上海市闵行区2016年高三物理二模试卷及答案

闵行区 2015 学年第二学期高三质量调研考试 物 理 试 卷 第 I 卷（共 56 分） 一单项选择题（共 16 分，每小题 2 分。每小题只有一个正确选项。 ） 1人类关于物质结构的认识，下列说法中正确的是 （A）电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 （B）天然放射现象说明原子核是有结构的 （C） 粒子散射实验的结果表明原子核是由质子和中子构成 （D）密立根油滴实验表明电子是有结构的 2如图所示的光电管电路中，用紫光照射光电管，灵敏电流计 G 指 针未发生偏转，为使指针发生偏转，可以 （A）改用紫外线照射 （B）增加光照射时间 （C）改用红外线照射 （D ）增大照射光强度 3下列核反应方程中，属于 衰变的是 （A） （B）1417728NHeO238234990UThHe （C） （D ）340n401Pa 4C 14 鉴年法是利用 C14 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标表示时 间 t，纵坐标表示任意时刻 C14 的质量 m，m 0 为 t0 时 C14 的质量。下面图像中能正确 反映 C14 衰变规律的是 5奥斯特深信电和磁有某种联系。为了研究这种联系，有一次他拿一根细铂丝接到电 源上，在它的前面放一枚磁针，试图用铂丝来吸引磁针。结果铂丝变灼热，甚至发光 了，磁针却纹丝不动。你认为，奥斯特该次实验失败的主要原因可能是 （A）电源的正负极颠倒了 （B）磁针的磁性颠倒了 （C）地球磁场的干扰 （D）磁针位置不正确 6. 关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是： （A）伽利略在图（a）中使用了光滑斜面进行实验 （B）伽利略在图（b）中使用了光滑斜面进行实验 （C）伽利略从图（a ）中得出：自由落体运动是匀加速直线运动 （D）伽利略从图（b）中得出：力是维持物体运动的原因 G （A） （B） （C） （D） t （b ） （a ） 7右图为雅各布天梯实验装置。接通电源后可以看到两根金属电极 间可以产生明亮的电弧。则下列说法正确的是 （A）两根金属电极之间的电压是 220V （B）电弧首先从下部产生并随热空气上升 （C）两根金属电极被安装在高度真空罩中 （D）两根金属电极之间可以同时产生两根以上的电弧 8水平地面上有一个倾角为 的斜面，其表面绝缘。另一个带正电的滑块放在斜面上， 两物体均处于静止状态，如图所示。当加上水平向右的匀强电场后，滑块与斜面仍相 对地面静止，则与没加电场前相比 （A）滑块与斜面间的摩擦力一定变大 （B）滑块对斜面的压力一定变大 （C）斜面与地面间的摩擦力可能不变 （D）斜面对地面的压力一定变大 二单项选择题（共 24 分，每小题 3 分。每小题只有一个正确选项。 ） 9热敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。 如图所示的电路图是一个应用“非”门构成的一个简易 火警报警电路，则图中 X 框， Y 框中应是 （A）X 为热敏电阻，Y 为定值电阻 （B）X 为热敏电阻，Y 为开关 （C）X 为定值电阻，Y 为热敏电阻 （D）X 和 Y 均为热敏电阻 10图（a）为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b 两质点的横坐标分别为 和 ，图（b）为质点 b 从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确2xm6 的是 （A）该波沿+x 方向传播，波速为 1m/s （B）质点 a 经过 4s 振动的路程为 4m （C）此时刻质 点 a 的速度沿 +y 方向 （D）质点 a 在 t=2s 时速度为零 11未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适， 有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线 匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同 大小的支持力，为达到目的，下列说法正确的是 （A）旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 x/m y/m O 0.5 0.5 2 4 6 8 10 （a） t/s y/m O 0.5 0.5 2 4 6 8 10 （b） m q E 旋转舱 3 （B）旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 （C）宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 （D）宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 12如图所示，质量为 m 的小球 A 沿高度为 h 倾角为 的光滑斜面以初速 v0 滑下， 另一质量与 A 相同的小球 B 自相同高度同时由静止落下，结果两球同时落地。下列说 法正确的是： （A）重力对两球做的功不等 （B）落地前的瞬间 A 球的速度等于 B 球的速度 （C）落地前的瞬间 A 球重力的瞬时功率大于 B 球重力的瞬时功率 （D）两球重力的平均功率相同 13公交一卡通（IC 卡）内部有一个特定频率的电磁波接收电路。公交车上的读卡机 （刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC 卡接收 读卡机发出的电磁波能量，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是 （A）仅当读卡机发射电磁波的频率与 IC 卡内部接收电路的频率相等时，IC 卡才能 有效工作 （B）若读卡机发射的电磁波频率偏离 IC 卡内部接收频率，则 IC 卡中不会接收到 电磁波 （C） IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 （D） IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 14直角坐标系 xOy 中，M、N 两点位于 x 轴上，G、H 两点坐标如图，M、N 两点 各固定一负点电荷，一电量为 Q 的正点电荷置于 O 点时， G 点处的电场强度恰好为零。 静电力常量用 k 表示。若将该正点电荷移到 G 点，则 H 点 处场强的大小和方向分别为 （A） ，沿 y 轴正向 （B ） ，沿 y 轴负234a234ka 向 （C） ，沿 y 轴正向 （D） ，沿 y 轴负25kQ25kQ 向 15如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管 a 端封闭，b 端开口，水银将两段空气封闭在 管内，管内各液面间高度差为 h1、h 2、h 3 且 h1=h2=h3；K 1、K 2 为两个阀门，K 2 位置与 b 管水银面等高，打开阀门后可与外界 大气相通。打开 K1 或 K2，下列判断正确的是 （A）打开 K1，h 1、h 2 和 h3 均变为零 （B）打开 K1，h 1 增大，h 2 和 h3 均变为零 （C）打开 K2，h 1、h 2 和 h3 均变为零 （D）打开 K2，h 1、h 2、h 3 的长度均保持不变 16.某物体以初速度 v0 从固定斜面的底端沿斜面上滑，斜面足够长，斜面与 h2h3 h1 K2 K1a b h A B Ek/J s/m 25 5 50 x y OM N H(0，a ) G(0， a) 物体间的动摩擦因数 =0.5，其动能 Ek 随离开斜面底端的距离 s 变化的图线如图所示， g 取 10m/s2，不计空气阻力，则以下说法正确的是 （A）物体的质量为 m=1kg （B）斜面与物体间的摩擦力大小 f=4N （C）物体在斜面上运动的总时间 t=2s （D）斜面的倾角 =37o 三多项选择题（共 16 分，每小题 4 分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的， 得 4 分；选对但不全的，得 2 分；有选错或不答的，得 0 分。 ） 17如 图 ， 固 定 的 导 热 气 缸 内 用 活 塞 密 封 一 定 质 量 的 理 想 气 体 。 现 用 力 使 活 塞 缓 慢 地 向 上 移 动 。 用 p、V、E 和 分别 表 示 封 闭 气 体 的 压 强 、 体 积 、 内 能 和 气 体 分 子 的 平K 均 动 能 ， n 表示单位体积内气 体 的 分 子 数 ， 图 中 a、d 为双曲线， 设 环 境 温 度 不 变 。 正确描述上述过程的是 18如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源 S1 和 S2 分别 位于 x 轴上0.2m 和 1.2m 处，两列波的波速均为 v0.4m/s、振幅均为 A2cm 。图 示为 t0 时刻两列波的图像，此刻平衡位置处于 x 轴上 0.2m 和 0.8m 的 P、Q 两质点 刚开始振动，质点 M 的平衡位置处于 x0.5m。则下列判断正确的是 （A）两列波的周期均为 1s （B）t0.75s 时刻，质点 P、 Q 都运动到 M 点 （C）t1s 时刻，质点 M 的位移为 4cm （D）在两列波叠加的过程中，质点 M 是振动的加 强点，位移始终是4cm 19在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R 2和R 3均为定值电阻，R 1 为滑动变阻器已知R 1的总阻值大于R 2，R 2=R3=r 。合上开关S， 示数为U， 和 V 示数分别为I 1、I 2，现将R 1的滑动触点由最左端向 右端移动的过程中，则下列判断正确 的 是 （A）U 一直减小， I1 一直增大 （B）U 先减小后增大，I 2 先减小后增大 （C）U 先增大后减小，I 1 一直增大 （D）U 与 I2 的乘积先减小后增大 20如右图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。 两质量、长度均相同的导体棒 c、d，置于边界水平的匀强磁场上 方同一高度 h 处。磁场宽为 3h，方向与导轨平面垂直。先由静止 0.2 x/m0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 2 2 y/cmv v S1 S2P M QA12123ErS c、 d h 3h A1 A2 5 释放 c，c 刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放 d，两导体棒与导轨始终保持良 好接触。用 ac 表示 c 的加速度，E kd 表示 d 的动能，x c、x d 分别表示 c、d 相对释放点 的位移。图中正确的是 第 II 卷（共 94 分） 四填空题（共 20 分，每题 4 分。 ） 21在国际单位制中，频率的单位用基本单位表示是 ，磁通量的单位用基本 单位表示是 。 22A、 22B 选 做 一 题 = 22A一个质量为 50kg 的人，站立在静止于平静水面上的质量为 400kg 船上，现船上 人以相对水面 2m/s 的水平速度跳向岸，不计水的阻力。则船以_m/s 的速度后 退，若该人竖直向上跳起，则人船系统动量不守恒的原因是： _。 22B在太阳系之外，科学家发现了一颗适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运 行，命名为“开普勒 438b”。假设该行星与地球均做匀速圆周运动， “开普勒 438b”运行 的周期为地球运行周期的 p 倍，橙矮星的质量为太阳的 q 倍。 则该行星轨道半径与地 球的轨道半径之比为 ，绕行线速度之比为 。 = 23两个质量相同的小球 A 和 B，分别从水平地面上 O 点正上方高度分别为 4L 和 L 两处水平抛出，恰好击中距离 O 点 2L 的地面上同一目标，空气阻力不计。以地面为 零势能面，两小球抛出时的初速度大小之比为 vA:vB=_，落地时的机械能之比 为 EA:EB=_。 24利用标有“6V，3W” 的灯泡 L1、 “6V，6W” 的 灯泡 L2 与理想电压表和理想电流表连接成如图 （a）所示的实验电路，其中电源电动势 E9V。图（b）是通过两个灯泡的电流随两端电 压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时，电 路输出功率为 W，电源内阻为 。 25.如图(a)所示，某同学在水平面上用水平力拉一 质量为 1kg 的物块由静止开始运动。借助力传感器和位移传感器，该 同学测得不同时刻物块的速度 v 和拉力 F，并绘出 v1/F 图像，见图 A V L1 L2 E， r 0 1 2 3 4 5 6 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 0 I/A U/ V（a ） （b ） （C） （D ） ac O o （A ） xc /h54321 Ekd xd /hO o 54321 54321 Ekd xd /hO o（B ） 54321 ac xc /hO o F （a ） / N-1 1F A v/(ms-1) 12 B C 2.4 v2 0 （b） （b） ，其中线段 AB 与 v 轴平行，所用时间为 2s，线段 BC 的延长线过原点，所用时 间为 4s，v 2 为物块能达到的最大速度，此后物块的速度和拉力保持不变。不计空气阻 力，则 2s 末（B 点）拉力的功率为 W，这 6s 内物块的位移为 m。 五、实验题（24 分。本大题共有 4 小题） 26.（4 分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均 匀地撒在水面上。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和 面积计算出油酸分子直径的大小。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一 定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是_。( 填写步骤前面的数字) (2)将 1.0cm3 的油酸溶于酒精，制成 300 cm3 的油酸酒精溶液；测得 1.0 cm3 的油酸酒 精溶液有 28 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 0.10 m2。由此估算出油酸分子的直径为 _m。(结果保留 2 位有效数字) 27.（6 分）验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 （1）关于实验的下列做法中正确的是 （A）摆锤释放器在每次释放后都要调整高度 （B）光电门传感器始终放在最低点 （C）每次要用测平器使光电门传感器的光电孔对应于所要求高度的 水平线 （D）摆锤线长应调整到使摆线在摆动时能通过光电孔 （2）设摆锤速度为 v，摆锤所在位置的高度 h，以 h 为横坐标， v2/2 为纵坐标，作出的图线应是下图中的 （3）所选图线的斜率绝对值表示的物理量是 。 28 （7 分）如图，E 为直流电源，G 为灵敏电流计， A、B 为两个圆柱形电极， P 是木板，C、D 为两个探 针，S 为开关，现用上述实验器材进行“用描迹法画出 等量异号点电荷电场中平面上的等势线”的实验。 S 电 源 E P A B C D G 7 （1）木板 P 上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是_纸； （2）用实线代表导线将实验器材正确连接。 （3）如想描绘孤立点电荷电场中平面上的等势线，应如何改变电极？如何放置？ _。 29 （ 7 分）如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验 装置，下部是可调高内阻电池。提高或降低挡板，可改变 A、B 两电 极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻。电池的两极 A、B 与电压传感器 2 相连，位于两个电极内侧的探针 a、b 与电压传感器 1 相连，R 是滑动变阻器。 （实验前已给电源充足了电） 下表是某实验小组在固定挡板位置不变，改变 R 进行实验过程中所记 录的实验数据 （1）该小组仔细检查仪器和研究实验过程，并没发现错误。重复上 述实验所得数据仍为上述数据。则该实验 U 总 逐渐变化的原因是： _ （2）为了证实（1）中推断，该小组在获得序号 6 的数据时，用电流传感器测得流过 R 的电流为 9mA。由此计算出两探针之间的电阻是_，该高内电阻电源 在此挡板位置的实际内阻是_。 （3）根据以上判断和计算出的两个阻值，将序号 4 的实验数据补全。 六计算题（共 50 分） 30 （10 分）如图所示，长为 L、内壁光滑的直管与水平地面成 30角固定放置。将一 质量为 m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为 M=km（k 是已知常 数）的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静 止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中 速率不变。(重力加速度为 g) (1)求小球从管口抛出时的速度大小； (2)试证明小球平抛运动的水平位移总小于 2L 实验数据序号 1 2 3 4 5 6 7 8 外电压 U 外 （V） 2.15 2.01 1.84 1.65 1.61 1.53 1.46 内电压 U 内 （V） 0 0.12 0.26 0.42 0.45 0.52 0.58 内、外电压之和 U 总 （V） 2.15 2.13 2.10 2.08 2.07 2.06 2.05 2.04 电压传感器 2 电压传感器 1 A ba B R 挡板 S 31 （10 分）如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞 将容器分为 A、B 两部分，离气缸底部高为 49cm 处开有一小孔（孔宽度小于活塞厚 度） ，与 U 形水银管相连，容器顶端有一阀门 K。先将阀门打开与大气相通，外界大 气压等于 p075cmHg，室温 t027C ，稳定后 U 形管两边水银面的高度差为 h 25cm，此时活塞离容器底部为 L50cm。闭合阀门，使整个容器内温度降至 57C，发现 U 形管左管水银面比右管水银面高 25cm。求： （1）此时活塞离容器底部高度 L； （2）整个柱形容器的高度 H。 32 （14 分）在平行金属板间的水平匀强电场中，有一长为 L 的轻质绝缘棒 OA，其一端可绕 O 点在竖直平面内自由转 动，另一端 A 处有一带电量为 q 且不计重力的小球，质量 为 m 的绝缘小球固定在 OA 棒中点处，当变阻器滑片在 P 点 处时，棒静止在与竖直方向成 30角的位置，如图所示。已 知此时 BP 段的电阻为 R，平行金属板间的水平距离为 d。 （1）求此时金属板间电场的场强大小 E； （2）若金属板旋转30（图中虚线表示） ，并移动滑片位置，欲使棒与竖直方向 的夹角不变，BP 段的电阻应调节为多大？ （3）若金属板不转动，将 BP 段的电阻突然调节为 R，带电小球初始位置视为零势3 能点，求带电小球电势能的最小值。 O B P M A m q B A K 50cm 49cm h 9 33（16 分）相距 L1.5 m 的足够长金属导轨竖直放置，质量为 m11 kg 的金属棒 ab 和质量为 m20.27 kg 的金属棒 cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如 图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁 场磁感应强度大小相同。ab 棒光滑，cd 棒与导轨间动摩擦因数为 0.75，两棒总电 阻为 1.8，导轨电阻不计。 t=0 时刻起，ab 棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示 规律变化的外力 F 作用下，由静止沿导轨向上匀加速运动，同时也由静止释放 cd 棒。 （1）求磁感应强度 B 的大小和 ab 棒加速度大小； （2）已知在 2 s 内外力 F 做功 40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热； （3） 判断 cd 棒的运动过程，求出 cd 棒达到最大速度所对应的时刻 t1， 在图 （c）中画出前 5 秒内 cd 棒所受摩擦力 fcd 随时间变化的图像。 m2g 2m2g 3m2g 11 闵行区 2015 学年第一学期高三质量调研考试 物 理 卷 (参 考 答 案 ） 一单项选择题（共 16 分，每小题 2 分） 1B 2A 3B 4C 5D 6C 7B 8B 二单项选择题（共 24 分，每小题 3 分） 9C 10D 11B 12D 13A 14B 15D 16D 三多项选择题（共 16 分，每小题 4 分。每小题有二个或三个正确选项。全选对得 4 分；选对但不全的得 2 分；有选错或不答的得 0 分） 17ABD 18AC 19CD 20BD 四填空题（共 20 分，每题 4 分） 21s -1 kgm2/As2 ； 22A0.25 在该过程中人船系统所受合外力不为零； 22B , ； 23. 12；17 8。 244 ； 2 ； 257.68 15.5 。23pq 五实验题（共 24 分，每空 2 分） 26 （1） （2 分） （或） ， (2)（ 2 分） 1.210-9 27.（1） （2 分）C， （2） （2 分） D， （3） （2 分）重力加速度（或 g） 28 （1） （2 分）导电（纸） ， （2） （2 分）略， （3） （3 分）中间一个圆柱型电极，外侧 一个圆形电极，柱形电极放在圆心处。 （每个要点 1 分） 29（1）（2 分）探针离开电极距离过大（或有部分内阻没有测量在内） （2） （3 分）50 60（前者 1 分，后者 2 分） （3） （2 分）1.73 0.35（每空 1 分） 六计算题（共 50 分） 30（10 分） 解：设 M 落地时的速度为 v （1） （1 分）221sin30sin30()gLmgMmv 得 （或 ） （2 分）2()kv()kvgL 设 m 飞出管口速度为 v1 对球 m： （1 分）2221sin30gLmv （ ） （2 分，k2 不写扣 1 分）1()kvk （解法二）或者从牛二出发 MaTgm03sin 解得： （2 分） gka)1(2 设 M 落地时的速度大小为 v，m 射出管口时速度大小为 v1，M 落地后 m 的加速度 为 a1。 根据牛顿第二定律 （1 分）1sin30ga 匀变速直线运动 2Lv （1 分）1(si) 解得 (k2) （2 分，k2 不写扣 1 分）12()kvg (2)平抛运动 （1 分）1xt （1 分）2sin30Lgt 解得 （1 分）2(1)kx 因为 （1 分） 所以 ，得证。 2xL 31 （ 10 分 ） 解 ： （1）U 形管内两边水银面的高度差为：h25cm， A、B 中 气体初态压强分别为： 13 pA1p 0p h7525100cmHg，p B1=75cmHg 所以活塞产生的压强为：p 塞 25cmHg （1 分） 闭合阀门后，两部分气体温度降低，活塞将下移。设此时 U 形管测量的是 A 中压 强，则：p A2p 0p h752550cmHg （1 分） 对 A 中气体由气态方程得： 21TSLpAA 代入数据解得：L A272cm 50cm 假设不成立。说明此时 U 形管测量的是 B 中气体的压强，即 pB250cmHg（1 分） 此时 A 中气体压强为：p A2p B2p 塞 502575cmHg（1 分） 对 A 中气体由气态方程得： （1 分） 21TSLAA 代入数据解得：L A248cm （ 1 分） 即此时活塞离容器底部高度为：LL A248cm （判断、讨论共 2 分，得出 48cm 的解题过程共 3 分） （2）对 B 中气体由气态方程得： （