上海市长宁区2020届高三下学期二模考试物理试题 Word版含解析 16页

- 1 - 2020 年长宁区高三物理在线学习效果评估试卷 一、选择题（每小题只有一个正确答案） 1.根据恒星的分类，太阳属于（ ） A. 超巨星 B. 巨星 C. 主序星 D. 白矮星 【答案】C 【解析】 【详解】太阳现在正处中年或壮年阶段，处于恒星演化的中期，叫主序星阶段。太阳是一颗 小质量的黄矮星，位于赫罗图中主星序中下端，已经在此停留了大约 50 亿年，并正在随着氢 燃料的消耗，缓慢地向上移动。根据恒星演化模型显示，太阳在刚刚诞生时，体积是现在的 87%，表面温度比现在高大约 600℃。同样根据恒星演化模型，太阳还将在主星序上停留大约 45~50 亿年，然后步入老年，体积膨胀，离开主星序进入红巨星区域。因此，太阳目前是一颗 主序星，正处于恒星生命中的中年壮年期，故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 2.在“用单摆测定重力加速度”实验中，下列操作正确的是（ ） A. 须选用轻且不易伸长的细线 B. 须选用密度和直径都较小的摆球 C. 摆长必须大于 1m，摆角必须小于 5º D. 如果用 DIS 实验系统做实验，光电门应放在摆球摆动过程的最高点 【答案】A 【解析】 【详解】A．为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故 A 正确； B．为减小空气阻力对实验的影响，减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径较小的摆球， 故 B 错误； C．摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动，而摆长不是必须大于 1m，故 C 错误； D．如果用 DIS 实验系统做实验，光电门应该在速度最大的地方测量，故 D 错误。 故选 A。 3.如图所示的一段圆弧为某运动物体的速度随时间变化图像，则物体的运动可能是（ ） - 2 - A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动 C. 变速直线运动 D. 圆周运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB． v t 图像的斜率等于加速度，由图知，物体的加速度不断增大，故做非匀变速 直线运动，故 AB 错误； CD．由图像可知：速度方向一直为正，没有改变，所以质点做直线运动。速度图像只能表示 直线运动的情况，不是物体的运动轨迹，故 D 错误，C 正确。 故选 C。 4.如图，真空中 A 点固定一点电荷，B、C 为该点电荷电场中的两点，A、B 间距为 r1，A、C 间 距为 r2，且 r1EC C. φB<φC D. φB>φC 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由点电荷电场强度公式 2 QE k r  可知，离点电荷越远电场强度越小，所以 B CE E ，故 A 错误，B 正确； CD．如果点电荷为正电荷，根据沿电场线电势降低可知， B C  ，同理，如果点电荷为负电 荷时， B C  ，故 CD 错误。 故选 B。 - 3 - 5.以线状白炽灯为光源，通过狭缝观察该光源，可以看到（ ） A. 黑白相间的条纹，这是光的干涉 B. 黑白相间的条纹，这是光的衍射 C. 彩色的条纹，这是光的干涉 D. 彩色的条纹，这是光的衍射 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由题可知该现象为光的衍射现象，故 AC 错误； BD．线状白炽灯发出的光是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的单缝衍射的图样中条 纹宽度和间距都不相同，因此各单色光的亮条纹或暗条纹不能完全重叠在一起，所以形成彩 色条纹，故 B 错误，D 正确。 故选 D。 6.一块含铀的矿石质量为 M，其中铀的质量为 m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知 铀的半衰期为 T。则经过时间 T 后（ ） A. 矿石中铅的质量为 0.5m B. 矿石中铀的质量为 0.5m C. 矿石的质量为 M-0.5m D. 矿石的质量为 0.5（M-m） 【答案】B 【解析】 【详解】根据半衰期公式 1 2 nm m  余 n 为半衰期次数，其中 1n  ，经过一个半衰期后剩余铀核为 1 2 m ，则这块矿石中铀的质量还 剩 0.5m ，但铀变成了铅，且生成铅质量小于 1 2 m ，经过一个半衰期后该矿石的质量剩下会大 于 1 2M m    。故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 7.如图为一列机械波 t 时刻的波形图，已知该波的周期为 T，波长为 L，a、b、c、d 为四个质 量相等的振动质点，则（ ） - 4 - A. 在 t 时刻，质点 b 的速度大于 c 的速度 B. 在 t+ 4 T 时刻，质点 d 的动能最大 C. 从 t 时刻起，质点 c 比质点 b 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于机械波平衡位置速度最大，由图可知质点 b 的速度小于 c 的速度，故 A 错误； B．机械波向左传播，在 4 Tt  时刻，d 质点经过平衡位置，其动能最大，故 B 正确； C．根据机械波向左传播，b、c 的速度都向下，b 靠近平衡位置，c 离开平衡位置，所以质点 b 先回到平衡位置，故 C 错误； D．在一个周期内质点通过的路程是四个振幅，与波长无关，故 D 错误。 故选 B。 8.已知标准状态下气体的摩尔体积 VA=22.4L/mol，阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023 1mol ，估算 标准状态下，1cm3 气体中的分子数最接近（ ） A. 2.7×1018 B. 2.7×1019 C. 2.7×1020 D. 2.7×1021 【答案】B 【解析】 【详解】设 1cm3 气体中的分子数为 n，则 3 23 19 A A 10 6.02 10 2.7 1022.4 Vn NV        故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 9.如图中，一球用网兜悬挂于 O 点，A 点为网兜上对称分布的若干网绳的结点，OA 为一段竖 直绳。若换体积较小而质量相同的另一球，设网绳的长度不变，则（ ） - 5 - A. 网绳的拉力变小 B. 网绳的拉力变大 C. 竖直绳 OA 的拉力变小 D. 竖直绳 OA 的拉力变大 【答案】A 【解析】 【详解】由于足球静止，竖直绳的拉力与球的重力等大反向。以结点 A 为研究对象，网绳的 合力与竖直绳的拉力等大反向，等于球的重力，换体积较小而质量相同的球后，竖直绳 OA 的 拉力不变，而网绳与竖直方向的夹角減小，则网绳上的拉力减小，故 BCD 错误，A 正确。 故选 A。 10.在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，先通过实验确定了电流流过检流计时 指针的偏转方向如图。在后续的实验中，竖直放置的感应线圈固定不动，条形磁铁从上方插 入线圈或从线圈拔出时，检流计指针会偏转。下列四图中分别标出了条形磁铁的极性、磁铁 相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向。其中方向关系表示正确的是（ ） A. B. - 6 - C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题中图可知，电流向右通过检流计时，检流计指针向左偏转。 A．磁铁向下插入线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量增加，根据楞次定律可以知道， 回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向右，其指针向左偏转，故 A 错误； B．磁铁向上拔出线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可以知道， 回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向左，其指针向右偏转，故 B 错误； C．磁铁向上拔出线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可以知道， 回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向左，其指针向右偏转，故 C 错误； D．磁铁向下插入线圈时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，根据楞次定律可以知道， 回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向右，其指针向左偏转，故 D 正确。 故选 D。 11.由于轨道调整的需要，“嫦娥二号”从半径较大的圆周轨道进入半径较小的圆周轨道，则 其（ ） A. 周期变大 B. 角速度变小 C. 线速度变小 D. 向心加速度变大 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可推导出 2 2 2 2Mm vG m r m r m mar T r       化简后可得 3 2 rT GM  - 7 - 3 GM r   GMv r  2 GMa r  A．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据 3 2 rT GM  可知周期减小，故 A 错误； B．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据 3 GM r   可知角速度变大，故 B 错误； C．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据 GMv r  可知线速度变大，故 C 错误； D．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据 2 GMa r  可知加速度变大，故 D 正确。 故选 D。 12.如图为医院给病人输液的部分装置，A 为输液瓶，B 为滴壶，C 为进气管，与大气相通。在 输液过程中（假设病人保持不动、瓶 A 液体未流完）（ ） - 8 - A. 瓶 A 上方的气体压强、滴壶 B 中的气体压强均减小 B. 瓶 A 上方的气体压强、滴壶 B 中的气体压强均增大 C. 瓶 A 上方的气体压强增大，滴壶 B 中的气体压强不变 D. 瓶 A 上方的气体压强减小，滴壶 B 中的气体压强不变 【答案】C 【解析】 【详解】瓶 A 中上方气体的压强为外界大气压与瓶 A 中的液体产生的压强差，瓶 A 中的液面 下降，液体产生的压强就減小，所以瓶 A 上方气体的压强会增大。进气管 C 处的压强为大气 压强，不变化，从 C 到滴壶 B 之间的液柱高度不变，所以滴壶 B 中的气体压强在瓶中药液输 完以前是不变的，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 二、填空题 13.氢原子核外只有一个电子 e，若将该电子的运动看作在原子核的静电力作用下，绕核作半 径为 r 的匀速圆周运动，则根据________定律可知，该静电力 F=__________。 【答案】 (1). 库伦 (2). 2 2 ke r 【解析】 【详解】[1][2]氢原子核外只有一个电子，题目又说将该电子的运动看作在原子核的静电力 作用下的运动，故可以用库仑定律求解，库仑定律是静止点电荷相互作用的规律；将核外电 子 e 和半径 r 带入库仑定律的公式 1 2 2 q qF k r  得 - 9 - F= 2 2 ke r 14.如图中，竖直放置的直导线旁有一通电的环形线圈，其环面与直导线在同一平面。当导线 通以电流 I 时，环形线圈向右平移，则环形线圈里电流的方向是________（选填“逆时针” 或“顺时针”），直导线受到环形线圈的作用力方向是_________。 【答案】 (1). 逆时针 (2). 水平向左 【解析】 【详解】[1][2]直导线中的电流方向由下向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方 向向内，环形线圈被直导线排斥向右平移，依据左手定则与右手螺旋定则，可知，环形线圈 里电流的方向逆时针；依据牛顿第三定律，可知，环形线圈被直导线排斥向右平移，那么直 导线受到环形线圈的作用方向是向左。 15.宇航员航天服内气体的压强为 1.0×105Pa，每平方米航天服上承受的气体压力为 _____________N。由于太空几乎是真空，在太空中行走时航天服会向外膨胀，影响宇航员返 回密封舱。此时，宇航员可以采取应急措施来减少航天服内部气体的压强，从而减小航天服 的体积。写出一种措施：___________。 【答案】 (1). 51.0 10 (2). 降低航天服气体温度或排出航天服内的气体 【解析】 【详解】[1][2]物体单位面积上受到的压力叫压强。根据压强的定义可知压力为 51.0 10 N； 为减小航天服的体积，最直接的办法就是排出航天服内的一些气体，又或者可以选择降低温 度，根据气体热胀冷缩的规律，使航天服内气体的体积减小。 16.如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为α=60º，β=30º。A、B 两个 物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静 止。不计所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜 面下滑，则它们加速度大小之比为____，着地瞬间机械能之比为_____。 - 10 - 【答案】 (1). 3 :1 (2). 1: 3 【解析】 【详解】[1][2]两物体均处于平衡状态，受力分析如图所示 绳子对 A 和 B 的拉力大小相等，对 A 有 A sin 60m g T  对 B 有 B sin30m g T  联立解得 A B: 1: 3m m  绳子剪断后，两物体均自由下落，落地高度相同，故落地时的速度相同 A B A B sin 60 sin30: :T Ta a m m   得 A B: 3 :1a a  落地高度相同，故落地时的速度相同，且只剩下动能，故机械能之比等于动能之比 2 2 A B 1 1: 1: 32 2m v m v  17.用如图电路测量干电池的电动势和内电阻。调节电阻箱，得到若干组电阻值 R 及对应的电 流值 I。以变量 1 I 为横轴、变量 R 为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出 1R I  图像， 则该图像的____表示了干电池的电动势，该图像的______表示了干电池的内电阻。 - 11 - 【答案】 (1). 斜率 (2). 截距 【解析】 【详解】[1][2]闭合电路欧姆定律，有 EI R r   公式变形，得到 1R E rI       以变量 1 I 为横轴、以变量 R 为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出 1R I  图象，该图象 的斜率表示了干电池的电动势 则该图像纵坐标的截距表示了干电池的内电阻。 三、综合题。注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要 的图示、文字说明、公式、演算等。 18.(1)图（a）为“用 DIS 研究加速度和力的关系”的实验装置。实验中，所选钩码的质量要 远________于小车的质量（选填“大”或“小”）。固定在小车上是位移传感器的_________ （选填“发射器”或“接收器”）。 (2)图（b）是小华同学设计的“用 DIS 研究加速度和力的关系”的另一套实验方案。在轨道 上的 B 点处固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码。把小车放到轨道上，挡光 片的前端位于 A 点处，静止释放小车，小车在轨道上做匀加速直线运动。 ①测出挡光片的宽度 d=0.5×10-2m，小车上挡光片通过光电门的时间Δt=0.5×10-2s，A、B 距 离 LAB=1m。则小车过 B 点的瞬时速度 vB=________m/s，加速度 a=________m/s2。 ②说明采用该实验方案测加速度时，产生误差的原因。（说出一个原因即可） __________________________________。 - 12 - 【答案】 (1). 小 (2). 发射器 (3). 1 (4). 0.5 (5). 测量 d、L 时，因 读数产生误差；光电门测时间Δt 产生的误差等 【解析】 【详解】(1)[1][2]要使钩码得重力大小等于小车外力，要求小车的质量要远大于钩码质量， 因此钩码质量要小一些；小车是运动的物体，要发送自己的位置信息回去，所以小车是位移 传感器的发射器。 (2)[3][4][5]极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则 B 点的瞬时速度 B 1m/sdv t   根据 2 2 ABv aL 20.5m/sa  实验所用的器材和我们人眼所读的数值并不是绝对的准确无误的，所以测量 d、L 时有可能因 为读数者的失误带来误差，还有光电门的不准确也会带来实验误差。 19.图（a），光滑且足够长的平行金属导轨 MN、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距 L=0.2m， 电阻 R=0.4Ω，导轨上放一质量 m=0.1kg、电阻 r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整 个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度 B=0.5T。现用一外力 F 沿水平方向拉金属杆， 使之由静止开始运动，理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图（b）。 (1)5s 末电阻 R 上消耗的电功率为多大？ (2)分析说明金属杆的运动情况； (3)写出外力 F 随时间 t 变化的表达式。 - 13 - 【答案】(1)10W；(2)金属杆做初速度为零匀加速直线运动；(3) 0.1 0.5F t  【解析】 【详解】(1)由图（b）知，t=5s 时 U=2V 所以电阻 R 上消耗的电功率为 2 22 10W0.4 UP R    (2) R BLvRU E R r R r     可知U v ，因 U 随时间均匀变化，故 v 也随时间均匀变化，金属杆做初速度为零匀加速直 线运动。 (3)由牛顿第二定律 F F ma 安 2 2B L atF BIL ma maR r     代入数据得 0.1 0.5F t  20.如图（a），在某次玻璃强度测试中，将一质量 m=2kg 的铁球从距离玻璃高 h=1.25m 处自由 释放，砸中被夹具夹在水平位置的玻璃。这种固定方式允许玻璃在受到冲击时有一定的位移 来缓冲，通过高速摄像机观察，发现铁球从接触玻璃开始到下落到最低点需要 t=0.005s。设 玻璃对铁球的弹力近似视为恒力，重力加速度 g 取 10m/s2。 (1)估算铁球接触玻璃开始到下落至最低点的过程中，玻璃对铁球的弹力有多大？ (2)某块玻璃被铁球击中后破碎，测得铁球从被释放到掉落地面，共下落 H=1.7m，经历时间 T=0.6s（本小题忽略铁球与玻璃相撞过程中下落的高度和时间），则铁球与玻璃碰撞损失了多 少机械能？ (3)将玻璃倾斜安装在汽车前车窗上，如图（b）。铁球以初速 0 3 2m/sv  向玻璃扔出，正好 垂直砸中玻璃。若安装后的玻璃在受到冲击时仅能沿垂直玻璃方向移动 s=5mm，超出会破碎。 玻璃能承受的最大弹力 Fm=4000N。铁球在飞行过程中高度下降 h'=0.35m，估计该玻璃是否会 被砸碎？ - 14 - 【答案】(1)2020N；(2)9J；(3)会砸碎 【解析】 【详解】(1)铁球自由下落到与玻璃接触时，速度 1 2v gh 铁球与玻璃接触后，加速度大小 1 1 va t  铁球受弹力和重力，根据牛顿第二定律 1F mg ma  联立并代入数据解得 2020NF  (2)铁球在玻璃上方下落时间 1 1 0.5svt g   在玻璃下方运动时间 2 0.6 0.5 0.1st    设铁球与玻璃碰撞后速度减小为 v2，下落高度 2 2 2 2 2 v t gtH h   解得 2 4m/sv  忽略减速过程下落高度，铁球在碰撞过程仅动能减小 - 15 - 2 2 1 2 9J2 2 mv mvE    (3)铁球从抛出到接触玻璃的过程中，以接触点为零势能面，飞行过程机械能守恒 2 2 0 t 2 2 mv mvmgh  解得 t 5m/sv  由(1)数据，可判断铁球与玻璃接触过程中重力远小于弹力，忽略重力对铁球运动的影响，则 铁球仅在弹力作用下沿垂直于玻璃方向做匀减速运动。若铁球能在 s 位移内停下，则 2 t 22v a s 2 5000NF ma  可知 mF F 所以会砸碎。 - 16 -