2020届上海市金山区高三（下）二模物理试题（解析版）

金山区 2019 学年第二学期质量监控 高三物理试卷 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.天然放射性元素衰变时放出的 γ 射线是（　　） A. 质子流 B. 电子流 C. 氦核流 D. 电磁波 【答案】D 【解析】 【详解】天然放射性元素衰变时能够的三种射线是 、 、 ，其中 射线是光子流，属于电磁波，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 2.温度最高的恒星表面颜色呈现（　　） A. 白色 B. 红色 C. 蓝色 D. 黄色 【答案】C 【解析】 【详解】恒星表面颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝，恒星表面颜色取决于它的表面温度，温度越 高，颜色越偏蓝，故温度最高的恒星表面颜色呈现蓝色，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 3.光电子飞出金属表面的动能大小取决于（　　） A. 入射光的频率 B. 入射光的强度 C. 金属板的表面积 D. 入射光与金属板之间的夹角 【答案】A 【解析】 【详解】根据光电效应方程 知，增大入射光频率，最大初动能变大，与强度、金属板表面积和夹角无关，故光电子飞出金属表面的动 能大小取决于入射光的频率，故 BCD 错误，A 正确。 故选 A。 4.一中学生从二楼走到一楼，其重力势能减少了近（　　） A. 10J B. 1×102J C. 1×103J D. 1×104J α β γ γ km 0E h Wν= −【答案】C 【解析】 【详解】根据功能关系可知，重力势能的减小量等于重力做的功，一个中学生大约 40kg，一层楼高约 3m， 所以重力势能的减小量为 即重力势能减少了近 1×103J，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 5.一弹簧振子做简谐运动时，其加速度随振动位移变化的图像应为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由 可得 因 k 和 m 一定，则加速度与位移为反比例关系，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 6.如图为一束单色光通过某装置后在光屏上产生的条纹，则该装置为（　　） A. 单缝，条纹为干涉条纹 B. 单缝，条纹为衍射条纹 C. 双缝，条纹为干涉条纹 D. 双缝，条纹为衍射条纹 p 40 10 3J 1200JE mgh= = × × = kx ma− = kxa m = −【答案】C 【解析】 【详解】双缝是干涉，条纹间距相等，单缝是衍射，条纹间距不相等，中央亮条纹最宽，两侧为不等间距 的明暗相间的条纹。由图可知，该装置为双缝，条纹为干涉条纹，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 7.如图（a）为某老师在新冠疫情期间上网课时使用的支架，支架上夹有手机。支架调整为图（b）状态后， 它对手机的作用力（　　） A. 大小、方向均发生了变化 B. 大小不变，方向发生变化 C. 方向不变，大小发生变化 D. 大小、方向均未发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，手机受竖直方向的重力和手机支架的作用力（支持力和静摩擦力），变化前手机处于静 止状态，受力平衡，故手机支架对手机的作用力方向为竖直向上，大小等于重力大小。变化后手机仍处于 静止状态，则手机作用力大小、方向均未发生变化，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 8.如图，一定质量的气体从状态 A 沿直线变化到状态 B 的过程中，其温度（　　） A. 保持不变 B. 逐渐升高 C. 逐渐降低 D. 先升高后降低 【答案】C 【解析】 【详解】根据理想气体状态方程即 其 图像上点到原点的连线斜率反映温度的高低，如下图所示 知 A 点温度大于 B 点温度，即由 A 到 B 温度降低，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 9.一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、B 的振动图像如图所示。 则该波（　　） A. 波长为 4m B. 波速为 m/s C. A、B 两质点的运动方向始终相同 D. 9s 末 A 点 振动速度大于 B 点的振动速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．波从 A 向 B 传播，AB 间的距离 ， 由题意得，波长大于 1m，则 n 只能取 0，即有 即 的 pV CT = CTp V = 1p V − 1 3 3( )4x n λ∆ = + ( )0,1,2,...n = 3 4x λ∆ =故 A 错误； B．波速为 故 B 正确； C．由图可知，A、B 两质点的运动方向部分相同，部分不相同，如 t=0s 到 t=1s 和 t=2s 到 t=3s 的运动方向 不相同，故 C 错误； D．由图可知斜率表示振动速度，9s 末 A 点的振动速度达到最小，B 点的振动速度近似于 t=1s 时 B 点的振 动速度，处于平衡位置，速度最大，故 9s 末 A 点的振动速度小于 B 点的振动速度，故 D 错误。 故选 B。 10.在 x 轴上电势 φ 随位置变化的情况如图所示。一负电荷以一定初速由 x1 出发，仅受电场力作用下，沿 x 轴正方向运动到 x2 的过程中，其速度（　　） A. 先增大后减小 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，该负电荷从 x1 到 x2 的过程中，电势升高，根据电势沿着电场线方向降低的原理可推断 出该负电荷所受电场力做正功，根据动能定理，其速度会一直增大。 故选 D。 11.如图，所受重力为 G 的条形磁铁用细线悬挂于天花板上，闭合金属环从磁铁下端移动到上端，在此过程 中细线的拉力大小（　　） 4 m3 λ = 1 m/s3v T λ= =A. 始终等于 G B. 先大于 G，后小于 G C. 始终小于 G D. 先小于 G，后等于 G，再小于 G 【答案】D 【解析】 【详解】磁铁和线圈之间的所有作用效果均是阻碍线圈磁通量的变化。在闭合金属环从磁铁下端移动到上 端，穿过圆环的磁通量先增加，后不变，再减小。根据楞次定理可知，感应电流的磁场先阻碍线圈磁通量 增加再阻碍其减小，即显示排斥其向上运动，阻碍其磁通量增大；当线圈完全套入磁铁时，磁通量不变， 因此对磁铁没有作用力；而后吸引线圈，阻碍其磁通量减小。因此细绳的拉力先小于 G，后等于 G，再小 于 G。 故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 12.如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分，已知上部分气体压强等 于大气压强。若水银柱所在玻璃管处开一个小孔，则（　　） A. 上端水银面上升，下端水银面上升 B. 上端水银面上升，下端水银面下降 C. 上端水银面下降，下端水银面上升 D. 上端水银面下降，下端水银面下降 【答案】C 【解析】 【详解】当开了一个小孔后，水银柱与外界气压相通。由于孔上方水银的压强与上部分气体的压强之和大 于大气压强，因此上端水银面下降；在开孔前，下部分气体的压强等于上部分气体压强与水银柱压强之和， 即下部分气体的压强大于大气压强。而由于孔的位置与外界气压相通，则对于下部分气体的压强减少了孔 上方那部分水银的压强，因此下端水银面上升，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 二、填空题（共 20 分）13.牛顿第一定律表明，力是物体_________发生变化的原因；静止物体的惯性表现为______________。 【答案】 (1). 运动状态 (2). 保持原来 静止状态 【解析】 【详解】[1][2]牛顿第一定律表明，没有受到力的作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态，直到有力的 作用才改变这种状态。因此，力是物体运动发生改变的原因。静止物体的惯性表现为保持原来的静止状态。 14.若月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 a，则在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的 加速度为_________。若月球表面的重力加速度值和引力常量已知，还需已知_________，就能得求月球的 质量。 【答案】 (1). a (2). 月球半径 【解析】 【详解】[1][2]由于万有引力提供向心力，因此有地球引力产生的加速度即为月球做匀速圆周运动的向心加 速度，即地球引力产生的加速度为 a。 月球表面的一质量为 m 的物体受到的万有引力等于在月球上的重力，即 由此可得 因此还需要知道月球的半径，即可求得月球的质量。 15.如图所示电路中，电源内阻不可忽略且阻值小于 R1。滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过程中，电压 表 V 的示数变化情况是________；滑片处于__________时，电源的输出功率最大。 【答案】 (1). 先变大后变小 (2). a 端或 b 端 【解析】 【详解】[1][2]分析电路结构可知，滑动变阻器的两部分接入电阻 与 并联然后和 串联，滑动变阻 器的滑片 P 从 a 向 b 移动的过程中，并联部分总电阻 的 2 M mG mgR =月 月 月 2g RM G = 月 月 月 apR bpR 1R ( )bp bpR R R R R − =变因此变阻器电阻线变大后减小，总电流先减小后增大，而路端电压先增大后减小，电压表直接测路端电压， 所以电压表 示数先变大后变小。 当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。而又因为电源内阻阻值小于 ，所以当 最小时电源输出 功率最大，即滑片处于 a 端或 b 端时，电源的输出功率最大。 16.如图，两平行放置的长直导线 a 和 b 中载有电流强度相等、方向相反的电流。则 b 右侧 O 点处的磁感应 强度方向为_________；在 O 点右侧再放置一根与 a、b 平行共面且通有与导线 a 同向电流的直导线 c 后， 导线 a 受到的磁场力大小将__________（选填“变大”、“变小”或“无法确定”）。 【答案】 (1). 垂直纸面向外 (2). 无法确定 【解析】 【详解】[1][2]由右手定则可知，该磁场方向为垂直纸面向外。因 c 中通过的电流大小未知，故无法确定导 线 a 受到的磁场力大小。 17.某汽车的质量为 kg，额定功率为 60kW，它在水平公路上行驶时所受阻力大小恒为 N。汽 车从静止开始做加速度为 2m/s2 的匀加速直线运动，它能维持这一过程的时间为_________s；随后汽车又以 额定功率运动了一段距离后达到了最大速度，可判断出此过程中它的加速度在逐渐减小，理由是 _________________________。 【答案】 (1). (2). 由 P=Fv 知，P 不变，速度 v 变大时，牵引力 F 变小；再根据 F-f=ma，合外 力变小，则加速度 a 也变小 【解析】 【详解】[1][2]由牛顿第二定律可知 解得 由 可知达到额定功率时的速度为 的 1R R变 32.0 10× 35 10× 10 3 F f ma− = 9000NF f ma= + = P Fv=由 可知 由 可知 v 变大时，牵引力 F 减小，由 可知合外力减小，故加速度减小。 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.某同学用电流传感器和电阻箱来测定电源的电动势和内阻，电路如图（a）所示。 (1)图中定值电阻 R0 起________作用。 (2)实验测得多组数据，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了_______为 横坐标。由图可知，电源电动势为________。 (3)若该同学在处理实验数据时，误将电阻箱阻值作为外电路的总电阻阻值，漏算了 R0，则最终得到的电动 势和内阻的值与真实值相比：电动势__________，内阻__________。（选填“偏大”、“偏小”或“相同”） 【答案】 (1). 保护电路 (2). (3). 1 4V (4). 相同 (5). 偏大 【解析】 【详解】(1)[1]为了防止开关闭合时，电流立刻增大导致电路烧坏，故接入一个起保护作用的定值电阻 R0。 . 60000 20m/s m/s9000 3 Pv F = = = v at= 10 s3 vt a = = P Fv= F f ma− = 1 I(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律得 解得 即该图线选取了 为横坐标，由图可知，电源电动势为 (3)[4][5]因电动势为该图线的斜率，漏算了 R0，斜率不变，故最终得到的电动势和真实值相比是相同的。因 可知，漏算了 R0，R 不变，则最终得到的内阻 r 偏大。 19.某单板滑雪的赛道结构如图所示，斜坡 AB 与水平面夹角为 53°，它和半径为 24m 的光滑圆弧 BC 平滑相 交于 B 点，BC 弧对应的圆心角为 37°，圆心 O 处于 B 点正上方。一运动员从斜坡上 A 点由静止起自由下滑， 到达 C 点时脱离轨道，在空中表演出各种漂亮的技术动作后，以 15m/s 的速度落于另一斜坡 E 点。A、B 两 点间的高度差为 m，C、E 两点间的高度差为 m，不计空气阻力，取 sin53°=cos37°=0.8， cos53°=sin37°=0.6，g=10m/s2。求： (1)运动员下滑到 B 点时的速度大小 vB； (2)滑板与斜坡 AB 间的动摩擦因数 μ。 【答案】(1)11m/s；(2)0.325 【解析】 【详解】(1)运动员从 B 到 D 运动的过程中，只有重力做功，所以运动员的机械能守恒，以 E 点所在位置为 零势能面 其中 0( )E I R R r= + + 0 ER R rI = − − 1 I 1VE = 0 ER R rI = − − 1 8h = 2 10h = 2 2 B BE E 1 1 2 2mv mgh mv+ = BE 2 cos37( ) . m5 2h h R R= − − ° =代入解得 (2)运动员从 A 下滑到 B 的过程中做匀加速直线运动 其中 得 运动员受力情况如下图所示 由牛顿定律知 又 代入解得 20.如图，长度均为 L 的光滑导轨 OM、ON 固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为 30°。 空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 B。一质量为 m、长为 L 的导体棒受到竖直向上的拉力 F 作用，向下运动，棒始终与 y 轴垂直对称，且与导轨接触良好，在导轨上运动时棒上的电流强度恒定为 I。 导体棒单位长度电阻值为 r，重力加速度为 g。 (1)分析并说明该导体棒在轨道上做何种运动； (2)求棒在导轨上运动时拉力 F 功率与 y 的关系； (3)说明棒在导轨上运动过程中涉及的做功与能量变化的情况。 的 B /s11mv = 2 B AB2v as= 1 AB 10msin53 hs =°= 26.05m/sa = sin53mg f ma°− = cos53N mg= ° f Nµ= 0.325µ =【答案】(1)匀速直线运动；(2) ；(3)见解析 【解析】 【详解】(1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势 闭合回路中的电流 得 I、r、B 均恒定，故 v 恒定，即棒做匀速直线运动。 (2)导体棒受力情况如下图所示 由共点力平衡知 得 又 得 2 3( )3 IrP mg BIy BL = − E Blv= E BlvI lr lr = = Irv B = F F mg+ =安 F mg BIl= − 2 tan30l y= ° 2 3( )3 IrP Fv mg BIy B = = −(3)导体棒在导轨上运动过程中重力对棒做正功，重力势能减少；拉力对棒做负功，机械能转化为其他形式 的能；安培力对棒做负功，机械能转化为电能；电流做功，电能转化为内能。