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上海市浦东新区2020届高三物理下学期二模考试试题

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上海市浦东新区2020届高三物理下学期二模考试试题（含解析）
一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
1.下列物理量中属于标量的是（　　）
A. 电流 B. 速度 C. 加速度 D. 磁感应强度
【答案】A
【解析】
【详解】速度、加速度、磁感应强度都是即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量，都是矢量，只有电流是只有大小没有方向的，是标量，故A符合题意，BCD不符合题意。
2.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )
A. 质子 B. 中子 C. β粒子 D. α粒子
【答案】B
【解析】
【详解】重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B项正确．

3.用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　）
A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄
B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽
C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据双缝干涉条纹的间距公式

可知同种光的条纹间距相等，故AB不符合题意；
C．若把其中一缝遮住，会发生单缝衍射现象，所以仍出现明暗相间的条纹，故C符合题意；
D．用白光做实验，也能获得干涉条纹，屏中央为白色亮条纹，两侧为不等间距的彩色条纹，故D不符合题意。
故选C。
4.在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 （ ）
A. 频率 B. 强度 C. 照射时间 D. 光子数目
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦的光电效应方程： ，光电子的最大初动能只与入射光的频率在关，与其它无关．而光照强度，照射时间及光子数目与逸出的光电子数量的关，故A正确，BCD错误．

5.我们可以用“F=－F'”表示某一物理规律，该规律是（　　）
A. 牛顿第一定律 B. 牛顿第二定律
C. 牛顿第三定律 D. 万有引力定律
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据牛顿第三定律可知，两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以我们常常用
F=－F'
表示这一物理规律，故C符合题意，AB不符合题意；
D．万有引力定律是研究天体运动向心力来源规律，故D不符合题意。
故选C。
6.如图所示，体操运动员在保持该姿势的过程中，以下说法中错误的是（　　）

A. 环对人的作用力保持不变
B. 当运动员双臂的夹角变小时，运动员会相对轻松一些
C. 环对运动员的作用力与运动员受到的重力是一对平衡力
D. 运动员所受重力反作用力是环对运动员的支持力
【答案】D
【解析】
【详解】A．当人保持静止不动时，人受到的环的支持力方向不变，且两个支持力的合力大小始终和重力相等，所以环对人的作用力保持不变，故A不符合题意；
B．当运动员双臂的夹角变小，则满足环对人的两个支持力的合力不变，但两个力的夹角变小，所以运动员受到的两个支持力变小，根据牛顿第三定律可知，运动员对环的作用力变小，所以运动员会相对轻松一些，故B不符合题意；
C．运动员受到两个环的支持力以及自身的重力作用处于平衡状态，所以环对运动员的作用力与运动员受到的重力大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C不符合题意；
D．根据重力的产生原因可知，运动员所受重力的反作用力是运动员对地球的吸引力，故D符合题意。
故选D。
7.如图所示为等量异种点电荷的电场线，A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，下列叙述中正确的是（　　）

A. EA<EB，φA<φB B. EA<EB，φA>φB
C. EA>EB，φA>φB D. EA>EB，φA<φB
【答案】B
【解析】
【详解】由电场线的分布情况可知，B处电场线比A处电场线密，则B点的场强大于A点的场强，即
EB＞EA
根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，A点的电势高于B点的电势，即
φA>φB
故B正确，ACD错误。
8.某弹簧振子简谐运动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. t=1s时，振子的加速度为零
B. t=2s时，振子的速度最大
C. t=3s时，振子的位移最小
D. t=4s时，振子的振幅为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．t=1s时，振子的位移为正向最大，由胡克定律
F=-kx
可知，此时振子的回复力最大，根据牛顿第二定律，可知振子的加速度最大，故A错误；
B．t=2s时，振子在平衡位置处，速度达到最大，故B正确；
C．t=3s时，振子的位移为负的最大，故C错误；
D．t=4s时，位移为零，但振幅仍为5cm，故D错误。
故选B。
9.将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】皮球竖直向上抛出，受到重力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律，有：，根据题意，空气阻力的大小与速度的大小成正比，有：，联立解得： ；由于速度不断减小，故加速度不断减小，到最高点速度为零，阻力为零，加速度为g，不为零，故BD均错误；根据，有，由于加速度减小，则也减小，也减小，即a-t图象的斜率不断减小，故A错误，C正确．
10.如图所示U型玻璃管静置于竖直平面，右管封闭一定质量的空气，左管上端开口且足够长，左管内水银面比右管内水银面高h，能使h变小的是（　　）

A. 使U型管自由下落
B. 外界大气压强升高
C. 使U型管静置于水平面内
D. 沿管壁向左管内加注水银
【答案】B
【解析】
【分析】

【详解】
A．由图可知被封闭气体的压强为
p=p0+ρgh
当U型玻璃管自由下落时，水银处于完全失重状态，此时被封闭气体压强与大气压相等，故被封闭气体压强减小，体积将增大，此时h将增大，故A不符合题意；
B．若大气压强增大，则被封闭气体压强增大，假设被封闭气体体积不变，根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，所以气体体积减小，则h变小，故B符合题意；
C．使U型管静置于水平面内，则被封闭气体压强减小，假设被封闭气体体积不变，根据
p1V1=p2V2
可知等温变化压强增大，体积变小，故假设错误，气体体积增大，则h变大，故C不符合题意；
D．若向左管内加水银，则被封闭气体压强增大，同理被封闭气体体积减小，压强增大，所以h将增大，故D不符合题意。
故选B。

11.火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10º角，在此10s时间内，乘客（　　）
A. 加速度零
B. 运动位移为600m
C. 角速度约为1rad/s
D. 经过的弯道半径约为3.44km
【答案】D
【解析】
【详解】A．因为火车的运动可看做匀速圆周运动，需要外力提供向心力，根据牛顿第二定律可知加速度不等于零，故A不符合题意；
B．由于火车的运动可看做匀速圆周运动，则可求得火车在此10s时间内的路程为
s=vt=600m
位移小于600m，故B不符合题意；
C．指南针在10s内匀速转过了约10°，根据角速度的定义式可得

故C不符合题意；
D．根据
v=ωr
可得

故D符合题意。
故选D。
12.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止，物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）

A. 物块克服摩擦力做的功为0
B. 物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为0.5mv2
D. 弹簧的最大弹性势能为0.5mv2+μmgs
【答案】B
【解析】
【分析】

【详解】
AB．整个过程中，物块所受的摩擦力

大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为
Wf=μmg•2s=2μmgs
故A不符合题意，B符合题意；
CD．向左运动过程中，根据动能定理可知

解得
Ep＝05mv2−μmgs
故CD不符合题意。
故选B。

二、填空题（共20分）
13.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，在无风状态下，其悬浮在空中做无规则运动。根据分子动理论可知：_________是分子平均动能大小的标志，所以气温________（选填“越高”或“越低”），PM2.5运动越剧烈。
【答案】 (1). 温度 (2). 越高
【解析】
【详解】[1][2]根据分子动理论可知，温度是分子平均动能的标志，PM2.5是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是分子团的运动，属于布朗运动，故温度越高，运动越剧烈．
14.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波的图像如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动，该波向_________传播。再过0.2s，质点Q第一次到达波峰，该波波速为_______m/s。

【答案】 (1). x轴正方向（或向右） (2). 30
【解析】
【详解】[1]t=0时刻质点Q恰在平衡位置且向上振动，根据同侧法可知，该波向x轴正方向传播；
[2]根据题意可知，质点Q第一次到达波峰需要的时间为

可得周期
T=0.8s
根据图象可知，该波的波长为
λ=24m
所以该波波速为

15.如图所示，有一容器被水平力F压在竖直墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则容器受到的摩擦力_________，容器受到的合力______________。（选填“增大”“减小”或“不变”）

【答案】 (1). 增大 (2). 不变
【解析】
【详解】[1][2]因为容器始终保持静止，所以容器受到的合力始终为零，即不变，由于容器在竖直方向受到向下的重力，竖直向上的摩擦力，所以摩擦力总是和重力大小相等，方向相反，则容器受到的摩擦力增大。

16.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则金属环B的面积有_________的趋势（选填“扩大”或“缩小”），丝线受到的拉力________。（选填“增大”“减小”或“不变”）

【答案】 (1). 缩小 (2). 减小
【解析】
【详解】[1][2]胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流会增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，可知金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。
17.如图，沿水平方向的匀强电场中，在某一水平面内建立xOy坐标系，已知OA:OC=3:4，B为OC中点。若将某一负电荷由A点移至B点电场力做功为10J，由C点移至A点电场力做功也为10J，则A点电势B点电势_______（选填“>”“<”或“=”），此电场方向与Ox夹角为______。

【答案】 (1). < (2). 45°
【解析】
【详解】[1][2]根据题意由电势差的定义式可得

将某一负电荷由A点移至B点电场力做功为10J，则有
W＞0
q＜0
所以
UAB＜0
即
φA＜φB
所以有
UAB=UCA
即
φA-φB=φC-φA
解得
2φA=φB+φC
设BC的中点为D，所以
2φD=φB+φC
故
φA=φD
所以AD是等势面，依据匀强电场的等势面与电场线垂直，所以电场强度的方向垂直于A斜向上，如图所示：

根据题意有
OA：OC=3：4
B为OC中点，D为BC的中点，所以OA等于OD，△OAD为等腰直角三角形，根据几何关系电场强度方向与与Ox夹角为45°。
三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18.用DIS电流传感器测电源电动势和内电阻的实验中，提供的实验器材有：
A.待测电源（电动势E小于3V，内阻r约1.5Ω）；
B.DIS实验系统（电流传感器、数据采集器、计算机）；
C.开关K，D.导线若干；
E.定值电阻R0=2Ω；
F.滑动变阻器R（0~20Ω）；
G.滑动变阻器R（0~200Ω）；
H.电阻箱R（0~9999Ω）。
(1)完成本实验需要的器材有（填代号）A、B、C、D、E和_______。
(2)通过调节可变电阻，改变外电路电阻R外，由电流传感器得到相应电流值I，以R外为横坐标，I为纵坐标，由计算机拟合得到的I-R外图像为下图中的____

(3)为了由图像求得E和r，通过“变换坐标，化曲为直”，将图线变为直线，如图所示。图中纵坐标表示______。由图像可得电动势E=______V，内阻r=_______Ω。

【答案】 (1). H (2). C (3). (4). 2.8 (5). 1.4
【解析】
【详解】(1)[1]本实验没有伏特表，需要用能够读出具体阻值的电阻箱的阻值与R0的和R外来作为自变量，不能够选择滑动变阻器，故选H。
(2)[2]在闭合电路中，电源电动势为
E=I（R外+r）
可得I与R外的函数关系式为

根据数学知识知，I-R外的图象为图2中的C，故C正确，ABD错误。
(3)[3][4][5]根据闭合电路欧姆定律
E=I（R外+r）
可得与R外一次函数关系式为

根据数学知识，直线的斜率

解得
E=2.8V
横截距

解得
r=1.4Ω
19.如图所示，光滑轨道ABCD中水平轨道AB和CD的高度差为1.2m，水平段与斜坡段间有小段圆弧连接，P为轨道CD上的一点。甲、乙两小球在水平轨道AB上向右运动时，两小球的速度均为5m/s，相距10m，已知小球转过小圆弧时速度大小不变，且两小球在运动中始终未脱离轨道。（重力加速度g取10m/s2）求
(1)乙小球在CD轨道上运动的速度大小。
(2)甲小球在BC轨道上运动的平均速度大小。
(3)两小球先后通过P点的时间差。

【答案】(1)7m/s；(2)6m/s；(3)2s
【解析】
【详解】(1)乙球沿BC下滑过程中机械能守恒，以水平轨道CD所在的高度为零势能面，根据机械能守恒定律，对乙球有

解得

(2)甲球沿BC下滑过程中机械能守恒，以水平轨道CD所在的高度为零势能面，根据机械能守恒定律，对甲球有

解得

甲球沿斜面匀加速下滑，平均速度

(3)由于甲、乙两球在AB、BC及CD上运动的情况完全相同，所以甲、乙两小球相继通过P点的时间Δt等于甲球通过在AB轨道上原先它们相距s0=10m所需的时间。

20.如图所示，一对平行光滑导轨水平放置，导轨间距为L，左端接有一阻值为R的电阻，有一质量为m的金属棒平放在导轨上，金属棒电阻为r，与两导轨垂直，导轨的电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，现用一水平向右的拉力沿导轨方向拉动金属棒，使金属棒从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，经一段时间后撤去拉力。
(1)在图中标出撤去拉力时通过金属棒的感应电流方向。
(2)求拉力大小为F时，金属棒两端的电压。
(3)若撤去拉力后，棒的速度v随运动距离d的变化规律满足v=v0-cd（c为已知的常数），撤去拉力后棒在磁场中运动距离d0时恰好停下，求拉力作用的时间，并请在图中画出导体棒从静止开始到停止全过程中的合外力F合与位移s图像。

【答案】(1)；(2)；(3)，
【解析】
【分析】

【详解】
(1)根据右手定则，可以判断金属杆上电流方向如图所示

(2)对金属棒，水平方向受力如图所示
由牛顿第二定律得
F-F安=ma
由安培力公式

金属棒两端电压，即电阻R两端电压

联立以上可得

(3)设拉力作用的时间为t，则当运动距离为d0时恰好停下，即d=d0时，速度
v=0
由棒的速度v随运动距离d的变化规律
v=v0-cd
可得
v0=cd0
由
v0=at
可得

以沿轨道向右为正方向，拉力作用在金属棒上时，由牛顿第二定律得
F合1=ma
金属棒的位移

拉力撤去后，由安培力、感应电动势及闭合电路欧姆定律公式

F合2=
当位移s=s1时
F合20
当F合2=0时
s2=s1＋d0
合外力F合与位移s图像如图