2009年上海市徐汇区高考物理一模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于分子运动和热现象的说法中正确的是（ ）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能不变
C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大
D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大

2. 难度：中等

在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为（ ）
A．1和0
B．0和1
C．1和1
D．0和0

3. 难度：中等

如图所示，A为一放在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下恒力F的作用下，在弹簧弹性限度内，弹簧被压缩到B点，现突然撒去力F，小球将向上弹起直至速度为零，不计空气阻力，则小球在上升过程中（ ）

A．小球向上做匀变速直线运动
B．当弹簧恢复到原长时小球速度恰为零
C．小球机械能逐渐增大
D．小球动能先增大后减小

4. 难度：中等

如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F_N及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）
A．F_N先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B．F_N先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．F_N先大于mg后大于mg，运动趋势向右
D．F_N先大于mg后小于mg，运动趋势向右

5. 难度：中等

已知地球的同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，根据你知道的常识，可以估计出地球到月球的距离．这个距离最接近以下哪个答案（ ）
A．地球半径的40倍
B．地球半径的60倍
C．地球半径的80倍
D．地球半径的100倍

6. 难度：中等

一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系如图中的（a）所示，将它与两个标准电阻R₁、R₂组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P．将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R₁、R₂消耗的电功率分别是P_D、P₁、P₂，下列关系中正确的是（ ）
A．P₁＞P
B．P₁＞P₂
C．4P₁＞P_D
D．P_D+P₁+P₂＞3P

7. 难度：中等

如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．根据图中的信息，下列判断正确的是（ ）

A．能判定位置“1”是小球释放的初始位置
B．能求出小球下落的加速度为
C．能求出小球在位置“3”的速度为
D．能判定小球下落过程中机械能是否守恒

8. 难度：中等

沿x轴正方向传播的简谐横波在t₁=0时的波形如图所示，此时波传播到x=2m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置，C、D两个质点的平衡位置分别位于x=3m和x=5m处．当t₂=0.6s时，质点A恰好第二次（从计时后算起）处于波峰位置，则下列判断中正确的是（ ）

A．该波的波速等于10m/s
B．当t=1.0s时，质点C在平衡位置处且向上运动
C．当t=0.9s时，质点D的位移为2cm
D．当质点D第一次位于波峰位置时，质点B恰好位于波谷位置

9. 难度：中等

如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，电场中A、B、C三点的场强分别为E_A、E_B、E_C，电势分别为ϕ_A、ϕ_B、ϕ_C，AB、BC间的电势差分别为U_AB、U_BC，某负点电荷在A、B、C三点具有的电势能分别为W_A、W_B、W_C，且AB=BC，则下列关系式正确的是（ ）

A．ϕ_C＞ϕ_B＞ϕ_A
B．E_C＞E_B＞E_A
C．W_C＞W_B＞W_A
D．U_AB＜U_BC

10. 难度：中等

如图（a）所示，质量为m的小球放在光滑水平面上，在界线MN的左方始终受到水平恒力F₁作用，在MN的右方除受F₁外还受到与F₁在同一条直线上的水平恒力F₂的作用．小球从A点由静止开始运动，运动的v-t图象如图（b）所示，由图可知下列中说法正确的是（ ）

A．F₁与F₂的比值大小为1：2
B．F₂的大小为mv₁
C．t=2.5s时，小球经过界线MN
D．小球向右运动的过程中，F₁与F₂做功的绝对值相等

11. 难度：中等

如图所示，一个水平放置的“∠”型光滑导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒反受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图象中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

二、填空题

12. 难度：中等

已知某固体物质的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N_A，则每个分子的体积V可以表达为：V=    或V=    ．

13. 难度：中等

飞机在距地面500m的高处以恒定的速度沿水平方向飞行，飞行过程中释放一个炸弹，炸弹着地即刻爆炸，爆炸声向各个方向传播的速度都是km/s，从释放炸弹到飞行员听到爆炸声经过的时间为13s．不计炸弹受到的空气阻力，炸弹在空中的飞行时间为    s，飞机的飞行速度为    m/s．

14. 难度：中等

如图所示，将一小物体从斜面顶端A点静止起释放，物体沿斜面下滑，经斜面底端C点滑上水平面，最后通过水平面上B点，斜面高度为h，A、B两点的水平距离为s，不计物体滑过C点时的能量损失．若已知斜面、平面与小物体间的动摩擦因数都为μ，斜面倾角θ未知，则物体滑到B点时的速度大小为    ；若已知倾角为θ，而动摩擦因数μ未知，且物体滑到B点时恰好停止，则物体滑过斜面AC与滑过平面CB所用的时间之比为    ．

15. 难度：中等

如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t₁=0时刻的波形图，虚线为t₂=0.25s时刻的波形图，则该波的传播速度大小为    ；若已知该波的波速大小为22m/s，则该波沿x轴    （选填“正”或“负”）方向传播．

16. 难度：中等

在匀强电场中，有一固定的O点，连有长度都为L的绝缘细线，细线的另一端分别系住一个带电小球A、B、C（不计重力，带电小球之间的作用力不能忽略），其中Q_A带负电、电量为Q，三个小球目前都处于如图所示的平衡状态，静电力恒量为k，则匀强电场的大小为E=    ；若已知Q_A与Q_B的电量大小之比为1：，则为维持三个小球平衡，细绳需承受的可能的最大拉力为    ．

17. 难度：中等

如图（a）所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，逐渐增大F，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的图象如图（b）所示．根据图（b）中所提供的信息可以计算出物体的质量为    kg；若斜面粗糙，其他条件保持不变，请在图（b）中画出改变F后，物体加速度a随F变化的大致图象．

18. 难度：中等

如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”型，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨与固定电阻R相连，整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中．导体棒ab和cd，质量均为m，垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好，两导体棒的电阻与固定电阻R阻值相等，其余部分电阻不计，当导体棒cd沿底部导轨向右以速度为v匀速滑动时，导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态，则导体棒ab消耗的热功率与cd棒克服安培力做功的功率之比为    ，电阻R的阻值为    ．

19. 难度：中等

如图所示，铁夹两臂NOP、MOQ的轴心为O，位于同一水平线上的P、Q两端夹一质量一定的物块A，M、N两端系在一根绳子上，用竖直向上的拉力F_T作用在绳子中点B处，通过铁夹提起物块A，此时P、Q间的宽度为2a，O到PQ连线的距离为4a，OM=ON=2a，∠MBN=120°，∠BMO=∠BNO=90°，若绳和铁夹的重力不计，铁夹和重物间的动摩擦因数μ=0.5．现用一外力拉动A，使A竖直向下滑动，已知此时作用在B处的拉力F_T=7N，则铁夹P端对A的摩擦力大小为    N；此时若保持铁夹P、Q端对A的压力大小不变，而改为向上拉动A，使A在铁夹之间竖直向上滑动，则作用在B处的拉力F_T′    F_T（选填“＞”、“＜”或“=”）．

三、解答题

20. 难度：中等

如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T₁．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p时，活塞下方气体的体积为V₁，活塞上方玻璃管的容积为2.6V₁．活塞因重力而产生的压强为0.5p．继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；
②当气体温度达到1.8T₁时气体的压强．

21. 难度：中等

如图所示，半径为2m的光滑圆环竖直放置，A点为圆环的最低点，B为圆环的最高点，∠CBA小于5°，CDA为光滑斜面，CEA为光滑圆弧面．小球由静止开始分别从C点沿光滑斜面CDA和圆弧面CEA滑至A点，时间分别为t₁、t₂，试比较t₁、t₂的大小．
某同学的解题思路如下：
根据机械能守恒，由静止开始分别从C点沿光滑斜面CDA和沿圆弧CEA滑至A点的速度大小相等，而沿斜面CDA滑下的路程较短，所用时间也较短，所以t₁＜t₂．
你认为该同学的解法正确吗？若正确，请计算出t₁、t₂的大小；若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．

22. 难度：中等

一辆总质量为M=6.0×10² kg的太阳能汽车，使用太阳能电池供电，它的集光板能时刻正对着太阳．太阳能电池可以对电动机提供U=120V电压和I=10A的电流，汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率η为60%．已知太阳向外辐射能量的总功率为P_总=3.9×10²⁶W．太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗．太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率P=1.0×10³W/m²．半径为R的球面积公式为S=4πR²．
（1）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍，求这辆车行驶的最大速度；
（2）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离．

23. 难度：中等

如图所示为一种简易“千斤顶”，竖直放置的轻杆由于限制套管P的作用只能在竖直方向上运动．若支杆上放一质量为M=100kg的物体，支杆的下端通过一与杆连接的小轮放在倾角为θ=37°斜面体上，并将斜面体放在光滑的水平面上，斜面体质量为m=50kg．现沿水平方向对斜面体施以推力F，小轮摩擦和支杆质量均不计，试求：
（1）为了能将重物顶起，F至少应为多大？
（2）将小轮推到离地h=0.5m高处，稳定后，突然撤去F，当小轮下滑到水平面时，斜面体的速度大小．

24. 难度：中等

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取l0m/s²．试求

时间t（s）		0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
下滑距离s（m）		0.1	0.3	0.7	1.4	2.1	2.8	3.5

（1）当t=0.7s时，重力对金属棒qb做功的功率；
（2）金属棒ab在开始运动的0.7s内，电阻R上产生的热量；
（3）从开始运动到t=0.4s的时间内，通过金属棒ab的电量．