2019届上海市静安区高三二模等级考试物理试题（解析版）
展开静安区2019届高三物理等级考（二模）试卷
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
3．答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号等。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、单项选择题（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.在真空中传播速度等于光速的射线是（ ）
A. 阴极射线 B. α射线 C. β射线 D. γ射线
【答案】D
【解析】
【详解】阴极射线是低压气体放电管阴极发出的电子在电场加速下形成的电子流，传播速度小于光速，α射线是核原子核，速度为光速的十分之一，β射线是高速电子流，速度为光速的99%，γ射线是光子流，传播速度等于光速，故D正确，ABC错误。
2. 链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )
A. 质子 B. 中子 C. β粒子 D. α粒子
【答案】B
【解析】
重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B项正确。
3. 声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为
A. 声波是纵波，光波是横波 B. 声波振幅大，光波振幅小
C. 声波波长较长，光波波长很短 D. 声波波速较小，光波波速很大
【答案】C
【解析】
波发生明显的衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短．由于声波的波长比较大（1.7cm～17m）和楼房的高度相近，故可以发生明显的衍射现象，而可见光的波长很小，无法发生明显的衍射现象．故只有C正确．
4.布朗运动实验，得到某个观察记录如图，该图反映了（ ）
A. 液体分子的运动轨迹
B. 悬浮颗粒的运动轨迹
C. 每隔一定时间液体分子的位置
D. 每隔一定时间悬浮颗粒的位置
【答案】D
【解析】
【详解】A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A错误；
B、布朗运动是无规则运动，微粒没有固定的运动轨迹，故B错误；
CD、该图记录的是按等时间间隔依次记录的某个运动悬浮微粒位置的连线，故C错误，D正确。
5.图甲是沙摆装置，细沙均匀漏出，同时匀速拉动纸板。图乙是细沙在纸板上形成的曲线，其粗细不均匀，主要是因为沙漏从最高点摆动到最低点的过程中，（ ）
A. 加速度逐渐变小
B. 位移逐渐变小
C. 速度逐渐变大
D. 回复力逐渐变大
【答案】C
【解析】
【详解】观察细沙曲线，发现两侧粗，沙子多，中间细，沙少，是因为沙摆在摆动的过程中，经过平衡位置速度最大，最大位移处速度为0，即由于沙摆摆动过程中，速度大小的变化引起的。故细沙粗细不均匀，是因为沙漏从最高点摆动到最低点的过程中速度逐渐变大而形成的，故C正确，ABD错误。
6.做竖直上抛运动的物体，在任意相等时间内，速度的变化量（ ）
A. 大小相同、方向相同 B. 大小相同、方向不同
C. 大小不同、方向相同 D. 大小不同、方向不同
【答案】A
【解析】
根据加速度的定义式：，则可知：g不变，时间相同，那么就相同，即大小相等，方向相同，故A正确，BCD错误。
点睛：本题需要注意，做平抛运动的物体的加速度恒定，然后根据加速度定义式求解即可。
7.电场强度定义式为，也可用类似的方法来描述地球产生的引力场中某点的场的强弱。已知地球质量为M，半径为R，地表处重力加速度为g，引力常量为G，一质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则该点处引力场强度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】类比电场强度定义式，该点引力场强弱ag，由万有引力等于重力得在地球表面：mg，位于距地心2R处的某点：mag，由以上式子得：ag，故A正确，BCD错误。
8.如图，“离心转盘游戏”中，设游客与转盘间的滑动摩擦系数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当转盘旋转的时候，更容易发生侧滑向外偏离圆周轨道的是（ ）
A. 质量大的游客
B. 质量小的游客
C. 离转盘中心近的游客
D. 离转盘中心远的游客
【答案】D
【解析】
【详解】游客在转盘上，不发生相对运动时，随着转盘一起做圆周运动，则有： ，当r较大时，则有，故离转盘中心远的游客容易发生侧滑向外偏离圆周轨道，故D正确，ABC错误。
9.如图，通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若b中产生顺时针方向的感应电流，且b受到的安培力合力竖直向下，则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况分别为（ ）
A. 向右，减小
B. 向右，增大
C. 向左，减小
D. 向左，增大
【答案】A
【解析】
【详解】由安培定则可知，感应电流的磁场垂直于纸面向里；b受到的合力向下，由楞次定律可知，说明穿过b的磁通量减小，所以原磁场方向垂直于纸面向里，由安培定则可知，a中电流方向向右，原磁通量变小，则原磁场减小，a中电流减小，故A正确，BCD错误；
10.有四个电源，电动势均为6 V，内阻分别为0.5 Ω、1 Ω、2 Ω、3 Ω。选择其中一个电源对阻值为2 Ω的电阻R供电，为使R上获得的功率最大，选择的电源其内阻为（ ）
A. 0.5 Ω B. 1 Ω C. 2 Ω D. 3 Ω
【答案】A
【解析】
【详解】外电路电阻一定，由P＝I2R可知，电路电流I越大，电阻功率越大，由闭合电路的欧姆定律可知，在电源电动势一定时，电源内阻越小，电路电流越大，因此当电源内阻最小为0.5Ω时，电路中电流最大，电阻R的功率最大，故A正确，BCD错误。
11.如图，绝热气缸内封闭一定质量的气体，气缸内壁光滑。当外界大气压变化时，下列物理量中始终保持不变的是（ ）
A. 密封气体压强
B. 密封气体体积
C. 密封气体温度
D. 弹簧的弹力
【答案】D
【解析】
【详解】A、以气缸为研究对象有，设大气压强为P0，有：P0s＝mg+Ps，当大气压强变化时，气体压强发生变化，故A错误；
B、气体压强发生变化，气体体积发生变化，故B错误；
C、气体体积变化，气体做功，由于不考虑热传递，则气体内能变化，因而气体温度发生变化，故C错误。
D、以气缸和活塞组成的系统为研究对象，系统处于平衡状态，因此弹力弹力等于系统重力，由于重力不变，因此弹簧弹力不变，故D正确；
12.汽车在平直公路上直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度a和速度的倒数（1/v）图像如图。若已知汽车的质量，根据图像信息，不能求出（ ）
A. 汽车的功率
B. 汽车行驶的最大速度
C. 汽车所受到阻力
D. 汽车运动到最大速度所需的时间
【答案】D
【解析】
【详解】AC、根据P＝Fv得，F，根据牛顿第二定律得，F﹣f＝ma，解得a，可知图线的斜率k，，因为汽车的质量已知，所以可以得出汽车的功率P，汽车所受的阻力f，故A、C正确。
B、当牵引力等于阻力时，速度最大，最大速度，所以可以求出最大速度，故C正确。
D、根据动能定理知，Pt﹣fx，由于汽车运动的路程未知，则无法求出汽车运动到最大速度所需的时间，故D错误。
本题选择不能求出的物理量，故选：D。
二、填空题（共20分）
13.电子的发现，说明______________是可分的；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了 _________模型。
【答案】 (1). 原子 (2). 原子核式结构
【解析】
【详解】汤姆生发现电子，说明原子是可以再分的，发现了电子之后，汤姆生提出了原子的枣糕模型，卢瑟福通过α粒子散射实验的实验结果，推翻了汤姆生的枣糕模型，提出卢瑟福的原子核式结构。
14.闭合电路中电源的电动势为12 V，外电压为10 V，当有2 C电量通过电路时，该电路中的能量转化情况是：非静电力把_______J的其他形式能量转化为电能，静电力把_______J的电能转化为其他形式能量，电源消耗了________J的电能。
【答案】 (1). 24 (2). 24 (3). 4
【解析】
【详解】非静电力做功等于，对于外电路，电流做功为，由能量守恒可得，电源消耗的电能。
15.一列向右传播的简谐横波，某时刻波形如图。已知波速为8 m/s，从这一时刻起，经过1.75 s，质点M通过的路程是_____cm，波的传播距离是______m。
【答案】 (1). 700 (2). 14
【解析】
【详解】由波形图可知，该波的波长，则周期，，故质点M通过的路程，波传播的距离是
16.如图甲，两个被固定的点电荷Q1、Q2连线的延长线上有a、b两点。Q1带正电，检验电荷+q仅受电场力作用，t=0时恰经过b点，然后沿ba向右运动，其v-t图像如图乙。则Q2带______电；从b到a的过程中，q的电势能变化情况是______。
【答案】 (1). 负 (2). 增大
【解析】
【详解】由图乙可知，检验电荷先减速运动，若Q2为正该电荷将一直加速，故Q2为负；从b到a过程中，由图乙可知，电荷减速，故电场力做负功，电势能增大。
17.宇航员的航天服内充有气体，若出舱前航天服内气体压强为p，体积为V，到达太空后，气体体积变为2V，温度不变，此时航天服内的气体压强为_______。1965年3月18日，苏联航天员列昂诺夫在返回飞船时遇到了意想不到的困难，他的航天服有些向外膨胀，很难从密封舱的接口处钻回舱内，他启动了应急装置减小航天服的体积安全地回到密封舱内。你认为该应急装置可以如何减小航天服体积：_________________________。
【答案】 (1). p/2 (2). 降低航天服内气体的温度（或排出一些航天服内的气体，合理即可）
【解析】
【详解】宇航员的航天服内温度不变，由玻意耳定律可得： ，解得：；宇航员的航天服向外膨胀，体积增大，要减小体积，可以排出一些航天服内的气体，或者根据理想气体状态方程可知，可以降低航天服内气体的温度。
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.实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了两种方案：甲方案为让小车沿倾斜的木板下滑，然后测量相关物理量；乙方案为将小球用细长绳悬挂固定后，使小球摆动，然后测量相关物理量；
（1）你建议选择的方案是_____（填“甲”或“乙”），理由是_____________________。
（2）若实验小组选用了乙方案，实验装置如图a所示。实验中，用于测量小球速度的传感器可选用____________传感器。
（3）实验前已测得D、C、B、A各点高度分别为0 m、0.050 m、0.100 m、0.150 m。某同学获得的实验数据如图b，分析表中数据发现：从B到C到D，机械能逐渐减小，其原因是__________________________________________________________________________。
（4）表中A点的机械能数据明显偏小，其原因可能是摆锤的释放点________A点(选填“高于”、“低于”)
【答案】 (1). 乙 (2). 摩擦阻力较小，更接近于机械能守恒的情况 (3). 光电门 (4). 摆动过程中小球还受到空气阻力，空气阻力做负功，使小球的机械能总量减小,运动的路程越长，机械能减少越多。 (5). 高于
【解析】
【详解】（1）甲方案中小车沿倾斜的木板下滑，受到木板的摩擦力作用，乙图小球在竖直面内摆动，受到的空气摩擦阻力远小于甲图中的摩擦力，故用乙图验证机械能守恒更合适。
（2）采用DIS系统测量小球的速度，可采用光电门传感器来测量，直接得到小球的速度。
（3）从B到C到D，机械能逐渐减小，原因是由于克服空气阻力做功，使得一部分机械能转化为内能，导致机械能减小．
（4）表中A点的机械能数据明显偏小，原因是摆锤释放器释放点高于A点，A点的机械能按A点的高度计算。
19.如图，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段为长0.75 m的粗糙水平杆，BC段为半径R=2.5 m、圆心角θ=10°的光滑圆弧，AB相切于BC。穿在轨道上的小球在A处时速度水平向左、大小为1.0 m/s，已知小球与AB之间的动摩擦因数μ=0.05，求：（g取10 m/s2）
（1）小球向左经过B点时的速度大小；
（2）小球在圆弧上达到的最大高度；
（3）小球从最大高度起，需多长时间，再次经过B点。
【答案】（1）vB=0.5 m/s；（2）h=0.0125 m；（3）t==0.25π s（或0.785 s）
【解析】
【详解】（1）小球从A到B作匀减速直线运动，则有：
加速度大小，
带入数据得，vB=0.5 m/s
（2）小球在BC段运动过程中，只有重力做功，机械能守恒：mghB＋＝mgh＋
到达最高点时，速度v为零，带入数据得，h=0.0125 m
（3）小球从最高点返回B点，做简谐运动。
周期，
返回时间t==0.25π s（或0.785 s）
20.如图，倾斜固定放置的“Π”形光滑金属导轨，位于与水平面成θ角的平面内，导轨宽为L，电阻不计。宽度均为d的矩形有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离也为d。质量为m、电阻为R的金属杆ab平行于导轨顶部，从距离磁场Ⅰ上边缘h处由静止释放。已知金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，且始终与导轨接触良好，重力加速度为g。
（1）求金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v大小；
（2）定性分析金属杆穿过两磁场的过程中能量是如何变化的；
（3）分析并说明金属杆释放处与磁场Ⅰ上边缘的距离h需满足的条件；
（4）作出金属杆从进入磁场Ⅰ到离开磁场Ⅱ这一过程中的v-t图像。
【答案】（1）；（2）金属杆穿过两磁场的过程中，重力势能减少，动能减少，机械能减少；减少的机械能转化为电路中的电能；电能再转化为内能；（3）；（4）如图所示：
【解析】
【详解】（1）金属杆进入磁场前作初速为零的匀加速直线运动，加速度
可得：
（2）金属杆穿过两磁场的过程中，重力势能减少，动能减少，机械能减少；减少的机械能转化为电路中的电能；电能再转化为内能。
（3）设杆进入磁场Ⅰ时的速度为v1,离开磁场Ⅰ时的速度为v2，进入磁场Ⅱ时的速度为v3，因为杆在两磁场区域间作匀加速直线运动，所以；
题目已知：金属杆进入磁场Ⅰ和磁场Ⅱ时的速度相等，即，可得
则杆在磁场Ⅰ内必有作减速运动的过程，所以杆刚进入磁场Ⅰ时
由以上式子可得h需满足条件：
（4）
