2009年上海市嘉定区高考物理二模试卷（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

如图所示是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为______门电路，在真值表中X处的逻辑值为______．
 

输入		输出
A	B	Z
	1	l
1		X
1	1	l

二、填空题

2. 难度：中等

如图所示，一块质量为m=15kg，长为20cm、高为10cm的均匀长方体物块A，静置于水平桌面上，其右端与桌边平齐，物块A与桌面之间的动摩擦因数为µ=0.4（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同），现在物块A高度的1/2处施加一水平推力F，则推动这一物块所需的最小推力大小为    N，水平推力F至少做    J的功才能使物块A翻下桌面．

3. 难度：中等

一列横波沿直线向右传播，直线上有间距均为L的9个质点，如图（a）所示．t=0时横波恰到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间△t第一次出现如图（b）所示的波形．则该波的波长为    ，波速为    ．

4. 难度：中等

如图所示，Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷，其中Q₁为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点．现有一质量为m、电量为q的正检验电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（q只受电场力作用），q运动的速度图象如图所示．则Q2必定是    （选填“正”、“负”或“正或负”）电荷，从b到a的过程中电荷q的电势能变化情况是    ．（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）

5. 难度：中等

下图照片是我国北方利用风力除去小麦中麦糠等杂物的一种方法．有风时将掺有麦糠等杂物的小麦向上扬起，在恒定风力的作用下，小麦等会落回到地面的不同点．我们可以把此过程等效为以下模型：将质点m在A点以初速度v竖直向上抛出，在风力和重力的作用下落回到C点，若m在最高点时的速度为2v，方向水平，则风力F=    ，m从A到B点的最小动能E_k=    ．

三、选择题

6. 难度：中等

以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验中共同的物理思想方法是（ ）

A．极限的思想方法
B．放大的思想方法
C．控制变量的方法
D．猜想的思想方法

7. 难度：中等

（单选）如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（ ）
A．做功可以增加物体的热量
B．做功一定会升高物体的温度
C．做功可以改变物体的内能
D．做功一定可以使物态发生变化

8. 难度：中等

一小孩在游泳池中带有一个质量为m的篮球潜入水下，在深为h的水底将篮球无初速释放，篮球在水中加速上升，穿出水面后继续竖直上升，上升的最大高度为H．不计水的粘滞阻力、空气阻力和空气浮力，则下列说法中正确的是（ ）
A．篮球在上升全过程中的机械能增加量等于水的浮力对篮球做的功
B．篮球在水中上升过程中的动能增加量等于水的浮力对篮球做的功
C．篮球在水中上升过程中水的浮力做的功等于篮球在空中上升过程克服重力做的功
D．篮球在水底的浮力大于它重力的二倍

9. 难度：中等

如图所示，一支两端封闭的玻璃管ab倾斜放置，与水平面的夹角为θ，正中有一段水银柱，两端各封闭有一定质量的理想气体，下列情况中能使水银柱向b端移动的是（ ）

A．保持θ角不变，使玻璃管加速上升
B．沿顺时针方向缓慢转动玻璃管，使θ角变小
C．使环境的温度升高
D．绕过b端的竖直轴匀速转动

10. 难度：中等

超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B₁和B₂，且B₁=B₂=B，每个磁场的宽都是l，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动．这时跨在两导轨间的长为L、宽也为l的金属框abcd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为F_f，则金属框的最大速度v_m可表示为（ ）

A．
B．
C．
D．

11. 难度：中等

关于天然放射现象、自然过程和宇宙，下列说法中正确的是（ ）
A．1903年英国物理学家汤姆生在研究铀矿的荧光效应时首先发现了天然放射现象
B．α、β、γ三种放射线中；α射线的电离作用最强，穿透本领最弱
C．大量事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的
D．从地球上看月球，总是看到相同的一些月海，因为月球总是以同一个面对着地球

12. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴传播．T=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向；t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处．由此可知（ ）
A．此波的传播速度为25m/s
B．此波沿x轴负方向传播
C．从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1m
D．在t=0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向

13. 难度：中等

小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R=
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

14. 难度：中等

如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度v，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F=kv，其中k为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为（ ）
A．mv²
B．0
C．mv²+
D．mv²-

四、解答题

15. 难度：中等

为了验证“不同物体做自由落体运动时，它们的运动情况是完全相同的”，可以用如图所示的实验装置进行实验，在玻璃管中放有羽毛和金属片，要观察到羽毛和金属片下落情况完全相同的现象，必须满足的条件是：
（1）玻璃管中应______；
（2）羽毛和金属片的释放顺序是______．

五、选择题

16. 难度：中等

如图所示，甲、乙是两块完全相同的铜片，两者间水平距离足够远，现在甲的正下方放置一薄的强磁铁，乙的正下方放置一薄铁块，现将甲、乙拿至相同高度H处同时释放（铜片下落过程中不翻转），则以下说法正确的是（ ）

A．甲、乙同时落地，并都发出清脆的落地响声
B．乙较先落地，并发出清脆的落地响声
C．乙较后落地，几乎没有发出响声
D．甲较后落地，几乎没有发出响声

六、解答题

17. 难度：中等

光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材，它利用的基本原理是：极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小．光电门的基本结构如图a，测量瞬时速度时需要配一块挡光片．初始时激光器发射的激光被传感器接收到，计时器不工作；挡光片经过时挡住激光，计时器开始计时；挡光片离开后，激光再次被传感器接收到，计时器就停止计时．通过这段时间和挡光片的尺寸就可以求出挡光片经过光电门时的瞬时速度大小，将挡光片固定在物体上则能测出物体的瞬时速度．
（1）某次宽为1.5cm的挡光片通过光电门，计时器上显示时间是0.016s，则挡光片通过光电门时的瞬时速度大小为______m/s．
（2）利用两个光电门和上述挡光片可以研究匀加速度直线运动．如图b，将挡光片固定在滑块上，滑块自由滑下后光电门1的计时器上显示0.031s，已知两光电门之间的距离l=0.3m，滑块下滑的加速度0.4m/s2，则光电门2的计时器上显示应最接近______
A．0.028s         B．0.026s         C．0.024s          D．0.022s

18. 难度：中等

气体压强会随着流动速度而改变．如图所示，当有同学在桌子一侧向放在桌面上的一枚1角硬币水平吹气时（即有高速的气流通过硬币上方），硬币会跳起．
（1）已知当时大气压为p（即静止空气的压强），硬币质量为m，上表面面积为A．为使硬币跳起，上方流动空气压强的最大值为p=______．
（2）某同学查阅了相关资料：忽略高度影响，流动的空气压强与流速满足ρv²+p=常量（其中ρ为空气密度）．根据（1）中的物理量和上述公式可知，实验时此常量大小为______，并且在已知空气密度ρ的情况下，可计算得到硬币起跳时上方空气流速至少为v=______

19. 难度：中等

某课题小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等元件．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA），在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V（量程4V，电阻R_V约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约5Ω）
C．电流表A₂（量程2mA，电阻R_A2约50Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．开关一只、导线若干
（1）为了测定电阻R的阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路图，所选取的相应器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应如何调整？______

（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R₁，电流表A₁已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内电阻r．
①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）
②为了便于分析，一般采用线性图象处理实验数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式______．

20. 难度：中等

如图所示，物体在蒙有动物毛皮的斜面上运动．由于毛皮表面的特殊性，引起物体的运动有如下特点：①顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略；②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力．
（1）试判断如图所示情况下，物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力？
（2）一物体从斜面底端以初速v=2m/s冲上足够长的斜面，斜面的倾斜角为θ=30？，过了t=1.2s物体回到出发点．若认为毛皮产生滑动摩擦力时，动摩擦因数μ为定值，g取10m/s²，则μ的值为多少？

21. 难度：中等

两个直径均为0.2m的轮逆时针方向匀速转动，带动传送带匀速运动．在传送带的水平部分有A、B两个标记点．某时刻A、B位置关系如图所示，A、B之间的水平距离为0.2m，此时有一原先附着在传送带下B点的水滴与B点脱离而落下，最后恰好掉在A点．试求此传送带的传送速度v．
某同学解法如下：B点的水滴掉落后自由下落0.2m，时间为…①
在水滴下落过程中A点前进0.2m则正好与水滴相遇，s=vt…②
得v=1m/s．经检查，计算无误．
该同学的分析过程存在一个错误，请指出该错误并改正后再求出正确结果．

22. 难度：中等

一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m²，活塞与气缸间的摩擦不计．气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知图所示状态时，气体的温度为7 C，U形管内水银面的高度差h₁=5cm．大气压强p=1.0×10⁵ Pa保持不变．水银的密度ρ=13.6×10³ kg/m³．
求：（1）活塞的重力．
（2）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
（3）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少时，U形管内的水银面变为一样高？

23. 难度：中等

如图所示，质量为m=60kg的滑雪运动员由a点以初速度v=20m/s沿水平方向冲出跳台，雪坡ab长为L=80m，与水平地面夹角为θ=37°．由于缓冲作用，运动员落到斜面或水平地面后，垂直于接触面的速度突变为零而平行于接触面的速度保持不变，滑板与雪面间的动摩擦因数为μ=0.1，不计空气阻力和通过衔接处b的能量损失（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）运动员冲出跳台后与雪面的撞击点离a点的距离；
（2）运动员冲出跳台后在与雪面撞击时损失的机械能；
（3）运动员停止运动时离b点的距离．

24. 难度：中等

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用．图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成．
如图2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作时，在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=99.6V；海水沿y轴方向流过通道．已知海水的电阻率ρ=0.20Ω•m．
（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
（2）船以v_s=5.0m/s的速度匀速前进．若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d=8.0m/s．求此时两金属板间的感应电动势U_感；
（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′=U-U_感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力．当船以v_s=5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率．