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2019届上海市宝山区高考一模物理试题(解析版)
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上海市宝山区2019届高三模拟一考试物理试题一、单选题(本大题共12小题,共40.0分)1.首先发现“磁”能生“电”的物理学家是( )A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 楞次【答案】C【解析】【详解】法拉第首先发现了电磁感应现象,即是首先发现“磁”能生“电”的物理学家,故选C.2.描述运动和力的关系的物理定律是( )A. 牛顿第一定律和牛顿第二定律B. 牛顿第一定律和牛顿第三定律C. 牛顿第二定律和牛顿第三定律D. 牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律【答案】A【解析】【详解】描述运动和力的关系的物理定律是牛顿第一定律和牛顿第二定律;牛顿第三定律描述的是作用力和反作用力之间的关系;故选A.3.科学思维在物理问题的研究中十分重要,历史上有一位物理学家受到万有引力定律的启发,运用类比创建了另一个物理定律,该定律是( )A. 牛顿第二定律 B. 库仓定律C. 楞次定律 D. 闭合电路欧姆定律【答案】B【解析】【分析】明确理想模型、控制变量、等效替代、类比等各种方法的应用即可正确解答本题.【详解】科学方法在物理问题的研究中十分重要,历史上有一位物理学家受到牛顿万有引力定律的启发,运用类比方法方法在电磁学领域中建立了一个物理学定律,该定律的名称为库仑定律。故选B。4.关于能量的转化下列说法中正确的是( )A. 满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行B. 不但能量的总量保持不变,而且能量的可利用性在逐步提高C. 空调机既能致热又能制冷,说明热传递不存在方向性D. 热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化【答案】D【解析】【分析】热力学第二定律反映了自然界的宏观过程具有方向性,虽然总能量守恒,但能量可以利用的品质降低了.【详解】根据热力学第二定律,满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发地进行,选项A错误;能量在转化过程会由高品质能源转化为低品质的能源,故可利用性会降低,选项B错误;空调机既能致热又能制冷,但是要耗电,即热传递有方向性,热量只能自发地由高温物体传向低温物体,故C错误;根据热力学第二定律,热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化,选项D正确;故选D.5.振动着的单摆摆球,通过平衡位置时,它受到的回复力( )A. 指向地面 B. 指向悬点C. 数值为零 D. 垂直摆线,指向运动方向【答案】C【解析】【分析】单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力,方向指向平衡位置.【详解】摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力,经过平衡位置时,回复力为零。由于单摆做圆周运动在平衡位置,合力不为零,合力提供向心力,方向指向悬点。故C正确,ABD错误。故选C。【点睛】解决本题的关键知道单摆做简谐运动回复力的来源,知道在平衡位置,回复力为零,合力不为零.6.两列机械波在介质中产生干涉现象,它们的振幅分别为A1和A2,某一时刻介质中质点P的位移大小为A1+A2,则( )A. 质点P的振幅一直为A1+A2B. 质点P的振幅再过半个周期为|A1-A2|C. 质点P的位移大小一直为A1+A2D. 质点P的位移大小再过半个周期为零【答案】A【解析】【分析】相干简谐横波相遇时,波峰与波谷相遇处质点的振幅等于两列波振幅之差;波峰与波峰相遇处质点的振幅等于两列波振幅之和;【详解】对于两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇,波峰与波峰相遇处质点的振幅等于两列波振幅之和,即振幅一直为A1+A2.但质点离开平衡位置的位移不总是最大的,某一时刻介质中质点P的位移大小为A1+A2,则再过半个周期质点P的位移大小仍为A1+A2,所以A正确,BCD错误;故选A;7.在静电场中将一负电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )A. a点电势高于b点电势 B. a点电场强度大于b点电场强度C. a点电势能大于b点电势能 D. 电场线方向从b指向a【答案】A【解析】【分析】根据电场力做功公式W=qU分析电势的高低,抓住电场强度与电势无关,不能确定电场强度的大小和电场线的方向.电场力做正功时负电荷的电势能减小.【详解】根据电场力做功公式Wab=qUab,知Wab<0,q<0,则a、b两点的电势差Uab>0,因此a点电势高于b点电势,故A正确。电场强度与电势无关,不能确定电场强度的大小,故B错误。电场力做了负功,负电荷的电势能增加,因此a点电势能小于b点电势能,故C错误。电场力做功与路径无关,所以不能确定电场线的方向,故D错误。故选A。【点睛】本题是功能关系的角度分析电场力做功与电势能变化的关系,也可以利用推论“负电荷在电势能高处电势能小”分析电势的高低.电势与场强无关,电势高,场强不一定大.8.如图所示,在倾斜的环形赛道上有若干辆小车正在行驶,假设最前面的小车做匀速圆周运动,则它所受的合外力( )A. 是一个恒力,方向沿OA方向B. 是一个恒力,方向沿OB方向C. 是一个变力,此时方向沿OA方向D. 是一个变力,此时方向沿OB方向【答案】D【解析】【分析】做匀速圆周运动的物体所受的合力大小不变,方向指向圆心.【详解】做匀速圆周运动的物体所受的合力大小不变,方向指向圆心,则最前面的小车所受的合外力是大小不变,方向不断变化的变力,此时方向沿OB方向,故选D.9.探测器探测到土星外层上有一个环.为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定( )A. 若v2∝R,则该环是土星的一部分B. 若v2∝R,则该环是土星的卫星群C. 若v∝,则该环是土星的一部分D. 若v2∝,则该环是土星的卫星群【答案】AD【解析】试题分析: A、C、若小环是土星的一部分则各层自转的角速度相等,根据v=ωR得:v∝R,故A正确,C错误;B、D、若该层小环是土星的卫星群,则向心力等于万有引力,根据得:,即,故B错误,D正确.故选AD.考点:考查人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.【名师点睛】解决本题要知道若是土星的一部分,则各层转动的角速度相等,若该层是土星的卫星群,则根据向心力等于万有引力求解。10.如图所示,用绳牵引小船,设水的阻力不变,则在小船匀速靠岸的过程中( )A. 绳子拉力不断减小 B. 绳子拉力不断增大C. 船的浮力不变 D. 船的浮力增大【答案】B【解析】【分析】对小船进行受力分析,受重力、浮力、绳子的拉力,阻力做匀速直线运动,根据共点力平衡判断绳子的张力和浮力的变化.【详解】对小船进行受力分析,如图,因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡,设拉力与水平方向的夹角为θ,有:
Fcosθ=f…①
Fsinθ+F浮=mg…②
船在匀速靠岸的过程中,θ增大,阻力不变,根据平衡方程①知,绳子的张力增大,根据平衡方程②知,张力增大,sinθ增大,所以船的浮力减小。故B正确,ACD错误。故选B。【点睛】解决本题的关键掌握共点力平衡,知道小船在做匀速直线运动时,所受合力为0,根据θ角的变化,判断力的变化.11.如图,a、b、c三个上下平行的圆形线圈同轴水平放置,现闭合b线圈中的电键S,则在闭合S的瞬间,由上向下观察( )A. a、c线圈中无感应电流B. a、c线圈中的感应电流都沿顺时针方向C. a、c线圈中的感应电流都沿逆时针方向D. a、c线圈中感应电流的方向相反【答案】B【解析】【分析】根据安培定则确定电流产生的磁场方向,根据楞次定律判断上方线圈中感应电流的方向;【详解】闭合时,b线圈中电流由上向下观察逆时针方向,根据安培定则穿过a、c线圈的磁场方向向上,磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向下,由安培定则判断,由上向下观察a、c线圈的感应电流均为顺时针方向;故选B.【点睛】该题考查楞次定律的应用,楞次定律应用的题目我们一定要会做,大胆的去找原磁场方向,磁通量的变化情况,应用楞次定律常规的步骤进行判断即可。12.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而增大。某同学利用压敏电阻设计了一个判断电梯运动状态的装置,其装置示意图如图1所示。将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体m,电梯静止时电流表示数为2I0.电梯在不同的运动过程中,电流表的示数分别如图2中甲、乙、丙、丁所示,则下列判断中正确的是( )A. 甲图表示电梯可能做匀加速上升运动B. 乙图表示电梯可能做匀减速上升运动C. 丙图表示电梯可能做匀加速下降运动D. 丁图表示电梯可能做匀减速下降运动【答案】A【解析】【分析】据题知,压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而增大,而电流变大说明电路中电阻变小,则电流变大说明压力变小;反之,电流变小说明压力变大;物体加速上升和减速下降是超重状态,减速上升和加速下降是失重状态.【详解】甲图中,电流从2I0逐渐变大,电阻变小,则压力逐渐变小,且小于重力,所以加速度向下逐渐变大,电梯可能变加速下降,也可能变减速上升。故A错误;乙图中,电流从I0逐渐变大到2I0,电阻变小,则压力逐渐变小,且大于重力,所以加速度向上逐渐变小,电梯可能变加速上升,也可能变减速下降。故B错误;丙图中,电流从2I0逐渐变小,电阻变大,则压力逐渐变大,且大于重力,所以加速度向上逐渐变大,电梯可能变加速上升,也可能变减速下降。故C错误;丁图中,电流恒为I0,压力大于重力,故电梯处于超重状态,可能匀加速上升,也可能匀减速下降,故D正确;故选D。【点睛】本题关键根据电流变化情况判断压力变化情况,根据牛顿第二定律判断加速度变化情况,从而判断电梯的可能运动情况.二、填空题(本大题共4小题,共16.0分)13.人们知道鸽子有很强的返巢能力,有人猜想鸽子体内可能有______,通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设,在鸽子翅膀下系上一小块______,以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”,结果鸽子不能飞回家了。由此,猜想得到了证实。【答案】 (1). 生物磁体; (2). 磁石【解析】【详解】人们知道鸽子有很强的返巢能力,有人猜想鸽子体内可能有生物磁体,通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设,在鸽子翅膀下系上一小块磁石,以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”,结果鸽子不能飞回家了。由此,猜想得到了证实。【点睛】在关于信鸽是靠什么来辨别方向的实验中,一群信鸽的身上绑了小磁体,一群信鸽身上绑了小铜块,放飞后,结果是绑了铜块的信鸽大部分回到了巢穴,而绑了小磁铁的信鸽一只也没有飞回巢穴,由此可以验证信鸽的辨别方向靠的是地磁场.14.将一小球竖直向上抛出,小球在第3内的位移是零,再过2.5s小球落至地面,则抛出时小球的速度大小为______m/s,抛出点距地面的高度为______m.(不计空气阻力,g=10m/s2)【答案】 (1). 25; (2). 13.75【解析】【分析】小球在第3秒内的位移是零,第3秒内的平均速度也为零,而平均速度等于中间时刻的速度,即第2.5秒瞬间速度为零,故小球上升的时间为2.5s,下落时间为3s,根据h=gt2分别求出上升和下落的高度,二者之差即所求高度.【详解】小球在第3秒内的位移是零,第3秒内的平均速度也为零,而平均速度等于中间时刻的速度,即第2.5秒瞬间速度为零,故小球上升的时间为t1=2.5s,下落时间为t2=3s,
由小球的初速度v=gt1=10×2.5=25m/s;
小球上升的高度:h1=gt12=×10×2.52=31.25m
下落的高度:h2=gt22=×10×32=45m
故小球抛出点离地面的高度h=h2-h1=13.75m【点睛】本题考查自由落体运动和竖直上抛运动,关键根据题目条件明确上升和下落的时间,根据h=gt2列式求解.15.如图所示,L形直角细管,竖直部分管内两水银柱长度分别为56cm和20cm,竖直管和水平管各封闭了一段气体A和B,长度分别为19cm和28cm,且上端水银面恰至管口,外界大气压强为76mHg.现以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平,此过程中气柱B的长度变为______cm,溢出的水银柱长度为______cm。【答案】 (1). 56; (2). 42【解析】【分析】分别以上下各液柱为研究对象,由平衡可求得A、B内气体的压强;L水平后两部分气体的压强都应等于大气压强,则由玻意耳定律可得出气体长度的变化,得出溢出的水银长度.【详解】由图可知,A中的气体压强PA=(76+56)cmHg=132cmHg;
B中气体压强PB=(132+20)cmHg=152cmHg;
L形管变为水平后,两部分气体压强均等于大气压强P=76mcHg;
由玻意耳定律可知:PBLBS=PLB′S;
PALAS=PLA′S;
代入以上数据解得:LA′=33cm; LB′=56cm;
故A气体长度增加了33-19cm=14cm; B中气体长度增加56-28=28cm;
溢出的水银长度为14+28cm=42cm;【点睛】本题考查玻意耳定律及封闭气体压强,要求能正确理解题意:转后整体装置是平放在地面上的,故气体压强为大气压强.16.如图为水力发电的示意图,一台发电机能提供6.4×106W的电功率。假定水轮机和发电机的效率都是80%,则从上游冲下来的水每秒钟提供给水轮机______J的能量。若上、下游水面落差为24.8m,且上游水的流速为2m/s,则每秒钟需要______kg质量的水通过水轮机,才能产生这样的电功率。(g=10m/s2)【答案】 (1). ; (2). 【解析】【分析】根据题意,从上游冲下来的水每秒钟提供给水轮机的能量满足:;提供给水轮机的能量来自水的重力势能和动能.【详解】从上游冲下来的水每秒钟提供给水轮机的能量: 根据,即,解得m=4.0×104 kg.【点睛】求能量的转化效率时,要确定有效利用的能量和总能量。三、实验题探究题(本大题共2小题,共14.0分)17.有一根足够长的水平弹性轻绳,绳的左端O振动了3s,产生的波形如图所示,(1)O点的振动频率为______Hz;(2)若从此时刻起波源停止振动,试在图中画出,从该时刻起经过3s后的波形图。【答案】(1)0.5(2)图见解析;【解析】【分析】(1)根据波形图求出周期,再根据周期和频率的关系求解频率;(2)若从此时刻起波源停止振动,从该时刻起经过3s该波形先后平移3段,由此画图。【详解】(1)根据波形图可知,
解得周期T=2s;
则振动频率为f==0.5Hz;
(2)若从此时刻起波源停止振动,从该时刻起经过3s该波形先后平移3段,其波形图如图所示:
18.有一种电池,电动势约为9V,内阻约为30Ω,若该电池允许输出的最大电流为50mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学选用的实验器材有:电键、电压传感器、定值电阻R0、电阻箱R(阻值范围为0~9999Ω),设计的实验电路如图甲所示。(1)定值电阻R0起___________作用,实验室备有的R0有以下几种规格:A.100Ω 2.0W B.200Ω 1.0W C.500Ω 2.0W D.2000Ω 5.0W本实验应选用哪一种规格?( )(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关K,调整电阻箱的阻值R,读取电压表的示数U,计录多组数据,作出了如图乙所示的图线,则乙图中的横坐标表示___(用所给物理量的字母来表示)。若乙图中图线的截距为a,斜率为b,则电池的电动势为___,内阻为__________。【答案】 (1). 保护电路; (2). B; (3). ; (4). ; (5). 【解析】【分析】(1)已知电源电动势、内阻及最大电流,由闭合电路欧姆定律可得出电路中最小电阻,则可找出保护电阻;(2)由闭合电路欧姆定律可得出表达式,再结合图象和数学知识可得出图象的截距及斜率的含义,则可求得电动势和内电阻。【详解】(1)定值电阻R0起保护电路的作用;根据,即,解得R0=150Ω,可知R0选择B;(2)由闭合电路欧姆定律可得:
变形得:,则乙图中的横坐标表示;由数学知识可知,图象中的斜率;截距a=;解得:,【点睛】本题关键在于能由图象知识(斜率与截距的意义)结合闭合电路欧姆定律求解,在解题时要注意题目中给出的条件及坐标中隐含的信息。四、计算题(本大题共2小题,共30.0分)19.如图(a)所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上,质量m=2kg的物体置于其上。t=0时对物体施加一个平行于斜面向上的拉力F,t=1s时撤去拉力,斜面足够长,物体运动的部分v一t图如图(b)所示。(1)物体在第2s运动过程中加速度的大小是多少m/s2?(2)求斜面的动摩擦因素;(3)物体运动到斜面最高位置时能否保持静止?请说明理由。(4)物体在何时具有最大机械能?若以地面为零势能面,则最大机械能是多少J?【答案】(1)10m/s2;(2)0.5;(3)不能保持静止;(4)520J【解析】【分析】(1)根据v-t图像的斜率可求解加速度;(2)根据牛顿第二定律列式求解动摩擦因数;(3)比较mgsinθ和μmgcosθ的大小关系可进行判断;(4)外力做功结束后机械能最大,根据能量公式求解最大机械能。【详解】(1)加速度的大小是 (2)根据牛顿第二定律: 解得μ=0.5;(3)不能静止;因为,这表明,物体在最高点位置时所受的合力不为零,所以不能保持静止;(4)物体在第1s末具有最大机械能 【点睛】此题关键是知道机械能的变化等于除重力以外的其它力的功,所以外力撤去的瞬间,机械能最大》20.如图甲所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s后金属棒的速度保持稳定不变,图乙为安培力与时间的关系图象。试问:(1)金属棒cd开始运动时其中的电流方向怎样?(2)金属棒在前2s内所做的是一种怎样的运动?并说明理由。(3)2s后金属棒的速度大小是多少m/s?(4)0~2s内通过电阻R的电量约多少C?【答案】(1)d指向c;(2)加速度减小的加速直线运动;(3)4m/s;(4)1.66C【解析】【分析】(1)由右手定则可知金属棒cd中的电流方向;(2)分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律判断物体的运动情况;(3)金属棒的速度最大时,所受的合外力为零,从而求解最大速度;(4)根据图像的 “面积”求解安培力的冲量,结合电量的公式求解电量.【详解】(1)由右手定则可知,金属棒cd中的电流方向由d指向c;(2)金属棒在前2s内所做的是加速度减小的加速直线运动;对于金属棒运动的起始时刻,金属棒在水平方向上受到安培力FA和拉力F的作用, 所以F>FA,金属棒所受的合力方向与初速度方向相同,因此金属棒向右做加速运动;由于,所以FA将随着v的增大而不断增大;又由于,所以F随着v的增大而不断减小;而F-FA=ma,所以加速度a将不断减小;所以金属棒在前2s内所做的是一种加速度减小的加速直线运动.(3)金属棒的速度最大时,所受的合外力为零,即 解出: (4)图像与横轴之间共约83(81-85)个小方格,相应的“面积”为 即 故 (1.62C-1.70C)【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、动量定理、功能关系等知识,综合性较强,对学生能力的要求较高,是一道好题.
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