高 三 物 理 2013.01
本试卷分第Ⅰ卷（）和第Ⅱ卷（非）两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至8页，共120分。考试时长100分钟。考生务必将第Ⅰ答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题纸交回。
第Ⅰ卷（选择题，共52分）
一．单项选择题（本题共10小题，每小题只有一个选项正确，每小题4分，共40分。）
1．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是12 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.6，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为
A.6m/s B.10 m/s C.12 m/s D.20 m/s
2．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为
A.(M+m)g-ma B.(M+m)g+ma
C.(M+m)g D.(M-m)g
3．将两个电荷量分别为－2Q和＋3Q的相同金属小球A、B，分别固定在相距为r的两处，A、B均可视为点电荷，它们之间库仑力的大小为F。现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电绝缘金属小球C先后与A、B相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为
A．F B. C. D.
4．如图所示，我某集团军在一次空地联合军事演习中，离地面H高处的飞机以水平对地速度v1发射一颗炸弹轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看做竖直上抛)，设此时拦截系统与飞机的水平距离为x，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足
A. B.
C. D.
5．2014年11月3日凌晨1时29分，经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近似为圆的轨道，与在此轨道上等待已久的“天宫一号”成功对接；11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面。下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是
A．对接前“天宫一号”的运行速率约为11.2km/s
B．若还知道“天宫一号”运动的周期，再利用万有引力常量，就
可算出地球的质量
C．在对接前，应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕
地球做圆周运动，然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”
并与之对接
D．“神舟八号”返回地面时应先减速
6．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是
A．A开始运动时 B．A和B的速度相等时
C．B的速度等于零时 D．A的速度等于v时
7． 如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，被平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的固定直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向里的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，下列表述正确的是
A．FN1
C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大
D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
8．1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量m=3.1×10-25kg，寿命τ=0.4×10-24s，这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为 ，式中 是正、反顶夸克之间的距离，αS 是强相互作用耦合常数， 是与单位制有关的常数，在国际单位制中 ，则在国际单位制中强相互作用耦合常数αS的单位是
A．N B．V B．J D．无单位
9．如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等，从t0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，甲为A的振动图像，乙为B的振动图像。若A向右传播的波与B向左传播的波在t1 = 0.3s时相遇，则
A．两列波的波长都是4m
B．两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点
D．t2 = 0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向上
10．如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦。下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能Ep和机械能E随时间变化的图象，可能正确的是
二、多项选择题 （本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题多个选项正确，选择正确选项，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的为0分。）
11．北京市东城区民用电网改造完成后，某居民小区变压器输出端的交变电压瞬时值表达式为u=220 sin100πt（V），对此交变电压，下列表述正确的是
A．最大值是220V B． 频率是50Hz C．有效值是220V D．周期是0.01 s
12． 2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500ｋｍ／ｈ，可载5人，如图所示就是磁悬浮的原理，图中Ａ是圆柱形磁铁，Ｂ是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环Ｂ水平放在磁铁Ａ的正上方，它就能在磁力的作用下悬浮。下列表述正确的是
Ａ．在Ｂ放入磁场的过程中，Ｂ中将产生感应电流．当稳定后，感应电流消失
Ｂ．在Ｂ放入磁场的过程中，Ｂ中将产生感应电流．当稳定后，感应电流仍存在
Ｃ．在Ｂ放入磁场的过程中，如Ａ的Ｎ极朝上，从上向下看，Ｂ中感应电流为顺时针方向
Ｄ．在Ｂ放入磁场的过程中，如Ａ的Ｎ极朝上，从上向下看，Ｂ中感应电流为逆时针方向
13．如图所示，质量m＝1kg的物块，以速度v0=4m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带，传送带上A、B两点间的距离L=6m，已知传送带的速度v=2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2。关于物块在传送带上的运动，下列表述正确的是
A．物块在传送带上运动的时间为4s
B．物块滑离传送带时的速率为2m/s
C．皮带对物块的摩擦力对物块做功为6J
D．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J
第Ⅱ卷 （非选择题，共7题，共68分）
三．实验题（每小题6分，共12分）
14．用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。
（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是（ ）
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
（2）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_______，小球抛出后的水平速度为_______。
15．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大。某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10 Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)。
I/A00. 120.200.280.340.380.420.460.480.50
U/V00.20.40.60.81.01.21.41.62.0
（1）请在下面的虚线方框中画出实验电路图。
（2）在图中画出小灯泡的I－U曲线。
⑶将以上小灯泡接到如图所示的电路中，若电源电动势E＝2.0V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R＝4.5Ω，则此时小灯泡的功率是 W。 (保留两位有效数字)
四．：本题共5小题，共56分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。
16．（10分）如图所示，某滑道由AB、BC两段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接（不考虑机械能损失），其中轨道AB段是光滑的，水平轨道BC的长度x1=7.5m， A点离轨道BC的高度为h=5.0m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g取10m/s2。试求：
（1）小滑块到达C点时的速度大小；
（2）小滑块由B点运动到C点的时间；
（3）小滑块最终静止的位置距B点的距离x2。
17．(10分) 如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.25 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)。求：
（1）金属杆ab刚进入磁场时的速度大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）杆在磁场中下落0.2 s的过程中电阻R
产生的热量。
18．(10分) 在水平直线马路上，质量为1.0×103kg的汽车，发动机的额定功率为6.0×104W，汽车开始由静止以a=1 m/s2的加速度做匀加速运动，运动中所受摩擦阻力大小恒为2000N，当汽车达到额定功率后，保持功率不变(g=10 m/s2)。求：
（1）汽车做匀加速运动的时间t1；
（2）汽车所能达到的最大速率；
(3)若汽车由静止位移1000m前，已达到最大速率，则汽车发生该1000m位移需要多少时间t？
19. (13分)如图所示，在半径为a（大小未知）的圆柱空间中（图中圆为其横截面）,固定放置一绝缘材料制成的边长为L的弹性等边三角形框架DEF，其中心O位于圆柱的轴线上。在三角形框架DEF与圆柱之间的空间中，充满磁感应强度大小为B的均匀磁场，其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里。在EF边上的中点S处有一发射带电粒子的粒子加速器，粒子发射的方向皆在截面内且垂直于EF边并指向磁场区域。发射粒子的电量皆为q（q＞0），质量皆为m，速度大小皆为 。若粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，且粒子在碰撞过程中所带的电量不变。（不计带电粒子的重力，不计带电粒子之间的相互作用）
求：
(1)为使初速度为零的粒子速度增加到 ，在粒子加速器中，需要的加速电压为多大；
(2)带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径；
(3)若满足：从S点发射出的粒子都能再次返回S点，则
匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大；
（4）若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第（3）问
的条件，则从S点发射出的某带电粒子从S点发射到
第一次返回S点的时间是多少？
20.（13分）质量均为m=0.1kg的两个小物体A和B，静止放在足够长的水平面上，相距 L =12.5m。它们跟水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2，其中A带电荷量为 q=3×10-4C 的正电荷，与水平面的接触是绝缘的，B不带电。现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场，场强E=103N/C，A便开始向右运动，并与B发生多次对心碰撞，碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，A带电量不变，B始终不带电。g 取10m/s2。试求：
（1）A与B第1次碰撞后B的速度大小；
（2）A与B从第2次碰撞到第3次碰撞过程中B运动的位移；
（3）整个运动过程中A、B同水平面摩擦产生热量的总和。
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