2007-2008学年上海市高三（下）质量抽查物理试卷（4月份）（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

用中子轰击Al，产生Na和    ．Na具有放射性，它发生β衰变后变成Mg，现有质量为m的Na，在两个半衰期的时间后剩余的Na为    ．

2. 难度：中等

我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示，卫星由地面发射后进入停泊轨道，在停泊轨道调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a，卫星相对地球的停泊轨道与卫星相对于月球的工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为匀速圆周运动，则卫星在停泊轨道和工作轨道运行周期之比为    ，卫星从停泊轨道进入到地月转移轨道必须    （选填“加速”或“减速”）．

3. 难度：中等

如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab=10cm，ad=20cm．该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直．若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180°的过程中，感应电动势的平均值为    V；当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为    V．

4. 难度：中等

如图所示为某保险箱控制电路示意图，图中S₁、S₂相当于该保险箱的两把钥匙开关，分别由两个人来保管，被控制的电路是直接开启保险箱的开关．要求两个人同时闭合S₁、S₂才能开启保险箱，虚线框内应选用的逻辑门为    门，符号为    ．

二、解答题

5. 难度：中等

已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N_A，则该物质的分子质量为______，单位体积的分子数为______．

三、填空题

6. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，它的输入电压u=311sinωt V，保险丝的额定电流是1A，其电阻可忽略不计，R为可调电阻．为了不使原线圈中的保险丝被熔断，R消耗的电功率不得大于    W，R的阻值不得小于    Ω．

7. 难度：中等

在如图甲所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况．其中图线d表示的是电压表    （选填“V₁”、“V₂”或“V₃”）的示数随电流变化的情况，在此过程中电压表V₁示数变化量△U₁和电流表示数变化量△I的比值    （选填“变大”、“变小”或“不变”）．

8. 难度：中等

在距离地面某高处，将小球以速度v沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等（以地面为参考面）．小球在空中飞行到某一位置A时相对抛出点的位移与水平方向的夹角为α（不计空气阻力），则小球在A点的速度大小为    ，A点离地面高度为    ．

四、选择题

9. 难度：中等

人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法，如分析归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等．在下列研究中，运用理想实验法进行研究的是（ ）
A．爱因斯坦提出光子假说
B．麦克斯韦提出电磁场理论
C．卢瑟福提出原子的核式结构模型
D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论

10. 难度：中等

在某停车场，甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故．甲车司机背部受伤，乙车司机胸部受伤．根据两位司机的伤情可以判定，下列说法中可能正确的是（ ）
A．甲车车头撞了静止的乙车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头
B．甲车车头撞了静止的乙车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头
C．乙车车头撞了静止的甲车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头
D．乙车车头撞了静止的甲车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头

11. 难度：中等

质量为m的物体初动能是Ek，由于受到外力作用，物体的速度增加了△v，则外力对物体所做的功为（ ）
A．△v+
B．
C．△v
D．

12. 难度：中等

热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象．辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量．在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴M_λ表示物体在不同温度下辐射电磁的强度，则由M_λ-λ图线可知，同一物体在不同温度下，将（ ）

A．向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同
B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的
C．向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小
D．向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移

13. 难度：中等

下图为同一密封的小包装食品的两张照片，甲图摄于海拔500m、气温为18℃的环境下，乙图摄于海拔3200m、气温为10℃环境下．下列说法中正确的是（ ）

A．乙图中小包内气体的压强增大了
B．乙图中小包内气体的压强减小了
C．由此推断，如果小包不破裂且鼓起得越厉害，则所在位置的海拔越高
D．由此推断，如果小包不破裂，则海拔越高，小包内气体的压强就越大

14. 难度：中等

振源O产生的横波向左右两侧沿同一直线传播，波速均为v．A点位于振源左侧，B点位于振源右侧，A、B和振源位于同一条直线上．当振源起振后经过时间t₁，A点起振，又经过时间t₂，B点起振，此后A、B两点的振动方向始终相反，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两点的起振方向也相反
B．A、B两点到振源的距离之差一定为半波长的奇数倍
C．这列横波的波长为（n=1，2，…）
D．这个振源的周期的最大值为2t₂

15. 难度：中等

如图所示，一支两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，正中有一段水银柱，两端各封闭一定质量的气体．在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是（ ）

A．在竖直平面内以b点为轴顺时针缓慢转动玻璃管，使θ角变小
B．保持θ角不变，使玻璃管加速上升
C．升高环境温度
D．以过b端的竖直轴为转动轴转动玻璃管

16. 难度：中等

如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使 b从A点由静止开始沿竖直方向下落．各带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到C点，小球a做匀加速运动
B．小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减小，但机械能与电势能之和不变
D．小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功

17. 难度：中等

如图所示，边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场区域的过程中，线框中感应电流变化的是（ ）

A．
B．
C．
D．

18. 难度：中等

用a、b两单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是单色光束a照射时形成的图样，图乙是单色光束b照射时形成的图样，则下列关于a、b两束单色光的说法中，正确的是（ ）

A．若光束a照在某金属上恰能发生光电效应，则光束b照到该金属上不能发生光电效应
B．若两束光都能使某金属发生光电效应，则光束a照到该金属表面到电子逸出的时间间隔明显比光束b长
C．它们在真空中具有相同大小的传播速度
D．在相同条件下，光束a比光束b更容易产生明显的衍射现象

五、解答题

19. 难度：中等

某同学在做验证互成角度的两力合成的平行四边形定则的实验时，把橡皮条一端用图钉固定于P点，同时用A、B两个弹簧秤将橡皮条的另一端拉到位置O．这时两弹簧秤的示数分别是F_A=3.5N、F_B=4.0N，其位置记录如图甲所示．倘若橡皮绳的活动端仅由一个弹簧秤拉着，也把它拉到O点位置，读得弹簧秤的读数为F_C=6.0N，其位置如C．
（1）以1cm表示1N，在图乙中作出力F_A、F_B和F_C的图示．
（2）根据平行四边形定则在图乙中作出F_A和F_B的合力F，F的大小为______N．
（3）实验的结果是否能验证平行四边形定则：______（选填“能”或“不能”）．

20. 难度：中等

学校将决定在两幢房子之间的小空地上建一个新的篮球场，篮球场的设计既要做到按标准划定球场的边线，又要使边线与房子之间留有足够的距离，而不至于在球员冲出边线时，因收不住脚而撞到墙上．已知标准篮球场长28m，宽15m．学校某班志愿组的同学进行了如下可行性调查，他们计划对全班同学进行如下数据的采集工作：
A．测量全班每位同学的反应时间，得到同学们的最慢反应时间t₁和最快反应时间t₂．
B．测量全班每位同学从静止起跑完28m距离的时间（28m内不减速），得到同学们的最快速度v₁和最慢速度v₂．
C．测量全班每位同学从最大速度减速到零所需要的时间，得到同学们的最长停稳距离s₁和最短停稳距离s₂．
（1）如果只有一把毫米刻度尺，可以通过测量______，快捷方便地测量同学的反应时间，反应时间t=______

21. 难度：中等

如图所示是一个体积计，它是测量易溶于水的粉末状物质的实际体积的装置．K是连通大气的阀门，C是水银槽，通过橡皮管与B容器相通，连通A、B的管道很细，容积可以忽略．A容器和B容器的全部容积之和为V cm³，B容器粗细均匀，其横截面积为S cm²．下面是测量操作过程：
A．从气压计上读得当时大气压为H cmHg
B．打开K，将待测粉末装入A容器中，移动C，使B中水银面降低到B容器的最低位置；
C．关闭K，缓慢提升C，使B中水银面在B容器中上升Lcm高度．记录此时B中水银面与C中水银面的高度差H cm．
（1）设整个过程温度保持不变，请根据以上数据求出A容器中待测粉末的实际体积为______ cm³（用给定的物理量V、H、H、L、S表示）．
（2）为了提高粉末体积测量的精确度，可以测量若干组B中水银面在B容器中上升的高度L₁、L₂、L₃、L₄…，以及对应的B中水银面与C中水银面的高度差H₁、H₂、H₃、H₄…，再用图象法处理实验数据求得A容器中待测粉末的实际体积．令V=V-SL（以cm³为单位），p=H+H（以cmHg为单位），则应以物理量______为图象的纵轴，以物理量______为图象的横轴（用p或V的表达式表示），图象在______（选填“纵轴”或“横轴”）上的截距表示A容器中待测粉末的实际体积．

六、填空题

22. 难度：中等

如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k．若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路．用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”． 
（1）根据图甲，温度为t（t＞0℃）时电阻R的大小为    ．
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=    ．
（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值    15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．

七、解答题

23. 难度：中等

如图所示，一连通器与贮有水银的瓶M通过软管相连，连通器的两支上端封闭、粗细均匀、内径相同的直管A和B竖直放置，管内水银的上方均封有空气．A、B两管内水银面的高度差为h cm、空气柱的长度均为2h cm．已知当空气的温度都为T K时，A管内空气的压强与3h cm高的水银柱产生的压强相等．现使两管内空气柱的温度都升高到1.5T K，同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变．求：
（1）此时B管中气体的压强；
（2）流入A管的水银柱的长度．

24. 难度：中等

如图，不导热的光滑活塞把气缸分成A、B两部分，开始时阀门K₁、K₂均开启，活塞距左端40cm，距右端50cm．大气压强压强p为1.01×10⁵pa，空气的温度为31℃．现将K₁、K₂都关闭，为使活塞向右移动10cm，可加热A内的气体，同时使B内的气体温度保持不变．
（1）活塞移动到预设位置后，气缸B部分空气的压强为多大？
（2）气缸A部分空气的温度应升高到多少℃？

25. 难度：中等

辨析题：如图所示，木块质量m=0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s²的加速度从静止开始做匀加速直线运动，在3s末时撤去拉力F．已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：拉力F的大小以及物体在5s内滑行的总位移．
某同学是这样分析的：由牛顿第二定律可得Fcosθ-μmg=ma，可求出拉力F的大小．物体加速阶段滑行的时间t₁=3s，位移，末速度v₁=at₁，减速阶段滑行的时间t₂=2s，加速度a'=μg，可求出位移s₂，则滑行的总位移s=s₁+s₂．你认为这位同学的分析是否正确，若正确，请列式并完成计算；若不正确，请说明理由，并用你自己的方法算出正确的结果．

26. 难度：中等

如图所示，金属板AB间有一场强E=200N/C的匀强电场，靠近B板处有一挡板L，距板L为h=5cm、距A板为H=45cm处有一P点，一带电量q=-2×10^-3C的小球开始时静止于P点，在电场力作用下（重力作用不计）小球向左运动，在与挡板L相碰后电量减少为碰前的k倍（k＜1），且减少的电量不积累在L板上．已知k=，小球碰撞前后瞬间速度的大小不变，但方向相反．
（1）设匀强电场中挡板L所在位置的电势为零，求小球在P点时的电势能．（电势能用符号“ε”表示）
（2）小球第一次与挡板L碰后，能运动到与挡板L的最大距离为多少？
（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？

27. 难度：中等

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=1m，电阻R₁=3Ω，R₂=1.5Ω，导轨上放一质量m=1kg的金属杆，长度与金属导轨等宽，与导轨接触良好，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动．图乙所示为通过R₁中的电流平方随时间变化的I₁²-t图线，求：
（1）5s末金属杆的动能；
（2）5s末安培力的功率；
（3）5s内拉力F做的功．

28. 难度：中等

今年春节前后，我国南方大部分省区遭遇了罕见的雪灾，此次灾害过程造成17个省（区、市、兵团）不同程度受灾．尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹（如图甲），使相邻两个铁塔间的拉力大大增加，导致铁塔被拉倒、压塌（如图乙），电力设施被严重损毁，给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失．
当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图所示的结构模型．已知铁塔（左右对称）质量为m，塔基宽度为d．相邻铁塔间输电线的长度为L，其单位长度的质量为m，输电线顶端的切线与竖直方向成θ角．已知冰的密度为ρ，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R（输电线的半径可忽略）．

（1）每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？
（2）被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少？
（3）若某铁塔一侧的输电线在顶端断裂，该铁塔由于受力不对称，会造成该塔以塔基另一侧与地面的接触点为轴旋转翻倒．已知地面对塔基的最大拉力为F（该力可简化为作用点位于塔基中心、方向竖直向下的拉力），设铁塔包裹冰前后的质量之比与输电线包裹冰前后的质量之比相同，要使铁塔不致翻倒，输电线上包裹的冰层半径R的最大值R_max为多少？