2022届上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断物理卷（一模）（word版）

上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断卷（一模）

物理

一、单选题

1．X射线从空气进入人体后（　　）

A．波长变短 B．光子能量增加

C．频率降低 D．波速增大

2．卢瑟福曾预言：在原子核内，除了质子外，还可能有质量与质子相等的中性粒子（即中子）存在。他的主要依据是通过实验发现原子核（　　）

A．核外电子数与核内质子数相等 B．核电荷数与核外电子数相等

C．核电荷数与核内质子数相等 D．核电荷数约是质量数的一半

3．双缝干涉实验中将光源从绿光改为红光，为使条纹间距不变，可增大（　　）

A．光源到双缝的距离 B．双缝的间距

C．双缝到光屏的距离 D．双缝的长度

4．一个密闭钢瓶中封有一定质量气体，当温度变化时气体压强减小，则气体（　　）

A．密度增大 B．分子平均动能增大

C．密度减小 D．分子平均动能减小

5．如图，高速公路上汽车保持速率不变通过路面 abcd，其中 ab 段为平直上坡路面，bc 段为水平路面，cd 段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则汽车的输出功率（　　）

A．在 ab段逐渐减小 B．在ab段最大，在cd段最小

C．仅在bc段时保持不变 D．始终保持不变

6．“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，其轨道与地球赤道在同一平面内，并与地面上某观测点始终保持相对静止。已知地球半径为r1，卫星轨道半径为r2，则赤道上某点随地球自转的线速度大小v1与卫星运动的线速度大小v2之比为（　　）

A．r1∶r2 B．r2∶r1 C．r12∶r22 D．r22∶r12

7．物体振动时，除了固有频率的基频波，还会产生频率为固有频率整数倍的倍频波。当如图所示的两种波同时在介质中传播时，物体振动形成的实际波形应为（　　）

A． B．

C． D．

8．如图所示电路中，电源内阻不可忽略，电流表读数为 I，电源消耗的总功率为 P．则闭合电键后（　　）

A．I 减小，P 增大 B．I 增大，P 减小

C．I 增大，P 增大 D．I 减小，P 减小

9．如图为小球在水平面上移动，每隔0.02秒记录下的位置。将该段运动分为5段，则其中平均速度最大与平均加速度最小的运动过程分别为（　　）

A．①和② B．①和③ C．⑤和③ D．⑤和②

10．如图，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，则在最高点平衡时人对杠铃的作用力F与抓举过程中人对杠铃做功W的变化情况为（　　）

A．F不变，W增大 B．F增大，W不变

C．F不变，W减小 D．F减小，W不变

11．如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，一负点电荷Q固定在P点。一正检验电荷q沿MN边从M点移动到N点，则q的电势能情况是（　　）

A．始终减小，在M点大于在N点的电势能

B．始终增大，在M点小于在N点的电势能

C．先增大后减小，在M点大于在N点的电势能

D．先减小后增大，在M点小于在N点的电势能

12．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱。对这些现象做出正确解释的是（　　）

A．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈不产生感应电动势

B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用

C．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈产生感应电动势

D．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈受到安培力的作用

二、填空题

13．电源是把其他形式的能转化为　     　能的装置，这种转化是通过　         　做功来实现的。请比较电源电动势和路端电压这两个概念的异同点：　                                                                                                                                                                                                                                                                                                       　。

14．原子核X经图中所示一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y。在此过程中原子核共经历了　     　次β衰变，核X比核Y多　     　个核子。

15．有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中　               　能转化为电能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将200g的重物举高20cm，每秒摇两次，则摇晃手电筒的平均功率为　     　W，g=10m/s2。  

16．如图为气体分子的速率分布图线，图线1、2所对应的气体温度T1、T2的大小关系应为　     　；一定速率范围内图线所围面积与图线所围总面积之比，表示该速率范围内的分子在所有分子中的占比，图中纵坐标f(v)的单位可用国际单位制中的基本单位表示为　     　。

17．气动椅的部分升降结构示意图如图所示。虚线为封闭、可上下移动的气缸，通过体积忽略不计的细管将上下两部分气体联通。阴影为固定的物件，各部分横截面面积分别为S1和S2。若初始时气缸内被封闭的气体压强为p，上下两部分气体高度均为h，则气体对气缸竖直方向的作用力大小为　     　；若因外力作用，气缸缓慢下移h，则内部气体压强变为　                  　。

三、实验题

18． 在“油膜法测分子直径”的实验中，某同学操作如下：

①取 1.0 mL 油酸配成 250 mL 油酸酒精溶液；

②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了 20 滴；

③在边长约 10 cm 的正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；

④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸膜的轮廓（如图所示），每个方格的边长为 1.0 cm。

（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含　        　ml油酸；

（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为　     　m；

（3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将　     　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

（4）已知油酸分子的直径约为 8×10−10 m，该同学实验结果产生偏差的可能原因是：　                                                 　，理由是： 　                                                                                                                                     　。

四、解答题

19．一小物块从全长为5m、倾角为37°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：

（1）小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；

（2）斜面和小物块间的滑动摩擦因数μ；

（3）当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。

20．如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨水平放置，并处于竖直向下的匀强磁场中。导轨间距为l，左端接有阻值R的定值电阻。两根完全相同的轻质弹簧左端固定，右端连接质量为m、长度为l、电阻为r的导体棒ab。开始时弹簧处于原长。导体棒ab在水平向右的拉力作用下，从静止开始向右移动一段距离，在此过程中拉力做功为W。撤去拉力，当弹簧第一次恢复原长时闭合电键K，此时通过电键的电流强度为I。导体棒运动过程中始终与导轨垂直，不计空气阻力与弹簧形变过程中的能量损失。求：

（1）电键闭合瞬间，流过ab棒的电流方向与回路中的感应电动势E；

（2）电键闭合瞬间，ab棒的速度大小v与匀强磁场的磁感强度大小B；

（3）画出电键闭合后，电路中的电功率P电随时间t变化的大致图像，并分析说明图线与坐标轴所围的总面积大小。

答案

1．【答案】A

2．【答案】D

3．【答案】B

4．【答案】D

5．【答案】B

6．【答案】A

7．【答案】B

8．【答案】A

9．【答案】C

10．【答案】A

11．【答案】D

12．【答案】D

13．【答案】电；非静电力；电源电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功，反应电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，由电源自身性质决定，而路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功，是把电能转为为其他形式的能。二者的相同点就是单位相同，都是伏特

14．【答案】6；32

15．【答案】机械（或动能）；0.8

16．【答案】T1＜T2；s/m

17．【答案】pS2；

（2）10−8

（3）不变

（4）油酸膜可能没有充分展开，形成的并不是单分子油膜层；2×10−10 m3 的油酸若形成紧密排列的单分子膜时，膜面积约为 0.25 m2，远大于浅盘内的水面面积，说明实际上油膜不可能仅是一层油酸分子构成的

【解析】【解答】（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含纯油酸

（2）油膜的面积约为S=55×12×10-4m3 =5.5×10-3m3

则分子直径

则油酸分子直径的数量级约为10-8m；

（3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，则算得的油膜的面积偏小，则由此估算得到的油酸分子直径偏大，但是数量级不变；

（4）已知油酸分子的直径约为 8×10−10 m，该同学实验结果产生偏差的可能原因是：油酸膜可能没有充分展开，形成的并不是单分子油膜层，理由是：2×10−10 m3的油酸若形成紧密排列的单分子膜时，膜面积约为 0.25 m2，远大于浅盘内的水面面积，说明实际上油膜不可能仅是一层油酸分子构成的。

【分析】（1）根据 “油膜法测分子直径”的实验原理得出一滴油酸酒精溶液含纯油酸；
（2）根据油酸的体积以及油膜面积的大小关系得出分子直径；
（3）（4）根据 “油膜法测分子直径”的实验原理以及注意事项进行分析得出油酸分子直径数量级
 

19．【答案】（1）解：由图线I可知，物体滑行5m到斜面底端时势能为零，故零势能面为斜面底端所在水平面。开始下滑时Ep0=mgh0=30J

其中h0=Lsinθ=3m

可得

由图线II可知，物块下滑过程中动能从零增大为

解得末速度为

小物块由静止开始匀加速下滑有

可得a=2m/s2，方向沿斜面向下

（2）解：下滑过程中，物块受力情况为

由牛顿运动定律可知

其中且

可得

将a=2m/s2代入得

（3）解：由图线可知，Ep、Ek与s的函数关系分别为Ep=30−6s

Ek=2s

联立可得，s=3.75m时小物块的动能与重力势能相等。由

知下滑时间

【解析】【分析】（1）根据重力势能的表达式得出小物块的质量；结合动能的表达式得出末速度的大小；利用匀变速直线运动的位移与速度的关系得出加速度的大小和方向；
（2）根据图像以及匀变速直线运动的位移与时间的关系得出沿斜面下滑的时间。

20．【答案】（1）解：由右手定则知电键闭合瞬间，流过ab棒的电流方向由a向b，感应电动势E=I(R+r)

（2）解：拉力做功，所做的功使ab的机械能和弹簧的弹性势能增加，当撤去拉力，此时，ab棒和弹簧具有弹性势能E弹和动能Ek1，由能量守恒定律知W=E弹+Ek1

撤去拉力，ab恢复原长的过程中，只有弹簧弹力做功，机械能守恒，弹性势能全部转化为动能，电键闭合瞬间的动能为Ek2。W=Ek2=mv2

可得v=

ab棒切割磁感线产生感应电动势E=Blv

即I(R+r)=Bl

可得匀强磁场的磁感强度B=

（3）解：

图线与坐标轴所围面积数值上等于从闭合电键到ab棒停止运动过程中电路中产生的全部电能，不计能量损失，产生的电能全部来源于ab棒切割磁感线所消耗的机械能，因此，图线与坐标轴所围面积大小为W。