2009年上海市虹口区高考物理二模试卷（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

通常把白菜腌成咸菜需要几天时间，而把白菜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是    ．俗话说：“破镜不能重圆“．这是因为镜破处分子间的距离都    （选填“大于“、“小于“或“等于“）分子直径的10倍以上，分子间相互吸引的作用微乎其微．

2. 难度：中等

如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为    ．若盒子以此周期的做匀速圆周运动，则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时，小球的向心加速度大小为    ．

3. 难度：中等

由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示．现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为    A．若将两个这样的元件并连接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为    W．

4. 难度：中等

一质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知在t=0时物体处于直角坐标系的坐标原点且沿y方向的初速度为0，运动过程中物体的位置坐标与时间的关系为，则物体在t=10s时速度大小为    m/s；t=10s时水平外力的大小为    N．

5. 难度：中等

如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v进入匀强磁场时开始计时t=0，此时线框中感应电动势为E，则线框右侧边的两端MN间电压为    ．在3t时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场．此过程中v-t图象如图b所示，线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为    ．

二、选择题

6. 难度：中等

联合国安理会五个常任理事国都拥有否决权，即只要其中一个常任理事国投反对票，提案就不能通过．假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成票或弃权时输入“l”，提案通过时输出为“l”，通不过时输出为“0”．则这个表决器所具有的逻辑关系应该是（ ）
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门

7. 难度：中等

如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点．沿Z轴正方向磁感应强度B的大小变化情况最有可能是图中的（ ）
A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时由于无电源和电流表，他就利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（ ）
A．2I
B．I
C．3I
D．I

9. 难度：中等

如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E_a，方向与
ab连线成60°角b点的场强大小为E_b，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点的场强大小E_a、E_b及电势φ_a、φ_b的关系，以下结论正确的是（ ）

A．
B．
C．E_a=3E_b，φ_a＞φ_b
D．E_a=3E_b，φ_a＜φ_b

10. 难度：中等

如图所示，竖直放置的弯曲管a管封闭，d管开口，b、c管连接处有一关闭的阀门K．液体将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差是h₃＞h₁＞h₂，且h₃＜2h₂．现将阀门K打开，与大气相通，则会出现的情况为（ ）

A．h₁、h₂和h₃均为零
B．h₁减小，h₂和h₃均为零
C．h₁增大，h₂和h₃均为零
D．h₁增大，h₃为零，h₂不为零

11. 难度：中等

关于原子物理的知识下列说法中正确的为（ ）
A．电子的发现证实了原子是可分的
B．卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型
C．天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的
D．β射线是高速运动的电子流，有极强的贯穿本领

12. 难度：中等

如图所示，质量为m的物体带正电Q在斜面上处于静止状态，物体与斜面均在匀强电场内，匀强电场E方向水平向右．当斜面的倾角θ逐渐增大（θ＜90°），而该带电体仍静止在斜面上时，则（ ）

A．物体所受电场力对O点的力矩逐渐增大
B．物体所受静摩擦力的方向可能会改变180°
C．物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐减小
D．物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐增大

13. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴正方向传播，振动为A，t=0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动，此时平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处，该波的波长可能等于（ ）
A．0.60 m
B．0.20 m
C．0.12 m
D．0.086 m

14. 难度：中等

一中学生为“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值．关于这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的为   （ ）

A．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数仍为正
B．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负
C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零
D．飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度大小约为9.8m/s²

三、填空题

15. 难度：中等

如图所示，图甲、图乙是物理史上两个著名实验的示意图，通过这两个实验人们对光的本性有了比较全面的认识：

（1）图甲是英国物理学家托马斯•杨做的    实验的示意图，该实验是光的    说的有力证据．
（2）图乙是     实验的示意图，该实验是光的    说的有力证据．

四、解答题

16. 难度：中等

在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学在正确操作了一些步骤后，不能确定下列所给步骤的合理顺序，请你为他将合理的步骤排列出来：______．
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撤在水面上．
D．用公式D=求出薄膜厚度，即油酸分子的直径．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下溶液的滴数n与量筒中增加的溶液体积V．

17. 难度：中等

在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中：
（1）第一组同学利用如图a的实验装置测量，电压表应选择量程______（选填“3V”或“15V”），实验后得到了如图b的U-I图象，则电池内阻为______Ω．（电压表、电流表均为理想电表）．
（2）第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图c所示，则根据图象可知，电池的电动势为______ V，内阻为______Ω．

18. 难度：中等

学习了法拉第电磁感应定律E∝后，为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，某小组同学设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上．每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△t，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E．利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t．

在一次实验中得到的数据如下表：

次数 测量值	1	2	3	4	5	6	7	8
E/V	0.116	0.136	0.170	0.191	0.215	0.277	0.292	0.329
△t/×10^-3s	8.206	7.486	6.286	5.614	5.340	4.462	3.980	3.646

（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都______（选填“相同”或“不同”），从而实现了控制______不变；
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出______，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作_______关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比．

19. 难度：中等

如图（a）所示，两个相同的盛水容器，密闭时装有相同水位的水．现在它们顶部各插有一根两端开口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打开容器底部的阀门，两个容器中均有水流出，在开始的一段时间内，水流出的速度不变的是______．（选填“甲”或“乙”） 
某同学根据这一现象，猜测水流速度可能与水面上空气的压强有关，他为了验证这一猜想，设计了如图（b）所示的装置，阀门K₂控制的容器底部出水小孔是水平的．利用阀门K₁可以改变密闭容器内水面上方气体的压强，利用平抛运动知识可获得K₂刚打开时流出水的初速度．在一次实验中水深h=1m保持不变的情况下，测出水刚流出时的初速度和对应的水面上气体压强的数据记录如下表所示：

压强（×10^5pa）	0.98	1.08	1.22	1.40	1.62
初速度（m/s）	4.01	5.99	8.00	9.99	11.99

该同学根据表格中数据，推得水面上气体的压强与水流初速度的关系为______，并推出外界大气压强值为______（水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，重力加速度g=10m/s²）．

20. 难度：中等

一定质量的理想气体从状态a经历了温度缓慢升高到状态d的变化，下面的表格和V-T图各记录了其部分变化过程，试求：
（1）温度325K时气体的压强．
（2）温度250K时气体的体积．

状态	a	b
压强p/Pa	0.75×10^5	0.90×10^5
温度T/K	250	300

21. 难度：中等

从地面竖直上抛一物体，上抛初速度v=20m/s，物体上升的最大高度H=16m，设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变，以地面为重力势能零点，g取10m/s²，问物体在整个运动过程中离地面多高处其动能与重力势能相等？（保留2位有效数字）
某同学的解答如下：
设物体上升至h高处动能与重力势能相等mv²=mgh  ①
上升至h处由动能定理-mgh-F_fh=mv²-mv² ②
上升至最高点H处由动能定理-mgh-F_fh=0-mv² ③
联立以上三式，并代入数据解得h=8.9m处动能与重力势能相等．
经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充．

22. 难度：中等

特种兵过山谷的一种方法可简化为图示情景．将一根长为2d的不可伸长的细绳两端固定在相距为d的．A、B两等高点，绳上挂一小滑轮P．战士们相互配合，就可沿着绳子滑到对面．如图所示，战士甲用水平力F拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，脚离地，处于静止状态，此时AP竖直．然后战士甲将滑轮从静止状态释放，若不计滑轮摩擦及空气阻力，也不计滑轮的质量，求：
（1）战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F；
（2）战士乙滑动过程中的最大速度．

23. 难度：中等

随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了．这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这样这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断．为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题．如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=1T，两磁场始终竖直向上作匀速运动．电梯桥厢固定在如图所示的一个阁超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘．电梯载人时的总质量为5×10³kg，所受阻力f=500N，金属框垂直轨道的边长L_cd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长L_ac相同，金属框整个回路的电阻R=9.5×10^-4Ω，假如设计要求电梯以v₁=10m/s的速度向上匀速运动，那么，（取g=10m/s²）
（1）磁场向上运动速度v应该为多大？（结果保留两位有效数字）
（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么此时系统的效率为多少？（结果保留三位有效数字）

24. 难度：中等

如图所示，竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A，其电荷量Q=+4×10^-3 C，场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中k为静电力恒量，r为空间某点到A的距离．有一个质量为m=0.1kg的带正电小球B，B球与A球间的距离为a=0.4m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离．有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，它们向上运动到达的最高点P．，求：
（1）小球C与小球B碰撞后的速度为多少？
（2）小球B的带电量q为多少？
（3）P点与小球A之间的距离为多大？
（4）当小球B和C一起向下运动与场源A距离多远时，其速度最大？速度的最大值为多少？