2009年上海市青浦区高考物理一模试卷（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

质量为M的物体置于倾角为 α 的斜面上，静止时摩擦力为Mgsinα，滑动时摩擦力为μMgcosα，μ为物体与斜面之间的摩擦系数，则当物体在斜面上做    运动时，物体受到的摩擦力同时满足以上两式，此时斜面倾角和摩擦系数之间的关系为    ．

2. 难度：中等

（分叉题A）某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为    ，太阳的质量可表示为    ．

3. 难度：中等

如图所示的是热水器的恒温集成电路，R是热敏电阻，温度较低时的阻值很大，温度较高时的阻值很小．如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器短路，反之会吸住簧片接通发热器．则在电路的虚线框内的门电路应是    门，当温度较低时，门电路的输入端A是    （选填“高”或“低”）电势．

4. 难度：中等

如图所示，质量为m的均匀半圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心．在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F=    ；保持力F始终垂直于AB，在F作用下使薄板绕A点沿逆时针方向缓慢转动，直到AB到达竖直位置的过程中，力F的大小变化情况是    ．

5. 难度：中等

如图甲所示，一边长为l的正方形金属线框位于光滑水平面上，线框的右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场区域的边界．从t=0时刻开始，线框在一水平向右的外力F的作用下从静止开始做匀加速直线运动，在t时刻穿出磁场．图乙为外力F随时间变化的图象，图象中的F、t均为已知量，则t=t时刻线框的速度v=    ，t=t时刻线框的发热功率P=    ．

二、选择题

6. 难度：中等

如图，一根跨越一固定水平光滑细杆的轻绳，两端各系一个小球，球a置于地面，球b被拉到与细杆同一水平的位置．在绳刚被拉直时，球b从静止状态向下摆动，当球b摆到竖直位置时，球a刚要离开地面，则两球质量之比m_a：m_b为（ ）

A．1
B．2
C．3
D．4

7. 难度：中等

汽车从平直公路驶上一斜坡，牵引力逐渐增大而输出功率保持不变，在此上坡过程的初始阶段汽车的：（ ）
A．加速度逐渐增大，速度逐渐增大
B．加速度逐渐减小，速度逐渐减小
C．加速度逐渐增大，速度逐渐减小
D．加速度逐渐减小，速度逐渐增大

8. 难度：中等

如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度V_a和V_b沿水平方向抛出，经过时间t_a和t_b后落到与两抛出点水平距离相等的P点．若不计空气阻力，下列关系正确的是（ ）

A．t_a＞t_b，V_a＜V_b
B．t_a＞t_b，V_a＞V_b
C．t_a＜t_b，V_a＜V_b
D．t_a＜t_b，V_a＞V_b

9. 难度：中等

如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流．现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是：（ ）

A．先顺时针后逆时针
B．先逆时针后顺时针
C．先顺时针后逆时针，然后再顺时针
D．先逆时针后顺时针，然后再逆时针

10. 难度：中等

在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为△l的电子束内的电子数是（ ）
A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

如图a、b所示，是一辆质量为6×10³kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的两张照片．当t=0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象，θ=37°，根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有（ ）

A．汽车的长度
B．3s末汽车的速度
C．3s内合外力对汽车所做的功
D．3s末汽车牵引力的功率

12. 难度：中等

如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+△t时刻的波形曲线．B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是（ ）

A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动
B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度可以为零也可以不为零
C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为（6/7）△t
D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为（6/13）△t

13. 难度：中等

在相距为r的A、B两点分别放上点电荷Q_A和Q_B，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法正确的是（ ）

A．如果q在C点受力为零，则Q_A和Q_B一定是等量异种电荷
B．如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则Q_A和Q_B一定是异种电荷，且电量大小Q_A＞Q_B
C．如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则Q_A一定是负电荷，且电量大小Q_A＜Q_B
D．如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则Q_A和Q_B一定是等量异种电荷

14. 难度：中等

如图所示，光滑的“π”型金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好．磁感应强度分别为B₁、B₂的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B₁区域后，恰好作匀速运动．以下说法中正确的有（ ）

A．若B₂=B₁，金属棒进入B₂区域后将加速下滑
B．若B₂=B₁，金属棒进入B₂区域后仍将保持匀速下滑
C．若B₂＜B₁，金属棒进入B₂区域后可能先加速后匀速下滑
D．若B₂＞B₁，金属棒进入B₂区域后可能先减速后匀速下滑

15. 难度：中等

“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示，有关此实验，下列叙述正确的是（ ）

A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O．这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

三、解答题

16. 难度：中等

在测定电动机效率的实验中，某同学选择了如图器材进行实验，实验中可以从电压表、电流表上读出电动机两端的电压U和流过电动机的电流I，用尺量出重物被提起的高度H，用秒表测出重物被提起的时间t，重物上升的过程认为做匀速运动，重物质量为m．写出此电动机的工作效率______，在这个实验中你认为难以操作的是______（只要写出一点）．

17. 难度：中等

如图所示，是一种内电阻可调的化学电池，可用来验证闭合电路欧姆定律．A、B为电池的正、负极，C、D为靠近正、负极板的两个探极，目的是为了测量电池的内部电压．向电池内打气，可以改变电解质溶液液面的高低，从而改变电池的内电阻．
现在要验证闭合电路中内电压和外电压之和等于电源电动势，除该电池以外，还备有理想电流表A和理想电压表V各一个、一个定值电阻R=5Ω、电键S和导线若干．正确连接电路以后，得到表中实验数据．

次数	1	2	3	4	5
电流表（A）	0.20	0.16	0.12	0.10	0.08
电压表（V）	1.01	1.20	1.40	1.50	1.59

（1）右图是该化学电池的俯视示意图，请用上述器材符号在方框内画出实验电路原理图；
（2）该电池的电动势E=______V；
（3）上述实验中第2次操作时该化学电池的内阻r=______Ω

18. 难度：中等

如图所示的实验装置中的横杆能够绕竖直轴旋转，横杆在转动过程中，由于摩擦阻力的作用，横杆会越转越慢．在横杆的一端装有宽度为d=0.005m的竖直“挡光圆柱”，当“挡光圆柱”通过光电门时，光电门就记录挡光的时间间隔，“挡光圆柱”宽度与挡光时间之比，可以近似认为是“挡光圆柱”在该时刻的速度．横杆每转一圈，“挡光圆柱”通过光电门记录一次挡光时间．

n	t（10^-3s）	v=（m/s）	v^2（m^2/s^2）
1	2.778	1.80	3.24
2	2.826	…	3.13
3	2.877	…	3.02
4	2.931	…	2.91
5	2.988	…
6	3.049	…	2.69
7	3.113	…	2.58
8	3.181	…	2.47
9	3.255	…	2.36
10	3.333	…	2.25
…	…	…	…

在一次实验中记录下横杆转动圈数n和每次挡光的时间t，并计算出“挡光圆柱”在该时刻的速度以及速度的平方（部分数据如表中所示）．请计算表中当n=5时，v²=______m²/s²；如果继续测量“挡光圆柱”的速度，那么当n=15时，“挡光圆柱”的速度为______m/s．则“挡光圆柱”速度大小与横杆转动圈数n的关系为______

19. 难度：中等

某实验小组同学研究太阳能实验，为了测定夏季中午单位面积、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热箱．器材有内壁涂黑的泡沫箱一只，底面积为1m²；高0.3m；温度计一支；玻璃板一块（正好盖住集热箱并保证箱内气体密封），如图所示放在阳光下（假设正午阳光正好垂直射到地面，当天室温27℃）．按时记录温度计的示数变化，如下表：

时间（分）		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
温度（℃）	27	28	29.5	31	32.5	34.2	35.6	38.5	40	41.3	42

该组同学还查得空气比热C=1000焦/千克•℃，空气密度约为1.29千克/米³．
空气吸收热量的公式为Q=CM△t．根据本实验数据，试求：
（1）地球单位面积、单位时间获得的太阳能？
（2）当温度计温度不再升高时该组同学发现玻璃板和集热箱接触但没有压力，空气刚好没有泄露，要想通过气体的实验定律计算得到集热箱内的最高温度，还需要测出什么物理量？推导出计算公式？
（3）如果此实验中存在误差，说出产生误差的原因．（说出两点）

20. 难度：中等

一同学想研究电梯上升过程的运动规律．某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一套便携式DIS实验系统，砝码悬挂在力传感器上．电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止．在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s²，根据表格中的数据，求：
（1）电梯在最初加速阶段的加速度a₁与最后减速阶段的加速度a₂的大小；
（2）电梯在3.0～13.0s时段内的速度v的大小；
（3）电梯在19.0s内上升的高度H．

21. 难度：中等

如图1所示，ABCD为倾角为α=37°的矩形斜面，其中AB与底边DC平行，AB=0.6m．BC与AD平行，BC=0.8m．斜面上物体质量2Kg，与斜面的摩擦系数为0.5，在平行斜面方向恒力F的作用下，由静止开始沿斜面对角线从B运动到D．关于F的最小值，给出下面解答：
对物体在面ABCD上作受力分析，有三个力，恒力F、重力沿斜面向下的分力G_X、摩擦力f（如图2），经判断恒力F与AB边平行时最小，且可以用F=进行计算．你认为正确，可以顺着思路计算木块到达D点时的动能大小；你认为错误，请指出错误之处，并计算木块到达D点时的动能大小．

22. 难度：中等

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm²，厚度1cm，气缸全长21cm，气缸质量20kg，大气压强为1×10⁵Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m/s²求：
（1）气柱多长？
（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？
（3）当温度多高时，缸筒刚好对地面无压力．（活塞摩擦不计）．

23. 难度：中等

如图为摩托车转向灯光电路，S为转向开关，它是三掷开关．D为转向指示灯（装在仪表内）．RD₁、RD₂为前后两个右转向灯，LD₁、LD₂为前后两个左转向灯．已知电源电压为6V，内阻不计，四只转向灯用“6V、15W”的灯泡，D用“6V、1W”的小灯泡．
试判断：
（1）当转向开关S与1连通时电路中各灯的发光情况？要求通过计算说明．
（2）该电路中转向灯发光时的情况与实际摩托车转向灯发光情况有何区别？在电路的什么位置安装什么器件（或说出器件的功能），可以使转向灯的发光与实际情况相符．

24. 难度：中等

如图，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个辐射状的磁场（磁场水平向外），其大小为B=K/r，r为半径，设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁半径），而弯成铝环的铝丝其截面积为S，铝丝电阻率为ρ，密度为ρ．铝环通过磁场由静止开始下落，下落过程中铝环平面始终保持水平．试求：
（1）铝环下落速度为v时的电功率？
（2）铝环下落的最终速度？
（3）当下落h高度时，速度最大，此过程中圆环消耗的电能？