2020年上海市金山区高三物理等级考二模卷（含解析）

这是一份2020年上海市金山区高三物理等级考二模卷（含解析），共21页。试卷主要包含了05，本考试分设试卷和答题纸，如图， 运动状态 等内容，欢迎下载使用。

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和准考证号。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．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
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
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
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
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（ ）
6．右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
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
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
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eq \f(1,3)m/s
（C）A、B两质点的运动方向始终相同
（D）9s末A点的振动速度大于B点的振动速度
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
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（ ）
（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
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
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_______________________________。
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。
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。
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”）。
17．某汽车的质量为2.0×103kg，额定功率为60kW，它在水平公路上行驶时所受阻力大小恒为5×103N。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_________________________。
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”）
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h1＝8m，C、E两点间的高度差为h2＝10m，不计空气阻力，取sin53°＝cs37°＝0.8，cs53°＝sin37°＝0.6，g＝10 m/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。
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的功率与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。
金山区2019~2020学年第二学期第二次等级考模拟考试试卷
物理答案解析版
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. 10JB. 1×102JC. 1×103JD. 1×104J
【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
【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
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（ ）
A. 始终等于GB. 先大于G，后小于G
C. 始终小于GD. 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
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
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). 14V (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。
(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°=cs37°=0.8，cs53°=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
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。
【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
(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。