上海市长宁区2020届高三下学期二模考试物理试题 Word版含解析
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2020 年长宁区高三物理在线学习效果评估试卷
一、选择题（每小题只有一个正确答案）
1.根据恒星的分类，太阳属于（ ）
A. 超巨星 B. 巨星 C. 主序星 D. 白矮星
【答案】C
【解析】
【详解】太阳现在正处中年或壮年阶段，处于恒星演化的中期，叫主序星阶段。太阳是一颗
小质量的黄矮星，位于赫罗图中主星序中下端，已经在此停留了大约 50 亿年，并正在随着氢
燃料的消耗，缓慢地向上移动。根据恒星演化模型显示，太阳在刚刚诞生时，体积是现在的
87%，表面温度比现在高大约 600℃。同样根据恒星演化模型，太阳还将在主星序上停留大约
45~50 亿年，然后步入老年，体积膨胀，离开主星序进入红巨星区域。因此，太阳目前是一颗
主序星，正处于恒星生命中的中年壮年期，故 C 正确，ABD 错误。
故选 C。
2.在“用单摆测定重力加速度”实验中，下列操作正确的是（ ）
A. 须选用轻且不易伸长的细线
B. 须选用密度和直径都较小的摆球
C. 摆长必须大于 1m，摆角必须小于 5º
D. 如果用 DIS 实验系统做实验，光电门应放在摆球摆动过程的最高点
【答案】A
【解析】
【详解】A．为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故 A 正确；
B．为减小空气阻力对实验的影响，减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径较小的摆球，
故 B 错误；
C．摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动，而摆长不是必须大于 1m，故 C 错误；
D．如果用 DIS 实验系统做实验，光电门应该在速度最大的地方测量，故 D 错误。
故选 A。
3.如图所示的一段圆弧为某运动物体的速度随时间变化图像，则物体的运动可能是（ ）
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A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动
C. 变速直线运动 D. 圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB． v t 图像的斜率等于加速度，由图知，物体的加速度不断增大，故做非匀变速
直线运动，故 AB 错误；
CD．由图像可知：速度方向一直为正，没有改变，所以质点做直线运动。速度图像只能表示
直线运动的情况，不是物体的运动轨迹，故 D 错误，C 正确。
故选 C。
4.如图，真空中 A 点固定一点电荷，B、C 为该点电荷电场中的两点，A、B 间距为 r1，A、C 间
距为 r2，且 r1
EC C. φB<φC D. φB>φC
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由点电荷电场强度公式
2
QE k r
可知，离点电荷越远电场强度越小，所以 B CE E ，故 A 错误，B 正确；
CD．如果点电荷为正电荷，根据沿电场线电势降低可知， B C ，同理，如果点电荷为负电
荷时， B C ，故 CD 错误。
故选 B。
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5.以线状白炽灯为光源，通过狭缝观察该光源，可以看到（ ）
A. 黑白相间的条纹，这是光的干涉 B. 黑白相间的条纹，这是光的衍射
C. 彩色的条纹，这是光的干涉 D. 彩色的条纹，这是光的衍射
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由题可知该现象为光的衍射现象，故 AC 错误；
BD．线状白炽灯发出的光是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的单缝衍射的图样中条
纹宽度和间距都不相同，因此各单色光的亮条纹或暗条纹不能完全重叠在一起，所以形成彩
色条纹，故 B 错误，D 正确。
故选 D。
6.一块含铀的矿石质量为 M，其中铀的质量为 m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知
铀的半衰期为 T。则经过时间 T 后（ ）
A. 矿石中铅的质量为 0.5m B. 矿石中铀的质量为 0.5m
C. 矿石的质量为 M-0.5m D. 矿石的质量为 0.5（M-m）
【答案】B
【解析】
【详解】根据半衰期公式
1
2
nm m 余
n 为半衰期次数，其中 1n ，经过一个半衰期后剩余铀核为 1
2 m ，则这块矿石中铀的质量还
剩 0.5m ，但铀变成了铅，且生成铅质量小于 1
2 m ，经过一个半衰期后该矿石的质量剩下会大
于 1
2M m
。故 ACD 错误，B 正确。
故选 B。
7.如图为一列机械波 t 时刻的波形图，已知该波的周期为 T，波长为 L，a、b、c、d 为四个质
量相等的振动质点，则（ ）
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A. 在 t 时刻，质点 b 的速度大于 c 的速度
B. 在 t+
4
T 时刻，质点 d 的动能最大
C. 从 t 时刻起，质点 c 比质点 b 先回到平衡位置
D. 从 t 时刻起，到 t+T 时刻止，四个质点所通过的路程均为 L
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于机械波平衡位置速度最大，由图可知质点 b 的速度小于 c 的速度，故 A 错误；
B．机械波向左传播，在
4
Tt 时刻，d 质点经过平衡位置，其动能最大，故 B 正确；
C．根据机械波向左传播，b、c 的速度都向下，b 靠近平衡位置，c 离开平衡位置，所以质点
b 先回到平衡位置，故 C 错误；
D．在一个周期内质点通过的路程是四个振幅，与波长无关，故 D 错误。
故选 B。
8.已知标准状态下气体的摩尔体积 VA=22.4L/mol，阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023 1mol ，估算
标准状态下，1cm3 气体中的分子数最接近（ ）
A. 2.7×1018 B. 2.7×1019 C. 2.7×1020 D. 2.7×1021
【答案】B
【解析】
【详解】设 1cm3 气体中的分子数为 n，则
3
23 19
A
A
10 6.02 10 2.7 1022.4
Vn NV
故 ACD 错误，B 正确。
故选 B。
9.如图中，一球用网兜悬挂于 O 点，A 点为网兜上对称分布的若干网绳的结点，OA 为一段竖
直绳。若换体积较小而质量相同的另一球，设网绳的长度不变，则（ ）
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A. 网绳的拉力变小 B. 网绳的拉力变大
C. 竖直绳 OA 的拉力变小 D. 竖直绳 OA 的拉力变大
【答案】A
【解析】
【详解】由于足球静止，竖直绳的拉力与球的重力等大反向。以结点 A 为研究对象，网绳的
合力与竖直绳的拉力等大反向，等于球的重力，换体积较小而质量相同的球后，竖直绳 OA 的
拉力不变，而网绳与竖直方向的夹角減小，则网绳上的拉力减小，故 BCD 错误，A 正确。
故选 A。
10.在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，先通过实验确定了电流流过检流计时
指针的偏转方向如图。在后续的实验中，竖直放置的感应线圈固定不动，条形磁铁从上方插
入线圈或从线圈拔出时，检流计指针会偏转。下列四图中分别标出了条形磁铁的极性、磁铁
相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向。其中方向关系表示正确的是（ ）
A. B.
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C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题中图可知，电流向右通过检流计时，检流计指针向左偏转。
A．磁铁向下插入线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量增加，根据楞次定律可以知道，
回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向右，其指针向左偏转，故 A 错误；
B．磁铁向上拔出线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可以知道，
回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向左，其指针向右偏转，故 B 错误；
C．磁铁向上拔出线圈时，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，根据楞次定律可以知道，
回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向向左，其指针向右偏转，故 C 错误；
D．磁铁向下插入线圈时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，根据楞次定律可以知道，
回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向向右，其指针向左偏转，故 D 正确。
故选 D。
11.由于轨道调整的需要，“嫦娥二号”从半径较大的圆周轨道进入半径较小的圆周轨道，则
其（ ）
A. 周期变大 B. 角速度变小
C. 线速度变小 D. 向心加速度变大
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可推导出
2
2
2
2Mm vG m r m r m mar T r
化简后可得
3
2 rT GM
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3
GM
r
GMv r
2
GMa r
A．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据
3
2 rT GM
可知周期减小，故 A 错误；
B．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据
3
GM
r
可知角速度变大，故 B 错误；
C．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据
GMv r
可知线速度变大，故 C 错误；
D．“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，根据
2
GMa r
可知加速度变大，故 D 正确。
故选 D。
12.如图为医院给病人输液的部分装置，A 为输液瓶，B 为滴壶，C 为进气管，与大气相通。在
输液过程中（假设病人保持不动、瓶 A 液体未流完）（ ）
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A. 瓶 A 上方的气体压强、滴壶 B 中的气体压强均减小
B. 瓶 A 上方的气体压强、滴壶 B 中的气体压强均增大
C. 瓶 A 上方的气体压强增大，滴壶 B 中的气体压强不变
D. 瓶 A 上方的气体压强减小，滴壶 B 中的气体压强不变
【答案】C
【解析】
【详解】瓶 A 中上方气体的压强为外界大气压与瓶 A 中的液体产生的压强差，瓶 A 中的液面
下降，液体产生的压强就減小，所以瓶 A 上方气体的压强会增大。进气管 C 处的压强为大气
压强，不变化，从 C 到滴壶 B 之间的液柱高度不变，所以滴壶 B 中的气体压强在瓶中药液输
完以前是不变的，故 ABD 错误，C 正确。
故选 C。
二、填空题
13.氢原子核外只有一个电子 e，若将该电子的运动看作在原子核的静电力作用下，绕核作半
径为 r 的匀速圆周运动，则根据________定律可知，该静电力 F=__________。
【答案】 (1). 库伦 (2).
2
2
ke
r
【解析】
【详解】[1][2]氢原子核外只有一个电子，题目又说将该电子的运动看作在原子核的静电力
作用下的运动，故可以用库仑定律求解，库仑定律是静止点电荷相互作用的规律；将核外电
子 e 和半径 r 带入库仑定律的公式
1 2
2
q qF k r
得
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F=
2
2
ke
r
14.如图中，竖直放置的直导线旁有一通电的环形线圈，其环面与直导线在同一平面。当导线
通以电流 I 时，环形线圈向右平移，则环形线圈里电流的方向是________（选填“逆时针”
或“顺时针”），直导线受到环形线圈的作用力方向是_________。
【答案】 (1). 逆时针 (2). 水平向左
【解析】
【详解】[1][2]直导线中的电流方向由下向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方
向向内，环形线圈被直导线排斥向右平移，依据左手定则与右手螺旋定则，可知，环形线圈
里电流的方向逆时针；依据牛顿第三定律，可知，环形线圈被直导线排斥向右平移，那么直
导线受到环形线圈的作用方向是向左。
15.宇航员航天服内气体的压强为 1.0×105Pa，每平方米航天服上承受的气体压力为
_____________N。由于太空几乎是真空，在太空中行走时航天服会向外膨胀，影响宇航员返
回密封舱。此时，宇航员可以采取应急措施来减少航天服内部气体的压强，从而减小航天服
的体积。写出一种措施：___________。
【答案】 (1). 51.0 10 (2). 降低航天服气体温度或排出航天服内的气体
【解析】
【详解】[1][2]物体单位面积上受到的压力叫压强。根据压强的定义可知压力为 51.0 10 N；
为减小航天服的体积，最直接的办法就是排出航天服内的一些气体，又或者可以选择降低温
度，根据气体热胀冷缩的规律，使航天服内气体的体积减小。
16.如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为α=60º，β=30º。A、B 两个
物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静
止。不计所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜
面下滑，则它们加速度大小之比为____，着地瞬间机械能之比为_____。
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【答案】 (1). 3 :1 (2). 1: 3
【解析】
【详解】[1][2]两物体均处于平衡状态，受力分析如图所示
绳子对 A 和 B 的拉力大小相等，对 A 有
A sin 60m g T
对 B 有
B sin30m g T
联立解得
A B: 1: 3m m
绳子剪断后，两物体均自由下落，落地高度相同，故落地时的速度相同
A B
A B
sin 60 sin30: :T Ta a m m
得
A B: 3 :1a a
落地高度相同，故落地时的速度相同，且只剩下动能，故机械能之比等于动能之比
2 2
A B
1 1: 1: 32 2m v m v
17.用如图电路测量干电池的电动势和内电阻。调节电阻箱，得到若干组电阻值 R 及对应的电
流值 I。以变量 1
I
为横轴、变量 R 为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出 1R I
图像，
则该图像的____表示了干电池的电动势，该图像的______表示了干电池的内电阻。
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【答案】 (1). 斜率 (2). 截距
【解析】
【详解】[1][2]闭合电路欧姆定律，有
EI R r
公式变形，得到
1R E rI
以变量 1
I
为横轴、以变量 R 为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出 1R I
图象，该图象
的斜率表示了干电池的电动势 则该图像纵坐标的截距表示了干电池的内电阻。
三、综合题。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.(1)图（a）为“用 DIS 研究加速度和力的关系”的实验装置。实验中，所选钩码的质量要
远________于小车的质量（选填“大”或“小”）。固定在小车上是位移传感器的_________
（选填“发射器”或“接收器”）。
(2)图（b）是小华同学设计的“用 DIS 研究加速度和力的关系”的另一套实验方案。在轨道
上的 B 点处固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码。把小车放到轨道上，挡光
片的前端位于 A 点处，静止释放小车，小车在轨道上做匀加速直线运动。
①测出挡光片的宽度 d=0.5×10-2m，小车上挡光片通过光电门的时间Δt=0.5×10-2s，A、B 距
离 LAB=1m。则小车过 B 点的瞬时速度 vB=________m/s，加速度 a=________m/s2。
②说明采用该实验方案测加速度时，产生误差的原因。（说出一个原因即可）
__________________________________。
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【答案】 (1). 小 (2). 发射器 (3). 1 (4). 0.5 (5). 测量 d、L 时，因
读数产生误差；光电门测时间Δt 产生的误差等
【解析】
【详解】(1)[1][2]要使钩码得重力大小等于小车外力，要求小车的质量要远大于钩码质量，
因此钩码质量要小一些；小车是运动的物体，要发送自己的位置信息回去，所以小车是位移
传感器的发射器。
(2)[3][4][5]极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则 B 点的瞬时速度
B 1m/sdv t
根据 2 2 ABv aL
20.5m/sa
实验所用的器材和我们人眼所读的数值并不是绝对的准确无误的，所以测量 d、L 时有可能因
为读数者的失误带来误差，还有光电门的不准确也会带来实验误差。
19.图（a），光滑且足够长的平行金属导轨 MN、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距 L=0.2m，
电阻 R=0.4Ω，导轨上放一质量 m=0.1kg、电阻 r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整
个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度 B=0.5T。现用一外力 F 沿水平方向拉金属杆，
使之由静止开始运动，理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图（b）。
(1)5s 末电阻 R 上消耗的电功率为多大？
(2)分析说明金属杆的运动情况；
(3)写出外力 F 随时间 t 变化的表达式。
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【答案】(1)10W；(2)金属杆做初速度为零匀加速直线运动；(3) 0.1 0.5F t
【解析】
【详解】(1)由图（b）知，t=5s 时
U=2V
所以电阻 R 上消耗的电功率为
2 22 10W0.4
UP R
(2)
R BLvRU E R r R r
可知U v ，因 U 随时间均匀变化，故 v 也随时间均匀变化，金属杆做初速度为零匀加速直
线运动。
(3)由牛顿第二定律
F F ma 安
2 2B L atF BIL ma maR r
代入数据得
0.1 0.5F t
20.如图（a），在某次玻璃强度测试中，将一质量 m=2kg 的铁球从距离玻璃高 h=1.25m 处自由
释放，砸中被夹具夹在水平位置的玻璃。这种固定方式允许玻璃在受到冲击时有一定的位移
来缓冲，通过高速摄像机观察，发现铁球从接触玻璃开始到下落到最低点需要 t=0.005s。设
玻璃对铁球的弹力近似视为恒力，重力加速度 g 取 10m/s2。
(1)估算铁球接触玻璃开始到下落至最低点的过程中，玻璃对铁球的弹力有多大？
(2)某块玻璃被铁球击中后破碎，测得铁球从被释放到掉落地面，共下落 H=1.7m，经历时间
T=0.6s（本小题忽略铁球与玻璃相撞过程中下落的高度和时间），则铁球与玻璃碰撞损失了多
少机械能？
(3)将玻璃倾斜安装在汽车前车窗上，如图（b）。铁球以初速 0 3 2m/sv 向玻璃扔出，正好
垂直砸中玻璃。若安装后的玻璃在受到冲击时仅能沿垂直玻璃方向移动 s=5mm，超出会破碎。
玻璃能承受的最大弹力 Fm=4000N。铁球在飞行过程中高度下降 h'=0.35m，估计该玻璃是否会
被砸碎？
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【答案】(1)2020N；(2)9J；(3)会砸碎
【解析】
【详解】(1)铁球自由下落到与玻璃接触时，速度
1 2v gh
铁球与玻璃接触后，加速度大小
1
1
va t
铁球受弹力和重力，根据牛顿第二定律
1F mg ma
联立并代入数据解得
2020NF
(2)铁球在玻璃上方下落时间
1
1 0.5svt g
在玻璃下方运动时间
2 0.6 0.5 0.1st
设铁球与玻璃碰撞后速度减小为 v2，下落高度
2
2 2 2
2
v t gtH h
解得
2 4m/sv
忽略减速过程下落高度，铁球在碰撞过程仅动能减小
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2 2
1 2 9J2 2
mv mvE
(3)铁球从抛出到接触玻璃的过程中，以接触点为零势能面，飞行过程机械能守恒
2 2
0 t
2 2
mv mvmgh
解得
t 5m/sv
由(1)数据，可判断铁球与玻璃接触过程中重力远小于弹力，忽略重力对铁球运动的影响，则
铁球仅在弹力作用下沿垂直于玻璃方向做匀减速运动。若铁球能在 s 位移内停下，则
2
t 22v a s
2 5000NF ma
可知
mF F
所以会砸碎。
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