，LA2＝LA1T2T1＝330×20300cm＝22cm对于B气体，LB1T1＝LB2T2，LB2＝LB1T2T1＝330×40300cm＝44cm则剩下水银柱长度＝（LA2＋LB2）－（LA1＋LB1）－h0问：你同意上述解法吗？若同意，求出最后水银长度；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。20、（12分）如图所示，质量分别为M和m（M＞m）的小物体用轻绳连接；跨放在半径为R的光滑半圆柱体和光滑定滑轮B上，m位于半圆柱体底端C点，半圆柱体顶端A点与滑轮B的连线水平。整个系统从静止开始运动。设m能到达圆柱体的顶端，试求：（1）m到达圆柱体的顶端A点时，m和M的速度。（2）m到达A点时，对圆柱体的压力。ABt=0时刻t=1/4T时刻t=1/2T时刻t=3/4T时刻t=T时刻mMBARC21、（12分）在场强为E＝0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板，在金属板的正上方放置一块厚铅板A，A的下方中心处离地高为h＝0.45m处有一个很小的放射源，它可向各个方向均匀地释放质量为m＝2×10－23kg、电量为q＝+10－17C、初速度为v0＝1000m/s的带电粒子。粒子重力不计，粒子最后落在金属板上。试求：（1）粒子下落过程中电场力做的功。（2）粒子打在板上时的动能。（3）粒子到达金属板所需的最长时间。（4）粒子最后落在金属板上所形成的图形及面积的大小。22、（14分）如图所示，一块质量均匀、水平放置的绝缘平板长2m，其左端A靠在竖直墙面上，中心C固定在高1m的支架上，支架下端与水平固定转轴O连接，平板可绕转动轴O沿顺时针方向翻转。在平板A点处有一质量为0.1kg的带正电小物体M以初速v0开始向右运动，物体与平板间的动摩擦因数μ＝0.2。试求：（1）为使平板不翻倒，物体的初速v0的最大值。（2）若物体所带电量q＝10-5C，在整个空间加场强为E＝2×104N/C、水平向左的匀强电场，则为使平板不翻倒，物体的初速v0的最大值又可以为多少？（3）与（2）条件相同，若物体的初速v0＝2m/s，物体与墙面碰撞时能量不损失，则当物体最终停止时，运动的总路程为多少？E放射源hAOACM23、（12分）如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20m，电阻R＝10，有一质量为1kg的导体杆放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道面向下的匀强磁场中，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图（乙）所示，试求：（1）杆运动的加速度a。（2）磁场的磁感应强度B。（3）导体杆运动到第20s时，电阻R的电功率。（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，在不断开电路也不撤去磁场的情况下，你对该装置能提出什么合理的改进措施，请做简要说明。F(N)54321041015202530t(s)45355BRFFB（甲）（乙）物理评分标准：11、m2g或3/3m1g，312、1︰4,3︰513、＞，＜14、25,36415、5，3016、T1＝T2＞T3，EK1＝EK2＜EK3。17、逆时针，顺时针18、（1）当波相遇时，振动方向相同的部分振动加强，振动方向相反的部分振动减弱（2）波相互穿过，互不干扰19、不同意。（2分）因为右端B气体在体积增大到43厘米时就与外界连通了，右侧水银已全部溢出，不可能溢出4cm水银，（3分）而左侧3cm水银此时只溢出了2cm。（2分）所以：剩下水银柱长度＝（LA2‘＋LB2）－（LA1＋LB1）－h0＝1cm（3分）20、（1）Mg12πR－mgR＝12（M＋m）v2（4分）v＝MgπR－2mgRM＋m（2分）（2）mv2R＝mg－N（3分）N＝mg－Mmgπ－2