上海市2009年七校联合考试高三物理试卷

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_。 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=7.5，临界电流 Ic=0.6A，限流电阻 R2=15，灯 泡上标有“6V 3W”，电源电动势 E=7V，内阻 r=2，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。 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_。 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 100rad/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 。 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 、 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 _。tan 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 7.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A O B 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 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： Ap 0 增大时，h 不变 Bp 0 增大时，h不变 C温度升高时，h 减小 D温度升高时，h减小 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 D两小球到达图示位置 P 点的时间差约为 1.4s hh D dh PC A Bv0 + _+Q -QABO s L超 导 部 件 流 流 流 流 E r R1 R2 B A C D1 EA Bo A B PQm 2 10. 台球以速度 V0 与球桌边框成 角撞击 O 点，反弹后速度为 V1， 方向与球桌边框夹角仍为 ，如图 7 所示。如果 V1t2 Cv 1=v2 Dv 1v2 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 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3:1Rr 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： A悬挂动滑轮的链条每根的弹力大小为 Mg2 B力 F 的大小为 g31 C力 F 的功率为 v4 D重物上升的速率为 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10 档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_档 （填1 档或100 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。 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_。 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； M a c N B 0 t0 t tP b d Q 甲 乙 O B A CDv 0 v1 m A B ()b()a ()c ()d v 2 13 abcdN S F M Dv 50V A B C 000 110 1k 10 302515 10 5 0 42010 150306 840 102 0 1 15. (C)先沿 abcd，后沿 dcba； (D)先沿 dcba，后沿 abcd。 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=80C 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 56，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 在给定的方框中画出实验电路图 应选用_A 的电流表 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； 将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写： 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. 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_。 使电火花计时器与圆形卡保持良好接触 接通电火花计时器的电源，使其工作起来 启动电动机，使圆形卡纸转动起来 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 的表达式，代入数据，得出 的测量 值。 （2）要得到角速度 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 _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 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？ 240 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AB 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，4L 木板恰好水平，求木板的质量 M 为多少？ v0O M NL 电 动 机 底 座 圆 形 卡 纸 电 火 花 器 a b c 15A B O 4 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 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？ （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） 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 =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? （2）经过多长时间，板与 m1 分离？ （3）木板运动多长距离后停止？ 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 =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，=58.7，A 距滑轮 L=1 米。 （1）求 M：m； （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。 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。 x yP Q O 图 甲 II0 -I0 t2图 乙 m1 m2 Mv0 m M A BC O 高三联合物理试卷参考答案及评分标准 1. 1、1 2. 0、2/3 3.qEl mqEl32 4. 0.2、0.628 5. M 6. D 7. B 8. A 9. C 10. D 11. AC 12. AC 13. BD 14. ABD 15. (1)1 档、先调零 （2）1300、5.4mA、27V 16D 17. （1）如右图（2 ）3 （3）cbadfe 18. 匀速直线运动、5m/s 19. （1 ） （2）D （3） ， 是 n 个点对应的圆心角，T 为打点时间n)1( 间隔（4）没有影响 20. 解： （1）气体做等压变化： （2 分）1TV ，得 （1 分）28560TSK3402 （1 分） 672t （2）设转到 180时水银不溢出， SlPl21 ， ， ，所以水银将溢出（22059lcm5.9cm105.2 分） 设转到 180时水银长度为 x 有: （2 分）)1)(76 解得： （1 分）cx0 设转到 240时，气体长度为 3l SlPl31 （2 分）3)0sin75(690lx 解得 （1 分）cml.83 21.解： 过 O 点作竖直线 OE，由题意，木板的重心 在 E 点（2 分） LAD （3 分）20tan 加上小物块，木板水平后，由力矩平衡可知： （3 分）4LmgDEM 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： BlvE 等效切割速度为 2l （1 分）2l （1 分）RBlEI0 从 OQ