上海市奉贤区2020届高三下学期二模考试物理试题 Word版含解析

上海市奉贤区2020届高三下学期二模考试物理试题 Word版含解析

www.ks5u.com ‎2019学年奉贤区学科教学质量调研 高三物理 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.答题前，务必在答题纸上填写姓名等在指定位置上。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、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.下列属于天然放射性衰变的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．该反应是原子核的人工转变方程，选项A错误；‎ B．该反应是α衰变方程，选项B正确；‎ C．该反应是原子核的人工转变方程，选项C错误；‎ D．该反应是轻核聚变方程，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.做简谐振动的物体经过与平衡位置对称的两个位置时，可能相同物理量是（　　）‎ A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．位移大小相同，方向不同，则位移不相同，选项A错误；‎ B．速度大小相同，方向可能相同，也可能相反，即速度可能相同，选项B正确；‎ C．根据，则加速度大小相同，方向相反，即加速度不同，选项C错误；‎ D．根据F=-kx可知，回复力大小相同，方向相反，即回复力不同，选项D错误。‎ - 18 -‎ 故选B。‎ ‎3.卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出（ ）‎ A. 原子的核式结构模型． B. 原子核内有中子存在．‎ C. 电子是原子的组成部分． D. 原子核是由质子和中子组成的．‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】卢瑟福的粒子散射实验中，用粒子轰击金箔，发现粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°．而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转．所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。‎ 故选A．‎ ‎4.一定质量的理想气体从状态a沿abc过程到状态c，其P-T图像如图，其中ac连线的延长线过原点O。则在整个过程中气体的内能（　　）‎ A. 先增大后不变 B. 先不变后减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】从a到b气体的温度不变，则内能不变；从b到c，气体的温度降低，则内能减小，即整个过程中气体的内能先不变后减小，B正确ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎5.下列各组两个现象都能说明光具有波动性的是（　　）‎ - 18 -‎ A. 光的折射、色散 B. 光的反射、干涉 C. 光的衍射、干涉 D. 光的直线传播、光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．光的粒子性能够很好的解释光的直线传播、反射、折射，色散是光的折射造成的，故光的直线传播、反射、折射和色散证明了光的粒子性，光电效应也证明了光的粒子性，故ABD错误。 C．光的波动性能够很好的解释光的干涉和衍射，故光的干涉、衍射证明了光具有波动性，故C正确； 故选C。‎ ‎6.如图，虚线是以固定点电荷P为圆心的两个圆。某带电粒子运动轨迹如图，与圆共面，a、b、c、d为轨迹上的四个点。若此粒子仅受此电场力作用，则在这些位置中其在（　　）‎ A. a点加速度最大 B. b点速度为零 C. a、d点速度相同 D. b点电势能最大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小，场强越大，粒子受到的电场力越大，带电粒子的加速度越大，所以b点加速度最大，选项A错误； BCD．根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，离电荷最近的位置，电场力对粒子做的负功越多，电势能最大，粒子的速度越小，所以b点的电势能最大，速度最小，但不为零；a、d两点速度大小相同，但是方向不同，即a、d速度不同，选项BC错误，D正确。‎ 故选D。‎ - 18 -‎ ‎7.下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据点电荷的电场强度公式可得各圆环上的电荷在O点的电场场强大小，再根据矢量合成，求出合场强，最后比较它们的大小即可．由于电荷均匀分布，则各圆环上的电荷等效集中于圆环的中心，设圆的半径为r，则A图O点处的场强大小为；将B图中正、负电荷产生的场强进行叠加，等效两电荷场强方向间的夹角为90°，则在O点的合场强,方向沿x轴负方向；C图中两正电荷在O点的合场强为零，则C中的场强大小为，D图由于完全对称，易得合场强ED=0．故O 处电场强度最大的是图B．故答案为B．‎ ‎【考点定位】本题考查电场的叠加,要注意采用等效思想及矢量的运算．难度：中等．‎ - 18 -‎ ‎8.两实心小球甲和乙由同种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落相同距离。假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关，则甲球（　　）‎ A. 用时较长 B. 末速度较大 C. 重力势能变化较少 D. 阻力做功较少 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设小球的密度为ρ，半径为r，则小球的质量为 小球的加速度 可知小球的质量越大，半径越大，则下降的加速度越大。所以甲的加速度比较大；两个小球下降的距离是相等的，根据可知，加速度比较大的甲运动的时间短，故A错误； B．根据v2=2ax可知，加速度比较大的甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小，故B正确； C．小球的质量越大，下落相同的高度重力做功多，则重力势能变化较大，故C错误； D．由题可知，它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，即f=kr，所以甲的阻力大，根据W=fS可知，甲球所受的阻力做的功大，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎9.如图所示，两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱，经适当倾斜，使上下两部分气体的体积恰好相等。保持管的倾角不变，管内气体的温度始终与环境温度相同。若某时发现上部气体体积已变大重新稳定，说明（　　）‎ A. 环境温度已升高 B. 环境温度已降低 C. 上部气体压强增大，下部气体压强减小 D. 上部气体压强减小，下部气体压强增大 ‎【答案】B - 18 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设上方气体状态为 p1，V1，T，下方为 p2，V2，T．根据理想气体方程从而有 其中C1，C2为常量，其它量都是变量．由题设知V2减小，V1增大，现假定T升高，则根据上两式可知，p2比p1上升更多，p2-p1较初始状态增大，而事实上，要保持平衡，显然p2-p1在整个过程中不变．故假设错误，T只能减小，减小的原因只能是环境温度降低；要保持平衡，下面气体压强=上面气体压强+水银柱产生的压强，而玻璃管倾斜角不变，所以水银柱产生的压强不变，即上下压强差不变，所以也就是上下压强的变化量相等，则选项B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.匀强磁场中一圆形铜线圈用细杆悬于P点，开始时处于水平位置，如图。现释放，运动过程中线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次先后通过位置Ⅰ和Ⅱ时，顺着磁场方向向右看去，线圈（　　）‎ A. 过位置Ⅰ，感应电流顺时针方向，有扩张趋势 B. 过位置Ⅰ，感应电流逆时针方向，有收缩趋势 C. 过位置Ⅱ，感应电流顺时针方向，有收缩趋势 D. 过位置Ⅱ，感应电流逆时针方向，有扩张趋势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可知，当线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向，向右看是逆时针；根据“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，选项A错误，B正确； ‎ - 18 -‎ CD．当线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向向右看应是顺时针；根据“增缩减扩”可知线圈有扩张趋势，所以CD错误。 故选B。‎ ‎11.如图所示，电源电动势和内阻均未知，且内阻不可忽略，电阻R2＝3R1，S电键开启。现闭合电键S，则R1中电流（　　）‎ A. 可能没变化 B. 可能变大 C. 比原来的大 D. 比原来的小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】S电键开启时，通过R1的电流 闭合S后，通过R1的电流 ‎ ‎ 则R1中电流一定变小；‎ 即 选项C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ - 18 -‎ ‎12.如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨水平放置于方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。电阻不可忽略的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。电阻R两端的电压为UR随时间t变化图像不可能的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势 E=BLv 环路电流 安培力 方向水平向左；R两端电压 即UR∝v分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得 ‎ ‎ 即加速度 - 18 -‎ 因为金属棒从静止出发，所以F0＞0，且F合＞0，即a＞0，加速度方向水平向右。‎ ‎（1）若，则F合=F0，即 金属棒水平向右做匀加速直线运动。由v=at，说明v∝t，也即是UR∝t，所以选项D正确，不符合题意；A错误，符合题意；‎ ‎（2）若 ，则F合随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，可知选项B正确，不符合题意；‎ ‎（3）若，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，可知选项C正确，不符合题意； 故选A。‎ 二、填空题（共 20 分）‎ ‎13.若用绿、黄、红、紫四种颜色的光做双缝干涉实验，在所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的是_____色条纹。若用黄光照射某金属能有光电效应现象，那换用其中的_____色的光一定也能。‎ ‎【答案】 (1). 红 (2). 绿、紫 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的，则波长最长的红光； [2]．若用黄光照射某金属能有光电效应现象，根据光电效应规律，因为绿光和紫光的频率大于黄光，则换用其中的绿光和紫光一定也能有光电效应现象。‎ ‎14.如图，位于地球和月球连线上的L1点的物体，在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在L1建立空间站，则该空间站的线速度_____月球的线速度，其向心加速度____月球的向心加速度。（选填“>”、“=”或“<”）‎ - 18 -‎ ‎【答案】 (1). < (2). <‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]．因L1点和月球绕地球运动的周期相同，则角速度相同，根据v=ωr可知该点空间站的线速度小于月球的线速度；根据a=ω2r可知，其向心加速度小于月球的向心加速度。‎ ‎15.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=+4cm，质点A处于波峰位置。t=（s）时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置。则该简谐波的周期________s，波长________m。‎ ‎【答案】 (1). 4 (2). 0.3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]．因为t=0时，质点O的位移为：y=4 cm；t=1s时，A点第一次回到平衡位置，可得 解得 T=4s 而且时，质点O第一次回到平衡位置，用时小于，可以判断出，在t=0时刻，质点O正在向下振动。结合简谐波沿x轴正向传播，可知在t=0时刻，质点O位于“上坡”且位移为正；根据已知条件“波长不小于10 cm”和O、A两点在平衡位置上间距5 cm，即小于半个波长，可知在t=0时刻，质点A位于紧邻O点右侧的波峰处。结合上述两个推断，可知经历时间波的传播距离x=5cm。所以波速为 波长 - 18 -‎ λ=vT=7.5cm/s×4s=30cm=0.3m ‎16.如图为一种减震垫，布满了圆柱状相同薄膜气泡。每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体。现把平板状物品恰好水平放在n个完整的气泡上。设被压的气泡不漏气，且气体温度保持不变。当每个气泡的体积压缩了ΔV时，其与物品接触面的边界为S。则此时每个气泡内气体的压强为________，此减震垫对平板物品的支持力为________。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]．设压缩后每个气泡气体压强为p，由玻意耳定律得到 解得 ‎ ‎ 对其中的一个气泡 ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ 平台对减震垫的压力为 ‎17.某型号轿车高速行驶时，特制的气流通道就会自动打开，使车对地面的压力增加，从而达到高速平稳舒适。已知增加的压力F与轿车速度v成正比，轿车质量为1t，与地面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2‎ - 18 -‎ ‎。右图是该轿车在水平路面上进行匀加速直线运动时，测得的实际功率与速度的关系图像，则该轿车的加速度为_________m/s2，增加的压力F与速度v的关系式为F＝__________。（不计轿车行驶时受到的空气阻力）‎ ‎【答案】 (1). 2.5 (2). 125v ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．设增加的压力F=kv，由图线可知，在0-40m/s内，速度随功率成正比，知此段过程中气流通道未打开，当速度大于40m/s，气流通过打开；则气流通道未打开时，有 即 解得 a1＝2.5m/s2‎ ‎[2]．当气流通道打开后，有 代入数据得 解得 k=125‎ 所以 F=125v 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 -‎ ‎18.在测定电池组的电动势（其值不超过3.2V）和内阻的实验中，用电压传感器测量端电压、电流传感器测量总电流，如图a所示。‎ ‎(1)请完成实验器材实物连接图________。‎ ‎(2)滑动变阻器处于最大电阻时闭合电键，滑片开始移动到靠近中央的过程中，电压传感器读数从2.83V变化到2.70V，变化很小。由此现象可判断（ ）‎ A.电动势为2.83V B.滑动变阻器最大阻值比电源内阻大得多 C.电流传感器读数变化量一定也很小 D.若滑片继续移动减小电阻，减小量仍不会超过1V ‎(3)某同学尝试用图b所示电路图进行实验，用电压传感器测量端电压U、电流传感器测滑动变阻器左端的电流I，得到U-I图像如图c所示。由此可求得电源电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。‎ ‎【答案】 (1). (2). B (3). 3 (4). 05‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]．伏安法测电源电动势与内阻实验，电流传感器（电流表）测电路电流，电压传感器（电压表）测路端电压，实物电路图如图所示： ‎ - 18 -‎ ‎ (2)[2]．滑动变阻器处于最大电阻时闭合电键，滑片移动到靠近中部的某位置过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路电流增大，内电压增大．路端电压减小，电压传感器读数仅在2.83～2.70V内小幅变动； A．外电路断路，即外电阻无穷大时，电压传感器示数等于电源电动势，电动势大于2.83V，故A错误； B．滑动变阻器最大阻值比电源内阻大很多倍，滑动变阻器阻值变化一半时，路端电压变化2.83-2.70=0.13V，路端电压变化很小，说明电源内阻很小，远小于滑动变阻器阻值，故B正确； C．路端电压变化量小，但不能判断出电流传感器读数变化量一定也很小，故C错误； D．若滑片继续移动减小电阻，当滑动变阻器接入电路阻值为零，即外电路短路时，电压传感器表示数为零，电压传感器变化幅度会大于2.70V，故D错误； 故选B． (3)[3][4]．由图b所示电路图可知，滑动变阻器左右两部分电阻并联后接入电路，当滑片在中点时，两部分电阻相等，并联电阻阻值最大，路端电压最大，由图c所示图示可知，此时路端电压为U=2.5V，流过一个支路的电流为0.5A，由于两支路电压与电阻都相等，则两支路电流相等，干路电流为I=0.5×2=1A；当干路电流相等时，路端电压相等，由图c所示图象可知，路端电压U′=2.4V时，干路电流I′=0.33+0.87=1.2A，则闭合电路中，电源电动势E=U+Ir，则 E=25+1×r E=24+1.2×r 解得 E=3V r=0.5Ω．‎ ‎19.一小物块质量m=0.5kg，静止在高h=3.0米、长L - 18 -‎ ‎=5.0米的固定斜面底端，已知物块与斜面之间的滑动摩擦系数μ＝0.30，取重力加速度g=10m/s2。‎ ‎(1)若给物块某一平行于斜面的初速度，物块恰好能到斜面顶端，物块的加速度为多大？物块的初速度为多大？请画出受力图。‎ ‎(2)若对物块施加一个恒力，物块至少需要多少J能量可以到斜面顶端？请简述理由。 ‎ ‎【答案】(1)8.4m/s2，9.17m/s，图见解析；(2)15J，见解析.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)受力分析如图，受到重力G、支持力N、摩擦力f三个力，斜面倾角为θ，‎ mgsinθ + µmgcosθ = ma a=gsinθ + µgcosθ =(10×0.6 + 0.3×10×0.8)m/s2 =8.4m/s2 ‎ vt2=v02-2aL=0 ‎ 则 v0=m/s=9.17m/s ‎(2)至少需要能量是克服重力做功，增加的势能 W = WG = mgh =0.5×10×3J=15J ‎20.据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间．照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图所示，假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L =20m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0×10﹣5 T，将太阳帆板视为导体．‎ - 18 -‎ ‎（1）求M、N间感应电动势的大小E；‎ ‎（2）在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；‎ ‎（3）取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）．‎ ‎【答案】（1）1.54V（2）不能（3）‎ ‎【解析】‎ 详解】（1）法拉第电磁感应定律 E=BLv 代入数据得 E=1.54V ‎（2）不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流．‎ ‎（3）在地球表面有 匀速圆周运动 解得 代入数据得 h≈4×105m - 18 -‎ ‎【方法技巧】本题旨在考查对电磁感应现象的理解，第一问很简单，问题在第二问，学生在第一问的基础上很容易答不能发光，殊不知闭合电路的磁通量不变，没有感应电流产生．本题难度不大，但第二问很容易出错，要求考生心细，考虑问题全面．‎ ‎ ‎ - 18 -‎ - 18 -‎