2011年上海市嘉定区高考物理三调试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

中国为了实现2020年碳排放量下降40-45%，应当大力开发和利用下列能源中的（ ）
A．石油
B．太阳能
C．天然气
D．煤炭

2. 难度：中等

下列器材适宜航天员在完全失重的轨道舱内进行锻炼的是（ ）
A．哑铃
B．弹簧拉力器
C．单杠
D．跑步机

3. 难度：中等

核电站利用是利用下列哪种能量转化为电能的（ ）
A．放射性元素发生α衰变放出的能量
B．放射性元素发生β衰变放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．化学反应放出的能量

4. 难度：中等

牛顿在发现万有引力定律的过程中没有被用到的规律和结论是（ ）
A．牛顿第二定律
B．牛顿第三定律
C．开普勒的研究成果
D．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数

5. 难度：中等

用分子动理论和能的转化的观点判断下列说法正确的是（ ）
A．温度是物体分子热运动平均动能的标志
B．物理过程都是可逆的，能的转化不具有方向性
C．改变物体内能的方式有做功和热传递，它们的本质是相同的
D．物体中一个分子的动能加一个分子的势能，就是一个分子的内能

6. 难度：中等

如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．R_T为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时R_T阻值变的很大，驾驶员未系好安全带时R_T阻值很小．要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警．则在图中虚线框内应接入的元件是（ ）
A．“与”门
B．“或”门
C．“非”门
D．“与非”门

7. 难度：中等

关于恒星，下列说法中正确的是（ ）
A．恒星的表面温度越高，颜色越红
B．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关
C．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关
D．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关

8. 难度：中等

类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式．下列类比不正确的是（ ）
A．点电荷可以与质点类比，都是理想化模型
B．电场力做功可以与重力做功类比，两种力做功都与路径无关
C．电场线可以与磁感线类比，都是用假想的曲线描绘“场”的客观存在
D．电磁波可以与机械波类比，都可以发生干涉现象、衍射现象，传播都需要介质

9. 难度：中等

如图所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（ ）
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10^-10m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10^-10m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大

10. 难度：中等

一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁强区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，则（ ）
A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动
B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动
C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动
D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动

11. 难度：中等

如图所示，两端开口的足够长U型玻璃管，左管插入足够大的水银槽中，右管内有一段水银柱，管中封闭有一定质量的理想气体，左管始终没有离开水银面，下列说法中正确的是（ ）

A．保持管子不动而将气体的温度降低一些，则右管内水银柱不动
B．保持管子不动而将气体温度升高一些，则左管内外液面高度差增大
C．保持温度不变，把管子向上移动一些，则左管内外液面高度差增大
D．保持温度不变，把管子向下移动一些，则封闭气体的体积不变

12. 难度：中等

一列平面机械波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形如图所示．其中质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反．由图可知（ ）

A．质点P和S的振动位移大小和方向总相同
B．质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反
C．质点P和S振动相同时间，向前传播的距离相等
D．质点P和R的振动速度大小总相同、方向总相反

13. 难度：中等

一带电的粒子射入一固定的点电荷Q形成的电场中，沿图中虚线由a点运动到b点，a、b两点到点电荷的距离分别是r_a、r_b，且r_a＞r_b，若粒子只受电场力，则在这一过程中（ ）
A．粒子一定带正电荷
B．电场力一定对粒子做负功
C．粒子在b点的电势一定高于a点的电势
D．粒子在b点的加速度一定小于在a点的加速度

14. 难度：中等

近年来有一种测g值的方法叫“对称自由下落法”：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T₂在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T₁，测得T₁、T₂和H，可求得g等于（ ）
A．
B．
C．
D．

15. 难度：中等

如图，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为2a，一个直径为2a的导线圆环从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，则感应电流I与导线圆环移动距离x的关系图象正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

16. 难度：中等

质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g=10m/s²．下列说法中正确的是（ ）

A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W
B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W
C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W
D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W

17. 难度：中等

如图所示的气缸，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动．缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，起初，在小活塞上的杯子里放有大量钢球，请问哪些情况下能使两活塞相对气缸向上移动（ ）
A．给气缸缓慢加热
B．取走几个钢球
C．大气压变小
D．让整个装置自由下落

18. 难度：中等

如图所示电路，电源内阻不能忽略，R₁阻值小于变阻器的总电阻，当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表的示数为U，电流表的示数为I．那么，滑片P由中点向上移动的全过程中（ ）
A．电压表的示数始终小于U
B．电流表的示数始终大于I
C．电压表的示数先增大后减小
D．电流表的示数先减小后增大

19. 难度：中等

如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一根质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离d时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程（ ）

A．杆的速度最大值为
B．流过电阻R的电量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

20. 难度：中等

两个物体A、B的质量分别为m₁、m₂，并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F₁、F₂分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来．设两物体与水平地面的动摩擦因素分别为μ₁、μ₂，两物体运动的速度-时间图象分别如图中图线a、b所示．已知拉力F₁、F₂分别撤去后，物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出）．由图中信息可以得出（ ）

A．μ₁=μ₂=0.1
B．若m₁=m₂，则力F₁对物体A所做的功较多
C．若F₁=F₂，则m₁小于m₂
D．若m₁=m₂，则力F₁的最大瞬时功率一定是力F₂的最大瞬时功率的2倍

二、填空题

21. 难度：中等

卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了    （选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型．若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为    m/s．（质子和中子的质量均为1.67×10^-27kg，1MeV=1×10⁶eV）

22. 难度：中等

（选做题，在22A、22B中选做一题，若两题全做，以22A的得分计入总分．）
A．质量分别为400千克和200千克的甲乙两船，静止于平静的水面，相距60米．甲船上的人通过绳拉乙船，绳的拉力为100牛，水对两船阻力均为20牛．这是以两船为系统，经    秒后，两船撞到一起后不分开．则撞后甲、乙的速度为    ．
B．2009年俄罗斯的卫星和美国的卫星在西伯利亚上空发生碰撞．假定碰撞后产生甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则甲距地面的高度    乙距地面的高度，甲的加速度    乙的加速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

23. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的完整波形如图所示．当t=0.7s时，A点第4次位于波峰位置，B点首次位于波谷位置，则再经过    s，A、B又再次回到平衡位置，A、B间相距    m．

24. 难度：中等

如图所示，间距为20cm、倾角为53°的两根光滑金属导轨间，有磁感应强度为1.0T、方向竖直向上的匀强磁场，导轨上垂直于导轨放有质量为0.03kg的金属棒，在与导轨连接的电路中，变阻器R₁的总电阻为12Ω，电阻R₂也为12Ω，导轨和金属棒电阻均不计，电源内阻为1.0Ω．变阻器的滑头在正中间时，金属棒恰静止在导轨上，此时金属棒中的电流大小为    A，电源电动势为    V．

25. 难度：中等

让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5m/s．如果没有保护，鸡蛋自由下落而不被摔坏的最大高度    m．现有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s=0.45m；A、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高处自由下落，装置碰地后速度为0，且保持竖直无反弹，不计装置与地面作用时间．如果使用该装置保护，刚开始装置的下端离地面的最大高度H=    m．

三、解答题

26. 难度：中等

大量偶然事件的整体表现所显示的规律性，叫做统计规律．如图所示的容器中，上部规则地布有许多铁钉，下部用隔板分割成许多等宽的狭槽，大量的小球可通过其上方漏斗形入口落下，装之前有玻璃板覆盖，使小球最终落在槽内．
（1）将一个小球扔下，重复多次实验，其落入哪个狭槽是______的．（选填“必然”或“偶然”）
（2）（单选题）让大量小球从上方漏斗形入口落下，以阴影表示最终落在槽内左右小球的分布形状，应是

27. 难度：中等

（单选题）利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（ ）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽
B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽．

28. 难度：中等

如图所示是测量电动机产生的力矩大小的简易装置．两个弹簧秤的上端固定在一个水平横杆上，下端连接着绕过粗糙圆板的皮带．电动机通过转轴可以带动粗糙圆板匀速转动，转动方向如图所示．
（1）圆板匀速转动时，______（填“左”或“右”）侧弹簧称读数较大；
（2）圆板匀速转动时，两弹簧秤读数分别为7N和3N，圆板半径r=0.2m，则电动机对圆板产生的力矩为______Nm．
（3）已知该电动机工作时对外产生的力矩大小与转速有关，转速越大，则对外力矩越小．在不改变该装置其他设备的情况下，换一粗糙程度相同的圆板，半径大于0.2m，转速稳定后弹簧秤读数相比原来不变，则此时圆板的转速相比原来应______（填“增大”、“减小”或“不变”）．

29. 难度：中等

如图a所示，虚线框内为某个复杂电路，其中接在BC两点间的R是电阻箱．某同学利用滑动变阻器、电流表和电压表研究该电路中BC两点间的电压与电流关系．其步骤如下：
①调节R到某个数值，闭合电键．
②移动滑动变阻器滑片，得到两电表的多组读数；
③作U-I图象；
每次都调节不同的R，在重复多次实验后，发现得到的U-I图象都是直线，该同学将其中R=15Ω、R=6Ω两条图象延长与坐标轴相交，如图b所示．
（1）多条U-I图象都与I轴交于同一点，与R取值无关．试简述其原因：______
（2）当R=15Ω、滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率为______W．
（3）在图b中作出R=3Ω时的U-I的图象．

30. 难度：中等

封闭的汽缸固定不动，内有面积2×10^-3 m²的活塞把汽缸分成A、B两部分，初始时两部分都真空且容积都为5×10^-4m³．活塞通过水平轻杆和铰链连接到质量10kg的规则均匀“┴”型物体上，物体可绕点O转动，相关尺寸如图，不计一切摩擦．现利用压缩气体作为动力将物体右端刚好离开地面，
（1）压缩气体应注入汽缸哪一部分中？
（2）若压缩气体是利用普通空气等温压缩后得到的，则注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为多少？已知大气压1×10⁵pa．

31. 难度：中等

如图所示，将一个光滑金属杆弯成y=-2sinx（）（单位：m）的形状，一个小环从x=0处以沿着杆的初速v出发，最终从处的P点水平抛出，下落高度h=1.8m后掉落在地面上．试求
（1）v满足什么条件时小环才能从P点水平抛出？
（2）小环从P点水平抛出的射程L和v的函数关系式是怎样的？

32. 难度：中等

如图所示，运动的小车内用两根轻绳悬挂一个小球O，小球和小车都静止时两绳均拉直，OB正好处在竖直方向．小球与车一起匀加速运动且保持相对静止后测量两绳上拉力大小，用F₁、F₂分别表示OA、OB两绳上的拉力．在不同水平加速度情况下，得到如下表格．求：

F1（N）	0.0	5.0	10.0	15.0	20.0
F2（N）	10.0	6.0	2.0	0.0	0.0

（1）小球的质量．
（2）OB处在竖直方向时，OA绳与水平方向的夹角．
（3）表格中最后一组数据对应小球加速度为多少？

33. 难度：中等

如图所示，aa′、bb′、cc′、dd′为四条平行金属轨道，都处在水平面内．aa′、dd′间距2L，bb′、cc′间距L．磁感应强度B的有界匀强磁场垂直于纸面向里，边界与轨道垂直．ab、cd两段轨道在磁场区域正中间，到磁场左右边界距离均为s．轨道电阻不计且光滑，在a′d′之间接一阻值R的定值电阻．现用水平向右的力拉着质量为m、长为2L的规则均匀金属杆从磁场左侧某处由静止开始向右运动，金属杆的电阻与其长度成正比，金属杆与轨道接触良好，运动过程中不转动，忽略与ab、cd重合的短暂时间内速度的变化．
（1）证明：若拉力为恒力，无论金属杆的内阻r为多少，都不能使金属杆保持匀速通过整个磁场．
（2）若金属杆内阻r=2R，保持拉力为F不变，使金属杆进入磁场后立刻作匀速直线运动．当金属杆到达磁场右边界时，速度大小为v．试求此次通过磁场过程中，整个回路放出的总热量．
（3）若金属杆内阻r=2R，通过改变拉力的大小，使金属杆从磁场左侧某处从静止开始出发，保持匀加速运动到达磁场右边界．已知金属杆即将到达ab、cd位置时拉力的大小F₁，已在图中标出．试定性画出拉力大小随时间的变化关系图．（不需要标关键点的具体坐标，但图象应体现各段过程的差异．）