2020届上海市宝山区高三（下）二模物理试题（解析版）

宝山区 2019 学年第二学期期中高三年级物理 学科质量监测卷 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.下列运动中的质点，动能保持不变的是（　　） A. 自由落体运动 B. 竖直上抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 简谐振动 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体做自由落体运动，速度增大，动能增大，A 错误； B．物体做竖直上抛运动，速度减小，动能减小，B 错误； C．物体做匀速圆周运动，速率不变，动能不变，C 正确； D．物体做简谐振动，速度大小周期性改变，动能周期性改变，D 错误。 故选 C 2.物理学史上揭示原子核有结构 现象是（　　） A. 阴极射线现象 B. 重核裂变现象 C. 天然放射性现象 D. α 粒子散射实验现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，A 错误； B．重核裂变是在揭示原子核结构之后，B 错误； C．天然放射性现象揭示了原子核内部有复杂结构，C 正确； D．卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构，D 错误。 故选 C。 3.图中安保人员用测温枪测量行人体温，测温枪测量体温是由于探测到了行人额头发出的（　　） A. 可见光 B. 红外线 C. 紫外线 D. 白光 。 的【答案】B 【解析】 【详解】测温枪的原理是根据接收到的红外线强弱来测定温度的，不同温度的物体辐射红外线的强弱不同， 温度越高辐射红外线就越强，ACD 错误，B 正确。 故选 B。 4.如图，A、B 两图是由单色光分别入射到 A 圆孔和 B 圆孔形成的图像，由两图可以得出（　　） A. A 图是衍射图像，A 孔直径小于 B 孔直径 B. A 图是干涉图像，A 孔直径大于 B 孔直径 C. B 图是衍射图像，A 孔直径小于 B 孔直径 D. B 图是干涉图像，A 孔直径大于 B 孔直径 【答案】A 【解析】 【详解】A 图中出现明暗相间，间隔不均匀的条纹，所以 A 图为衍射图样，小孔越小，衍射越明显，干涉 出现的明暗相间条纹宽度是均匀的，而 B 图是光沿直线传播的图样，所以 A 孔直径小于 B 孔直径，A 正确， BCD 错误。 故选 A。 5.一个密闭容器中装有气体，当温度变化时气体压强减小了（不考虑容器热胀冷缩），则（　　） A. 密度增大 B. 密度减小 C. 分子平均动能增大 D. 分子平均动能减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．气体的质量和体积不变，根据密度的定义 可知气体的密度不变，AB 错误； CD．根据查理定律 可知压强减小，温度降低，温度是气体分子平均动能的标志，温度降低，气体分 子平均动能减小，C 错误，D 正确。 故选 D。 6.如图，直升机下面悬挂着一面红旗，两者在天空中匀速水平飞行，悬挂红旗的细绳与竖直方向保持一定 的夹角，则空气对直升机的作用力的方向为（　　） m V ρ = p CT =A. 竖直向上 B. 水平向右 C. 竖直向上偏左 D. 竖直向上偏右 【答案】C 【解析】 【详解】对飞机进行受力分析，根据平衡条件，空气对飞机作用力 与重力 和绳子拉力 的合力平衡， 如图所示 根据平衡条件可知空气对直升机的作用力的方向为竖直向上偏左，ABD 错误，C 正确。 故选 C。 7.如图所示，把一个带正电的小球 A 固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带负电的小球 B。 现给小球 B 一个垂直 AB 连线方向的速度 v0，使其在水平桌面上运动，则（　　） A. B 球可能作匀速直线运动 B. B 球可能做匀速圆周运动 C. B 球一定做匀加速直线运动 D. B 球一定做匀减速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．库仑力的方向与两点电荷连线共线，所以库仑力与速度不共线，不可能做直线运动，ACD 错误； B．若库仑力提供向心力，即 则 B 球可以做匀速圆周运动，B 正确。 F mg T 2 A B 2 q q vk mr r =故选 B。 8.某一质点作简谐运动，其位移 x 随时间 t 变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 振幅为 4cm B. 振动周期为 2s C. t=2s 时质点的速度为 0 D. t=3s 时质点的加速度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质点振动图像可知振幅为 ，A 错误； B．振动周期为 ，B 错误； C． 时，质点在平衡位置，加速度为 0，速度最大，C 错误； D． 时，质点在距离平衡位置最远处，速度为 0，加速度最大，D 正确。 故选 D。 9.如图所示，S1、S2 是位于水面的两个振动情况完全相同的波源，振幅为 A，P、M、N 三点均位于 S1、S2 连线的中垂线上，且 PM=MN。某时刻 P 是两列波的波峰相遇点，N 恰是两列波的波谷相遇点，则（　　） A. P、N 两点间的距离为半个波长 B. M 点位移的最大值为 2A C. P 点的位移始终是 2A D. N 点为振动减弱点 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知 、 两点均为振动加强点，又因为 点在波峰， 点在波谷，所以 、 两点相距半波长的奇数倍，AD 错误； B． 、 两点均为振动加强点，两点连线上的点也为振动加强点，所以 点位移的最大值为 ，B 正 确； C． 点在平衡位置做简谐振动，位移的最大值为 ，C 错误。 故选 B。 10.如图所示，条形磁铁压在水平的粗糙桌面上，它的正中间上方有一根长直导线 L，导线中通有 2cm 4s 2st = 3st = P N P N P N P N M 2A P 2A垂直于纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流。若将直导线 L 沿竖直向上方向缓慢平移，远离条 形磁铁，则在这一过程中（　　） A. 桌面受到的压力将增大 B. 桌面受到的压力将减小 C. 桌面受到的摩擦力将增大 D. 桌面受到的摩擦力将减小 【答案】B 【解析】 【详解】画出条形磁铁的磁感线，应用左手定则判断导线所受安培力竖直向上，根据牛顿第三定律可知通 电导线对磁铁的安培力竖直向下，则磁铁的受力分析如图 磁铁与桌面之间无摩擦，若导线竖直向上远离磁铁，磁感应强度减小，根据 可知安培力减小，根 据牛顿第三定律可知桌面受到的压力减小，ACD 错误，B 正确。 故选 B。 11.如图所示，上端封闭的玻璃管插在水银槽中，管内封闭着一段气柱。现使玻璃管缓慢地绕其最下端的水 平轴偏离竖直方向一定角度，能描述管内气体状态变化的 图像是（箭头表示状态的变化方向）（　　） F BIL=安 p V−A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】玻璃管倾斜，水银柱和液面的高度差 减小，根据压强平衡 可知管内气体压强增大，管 内封闭气体发生等温变化，根据玻意尔定律 可知，气体体积减小，图像为双曲线的一支，ABD 错 误，C 正确。 故选 C。 12.如图，在负点电荷 Q 的电场中有 A、B、C、D 四点，A、B、C 为直角三角形的三个顶点，D 为 AC 的中 点，∠A=30°，A、B、C、D 四点处的电势分别用 φA、φB、φC、φD 表示，已知 φA=φC、φB=φD 负点电荷 Q 在 A、B、C 三点所确定的平面内，则（　　） A. φA=φB B. φA>φB C. φA V SD= 2 M【答案】 (1). (2). 【解析】 【详解】[1]根据万有引力定律可知 [2]挖去部分对质点的万有引力为 则 15.有一种手电筒，当其电池 电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中_____能转化为电 能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将 200g 的重物举高 20cm，每秒摇两次，则摇晃手电筒的平均功 率为________W，g=10m/s2。 【答案】 (1). 机械（或动能） (2). 0.8 【解析】 【详解】[1]摇晃过程中，人对手电筒做功，所以在摇晃过程中将机械能（或动能）转化为电能。 [2]摇晃两次，平均功率为 16.如图，铁质齿轮 P 可绕其水平轴 O 转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G 是一个电流计，当 P 转动， 铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量_____，线圈中就会产生感应电流。当 P 从图示位置开始转 到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过 G 的感应电流的方向是______。 的 24 GMm R 28 GMm R 1 2 2(2 ) 4 Mm GMmF G R R = = 2 2 2 (2 ) 8 M m MmF G GR R = = 2 1 2 2 24 8 8 GMm Mm GMmF F F GR R R = − = − = 3 22 2 200 10 10 20 10 W 0.8W1 W mghP t t − −× × × × ×= = = =【答案】 (1). 增大 (2). 先向左再向右 【解析】 【详解】[1]铁齿被磁化产生的磁场方向与线圈原磁场方向相同，从右向左，所以通过线圈的磁通量增大。 [2]线圈正对铁齿离开，从右向左的磁场减弱，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从右向左，根据安培定 则可知通过 G 的电流为从右向左；当上边铁齿靠近线圈时，线圈中从右向左的磁场增强，根据楞次定律可 知线圈中产生的磁场从左向右，根据安培定则可知通过 G 的电流从左向右，所以通过 G 的感应电流的方向 是先向左再向右。 17.如图 a 所示电路中，电源电动势 E=6V，内阻 r=1Ω，R1=R2=4Ω。若在 A、B 间连接一个理想电压表，其 读数是_____V；图 a 中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图 a 可等效为图 b，其等效电动势 E′等于 AB 间断路时 AB 间的电压；则该等效电源的内电阻 r′是___Ω。 【答案】 (1). 4.8 (2). 4.8 【解析】 【详解】[1] 若在 A、B 间连接一个理想电压表，电压表测量 的电阻，根据串联分压规律可知 [2] 与电源内阻 并联 再与 串联得等效电源的内阻 三、综合题（共 40 分）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.图甲为“用 DIS 研究加速度和力的关系”的实验装置。 1R 1 1 4 6V 4.8V4 1 RU ER r = = × =+ + 1R r 1 1 4 Ω 0.8Ω4 1 R rR R r = = =+ + 2R 2 4.8Ωr R R′ = + =(1)小车上安装的是位移传感器的____部分。在保持小车的____不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多 次重复测量，将数据输入计算机，得到如图乙所示的 a-F 关系图线。 (2)分析发现图线在纵轴上有明显 截距（OA 不为零），这是因为____。 (3)图线 AB 段基本是一条直线，而 BC 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_______。 A．实验的次数太多 B．小车与轨道之间存在摩擦 C．钩码的总质量明显地大于小车的总质量 (4)释放小车之前就启动记录数据的程序在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大，BC 曲线将不断地 延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为____。 【答案】 (1). 发射器 (2). 总质量 (3). 轨道左侧垫起高度太大（平衡摩擦力过度） (4). C (5). 【解析】 【详解】(1)[1]小车上安装的是位移传感器的发射部分。 [2]利用控制变量法探究加速度和力 关系，所以需要保持小车的总质量不改变。 (2)[3]小车在不受绳子拉力的作用下已经有加速度，说明平衡摩擦力过度，重力的分力大于滑动摩擦力，即 轨道左侧垫起高度太大。 (3)[4]设小车的质量为 ，钩码的质量为 ，由实验原理得 加速度为 而实际上 可见 段明显偏离直线是由于没有满足 远大于 造成的，AB 错误，C 正确。 故选 C。 的 的 a g= M m mg Ma= a Fmg M M = = mga M m ′ = + AB M m(4)[5]根据上述 变形 当 时，则 19.如图所示，平行光滑金属导轨 ab、cd 位于竖直平面内两导轨间距 L=0.1m。在 ac 间接有一阻值 R=0.08Ω 的电阻，水平放置的导体棒 PQ 质量 m=0.1kg、电阻 r=0.02Ω，其它电阻不计。导体棒 PQ 由静止开始下落 （始终与导轨紧密接触），当下落 h=0.45m 的高度时，进入方向水平且与导轨平面垂直的沿 y 方向逐渐减小 而 x 方向不变的磁场，若导体棒在磁场中以 9m/s2 的加速度做匀加速直线运动，不计空气阻力，g=10m/s2， 求： (1)导体棒进入磁场时的速度大小 v0； (2)导体棒从进入磁场下落 1m 的过程中，电阻 r 上产生的热量 Qr； (3)磁感强度 B 随 y 变化的函数关系。 【答案】(1)3m/s；(2)0.02J；(3) （T） 【解析】 【详解】(1)导体棒自由下落，根据速度位移公式 得 (2)导体棒在磁场中匀加速运动，重力不变，则安培力不变，根据牛顿第二定律得 mga M m ′ = + 1 1 a gM m = + m M a g= 4 1 18 9B y = + 2 0 2v gh= 0 2 2 10 0.45m/s 3m/sv gh= = × × =解得 导体棒从进入磁场下落 的过程中克服安培力做的功为 根据功能关系可得回路中产生的焦耳热为 根据焦耳定律可得电阻 上产生的热量 (3)根据 得 （ ） 根据安培力 得 所以 （T） 20.如图所示，一辆质量为 10t 的卡车在平直的水平公路 AB 上正以最大速度向右行驶。水平公路 的前方是长 60m 的坡道 BD，坡顶 D 离水平路面的高 h=6m。无论在水平公路还是在坡道上卡车 行驶过程中所受的阻力（由路面和空气提供）恒为其重力的 0.2 倍，卡车发动机能提供的牵引力 的额定功率为 200kW，g 取 10m/s2。 (1)卡车向右行驶的最大速度是多少？ (2)卡车行驶到 B 处时，若关闭发动机，卡车能否行驶到坡顶 D，请说明理由；倘若卡车到不了 坡顶，则发动机至少还需要做多少功才能使卡车到达坡顶？ (3)卡车行驶到 B 处时，若保持发动机牵引力的功率不变，坡道 BD 足够长，则卡车将作怎样的 运动？ Amg F ma− = A 0.1NF = 1m A A 0.1JW F s= = A 0.1JQ W= =总 r 0.02Jr rQ Qr R = =+ 总 2 2 0 2v v ay− = 2 9 9 18 9v y y= × + = + m/s AF BIL= 2 2 A E BLv B L vF B L B LR r R r R r = = =+ + + A 42 2 ( ) 0.1(0.08 0.02) 1 18 90.1 18 9 F R rB L v yy + += = = +× +【答案】(1)10m/s；(2)不能行驶到坡顶 ，发动机至少还需要做 的功才能使卡车到达坡顶；(3)卡 车先做加速度减小的减速直线运动，做匀速直线运动 【解析】 【详解】(1)卡车以最大速度行驶时，发动机达到额定功率，卡车做匀速直线运动，则牵引力和阻力大小相 等，可得最大速度为 (2)卡车在坡道上向上行驶，克服重力和阻力做功，上升到坡顶时，克服重力和阻力做的功为 则 卡车在 点时，动能大小为 因为 则卡车到达不了坡顶 ；若要使卡车到达坡顶 ，还需要做的功为 (3)卡车行驶到 处时，若保持发动机牵引力的功率不变，除了阻力外，还受重力沿斜面向下的分力，则卡 车受到总的阻力增大，牵引力小于总的阻力，将做减速运动，根据 可知，卡车减速，牵引力增大， 则减速的加速度减小，当速度减小到牵引力等于总的阻力大小时，卡车做匀速运动；则卡车先做加速度减 小的减速运动，再做匀速运动。 D 61.3 10 J× 3 m m 3 200 10 W 10m/s10 10 10 0.2N Pv f ×= = =× × × G f 0.2 BDW W W mgh mgs= + = +克 克 克 3 4 610 10 10 6J 0.2 10 10 60J 1.8 10 JW = × × × + × × × = ×克 B 2 4 6 k m 1 1 10 100J 0.5 10 J2 2E mv= = × × = × k G fE W W< +克 克 D D 2 6 mG f 1 1.3 10 J2W W W mv= + − = ×克 克 B PF v =