届上海市杨浦区高三下学期质量调研测试物理试题解析版.docx

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届上海市杨浦区高三下学期质量调研测试物理试题解析版

杨浦区2018学年度第二学期高中等级考模拟质量调研

高三年级物理学科试卷

一、选择题（共40分，第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分，每小题只有一个正确答案）

1.根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释

粒子散射实验,使少数

粒子发生大角度偏转的作用力是金原子核对

粒子的

A.库仑斥力B.库仑引力C.万有引力D.核力

【答案】A

【解析】

【详解】

粒子和电子之间有相互作用力,它们接近时就有库仑引力作用,但因为电子的质量只有

粒子质量的1/7300,粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样,

粒子质量大,其运动方向几乎不改变,只有是原子核对

粒子的库仑斥力,其力较大,且原子核质量较大,导致极少数

粒子发生大角度偏转,所以A选项正确.

2.查德威克用

粒子轰击铍核，核反应方程式是

其中X是

A.质子B.中子C.电子D.正电子

【答案】B

【解析】

【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，x的质量数为4+9-12=1，电荷数为0，故x为中子，故B正确ACD错误。

故选B。

3.在光电效应实验中，用频率为

的光照射光电管阴极，发生了光电效应.下列说法正确的是（ ）

A.仅增大入射光的强度，光电流大小不变

B.入射光的强度必须足够大，才能发生光电效应

C.改用频率小于

的光照射，可能不发生光电效应

D.改用频率小于

的光照射，光电子的最大初动能变大

【答案】C

【解析】

【详解】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大。

故A错误；入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于ν，若低于极限频率时，则不会发生光电效应，故C正确。

在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0，入射光的频率越低，但仍大于极限频率时，光电子最大初动能会越小，故D错误；故选C.

4.由分子动理论可知，下列说法正确的

A.液体分子的无规则运动称为布朗运动

B.物体的内能跟物体的温度和体积有关

C.分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小

D.分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大

【答案】B

【解析】

【详解】我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动。

但并不是液体分子的无规则运动，故A错误；组成物体的所有分子的动能与势能之和是物体的内能，物体内能与物体的温度和体积有关，故B正确；分子间引力总随分子间距离的减小而增大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子动能都大，故D错误；故选B。

5.下列关于电磁波谱的说法，下列说法正确的是（）

A.验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应

B.相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线

C.利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离

D.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中最强的

【答案】C

【解析】

【详解】验钞机是利用了紫外线的荧光作用，故A错误；电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线，相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线，故B错误。

电磁波测距就是利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔来确定的，故C正确；热效应最强的是红外线，故D错误；故选C.

6.理想实验是科学研究中的一种重要方法,它把可靠事实与合理的推理相结合,可以深刻地揭示自然规律.以下研究中需用理想实验的是（    ）

A.探究共点力的合成是否遵循平行四边形定则

B.利用刻度尺的自由下落,测定人的反应时间

C.探究小球在没有受到外力作用时运动状态是否变化

D.探究滑块在重物牵引下在水平木板上运动时的速度变化

【答案】C

【解析】

【详解】平行四边形法则的科学探究属于等效替代,故A错误；利用自由落体运动测定反应时间是实际进行的实验,不是理想实验,故B错误；探究小球在没有受到外力作用时运动状态是否变化,抓住主要因素,忽略了次要因素,从而更深刻地反映了自然规律,属于理想实验,所以C选项是正确的；探究滑块在重物牵引下在水平木板上运动时,速度如何变化是实际实验,故D错误；故选C.

7.下列关于物理学家所作贡献的叙述正确的是

A.楞次通过实验发现了电流周围存在磁场

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验验证了电磁波的存在

C.安培通过实验发现感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D.法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究

【答案】D

【解析】

【详解】奥斯特发现了电流周围存在磁场，故A错误。

麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故B错误。

楞次总结出电磁感应现象中感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即楞次定律，故C错误。

法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，选项D正确；故选D.

8.一弹簧振子作简谐运动，下列说法正确的是（）

A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值

B.振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大

C.振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同

D.振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同

【答案】D

【解析】

向着平衡位置运动，速度为正值，加速度的方向指向平衡位置，AC错；振子经过平衡位置时，加速度为零，速度最大，B错；D对；

9.在运动会上,运动员以5.05m的成绩第24次打破世界纪录。

图为她在比赛中的几个画面。

下列说法中正确的是（）

A.运动员过最高点时的速度为零

B.撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为动能

C.运动员要成功跃过横杆，其重心必须高于横杆

D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功

【答案】D

【解析】

【详解】运动员经过最高点具有水平方向的分速度，速度不为零。

如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，故A错误；运动员起跳过程中，杆先由直变弯，运动员的动能转化为杆的弹性势能和运动员的重力势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为机械能，故B错误；从图中可看出，运动员越过横杆时身体向下弯曲，其重心可能在腰部下方，即重心可能在横杆的下方，故C错误；在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为重力势能，故运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功，故D正确。

故选D.

10.长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上,固定的很长直导线b与a平行放置,导体棒a与力传感器相连,如图所示（俯视图）。

a、b中通有大小分别为Ia、Ib的恒定电流,Ia方向如图所示,Ib方向未知.导体棒a静止时,传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力.下列说法正确的是（）

A.Ib与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为

B.Ib与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为

C.Ib与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为

D.Ib与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为

【答案】B

【解析】

【分析】

同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；根据F=BIL求解B.

【详解】因传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力，可知电流ab之间是相互吸引力，即两导线间的电流同向；根据

，解得Ib在a处的磁感应强度B大小为

，故选B。

11.如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成θ角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。

当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）

A.a可能受到2个力的作用

B.b可能受到3个力的作用

C.绳对a的拉力大小为

D.杆对a的支持力大小为

【答案】C

【解析】

【详解】AB、如下图所示受力分析，小球a静止，它受重力mg，绳子拉力T，杆的弹力N，必然处于三力平衡状态。

轻质环b不受重力，则绳子拉力

和杆对其弹力

二力平衡，该段绳子与杆完全垂直，AB错误；

CD、以a球为研究对象，则绳子拉力

。

根据正弦定理得：

，解得：

。

则C正确，D错误。

故选C。

【点睛】根据物体的平衡状态判断物体的受力情况及受力个数，是解决本题问题的关键。

12.如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V。

实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，下列说法中正确的是

A.带电粒子一定是先过a，再到b，然后到c

B.带电粒子在三点所受电场力的大小Fb＞Fa＞Fc

C.带电粒子在三点动能的大小Ekc＞Eka＞Ekb

D.带电粒子在三点电势能的大小Epb＞Epc＞Epa

【答案】C

【解析】

试题分析：

该电场必为匀强电场，电场线垂直等势线向上，带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反而向下，由做曲线运动的条件可知，粒子亦可先过c，往b再到a，选项A错误，选项B正确．粒子在运动过程中，电势能的增加等于动能的减少，则有Ekc>Eka>Ekb，Epb>Epa>Epc，所以选项D正确，选项C错误．

考点：

带电粒子在电场中的运动

【名师点睛】

二、填空题（共20分，每小题4分）

13.一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为

（g为重力加速度）,人对电梯底部的压力大小为_______;此过程中电梯中的人处于________状态（填“超重”或“失重”）

【答案】

（1）.

（2）.超重

【解析】

【详解】对人受力分析，根据牛顿第二定律可知：

N−mg=ma；解得：

；根据牛顿第三定律可知,人对电梯底部的压力为

mg；因加速度向上，此时电梯受到的支持力大于重物的重力，故人处于超重状态。

14.己知地球表面重力加速度大约是月球表面重力加速度的6倍,地球半径大约是月球半径的4倍,不考虑地球、月球自转的影响,则地球质量与月球质量之比约为_________,靠近地球表面沿圆轨逆运行的航天器与靠近月球表面沿圆轨道行的航天器的线速度之比约为________

【答案】

（1）.96:

1

（2）.

【解析】

【详解】万有引力等于重力,即

计算得出:

；

则

;

万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

计算得出:

，

则:

15.图示是某时刻两列简谐横波的波形图，波速大小均为10m/s，一列波沿x轴正向传播（实线所示）；另一列波沿x轴负向传播（虚线所示），则在x轴上质点a（x=1m）和b（x=2m）中，质点___________（选填“a”或“b”）振动加强，从该时刻起经过0.1s时，c质点坐标为___________。

【答案】

（1）.a

（2）.（3m,0.4m）

【解析】

【详解】

（1）两列波长相同的波叠加，由图象知，b、d两点都是波峰与波谷相遇点，则b、d两点振动始终减弱，是振动减弱点；

（2）由图象可知，两列波的波长都为λ=4m，则周期

而

，c点此时向上运动，经过

到达波谷，此时y方向的位移为y=-2A=-0.4cm，故c点的坐标为（3m，-0.4cm）.

【点睛】本题考查了波的叠加原理，要知道波峰与波峰或波谷与波谷相遇点振动加强，波峰与波谷相遇点振动减弱，要注意：

振动加强点并不是位移始终最大.

16.如图甲所示，一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在导热良好的气缸内，此时活塞静止且距离底部的高度为h，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强为

，气缸横截面积为S，重力加速度为g，则甲图中封闭气体的压强P1为________，若在活塞上故置质量为m的铁块，活塞缓慢下滑△h后再次静止，如图乙所示，则△h为________.

【答案】

（1）.

（2）.

【解析】

【详解】

（1）.甲图气体内部压强为P1，活塞静止，

，所以

（2）.图乙中，活塞下滑后再次静止，

气体发生的是等温变化，又玻意耳定律：

故

17.如图所示, 图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。

由图可知 , 两者不成线性关系 , 这是由于电流的热效应造成的电阻变化，若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为 12V 的电路上，求流过灯泡的电流_________和每个灯泡的电阻___________；又如图乙所示 , 将一个这样的电灯与 20Ω 的定值电阻 R0 串联，接在电压恒定为 8V 的电路上，不计电流表内阻，则灯的实际功率是__________.

【答案】

（1）.0.4A

（2）.10Ω（3）.0.6W

【解析】

【详解】把三个这样的电灯串联后，每只灯泡的实际电压12/3V=4V，再在图甲上可以查到每只电灯加上4V实际电压时的工作电流I=0.4A，则此时每只电灯的实际电阻R=U/I=4/0.4Ω=10Ω.；在题乙图中的混联电路中，设电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I，在这个闭合电路中，有E=U+IR0，代入数据并整理得，U=8−20I，这是一个直线方程，把该直线在题甲图上画出，如图所示。

这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A，同时满足了电路结构和元件的要求，此时灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W

18.在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏。

现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路.

（1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；

（2）螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；

（3）螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针将_________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；

（4）螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。

【答案】

（1）.向左

（2）.不发生（3）.向右（4）.向右

【解析】

【分析】

由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向.

【详解】

（1）甲电路测出电流表是正进负出向左偏.将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；

（2）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转；

（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，A线圈的电流减小，穿过B的磁通量变小，由楞次定律可知感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；

（4）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．

【点睛】熟练掌握并灵活应用安培定则及楞次定律即可正确解题.

19.实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为0.1m、长为0.4m的10匝矩形线框abcd,总电阻为R=2Ω，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为m=0.2kg.如图是简化的俯视图，小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为f=0.4N，进入磁场前已达到最大速度v=5m/s，车头（ab边）刚要进入磁场时立即抛去牵引力，车尾（cd边）刚出磁场时速度恰好为零。

已知有界磁场宽度为0.4m，磁感应强度为B=1.4T,方向竖直向下.求：

（1）进入磁场前小车所受牵引力的功率P;

（2）车头刚进入磁场时，感应电流的大小I;

（3）电磁刹车过程中产生的焦耳热Q.

【答案】

（1）P=2W

（2）I=3.5A（3）Q=2.18J

【解析】

【详解】

（1）进入磁场前小车匀速运动时速度最大，则有F=f

牵引力的功率P=Fv=fv=2W

（2）车头刚进入磁场时，产生的感应电动势为：

E=NBLv=7V

感应电流的大小为：

I=E/R=（NBLv）/R=3.5A

车头刚进入磁场时，小车受阻力、安培力，F安=NBIL=4.9N

小车的加速度大小a=

=26.5m/s2

（3）根据能量守恒定律得：

Q+f·2s=

mv2，

Q=2.18J

20.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=2×103kg，驱动电机的输入的最大电流I=400A，电压U=300V.在此行驶状态下，g=10m/s2.求：

（1）若该汽车所受阻力与车重的最大比值为0.15，驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率为P机，求该汽车可以达到的最大速度.

（2）设想改用纯太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。

（已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W,太阳到地球的距离r=1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%，球体的表面积公式S=4πR2.）

（3）太阳能是清洁能源，为什么在马路上很少看到纯太阳能汽车？

我们可以从哪些方面对纯太阳能汽车进行改进，达到既充分利用太阳能又切实可行的目标？

【答案】

（1）v=36m/s

（2）S≈726.7m2（3）提高太阳能电池的转化率、电机的驱动转化率和车的车重等

【解析】

【详解】

（1）P机=90%UI=90%×300×400=108000W

F牵=f=0.15G车=3×103N

由P机=F牵·v；得v=36m/s

（2）当阳光垂直电池板入射时，所需电池板的面积最小，设为S，由题意得：

S·15%=P电；

带入得S≈726.7m2

（3）由上问可知所需太阳能电池板的最小面积为726.7m2，太大了，不能够在马路上自由行驶，所以很少看到。

我们可以通过提高太阳能电池的转化率、电机的驱动转化率和车的车重。

可以从这些方面进行改进。