2013年上海市闸北区高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列单位中，属于国际单位制（SI）中基本单位的是（ ）
A．牛顿
B．摩尔
C．韦伯
D．伏特

2. 难度：中等

下列物理学史实中，正确的是（ ）
A．惠更斯研究了单摆的振动规律，确定了单摆振动的周期公式
B．库仑通过扭秤实验总结出电荷间相互作用的规律，并测定了最小电荷量
C．伽利略通过在比萨斜塔上的落体实验得出了自由落体运动是匀变速直线运动这一规律
D．赫兹预言了电磁波的存在并通过实验首次获得了电磁波

3. 难度：中等

用一根细线悬挂一个质量大、直径小的小球，当细线的质量和小球的尺寸完全可以忽略时，把这个装置叫单摆，这里的物理科学方法是（ ）
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想模型法
D．比值定义法

4. 难度：中等

根据机械波的知识可知（ ）
A．横波沿水平方向传播，纵波沿竖直方向传播
B．在波的传播过程中，质点随波迁移将振动形式和能量传播出去
C．波的图象就是反映各质点在同一时刻不同位移的曲线
D．声波在真空中也能传播

5. 难度：中等

下列对电磁感应的理解，正确的是（ ）
A．穿过某回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电动势
B．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量
C．感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化量成正比
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

6. 难度：中等

下述关于力和运动的说法中，正确的是（ ）
A．物体在变力作用下不可能作直线运动
B．物体作曲线运动，其所受的外力不可能是恒力
C．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能作直线运动
D．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能作匀速圆周运动

7. 难度：中等

在静电场中，一个负电荷在除电场力外的外力作用下沿电场线方向移动一段距离，若不计电荷所受的重力，则以下说法中正确的是（ ）
A．外力做功等于电荷动能的增量
B．电场力做功等于电荷动能的增量
C．外力和电场力的合力做功等于电荷电势能的增量
D．外力和电场力的合力做的功等于电荷动能的增量

8. 难度：中等

如图所示为伏打电池示意图，下列说法中正确的是（ ）

A．沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域只有一处
B．电源的电动势高，表明该电源把其它形式的能转化为电能的本领强
C．在静电力作用下，原来静止的正电荷从低电势运动到高电势
D．在溶液中铜板和锌板之间的电压就是内电压

9. 难度：中等

将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与速度大小v关系的图象，正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

10. 难度：中等

匀强磁场中有四个由细导线弯曲而成的平面回路．磁场方向垂直纸面向里．如图所示描绘了当磁场逐渐减弱时，回路中产生的感应电流的方向，其中错误的是（ ）
A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

在如图所示电路中，开始时电键K₁、K₂均闭合，现先断开电键K₁，则电压表与电流表的示数均发生变化，设它们的示数变化量之比为M₁=△U₁/△I₁，再断开电键K₂，两表新的示数变化量之比为M₂=△U₂/△I₂，若已知R₂＜R₃，则比较M₁与M₂的绝对值大小应有（ ）

A．M₁＞M₂
B．M₁=M₂
C．M₁＜M₂
D．无法确定

12. 难度：中等

如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中错误的是（ ）

A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上
D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力

13. 难度：中等

某人游泳过河，静水中游速为河水流速的，为使到达对岸的地点与正对岸间距最短，他游泳的方向应（ ）
A．与上游河岸成30°
B．与上游河岸成60°
C．与河岸成90°
D．以上都不对

14. 难度：中等

如图所示，电源电动势E=80V，内阻r=5.6Ω，R₁=6000Ω，R₂=4000Ω，R₃=0.3Ω，R₄=6000Ω，R₅=0.1Ω，R₆=0.2Ω，R₇=8000Ω，估算R₇消耗的功率为   （ ）

A．80W
B．8W
C．0.8W
D．0.08W

15. 难度：中等

密立根油滴实验是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的，其电场由两块带电平行板产生．实验中，半径为r、电荷量为2e的油滴保持静止时，两块极板的电势差为U．当电势差增加到4U时（两平行板间距不变），半径为2r的油滴保持静止，则该油滴所带的电荷为（已知球体体积公式：）（ ）
A．16e
B．8e
C．4e
D．2e

16. 难度：中等

一列横波在t=0时刻波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则波速不可能是（ ）

A．1m/s
B．6m/s
C．13m/s
D．23m/s

17. 难度：中等

在如图所示电路中，电源电动势为ε，内阻为r，闭合电键后，当滑动变阻器的滑片P处于图中R的中点位置时，小灯泡L₁、L₂、L₃的亮度相同．若将滑片P向左滑动，小灯泡的亮度变化情况是（ ）

A．L₁变暗，L₃变暗
B．L₁变亮，L₂变暗
C．L₂变亮，L₃变暗
D．L₂变暗，L₃变亮

18. 难度：中等

站在升降机里的人，在升降机开始自由下落的同时，以速率v_o竖直向上和沿水平方向分别抛出A、B两光滑小球．不计空气阻力．小球碰到升降机内壁后垂直内壁方向的速度分量大小不变，反向弹回，沿内壁方向的速度分量大小、方向均不变．则（ ）
A．不论v_o多小，A球均可到顶部
B．B球一定回到人的手中
C．v_o足够小，则B球将落到底板上
D．不论v_o多大，在地面上的人看来，A球在到达升降机底板前一定是先匀减速运动后匀加速运动

19. 难度：中等

如图所示，甲、乙两物体质量分别为3kg、4kg，叠放在水平桌面上．已知甲、乙间的动摩擦因数为0.6，物体乙与水平桌面间的动摩擦因数为0.5．重力加速度g=10m/s²．水平拉力F作用在乙上，两物体一起向右做匀速直线运动．如果F突然变为零，且甲、乙仍保持相对静止，则（ ）

A．甲受水平向左的摩擦力
B．甲受到水平方向、大小为18 N的力
C．乙的加速度向右
D．甲的加速度大小为5 m/s²

20. 难度：中等

在竖直平面内有一电场强度大小为E的匀强电场，将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ 角做直线运动．关于带电小球的电势能ε 和机械能W的判断，正确的是（ ）
A．若θ＜90°且sinθ=qE/mg，则ε、W一定不变
B．若45°＜θ＜90°且tanθ=qE/mg，则ε一定减小、W一定增加
C．若0＜θ＜45°且tanθ=qE/mg，则ε一定减小、W一定增加
D．若0＜θ＜45°且tanθ=qE/mg，则ε可能减小、W可能增加

二、填空题

21. 难度：中等

一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=    A，所产生的热量Q=    J．

22. 难度：中等

A．如图所示，光滑的半圆槽内，A球从高h处沿槽自由滑下，与静止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到达的最大高度均为h/9，A球、B球的质量之比为    或    ．
B．新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一．已知引力常量为G．大、小两颗恒星的转动半径之比为    ，两颗恒星相距    ．

23. 难度：中等

如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m．在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，v_t的反向延长线与OB的延长线相交于D点．已知重力加速度g=10m/s²．小球运动时间为    ，OD长度h为    ．

24. 难度：中等

一物体质量为1kg，沿倾角为30的传送带从最高端A点以初速度v=8m/s下滑，传送带匀速向下运动的速度为2m/s，全长20m．物体与传送带之间的动摩擦因数为，物体运动到传送带底端B点的速度大小为    m/s；全过程中因物体和传送带间的摩擦而产生的热量为    J．（重力加速度g=10m/s²）

25. 难度：中等

如图所示，OB杆长L，质量不计，在竖直平面内绕O轴转动．杆上每隔处依次固定A、B两个小球，每个小球的质量均为m．已知重力加速度为g．使棒从图示的水平位置静止释放，当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为    ，小球A的机械能的变化量为    ．

三、选择题

26. 难度：中等

做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，下列措施正确的是 （ ）

A．判断横杆MN是否严格保持水平
B．用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直
C．在盘的最低端做一个标志，轻轻转动盘面，如果很快停止，说明重心不在盘的中心
D．使用弹簧秤前必须先调零

四、填空题

27. 难度：中等

用简单的模块电路来设计一盏指示灯．白天指示灯自动点亮，夜晚自动熄灭．夜晚如果有人靠近，灯自动点亮，当人离开后，指示灯自动熄灭．根据题意，在下列模块中选择符合要求的模块，将其前面的符号填入空格：
A．小灯；B．蜂鸣器；C．电动机；D．光传感器；E．声传感器；F．红外传感器；G．接触传感器；H．“非”门控制器；I．“与”门控制器；J．“或”门控制器．
（1）传感器选择    ；
（2）控制器选择    ；
（3）执行器选择    ．

五、解答题

28. 难度：中等

为了测量图中果汁电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响（实验器材如图所示）．
（1）将电压表、电流表均视为理想电表，请在图中用笔画线代替导线连接电路；
（2）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中a、b、c所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势______（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻______（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）图线a对应的电源电动势E=______V，短路电流I=______A．（均保留三位有效数字）

六、填空题

29. 难度：中等

如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关．此外还有细沙、天平和若干轻质导线．已知重力加速度为g．
先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m₁． 闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R₁=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m₂且m₂＞m₁．
（1）磁感应强度B大小为    ，方向垂直纸面    （选填“向里”或“向外”）；
（2）将电阻箱阻值调节至R₂=2r，则U形金属框D    （选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为    ．

七、解答题

30. 难度：中等

如图所示，长度为L的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）．已知重力加速度为g．
（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球处于平衡状态．求力F的大小；
（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球第一次通过最低点时的速度及轻绳对小球的拉力（不计空气阻力）．

31. 难度：中等

2012年10月14日，奥地利人Baumgartner从太空边缘（离地39km）起跳，据报道他以最高每小时1342km的速度，回到地球表面，成为“超音速”第一人．自由落体运动的时间约为5分35秒．已知空气中音速约为340m/s，空气密度ρ=1.29kg/m³，重力加速度g=10m/s²．
（1）他降落过程中的速度是否超过了音速？
（2）这篇报道中有什么数据相互矛盾？以上两个问题请通过计算说明；
（3）当物体从高空下落时，空气对物体的阻力公式：f=C_Dρv²S（C_D=，ρ为空气密度，v为运动速度，S为物体截面积）．因此，物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度被称为收尾速度．设Baumgartner加装备的总质量为100kg，腰围100cm．请计算他的收尾速度大小．

32. 难度：中等

如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，OA竖直，半径r=2.5m，BC为足够长的平直倾斜轨道，倾角θ=37°．已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数μ=0.25．各段轨道均平滑连接，轨道所在区域有E=4×10³N/C、方向竖直向下的匀强电场．质量m=5×10^-2kg、电荷量q=+1×10^-4C的小物体（视为质点）被一个压紧的弹簧发射后，沿AB圆弧轨道向左上滑，在B点以速度v=3m/s冲上斜轨．设小物体的电荷量保持不变．重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（设弹簧每次均为弹性形变．）
（1）求弹簧初始的弹性势能；
（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求小物块从A到P的电势能变化量；
（3）描述小物体最终的运动情况．

33. 难度：中等

如图（1）所示，
两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为0.8m，导轨平面与水平面夹角为α，导轨电阻不计．有一个匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为0.1kg、与导轨接触端间电阻为1Ω．两金属导轨的上端连接右端电路，电路中R₂为一电阻箱．已知灯泡的电阻R_L=4Ω，定值电阻R₁=2Ω，调节电阻箱使R₂=12Ω，重力加速度g=10m/s²．将电键S打开，金属棒由静止释放，1s后闭合电键，如图（2）所示为金属棒的速度随时间变化的图象．求：
（1）斜面倾角α及磁感应强度B的大小；
（2）若金属棒下滑距离为60m时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑100m的过程中，整个电路产生的电热；
（3）改变电阻箱R₂的值，当R₂为何值时，金属棒匀速下滑时R₂消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？