上海市虹口区2020届高三一模考试物理试题

2020年虹口区一模

1.由于实验器材简陋，伽利略将自由落体实验转化为著名的“斜面实验”，主要是考虑到（    ）

A. 便于测量小球运动的速度

B. 便于测量小球运动的时间

C. 便于测量小球运动的路程

D. 便于直接测量小球运动的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律。伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化。但是物体下落很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间。伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所以时间长，所以容易测量，故B正确。

故选B。

2.麦克斯书认为：电荷的周围存在电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波。受此启发，爱因斯坦认为：物体的周围存在引力场，当物体加速运动时，会辐射出引力波。爱因斯坦提出引力波的观点，采用了（    ）

A. 类比法 B. 观察法

C. 外推法 D. 控制变量法

【答案】A

【解析】

【详解】爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法。故A正确。

故选A。

3.依据库仑定律，恒量k在国际单位制中用基本单位可以表示为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，根据库仑定律得

国际单位制中力F、距离r、电荷（Q、q）的单位分别是：N、m、C，其中

所以k单位为

故D正确。

故选D。

4.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（    ）

A. 提高拍打水面的频率

B. 降低拍打水面的频率

C. 只要拍打，A就会振动起来

D. 无论怎样拍打，A都不会振动起来

【答案】B

【解析】

【详解】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显，故B正确。

故选B。

5.把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越近的行星（    ）

A. 周期越短 B. 线速度越小

C. 角速度越小 D. 加速度越小

【答案】A

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力为

解得

A．由可知，半径小，周期小，故离太阳越近的行星运动的周期越小，故A正确；

B．由可知，半径小，速度大，故离太阳越近的行星运动的线速度越大，故B错误；

C．由可知，半径小，角速度大，故离太阳越近的行星运动的角速度越大，故C错误；

D．由可知，半径小，加速度大，故离太阳越近的行星运动的加速度越大，故D错误。

故选A。

6.图示为t=0时刻的横波波形图，已知波长，波速，质点A恰处于波峰处，质点A在t=5.5s时（    ）

A. 处于负向最大位移的C处

B. 处于正向最大位移的A处

C. 处于平衡位置的B处，且速度向上

D. 处于平衡位置的B处，且速度向下

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，周期为

由图可知，质点开始向下振动，由于质点只能在平衡位置上下振动，所以经过质点A位移于平衡位置B处，且速度向上，故C正确。

故选C。

7.如图，点电荷A固定在竖直绝缘墙壁上，绝缘轻绳上端国定于墙壁，下端系质量为m、电量为q的小球B（可视为点电荷），平衡时两个点电荷的连线恰好水平。若B的质量增加为2m，为了保持其位置不变，则B的电量应为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】小球的受力如图，小球受三个力处于平衡，现小球质量变为原来的2倍，即重力变为原来的2倍，要求绳子的拉力方向不变，则电场力变为原来的2倍，则电量变为原来的2倍

故B正确。

故选B。

8.如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直。用磁传感器测量ab上各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小，在计算机屏幕上显示的图像大致是 （    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，如图所示：那么各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小从a向b先增大，后减小到零，再反向增大，最后减小，故C正确。

故选C。

9.如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与圆环的轴线重合。现将圆环沿半径向外均匀大，则（    ）

A. 穿过圆环的磁通量增大

B. 圆环中无感应电流

C. 从左往右看，圆环中产生顺时针方向的感应电流

D. 圆环受到磁铁的作用力沿半径向外

【答案】C

【解析】

【详解】磁感线是闭合曲线，磁铁内部穿过线圈的磁感线条数等于外部所有磁感线的总和，图中内部磁感线线比外部多。外部的磁感线与内部的磁感线方向相反，外部的磁感线将内部抵消。

A．现将圆环均匀向外扩大，则磁铁外部磁感线条数多，将内部磁感线抵消多，导致磁通量变小，故A错误；

BC．由于磁通量变小，则由楞次定律得，从左往右看产生感应电流方向为顺时针，故B错误，C正确；

D．产生顺时针感应电流，在外部磁感线的作用下，根据左手定则可知，弹性圆环受到的安培力方向沿半径向内，故D错误。

故选C。

10.如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平，现使木板P绕O点缓慢逆时针旋转到虚线位置，A、B、P之间均保持相对静止，则（    ）

A. A对B的作用力减小 B. B对A的支持力减小

C. P对B的作用力增大 D. P对B的摩擦力增大

【答案】B

【解析】

【详解】设板与水平地面的夹角为α，

A．以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，则A受到B对A的作用力保持不变。根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，故A错误；

B．开始时物体A不受B对A的摩擦力，B对A的支持力大小与重力相等；后来时设B的上表面与水平方向之间的夹角是β，受到的B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，则A受到B对A的作用力保持不变，由于支持力与摩擦力相互垂直，

N1=GA•cosβ

所以A受到的支持力一定减小了，故B正确；

CD．以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力，由几何关系得

α减小，N2增大，f2减小，故CD错误。

故选B。

11.图中的实线为电场线，O为产生电场的其中一个固定的点电荷，A、B、C、D为电场中的四个位置，某带电粒子仅在电场力的作用下沿虚线轨迹运动。下列判断正确的是（    ）

A. O处点电荷一定带正电

B. B点电势一定高于C点电势

C. 粒子在A点的动能大于D点的动能

D. 若将该粒子在B点由静止释放，它一定沿电场线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．带电粒子做曲线运动，受力指向轨迹的内侧，但由于不知道电场方向，所以无法确定粒子的电性，故A错误；

B．粒子受到的电场力做负功，根据功能关系可知，粒子的电势能增大，但不知道粒子的电性，所以无法确定BC两点电势的高低，故B错误；

C．由于粒子做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内测，可知该粒子在该电场中受到的电场力沿电场线向下，故从A到D电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，粒子在A点的动能大于D点的动能，故C正确；

D．场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于B点所在电场线为曲线，所以将该粒子在B点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，故D错误。

故选：C。

12.在光滑水平面上，一个物块同时受到两个水平力F1与F2的作用。若F1、F2随时间的变化如图所示，且第1s内物块处于静止状态，则（    ）

A. 第2s内加速度逐渐减小，速度逐渐增大

B. 第3s内加速度逐渐减小，速度逐渐减小

C. 第4s内加速度逐渐减小，速度逐渐增大

D. 第5末物块的速度为零且离出发点最远

【答案】C

【解析】

【详解】A．从第一秒末到第二秒末，物体的合力不断变大；根据牛顿第二定律，加速度不断变大；合力与速度同向，故物体做加速运动，故A错误；

B．在第3s内合力逐渐变大，故加速度不断变大，合力与速度同方向，物体做加速运动，故B错误；

C．在第4s内，合力变小，加速度变小，合力与速度同方向，故物体做加速运动，故C正确；

D．第5s末，合力为零，故加速度为零；从第一秒末到第五秒末，物体的合力先变大后逐渐减为零，始终与速度同向，故物体做加速运动，5s末速度最大，故D错误。

故选C。

二．填空题

13.物理学家密立根在实验中发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电量的核数倍，即电荷量的不连续性，这个最小的电量被称之为_________，一个铁离子所带的电荷量为___________C.

【答案】    (1). 元电荷    (2).

【解析】

【详解】[1]密立根发现油滴所带电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为；

[2]一个铁离子带3个单位的正电荷，所以其电荷量为

14.现有下列四种形式的运动：①匀速直线运动：②自由落体运动：③匀速圆周运动 ④简谐运动。根据运动的特点，可将_________分为一类，_______分为另一类。理由是___________（填写编号）

【答案】    (1). ①②④    (2). ③    (3). 因为匀速直线运动、自由落体运动、简谐运动都是做直线运动，而匀速圆周运动为曲线运动。

【解析】

【详解】[1][2]根据运动的特点，可将①、②、④分为一类，③分为一类

[3]因为匀速直线运动、自由落体运动、简谐运动都是做直线运动，而匀速圆周运动为曲线运动。

15.从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零点，物体的机械能E与重力势能E随它离开地面的高度h的变化如图所示。则物体的质量为_________kg，由地面上升至h=4m处的过程中，物体的动能减少了____ J。（重力加速度g取）

【答案】    (1). 2kg    (2). 100J

【解析】

【详解】[1]由图知，h=4m时Ep=80J，由

解得

[2]从地面至h=4m，物体的机械能减少了20J，重力势能增加了80J，因此，物体的动能减少100J。

16.图（a）所示电路中，定值电阻R=30Ω，灯泡L的电流与其电压的关系如图（b）所示。若灯泡消耗的功率P与电源的输出功率P之比为1：4，则此时灯泡的电阻R1=_______；电源两端的电压为________。

【答案】    (1). 10    (2). 40V

【解析】

【详解】[1]由题意可知，

解得

[2]由图可知，灯泡两端的电压为10V，电流为1A时，电阻为10，所以此时电源两端的电压为

17.如图所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两侧分开。将一个锥体在A处由静止释放，发现锥体自动地沿木板滚上了较高的B、C一端。不计摩擦损耗，此过程中锥体的机械能_________（填“不变”或“变大”或“变小”），试解释这一现象：________________。

【答案】    (1). 不变    (2). 椎体自动地沿木板滚上了B、C板高处的过程中只有重力做功，椎体机械能守恒，重力势能转化为动能

【解析】

【详解】[1]锥体自动地沿木板滚上了较高的B、C一端，此过程中锥体的机械能不变；

[2]椎体自动地沿木板滚上了B、C板的高处的过程中只有重力做功，椎体机械能守恒，重力势能转化为动能。

18.根据“测定电源的电动势和内电阻”这个实验：

（1）在图一和图二中，R1为定值电阻且阻值未知，判断下列图中能测出电源电动势的是_______，能测出电源内电阻的是____________；（选填图的编号）

（2）若按图（2）连接电路，闭合电键S前，滑动变阻器R滑片应处于_______（填“最左端“或“最右端”），实验过程中，电阻R起_______的作用。

（3）实验电路图如图（3）所示，已知R1＝2Ω，以U2为纵坐标，U1为横坐标，作出相应图线，见图（4），则：电源电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。

【答案】    (1). (1)(2)    (2). (1)    (3). 左    (4). 保护    (5). 2.5V    (6). 0.5

【解析】

【详解】(1)[1][2]由图（1）所示电路图可知，电压表测路端电压，电流表测电路电流，该电路可以求出电源电动势与内阻，由图（2）所示电路图可知，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，由于R1阻值未知，该电路可以测出电源电动势，但不能测出电源内阻，因此能测出电源电动势的电路是（1）（2），能测电源内阻的电路是（1）；

(2)[3]按图（2）连接电路，闭合电键S前，为了保护用电器，滑动变阻器R的滑片应处于最左端；

[4]实验过程中，为了电压表不会超出量程，使用电阻R分压，所以电阻R分压起保护作用；

(3)[5]图（3）所示电路中，电源电动势

整理得

由图（4）所示图像可知，电源电动势

电源内阻

19.如图（a）所示，倾角为的斜面足够长，质量m=1kg的滑块，从斜面底端的初始速度冲上斜面，前ls内的图像如图（b）所示，重力加速度g取10。求

（1）滑块沿斜面上滑的最大距离

（2）滑块与斜面间的动摩擦因数

（3）滑块上升过程中损失的机械能，以及返回到斜面底端时的动能

【答案】(1)4m(2)0.25(3)8J，

【解析】

【详解】(1)图像与坐标轴所围面积表示位移，所以滑块沿斜面上滑的最大距离

(2)由v-t图像的斜率表示加速度，可得滑块上滑的加速度a的大小为

由牛顿第二定律得

即

解得

(3)由功能关系可知，上滑过程中损失的机械能等于克服摩擦力做的功

从滑上斜面到返回底端过程由动能定理得

即

解得

20.一种可测速的跑步机的测速原理如图所示。该机底面固定有间距为L、宽度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压表和电阻R相连接。绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻为r的平行细金属条，跑步过程中，绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条和电极之间接触良好且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。现在测出t时间内电压表读数为恒为U，设人与跑步机间无相对滑动，求：

（1）判断电阻R的电流方向。

（2）该人跑步过程中，是否匀速？给出定性判断理由。

（3）求t时间内的平均跑步速度。

（4）若跑步过程中，人体消耗的能量有20％用于克服磁场力做功，求t时间内人体消耗的能量。

【答案】(1)电阻R的电流方向向下(2)是匀速度(3)(4)

【解析】

【详解】(1)由题意且根据右手定则可知，电阻R电流方向向下；

(2)(3)金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小为，回路中的电流大小为

伏特表的示数为

解得

由于伏特表示数恒定，所以速度也恒定，说明该人跑步过程中，是匀速；平均速度为

(4)金属条中的电流为

金属条受的安培力大小为

时间t内金属条克服安培力做功为

所以t时间内人体消耗的能量