2010-2011学年上海交大附中高三（上）摸底物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列说法中正确的是（ ）
A．质点、位移都是理想化模型
B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
C．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量

2. 难度：中等

下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．α粒子散射现象
B．天然放射现象
C．光电效应现象
D．原子发光现象

3. 难度：中等

分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距离的变化而变化．则（ ）
A．分子间引力随分子间距的增大而增大
B．分子间斥力随分子间距的减小而增大
C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大

4. 难度：中等

一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（ ）
A．
B．
C．tanθ
D．2tanθ

5. 难度：中等

如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a₁、a₂．重力加速度大小为g．则有（ ）
A．a₁=g，a₂=g
B．a₁=0，a₂=g
C．a₁=0，a₂=g
D．a₁=g，a₂=g

6. 难度：中等

如图所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）．则在下面四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（ ）
A．黄紫红蓝
B．紫黄蓝红
C．红蓝紫黄
D．蓝红黄紫

7. 难度：中等

原子核₉₂²³⁸U经放射性衰变①变为原子₉₀²³⁴Th，继而经放射性衰变②变为原子核₉₁²³⁴Pa，再经放射性衰变③变为原子核₉₂²³⁴U．放射性衰变①、②和③依次为（ ）
A．α衰变、β衰变和β衰变
B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变
D．α衰变、β衰变和α衰变

8. 难度：中等

中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P．在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）
A．
B．
C．2P
D．4P

9. 难度：中等

如图 （甲） 所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图 （乙）所示，则（ ）
A．t₁时刻小球动能最大
B．t₂时刻小球动能最大
C．t₂～t₃这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．t₂～t₃段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

10. 难度：中等

如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为（ ）

A．mg
B．
C．
D．

11. 难度：中等

空间有一匀强电场，在电场中建立直角坐标系O-xyz，M、N、P为电场中的三点，点M的坐标（0，a，0），点N的坐标（a，0，0），点P的坐标（a，，）．已知电场方向平行于直线MN，点M的电势为0，点N的电势为1V，把一个电子从点P移到N电场力做功为（ ）
A．eV
B．eV
C．eV
D．eV

12. 难度：中等

如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体（不计气体的分子势能以及气缸和活塞间的摩擦）．将一个半导体NTC热敏电阻R（随着温度的升高热敏电阻阻值减小）置于气缸中，热敏电阻R与气缸外的电源E和电流表组成闭合电路．若发现电流表的读数增大，下列说法中正确的是
（ ）
A．气体内能一定增大
B．气体体积可能不变
C．气体内能可能不变
D．气体压强一定增大

13. 难度：中等

一定量的理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程．其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da和bc平行．则气体体积在（ ）

A．ab过程中不断增加
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变

14. 难度：中等

某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10^-5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s．下列说法正确的是（ ）
A．电压表记录的电压为5mV
B．电压表记录的电压为9mV
C．河南岸的电势较高
D．河北岸的电势较高

15. 难度：中等

如图所示，在外力作用下某质点运动的υ-t图象为正弦曲线．从图中可以判断（ ）
A．在0～t₁时间内，外力做正功
B．在0～t₁时间内，外力的功率逐渐增大
C．在t₂时刻，外力的功率最大
D．在t₁～t₃时间内，外力做的总功为零

16. 难度：中等

如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合加在路abcd，回路在纸面内以恒定速度v向右运动，叵运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

17. 难度：中等

宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T．太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（ ）

A．飞船绕地球运动的线速度为
B．一天内飞船经历“日全食”的次数为
C．飞船每次“日全食”过程的时间为
D．飞船周期为

18. 难度：中等

图示为某探究活动小组设计的节能运动系统．斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为．木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程．下列选项正确的是（ ）

A．m=M
B．m=2M
C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

二、填空题

19. 难度：中等

利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强    （填：“越大”或“越小”）．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到    （填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．

20. 难度：中等

雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的α次方成正比（1≤α≤2）．假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都    （填“加速”、“减速”或”匀速”）下落．    （填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面时，    （填“大”或“小”）雨滴的速度较小．

21. 难度：中等

如图所示，波源s₁在绳的左端发出频率为f₁、振幅为A₁的半个波形a，同时，波源s₂在绳的右端发出频率为f₂、振幅为A₂的半个波形b，已知f₁＜f₂，若P为两波源连线的中点，则两列波波峰相遇的位置在P点的    侧（选填“左”或“右”），若使a、b的波峰恰在P点叠加，则a、b自波源发出的时间差为    ．

22. 难度：中等

传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换作用．如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号．如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用    的变化通过    的变化将力信号转换为电信号的．

23. 难度：中等

如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动．若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则速度v_A=    ．当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力N_B=    ．

三、解答题

24. 难度：中等

某同学在学习了DIS实验后，设计了一个测量物体瞬时速度的实验，其装置如图所示．在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端．该同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据．

实验 次数	不同的 挡光片	通过光电门的时间 （s）	速度 （m/s）
第一次	I	0.23044	0.347
第二次	Ⅱ	0.17464	0.344
第三次	Ⅲ	0.11662	0.343
第四次	Ⅳ	0.05850	0.342

（1）则以下表述正确的是______
①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小
②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
（A）①③（B）②③（C）①④（D）②④
（2）这种方法得到的测量值跟实际值相比______
（A）偏大   （B）偏小   （C）相等
（3）若把挡光片装在小车的正中间，测量小车正中间到达光电门时的瞬时速度，测量值跟实际值相比______
（A）偏大   （B）偏小   （C）相等．

25. 难度：中等

卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G．
（1）（多选题）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是______
（A）减小石英丝的直径
（B）增大T型架横梁的长度
（C）利用平面镜对光线的反射
（D）增大刻度尺与平面镜的距离
（2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m和m’的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m’连线长度为r，且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=______．

26. 难度：中等

硅光电池是利用光电效应原理制成的，可以利用太阳光产生电的器件．
（1）下列表述正确的是______
（A）硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
（B）硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
（C）逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
（D）任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
（2）某同学用图示电路探究硅光电池路端电压U与总电流I的关系．图中R为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．
①请根据图（a）用笔画线代替导线将图（b）中的实验器材连接成实验电路．

②若电压表V₂的读数为U，则I=______．
③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a．如图所示，由此可知电池内阻______（填“是”或“不是”）常数，短路电流为______mA，电动势为______V．

④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图．当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V，保持外电路中电阻不变，则实验二中外电路消耗的电功率为______mW（计算结果保留两位有效数字）．

27. 难度：中等

倾角θ=37°，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上．质量m=2kg的木块置于斜顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m，在此过程中斜面保持静止（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；
（2）地面对斜面的支持力大小．

28. 难度：中等

如图所示，离地面足够高处有一竖直的空心管，质量为2kg，管长为24m，M、N为空心管的上、下两端，空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做匀加速运动，同时在M处有一个大小不计的小球以初速度为10m/s沿管的轴线做竖直上抛运动．求：
（1）经过多少时间小球从管的N端穿出？
（2）若此空心管的N端距离地面高为64m，欲使在空心管到达地面时小球刚好进入管内，在其他条件不变的前提下，则小球初速度大小为多少？

29. 难度：中等

在游乐节目中，选手需要于借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小舒和小程观看后对此进行了讨论．如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α=53，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m．（不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；
（2）若绳长l=2m，选手摆到最高点时松手落入手中．设水对选手的平均浮力f₁=800N，平均阻力f₂=700N，求选手落入水中的深度d；
（3）若选手摆到最低点时松手，小舒认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小程认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点．

30. 难度：中等

一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω，金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端BB’，设金属框在下滑时即时速度为v，与此对应的位移为s，那么v²-s图象如图2所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上．试问：

（1）分析v²-s图象所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d．
（2）匀强磁场的磁感应强度多大？
（3）金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？

31. 难度：中等

如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L₁，垂直纸面的宽度为L₂．在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L₂的导体棒使膜成平面．在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能．光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）．导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）．
（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成θ=60°时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率．
（2）当θ变成45°时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电功率？