杨浦区2005学年度第一学期高三年级学科测试
物理试卷
考生注意：
1．本试卷共8页，满分150分。考试时间120分钟。考生应用钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上。
2．本试卷一、四大题中，小题序号后标有字母A的试题，适合于使用一期课改教材的考生；标有字母B的试题，适合于使用二期课改教材的考生；其它未标字母A或B的试题为全体考生必做的试题。不同大题可以选择不同的A类或B类试题，但同一大题的选择必须相同，若在同一大题内同时选做A类、B类两类试题，阅卷时只以A类试题计分。
3．第19、20、21、22、23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．（20分）填空题。本大题共5小题，每小题4分，答案写在题中横线上的空白处或指定位置，这要求写出演算过程。
A类题（适合于使用一期课改教材的考生）
1A．在一个平面内有六根彼此绝缘的通电直导线，电流方向如右图所示，各导线的电流大小相等，I、II、III、IV为四个面积相等的区域，则垂直纸面指向纸内的磁通量最大的区域是_____________，垂直纸面指向纸外的磁通量最大的区域是_____________。
2A．将力F分解为两个分力，若已知F的大小及F和F2之间的夹角q，且q为锐角，则当F1和F2大小相等时，F1的大小为_____________，而当F1有最小值时，F2的大小为_____________。
3A．一条打点计时器打出的小车运动的纸带如下图所示，取计数点A、B、C、D、E，每相邻两个计数点间还有四个实验点（图中未画出），已用刻度尺测量以A为起点，到B、C、D、E各点的距离标在图上，则纸带运动加速度的大小为a＝_____________m/s2，打纸带上C点时的瞬时速度大小为vC＝_____________ m/s。
B类题（适合于使用二期课改教材的考生）
|
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| 输入 | 输出 | |
A | B | Z |
| 0 | 0 | X |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
1B．右面是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为_________门电路，在真值表中X处的逻辑值为_________。
2B．一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e随时间t的变化如右图所示，感应电动势的最大值和周期可以从图上读出，则磁感应强度B＝_____________，在t＝T/2时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_____________。
3B．有一束粒子，以同一速度飞入匀强磁场中，在磁场里它们的轨迹分别为如右图中a、b、c所示，已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些轨迹能得出轨迹a的粒子带_________电，轨迹a的粒子带___________电。
公共题（全体考生必做）
4．在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为2q和－q，两小球用长为l的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于O点而处于平衡状态，如图所示，重力加速度为g，则细线对悬点O的作用力等于___________，两个小球之间的细线的拉力等于___________。
5．如图所示，质量为m的物体由于惯性沿倾角为q的斜面上滑，它与斜面间的动摩擦因数为m，斜面体质量为M，且与水平面无相对运动，则地面对斜面体的支持力大小为______________________，摩擦力大小为______________________。
二．（40分）选择题。本大题共8小题，每小题5分，每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的。把正确选项全部选出，并将正确选项填写在题后的括号内。每一小题全部选对的得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。
6．以下物理量中属于矢量的有 （ ）
（A）时间， （B）加速度， （C）功， （D）电流。
7．运动员用双手握住竖直竹竿匀速攀上和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别为F上和F下，那么它们的关系是 （ ）
（A）F上向上，F下向下，F上＝F下，
（B）F上向下，F下向上，F上＞F下，
（C）F上向上，F下向上，F上＝F下，
（D）F上向上，F下向下，F上＞F下．
8．照明电路中常提到多少度这个概念，下面有关”度”这个单位的正确说法是（ ）
（A）它是电功率的单位，1度＝1kW，
（B）它是电功的单位，1度＝1kWh，
（C）它是电能的单位，1度＝24´3600´103 J，
（D）1度电表明有12 J电能通过用电器转换成其他形式的能量。
9．如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO’这它的对称轴，直导线AB与OO’平行，且AB、OO’所在平面与线圈平面垂直，当AB中电流I逐渐增大时，下面关于线圈中感应电流的说法中正确的是 （ ）
（A）有感应电流，方向为abcda，
（B）有感应电流，方向为adcba，
（C）有感应电流，方向不能确定，
（D）没有感应电流。
10．如图所示为两列频率相同的水波在t＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2
cm（且在图示范围内振幅不变），波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法中正确的是（ ）
（A）A、C两点是振动减弱点，
（B）E点是振动加强点，
（C）B、D两点在该时刻的竖直高度差为4 cm，
（D）t＝0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为2 cm。
11．光滑水平面上静置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v1射入木块，以速度v2穿出，木块速度变为v，在这个过程中，下列说法中正确的是（ ）
（A）子弹对木块做的功为Mv2/2，
（B）子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功，
（C）子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦生热的内能之和，
（D）子弹损失的动能等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦生热的内能之和。
12．在匀强电场中有相邻的ABCD四个等势面，一个电子垂直等势面由D飞向A，电子在等势面D时动能为20 eV，飞经等势面C时电势能为－10 eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5 cm，则下列说法中正确的是（重力不计）（ ）
（A）等势面A的电势为－10 V，
（B）匀强电场的场强为200 V/m，
（C）电子再次经过等势面D时，动能为10 eV，
（D）电子的运动为匀变速直线运动。
13．在x轴的x＝a和x＝－a两位置上，各有一个电量均为Q的固定点电荷，在x＝0处有一个电量为q、质量为m的自由小球，且Q与q同号，今使小球沿着x轴方向稍稍偏离x＝0位置，设小球只受两固定电荷的库仑力，则小球将在x轴上做（ ）
（A）匀速直线运动， （B）变速直线运动，
（C）简谐运动， （D）机械振动。
三．（32分）实验题
14．（４分）某同学用图示的楞次定律演示器定性验证法拉弟电磁感应定律。
该同学将条形磁铁的任一极缓慢插入圆环_________（填“a“或”b“），圆环向后退，从上往下看，系统做_________（填“顺”或“逆”）时针转动。
15．（6分）如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，可以判断其中_________同学的实验结果比较符合实验事实，理由是__________________________ _______________________。
16．（8分）白炽灯是最普通的电灯，它是利用电流的热效应制成的，当电流通过灯丝时，灯丝热到白炽状态（2000°C以上）就发出很亮的光，可以供我们照明。
（1）一个普通的家用照明白炽灯正常发光时，通过它的电流强度与下列哪一个值较接近？ （ ）
（A）20 A， （B）2 A， （C）0 .2 A， （D）0.02 A。
（2）一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻，其阻值 （ ）
（A）等于807W， （B）大于807W，
（C）略小于807W， （D）比807W小很多。
17．（4分）图为《研究平抛运动》的一个演示实验装置图，图中C为弹性铁片，它位于B球的左面并夹紧A球，开始时两球均静止，当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，对该实验出现的现象或应得出的结论是（不考虑空气的阻力） （ ）
（A）两球在空中运动，两者高度始终相同，
（B）两球必定同时落地，
（C）实验表明，平抛运动就是自由落体运动，
（D）实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
18．（10分）右图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
（1）用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的___________挡（用字母序号表示）
（A）2.5 V， （B）10 V，
（C）50 V， （D）250 V。
| 测试点 | 电压示数 |
| a、b | 有示数 |
| c、b | 有示数 |
| c、d | 无示数 |
| d、f | 有示数 |
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触__________（填“a”或“b”），
③该同学测试结果如表1所示，根据测试结果，可以判定故障是（假设只有下列中的某一项有故障）（ ）
（A）灯A断路， （B）灯B短路，
（C）c、d段断路， （D）d、f段断路。
| 测试点 | 表针偏转情况 |
| c、d | 右偏 |
| d、e | 左偏 |
| e、f | 右偏 |
（2）用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S__________（填“断开”或“闭合”），
②测试结果如表2所示，由此可以断定故障是（ ）
（A）灯A断路， （B）灯B断路，
（C）灯A、B都断路， （D）d、e是导线断路。
四（58分）计算题
A类题（适合于使用一期课改教材的考生）
19A．（10分）一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时，汽车以3 m/s2的加速度开始行驶，恰在这时，一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶来，从后面赶过汽车，试求：
（1）汽车从路口启动后，在追上自行车前经过多少时间两车相距最远？距离是多少？
（2）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？
B类题（适合于使用二期课改教材的考生）
19B．如图所示，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
（1）若开始时足球的速度是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10 m/s，方向仍向右（如图甲），求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量。
（2）若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s速度反向弹回（如图乙），求这一过程中足球的动量改变量。
公共题（全体考生必做）
20．（10分）汽车发动机的功率为60 kW，若汽车总质量为5´103 kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5´103 N，试求：
（1）汽车所能达到的最大速度。
（2）若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？
以下为某同学的解答：
（1）因为F＝f，所以汽车所能达到的最大速度为vm＝＝m/s＝12 m/s。
（2）因为a＝，这一过程能维持的时间为t＝＝s＝24 s。
请问，该同学所得结论是否有问题？若有问题请予以纠正。
21．（10分）有三盏电灯L1、L2、L3，规格分别为“110V，100W”、“110V，60W”、“110V，50W”要求接到电压为220 V的稳压电源上，使每盏灯都能正常发光，可以使用一只适当规格的电阻。
（1）请按最优方案设计一个电路；
（2）对电阻的要求如何？
22．（14分）如图所示，矩形线圈abcd共1000匝，线圈长ab＝0.5 m，宽bc＝0.4 m，垂直穿出线圈平面的匀强磁场的磁感应强度以5 T/s的速率均匀减小，线路电阻R＝10 kW，平行金属板M、N之间的距离d＝2 cm，电子流以恒定速度v0＝3´107m/s不断地射入两板之间，速度方向和板平行（重力不计），问：
（1）如电子流从两板距离的中点射入，为使电子流能从另一端飞出而不落到板上，则板长L最大不能超过多少？
（2）在上述条件下，电子经过平行金属板间的电场，其电场力对每个电子做了多少功？电子飞出平行板时的速度为多大？
23（14分）一组航天员乘坐飞船，去修理位于离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H。机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭，而望远镜则在穿梭机前方数公里处，如右图所示。（已知地球半径为R＝6.4×106 m，地球质量为M＝6.0×1024 kg，引力常数为G＝6.67×10－11 Nm2/kg2）
（1）在穿梭机内，一质量为70kg的航天员的视重是多少？
（2）①计算轨道上的重力加速度的值；
②计算穿梭机在轨道上的速率和周期。
（3）在如右图所示位置，穿梭机要追上前面的太空望远镜，则应该怎样运动？
参考答案：
一．填空题
1A. I，III， 2A. F/2 cos q，F cos q， 3A. 0.497，0.155，
1B. 或，0， 2B. ，0°（或180°）， 3B. 正，负，
4. 2mg＋qE，mg―qE―2，
5. Mg＋mg（cos2 q―msinq cos q），mg（sinq cos q＋mcos2 q），
二．选择题
6. B， 7. C， 8. B， 9. D， 10. AB， 11. AD， 12. ABD， 13. BCD，
三．实验题
14．a（2分），顺（2分），
15．甲（3分），用一个弹簧秤拉时，拉力的方向一定沿着橡皮绳的方向（3分），
16．C（4分），D（4分），
17．AB（4分），
18．（1）B（2分），a（2分），D（2分），（2）断开（2分），D（2分）。
四．计算题
19A．（1）t＝－＝－s＝－2 s（2分），此时距离最大（1分），
Ds＝v自t－a汽t2＝（6´2－´3´22）m＝6 m（2分），
（2）追上时两车位移相等（1分），则v自t’＝a汽t’2（1分），解得t’＝4 s（1分），经4 s追上（1分），v’＝a汽t’＝3´4 m/s＝12 m/s（1分）。
19B．（1）取向右为正方向，初动量为P＝mv＝0.4´4 kgm/s＝1.6 kgm/s（1分），方向向右（1分），末动量为P’＝mv’＝0.4´10 kgm/s＝4.0 kgm/s（1分），方向向右（1分），动量改变量为D P＝P’－P＝2.4 kgm/s（1分），方向向右（1分），
（2）初动量为P＝mv＝0.4´10 kgm/s＝4.0 kgm/s（1分），末动量为P’＝mv’＝0.4´（－3） kgm/s＝－1.2 kgm/s（1分），动量改变量为D P＝P’－P＝－5.2 kgm/s（1分），方向向左（1分）。
20．该同学第（1）小题解答正确，第（2）小题解答错误（2分）。
以0.5 m/s2加速度运动的最大速度设为v’，则－f＝ma（2分），v’＝8 m/s（2分），
又a＝（2分），这一过程能维持的时间为t＝＝s＝16 s（2分）。
21．（1）L2与L3并联，L1与R并联，再串联（4分）
（2）PR＝P2＋P3－P1＝（60＋50－100）W＝10 W（2分），
R＝＝W＝121W（2分），
应选择一个电阻为121W，额定功率不小于10 W的电阻（2分）。
22．（1）由楞次定律可判断线圈中的感应电动势方向为逆时针方向，N板电势高（1分），所以电子流将向N板偏转，两板间电势差为
U＝E＝n＝n（1分）＝1000´5´0.5´0.4 V＝1000 V（1分），
电子在电场中沿水平方向做匀速直线运动，有L＝v0t（1分），
竖直方向做匀加速运动，有＝at2（1分）＝（1分），
所以L＝v0d＝3´107´2´10－2m＝0.0452 m（2分）。
（2）电场力对每个电子做的功为，W＝eU/2＝1.6´10－19´500 J＝8´10－17 J（2分），
由动能定理W＝mvt2－mv02（2分），
vt＝＝m/s＝3.03´107 m/s（2分）。
23．（14分）解：
（1）视重为0 （3分）
（2）①因为mg’＝G，所以g’＝G，（1分）代入数据得：g’＝8.2 m/s2，（1分）
②地球对穿梭机的万有引力提供向心力，有G＝m，
所以v＝＝m/s＝7651 m/s，（2分）
T＝2p＝2ps＝5817 s，（2分）
（3）穿梭机应首先减少其原有速率进入半径较小的轨道（1分），因引力做正功，动能增加（1分），低轨道环绕速度大于原轨道的环绕速度，同时具有较大的角速度（1分），最后，穿梭机在低轨道上加速进入半径较大的原轨道追上前面的望远镜（1分）。