届学年03上海市十三校联考物理试题.docx
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届学年03上海市十三校联考物理试题
上海市十三校2014届高三第二次质量检测
物理试题
一、单项选择题（共16分，每小题2分。
每小题只有一个正确选项。
）
1.放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由弱到强的排列顺序是（）
（A）γ射线、β射线、α射线（B）β射线、α射线、γ射线
（C）α射线、β射线、γ射线（D）α射线、γ射线、β射线
2．唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1m，重力加速度g＝10m/s2，根据诗中的描述可得水降落到地面时的速度约为（设初速度为零，忽略空气阻力）（）
（A）100m/s（B）140m/s（C）200m/s（D）2000m/s
3.下列核反应方程及其表述中错误的是（）
（A）
He＋
H
He＋
H
是原子核的α衰变
（B）
He＋
Al
P＋
n
是原子核的人工转变
（C）
Na
Mg＋
e
是原子核的β衰变
（D）
U＋
n
Kr＋
Ba＋3
n
是重核的裂变反应
4．竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（）
（A）黑白相间的水平干涉条纹（B）黑白相间的竖直干涉条纹
（C）彩色的水平干涉条纹（D）彩色的竖直干涉条纹
5．一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振子从平衡位置第一次运动到x＝
处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到x＝
处所用的最短时间为t2，那么t1与t2的大小关系正确的是（）
（A）t1＝t2 （B）t1＜t2（C）t1＞t2 （D）无法判断
6．如图所示，一个质量为m的小滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，则
（）
（A）滑块可能受到三个力作用
（B）弹簧一定处于压缩状态
（C）斜面对滑块的支持力大小可能为零
（D）斜面对滑块的摩擦力大小可能等于mg
7.如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab､cd为串接有理想电压表和理想电流表的两根金属棒。
在ab､cd同时以相同速度沿导轨向右运动时，下列结果正确的是（）
（A）电压表有读数，电流表有读数
（B）电压表无读数，电流表有读数
（C）电压表有读数，电流表无读数
（D）电压表无读数，电流表无读数
8.如果“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中，滑行的距离和牵引力都相同，则（）
（A）携带的弹药越多，加速度越大
（B）携带的弹药越多，牵引力做功越多
（C）携带的弹药越多，滑行的时间越长
（D）携带的弹药越多，获得的起飞速度越大
二、单项选择题（共24分，每小题3分。
每小题只有一个正确选项。
）
9．关于下列四幅示意图的说法中正确的是（）
（A）在单分子油膜法测量分子直径d的大小时认为油酸分子是一个挨一个紧密排列的
（B）光电效应实验现象说明了光具有波动性
（C）α粒子轰击铍产生的粒子流x2是质子流
（D）用中子轰击铀核使其发生聚变……，引起的链式反应会释放出巨大的核能
10.如图所示为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路。
要求发动机的点火开关闭合，并且温度过高时，风扇才会自动开启。
其中K为点火开关，R′为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小）。
下面关于该控制电路的判断中正确的是（）
（A）虚线框内的门电路是“或”门
（B）虚线框内的门电路是“与非”门
（C）增加R2的阻值可以使风扇启动的温度降低
（D）增加R1的阻值可以使风扇启动的温度降低
11．甲、乙两个质点同时同地同向做直线运动，甲做匀速直线运动，乙在前1s内做匀加速运动，之后做变加速运动，它们的v-t图像如图所示，则（）
（A）1s前甲在前，1s后乙在前
（B）前4s时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
（C）前4s时间内质点之间的最大距离为5m
（D）两质点相遇时距离出发点40m
12．在下图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R0，在滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动过程中，理想电压表的读数变大的是（）
13．如图所示，“┏”型均匀杆的总长为3L，在竖直平面内可绕光滑的水平轴O转动。
若在右端A施加一个竖直向下的力F，使杆顺时针缓慢转动，则在杆AB从水平到转过45°的过程中，以下说法中正确的是（）
（A）力F的力矩变大（B）力F的力矩先变大后变小
（C）力F的大小不变（D）力F的大小先变大后变小
14．如图所示，在足够大的、竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙的金属导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN。
现从t＝0时刻起，给MN通以图示方向的电流，且电流I的大小与时间t成正比，即I＝kt，不考虑电流对匀强磁场的影响，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
下列关于金属棒的加速度a、速度v随时间t变化的关系图像中可能正确的是（）
15.如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线，现有一个电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由A点运动到B点，所经位置的电势φ与到A点的距离x的变化规律如图（b）所示。
由分析可知结论正确的是（）
（A）电场线AB的方向是由B指向A
（B）电子在A、B两点的速度关系是vA＜vB
（C）电子在A、B两点的加速度关系是aA＞aB
（D）电子在A、B两点的电势能关系是EpA＞EpB
16.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左作匀速直线运动，重力加速度为g.则在将货物提升到图示的位置时，下列给出的结论正确的是（）
（A）货箱向上运动的速度大于v
（B）缆绳中的拉力T等于（M＋m）g
（C）货车对缆绳拉力做功的功率P大于（M＋m）gvcosθ
（D）货物对货箱底部的压力小于mg
三、多项选择题（共16分，每小题4分。
每小题有二个或三个正确选项。
选全对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。
）
17．下列叙述中符合物理学史实的是（）
（A）托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性
（B）贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子的核式结构模型
（C）卡文迪什通过扭秤实验装置测出了万有引力常量，验证了万有引力定律
（D）麦克斯韦依据电磁场理论预言了电磁波的存在，并通过实验给予了证实
18．如图所示，竖直放置的上下固定的两气缸A、B之间用质量不计的活塞和轻杆连接，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，A的横截面积大于B的横截面积，A、B中气体的初始温度相同。
现使A、B升高相同温度到再次达到稳定时，与初态相比A、B中气体的体积变化量为VA、VB，压强变化量为PA、PB，对活塞压力的变化量为FA、FB，则（）
（A）活塞和轻杆向上移动了一段距离（B）VA＞VB
（C）PA＝PB（D）FA＝FB
19．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1＝B、B2＝2B。
一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v/2，则下列结论中正确的是（）
（A）此过程中通过线框截面的电量为
（B）此过程中回路产生的电能为
mv2
（C）此时线框的加速度为
（D）此时线框中的电功率为
20．一列简谐波沿着x轴正向传播，振幅为2cm。
如图所示，在t＝0时刻相距30m的两个质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中a质点速度沿y轴负方向；在t＝2s时，b质点恰好第一次回到y＝1cm处，则（）
（A）t＝0时刻，a、b两个质点的加速度相同
（B）a、b两个质点平衡位置间的距离是半波长的奇数倍
（C）这列简谐波的周期一定小于8s
（D）这列简谐波的波速可能为3.75m/s
四、填空题（共20分，每小题4分）
21.如图，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上的四个特定位置。
现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处，则在位置分子间作用力最小，在位置分子势能最小。
（两空均选填“a”、“b”、“c”或“d”）
22.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。
已知月球半径为R，万有引力常量为G，则可得月球的质量M月＝，月球的第一宇宙速度vy＝.
23．如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的B端放置一个质量为m的小物块（可视为质点）。
现缓慢抬高木板的B端，使木板以A端为轴在竖直面内转动，当木板转到与水平面的夹角为α时，小物块开始滑动，此时停止转动木板。
当物块滑到A端时速度为v，已知重力加速度为
g，则在整个过程中木板对物块的作用力所做的功为，木板对物块的支持力做功为．
24．在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环，质量为m的带电小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。
当圆环、小球都带有相同的电荷量Q（未知）时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示。
已知静电力常量为k，重力加速度为g，则绝缘细线对小球的拉力T＝，圆环的带电量Q＝.
25．如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向不变，沿x轴方向与坐标x的关系如图2所示（图像是反比例函数图线）；夹角θ＝45°的光滑金属长直导轨OM、ON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力F作用下沿x轴向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触良好。
已知t＝0时，导体棒处于O位置，导体棒的质量m＝2kg，导轨OM、ON在点O处的接触电阻为R＝0.5Ω，其余电阻不计；回路中产生的电动势E与时间t的关系如图3所示（图线是过原点的直线）。
由图像分析可得1~2s时间内通过导体棒的电量q＝C；导体棒在滑动过程中所受的外力F与时间t的关系式F＝.
五、实验题（共24分，第26题6分，第27题4分，第28题6分，第29题8分。
）
26．上海某中学物理兴趣小组做“用单摆测定当地的重力加速度”的实验：
（1）实验时注意到必须控制摆角，若摆长为1.2m，则他们将摆球最多拉至离平衡位置约m处释放；测周期时计时起点应选在。
（选填“平衡位置”或“最高点”）
（2）该物理兴趣小组实验时通过改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，绘出T2－L图线，如右图所示。
然后利用在图线上测取两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），便可求得当地的重力加速度g＝．
27.右图1为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置图。
粗细均匀的弯曲玻璃管的A管插入烧瓶，B管与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。
开始时，B、C内的水银面等高。
（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管沿竖直方向移动（选填：
“向上”或“向下”），直至B、C内的水银面等高；
（2）【单选题】实验中多次改变封闭气体的温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量或C管竖直方向移动的距离。
已知右图2中的图线③为B管内水银面高度的改变量随Δt变化的函数图像，则C管移动的距离随Δt变化的函数图像可能是（）
（A）图2中的图线①（B）图2中的图线②
（C）图2中的图线③（D）图2中的图线④
28.实验室配备的电压表的内阻其实并非很大。
现在设计测定量程为3V的电压表内阻的精确值（内阻约为2kΩ），可以把它等效为一个理想电压表和一个定值电阻的并联，实验室中提供的器材有：
电阻箱R（最大电阻为9999.9Ω），定值电阻r1＝5kΩ，定值电阻r2＝10kΩ，电源E（电动势约为12V、内阻不计），开关、导线若干。
设计的实验电路如图所示，先将电阻箱R的阻值调到最大，连接好实物电路；然后闭合开关，调节电阻箱R的阻值，使得电压表的指针刚好半偏，记下此时电阻箱的阻值R1；再次调节电阻箱R的阻值，使电压表的指针刚好满偏，记下此时电阻箱的阻值R2。
（1）实验中选用的定值电阻是；
（2）由上述的实验过程分析可得电压表内阻RV的表达式为RV＝.（请用字母R1、R2和r表示）
（3）【单选题】若实验中使用的电源E的内阻并不为零，则该实验测得的电压表内阻RV的值与真实值相比将（）
（A）偏小（B）不变（C）偏大（D）不能确定，要视电压表内阻的大小而定
29.在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：
如图所示，实验使用的长方体容器B内部的底面积为1m2，高为1m。
在容器内顶部安装一个利用超声波测量距离的传感器A，该传感器默认超声波在空气中的传播速度为340m/s。
（1）若通过传感器A测得液面距离顶部的高度为0.15m，可得容器内液体的体积为__________m3.
（2）研究小组在实验中发现，传感器测量的液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，然后通过实验获得下表中的数据。
温度t（℃）
－10
5
20
35
50
超声波速度v（m/s）
324.0
333.0
342.0
351.0
360.0
液面距顶部的高度h测（m）
0.105
0.204
0.298
0.387
0.474
通过表中数据分析可得超声波在空气中的传播速度v与温度t的关系式为v＝__________。
.
（3）利用
（2）的结论，若在环境温度为40℃时测得液面距顶部的高度为0.288m，实际液面距顶部的高度为__________m。
【小数点后保留三位】
（4）分析导出液面距离顶部的实际高度h与测量值h测和温度t之间关系式为h＝__________。
六、计算题（共50分，第30题10分，第31题12分，第32题14分，第33题14分。
）
30.如图所示，在左端封闭右端开口的、粗细均匀的U形管中，有一段空气柱将水银分为A、B两部分，A位于封闭端的顶部。
已知在温度t＝87℃时，空气柱的长度L＝12.5cm，水银柱A的长度h1＝25cm，B部分的两液面的高度差h2＝45cm，外界大气压强P0＝75cmHg。
试求：
（1）当空气柱的温度为多少摄氏度时，A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力.
（2）保持空气柱在
（1）情况下的温度不变，在右管中注入多少厘米长的水银柱，可以使U形管内B部分的水银面相平.
31．如图所示，在距水平地面高h1＝1.2m的光滑水平台面上，一个质量m＝1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep。
现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度v1向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。
已知B点距水平地面的高h2＝0.6m，圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高，C点的切线水平，并与水平地面上长为L＝2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力忽略不计。
试求：
（1）小物块由A到B的运动时间.
（2）压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep.
（3）若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件.
32.如图所示，一辆在水平地面上向右做直线运动的平板车，长度L＝6m，质量M＝10kg，其上表面水平光滑且距地面高为h＝1.25m，A、B是其左右的两端点，在A端固定一个与车
绝缘的、质量与大小忽略不计的带电体Q，其电量Q＝－5×10－6C。
在地面上方的空间存在着沿小车运动方向的、区域足够大的匀强电场（忽略Q的影响），场强大小E＝1×107N/C。
在t＝0时刻，小车速度为v0＝7.2m/s，此时将一个质量m＝1kg的小球轻放在平板车上距离B端
处的P点（小球可视为质点，释放时对地的速度为零）。
经过一段时间，小球脱离平板车并落到地面。
已知平板车受到地面的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ＝0.2，其它阻力不计，重力加速度g＝10m/s2.试求：
（1）从t＝0时起，平板车能继续向右运动的最大距离.
（2）小球从t＝0时起到离开平板车时所经历的时间.
（3）从t＝0时起到小球离开平板车落地时止，带电体Q的电势能的变化量．
33.如图所示，两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m，用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧，AB和CD处于水平。
在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。
现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间（AB、CD始终水平），在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q.重力加速度为g，试求：
（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
（2）在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
（3）设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围.
（4）依据第（3）问的结果，请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度－时间图像（v－t图）.
上海市十三校2014届高三第二次质量检测
物理参考答案与评分标准
一、单项选择题（共16分，每小题2分。
每小题只有一个正确选项。
）
1
2
3
4
5
6
7
8
C
B
A
C
B
A
D
C
二、单项选择题（共24分，每小题3分。
每小题只有一个正确选项。
）
9
10
11
12
13
14
15
16
A
C
B
D
B
D
C
C
三、多项选择题（共16分，每小题4分。
每小题有二个或三个正确选项。
）
17
18
19
20
AC
BD
BC
ACD
四、填空题（共20分，每小题4分，每空2分.）
21.c；c22.
；
23.
mv2；mgLsin
24.
；
25.6；4＋4t.
五、实验题（共24分，第26题6分，第27题4分，第28题6分，第29题8分，每空2分.）
26.
（1）0.1（0.1~0.105）；平衡位置
（2）42
.
27.
（1）向下
（2）B
28.
（1）r1
（2）R1－2R2－r（写成R1－2R2－r1同样给分） （3）C
29.
（1）0.85
（2）330＋0.6t（3）0.300
（4）h＝h测（0.97＋1.7610－3t）
六、计算题（共50分，第30题10分，第31题12分，第32题14分，第33题14分。
）
30.
（1）以封闭在左管中的气体为研究对象，
初状态：
T＝360K，p1＝（75－45）cmHg＝30cmHg，V1＝12.5Scm3（1分）
在水银柱A对U形管的顶部没有压力时：
T′＝273＋t′，p2＝25cmHg（1分）
h2’＝（75－25）cm＝50cm
V2＝10Scm3（1分）
，
（2分）
（2）状态3：
T3＝T′，p3＝p0＝75cmHg，V3＝L’’Scm3（1分）
p2V2＝p3V3
（2分）
注入的水银柱长度为:
（2分）
31．⑴小物块由A运动到B的过程中做平抛运动，在竖直方向上根据自由落体运动规律可知，
小物块由A运动到B的时间为：
t＝
＝
s≈0.346s（2分）
⑵根据图中几何关系可知，h2＝h1（1－cos∠BOC），解得：
∠BOC＝60°（1分）
根据平抛运动规律有：
tan60°＝
，解得：
v1＝2m/s（2分）
根据能的转化与守恒可知，原来压缩的弹簧储存的弹性势能为：
Ep＝
mv12＝2J（1分）
⑶依据题意知，①μ的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零，根据能量关系有：
mgh1＋Ep＞μmgL代入数据解得：
μ＜
（2分）
②对于μ的最小值求解，首先应判断物块第一次碰墙后反弹，能否沿圆轨道滑离B点，设物块碰前在D处的速度为v2，由能量关系有：
mgh1＋Ep＝μmgL＋
mv22
第一次碰墙后返回至C处的动能为：
EkC＝
mv22－μmgL可知即使μ＝0，有：
mv22＝14J
mv22＝3.5J＜mgh2＝6J，小物块不可能返滑至B点（2分）
故μ的最小值对应着物块撞后回到圆轨道最高某处，又下滑经C恰好至D点停止，因此有：
mv22≤2μmgL，联立解得：
μ≥
（1分）
综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值：
≤μ＜
（1分）
32．
（1）以平板车为研究对象，根据受力分析和牛顿运动定律有：
F＝EQ＝50N，方向向左
a1＝
＝7.2m/s2 （2分）
x1＝
＝3.6m（2分）
（2）因x1＜4m，故小球不会从车的左端掉下，小车向右运动的时间t1＝
＝1s（1分）
小车向左运动的加速度a2＝
＝2.8m/s2（1分）
小球掉下小车时，小车向左运动的距离x2＝x1＋L/3＝5.6m
小车向左运动的时间t2＝
＝2s（1分）
所以小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间t＝t1＋t2＝3s （1分）
（3）小球刚离开平板车时，小车向左的速度的大小为v2＝a2t2＝5.6m/s（1分）
小球离开平板车后，车的加速度大小a3＝（F－μMg）/M＝3m/s2（1分）
小球离开车子做自由落体的运动h＝gt32/2t3＝0.5s（1分）
车子在t3时间内向左运动的距离x3＝v2t3＋
a3t32＝3.175m（1分）
车子在从t＝0时起到小球离开平板车落地时止，向左运动的位移为S
s＝x3＋x2－x1＝5.175m（1分）
故在从t＝0时起到小球离开平板车落地时止，带电体Q的电势能的变化量为⊿E
⊿E＝－Fs＝－258.75J（1分）
33．
（1）AB杆达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，
对AB杆：
3mg＝2T对CD杆：
2T＝mg＋BIL（1分）
又F＝BIL＝
（1分）
解得v1＝
（1分）
（2）以AB、CD棒组成的系统在此过程中，根据能的转化与守恒有：
（3m－m）gh－2Q＝
4mv12（1分）
（1分）
q＝It＝
＝
＝
（2分）
（3）AB杆与CD杆都在磁场中运动，直到达到匀速，此时系统处于平衡状态，
对AB杆：
3mg＝2T＋BIL对CD杆：
2T’＝mg＋BIL
又F＝BIL＝
解得v2＝
（2分）
所以
＜v2＜
（1分）
（4）AB杆以速度v1进入磁场，系统受到安培力（阻力）突然增加，系统做加速度不断减小的减速运动，接下来的运动情况有四种可能性：
（注：
每画出一幅可能的v-t图得1分，共4分。
图1、3的右端也
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