上海市宝山区2020届高三物理上学期期末质量监测试题含解析

上海市宝山区2020届高三物理上学期期末质量监测试题（含解析）
一、选择题
1.描述运动物体位置变化的量是（ ）
A. 路程 B. 位移
C. 速度 D. 速度的变化量
【答案】B
【解析】
【详解】A．路程是描述运动轨迹的长度，故A错误；
B．位移是描述物体位置变化的物理量，故B正确；
C．速度是描述物体位置变化快慢的物理量，故C错误；
D．速度的变化量是描述速度的改变，故D错误。
故选B。
2.真空中某一区域有A、B、C三个静止的点电荷，现保持A、B位置不变，移去点电荷C，则A、B之间的静电力大小和原来的相比（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】A与B之间库仑力为，故两者之间的静电力与有没有C电荷无关，则移去C电荷，A与B之间的库仑力不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.下列运动过程中，加速度发生变化的是（ ）
A. 匀减速直线运动 B. 匀速圆周运动
C. 竖直上抛运动 D. 匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．匀减速直线运动的速度均匀减小，则加速度恒定，与初速度方向相反，故A不符合题意；
B．匀速圆周运动是有大小不变的向心加速度与线速度垂直，只改变线速度的方向而不改变线速度的大小，向心加速度的方向是变化的，故B符合题意；
C．竖直上抛运动属于匀减速直线运动，有恒定的加速度g，故C不符合题意；
D．匀速直线运动的速度不变，加速度等于零，故D不符合题意。
故选B。
4.一个物体在几个恒力的共同作用下作匀速直线运动，若撤去其中一个力，其它力保持不变，则（ ）
A. 物体可能继续作匀速直线运动
B. 物体可能先作减速运动后作加速运动
C. 物体运动的快慢一定保持不变
D. 物体运动的方向一定保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】一个物体在几个恒力的共同作用下作匀速直线运动，说明其合力为零，若撤去其中一个力其它力保持不变表明其合力不为零，大小等于撤去的力，方向与那个力的方向相反，即加速度恒定。
A．因合力不为零，故不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．若剩下力的合力与初速度方向相反，物体可以先继续做匀减速直线运动到速度减为零后再反向做匀加速直线运动，故B正确；
C．物体运动的快慢保持不变描述的是匀速运动，而物体的加速度恒定速度一定会变化，故C错误；
D．若剩下力的合力与初速度共线，可以做匀加速直线运动或匀减速直线运动，若剩下力的合力与初速度不共线，可以做匀变速曲线运动，则物体运动的方向可能不变也可能变化，故D错误。
故选B。
5.类似电势的定义，我们把质点在地面附近某点的重力势能与质点质量的比值叫做该点的重力势，则以地面为参考平面，离地面竖直高度为h处的重力势为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以地面为参考平面，离地面竖直高度为h处的重力势能为
根据重力势的定义有
故C正确，ABD错误。
故选C。
6.如图，由于下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力，这个现象可以类比说明（ ）
A. 气体温度的实质 B. 气体体积的可变性
C. 气体压强产生的原因 D. 气体密度的可变性
【答案】C
【解析】
【详解】大量气体分子无规则的热运动会不断的碰撞接触面而产生一个持续的压力，单位面积的压力就是压强，故下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力的现象与气体压强产生的原因相类似，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.在上海走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站，则这个摆钟（ ）
A. 变慢了，重新校准应减小摆长
B. 变慢了，重新校准应增大摆长
C. 变快了，重新校准应减小摆长
D. 变快了，重新校准应增大摆长
【答案】D
【解析】
【详解】摆钟从上海到北极，纬度升高，重力加速度g变大，由单摆的周期公式可知，摆钟的周期变小，即摆动变快，要将周期T调大从而重新校准应增大摆长L，故D正确，ABC错误。
故选D。
8.如图所示，两只手分别用大小为F的力，水平推两个木块，不考虑地面摩擦，到两个木块都前进了距离d时，两个力所做的总功为（ ）
A. Fd B. 2Fd C. -Fd D. 0
【答案】B
【解析】
【详解】根据功的定义，而两个推力方向与两物体的运动方向相同，故两个力均做正功，则总功为，故B正确，ACD错误。
故选B。
9.如图，A、B是匀强电场中的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，设其电势能与动能之和为，则随时间t变化的关系是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，只有电场力做正功，减小的电势能转化为增加的动能，则电势能和动能的总和保持不变，故A正确，BCD错误。
故选A。
10.如图，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2＞μ1），要顺利地卸干净全部沙子，则应满足（　　）
A. tanθ＞μ2 B. sinθ＞μ2 C. tanθ＞μ1 D. sinθ＞μ1
【答案】A
【解析】
【详解】当与车厢底部接触的沙子从车上卸下时，全部的沙子就能顺利地卸干净，此时沙子所受重力沿斜面的分力大于最大静摩擦力，即
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11.如图所示，铁芯上绕有L1和L2两个线圈，铁芯左边挂一个轻小金属环，小磁针在导线AB的正下方，则当电键S闭合时（ ）
A. 小金属环仍保持静止
B. 小金属环将向右运动
C. 小磁针仍保持静止
D. 从上往下看小磁针顺时针转
【答案】D
【解析】
【详解】闭合电键S闭合时，L1线圈通电，由右手螺旋定则可得电流I1产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示
AB．穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增多，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故AB错误；
CD．线圈L2磁通量向右增多，由楞次定律可得感应电流I2的方向，在通电导线周围产生的磁场方向由右手螺旋定则为上方叉进下方点出，小磁针受磁力而转动N极指向来显示磁场方向，故N极向纸面外转，S极向纸面里转动，则从上往下看小磁针顺时针转动，故C错误，D正确。
故选D。
12.如图为中国月球探测工程的形象标志，象征着探测月球的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，则以下说法中正确的是（ ）
A. 月地之间的万有引力将变大 B. 月球绕地球运动的周期将变小
C. 月球绕地球运动的向心加速度将变大 D. 月球表面的重力加速度将变小
【答案】A
【解析】
【详解】A．设地球质量为M，月球的质量为m，两者的总质量为，则月地之间的万有引力为
由质量的乘积为二次函数关系，其中时取最大值，但在地球的质量M不断减小仍大于月球质量，可知函数值在最高点右侧，质量乘积逐渐减小，则万有引逐渐变大，故A正确；
B．由万有引力提供向心力，有
可得
则随着地球质量减小，月球的公转周期变大，故B错误；
C．对月球由万有引力提供向心力，有
可得
则随着地球质量减小，月球绕地球运动的向心加速度将变小，故C错误；
D．在月球表面的物体所受引力等于重力，有
可得月球表面的重力加速度
则随着月球质量增大，月球的半径增大，则月球表面的重力加速度变大，故D错误。
故选A。
二、填空题
13.如图，在发波水槽中产生一列水波，将一支圆珠笔插入水中，可以观察到圆珠笔对波的传播几乎没有影响，这种现象叫做波的_____现象，明显产生这种现象的条件是________。
【答案】 (1). 衍射 (2). 障碍物（或狭缝、小孔）的尺寸与波长相差不多或比波长小
【解析】
【详解】[1]水波绕过圆珠笔继续传播的现象是波的衍射；
[2]若要发生明显的衍射，需要障碍物（或狭缝、小孔）的尺寸与波长相差不多或比波长小。
14.如图所示，直线a为电源的U—I图线，直线b为电阻R的U—I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源内部非静电力将1C正电荷从负极移到正极所做的功为______J，电源的输出功率为______W。
【答案】 (1). 3 (2). 4
【解析】
【详解】[1]直线a为电源的U-I图线，结合
可得，电源电动势为图像的总截距
电源的内阻为图像的斜率
Ω=05Ω
直线b为电阻R的U-I图线，由
可知其阻值为图像的斜率
Ω=1Ω
用该电源和该电阻组成闭合电路时，可读出工作电流为，工作电压为。
而电源内部非静电力将1C正电荷从负极移到正极所做的功为
[2]电源的输出功率为
15.如图，两根互相平行的长直导线M、N垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向相反的电流，A、O、B在MN连线上，且将连线四等分。已知直线电流I产生磁场的磁感应强度分布规律是（k为比例系数，为磁场中某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为3T，则A点的磁感应强度大小为__________T。直导线M受到的磁场力是由_________产生的磁场对其施加的。
【答案】 (1). 4 (2). 直导线N
【解析】
【详解】[1]设MN的距离为L，根据两通电直导线在O的磁场由右手螺旋定则知均竖直向下，磁感应强度的大小为两同向合成，有
同理A点的磁感应强度为
方向竖直向下；
[2]直导线M处在直导线N的磁场中，直导线M受到的磁场力是由直导线N产生的磁场对其施加的。
16.打开水龙头，水流直下，仔细观察从水龙头出水口到水槽底面之间形成的水注，会发现水柱的直径逐渐变小（即上粗下细），这是因为____________。如果测得水龙头出水口的横截面积为 S，水在出水口处的速度大小为v，水槽底面离出水口的竖直高度为h，设重力加速度大小为g，则水柱在水槽底面处的横截面积为______。
【答案】 (1). 水的流量不变，即水柱某处的截面S和该处的流速v的乘积是个定值，而水下流时速度逐渐变大，所以水柱的直径上粗下细 (2).
【解析】
【详解】[1]水龙头里的水流直下，在空中形成稳定的流动，则水的流量不变，即水柱某处的截面S和该处的流速v的乘积是个定值，而水下流时速度逐渐变大，所以水柱的直径上粗下细；
[2]设水柱在水槽底面的速度为，横截面积为，由水珠做匀加速直线运动，有
在水柱上端和下端取相同的时间的流元，水柱的体积相等，有
联立解得水柱在水槽底面处的横截面积为
17.某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定量的气体，B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管，管下端开口插入水银槽中，在大气压强为p0（cmHg）时在管壁上标定温度刻度标志。设在距管外水银面为h0（cm）的管内水银面处标有温度刻度t0（℃），则当温度为t0（℃）时玻璃泡内气体的压强为______ cmHg；如果大气压强增大（cmHg），仍用该测温装置测量温度，则温度的测量值和真实值之差的大小为________℃。（结果用p0、h0、t0和表示）
【答案】 (1). (2).
【解析】
【详解】[1]设玻璃泡中封闭气体的压强为p，对高度为h0的水银柱受力分析，由平衡条件
其中高度为h0的水银柱产生的压强为h0(cmHg)，故玻璃泡内气体的压强为
[2]大气压强增大，水银面向上移动，设t时刻刻度为h，忽略细管中的气体体积易知气体发生等容变化，有
解得
，
则温度的真实值与测量值的差值为
三、综合题
18.在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验中：
（1）所需的实验器材有：注射器、计算机、______和 _____。实验中移动活塞要缓慢，这是为了__________；
（2）某同学将注射器活塞置于中间刻度处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每减小2mL测一次压强p，实验数据记录在下表中：
序号 1 2 3 4 5
V（mL） 20 18 16 14 12
p（×105Pa） 1.001 1.095 1.231 1.403 1.635
pV（×105Pa·mL） 20.02 19.71 19.69 19.64 19.62
观察表中p和V的乘积pV，发现随着气体体积的减小pV逐渐_____，造成这个结果的可能原因有：______；
（3）若实验时不小心在注射器中混有异物，而在输入体积值时未考虑这个因素，则实验结果的p—V图线可能为（ ）（图中实线是实验所得图线，虚线是考虑异物体积后得到的一根双曲线）。
A.B.C.D.
【答案】 (1). 数据采集器 (2). 压强传感器 (3). 保持气体的温度不变 (4). 减小 (5). 输入气体体积时未加上注射器与压强传感器连接部位的气体体积或实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 (6). A
【解析】
【详解】（1）[1][2]研究一定量的理想气体发生等温变化，需要测出气体的体积和压强，故用数据采集器读封闭气体的体积，用压强传感器读气体的压强；
[3]缓慢移动活塞是为了保证封闭气体的温度不变。
（2）[3]分析表格中的数据第四行为p和V的乘积PV，其数值逐渐减小；
[4]根据理想气体状态方程，造成这个结果的原因是体积测量值偏小或C(与气体的质量有关)变小，则可能原因有输入气体体积时未加上注射器与压强传感器连接部位的气体体积或实验时注射器内的气体向外发生了泄漏。
（3）[5]设异物的体积为，由等温过程
可得
，
则随着体积减小，有，压强的实际值会越来越大于压强的测量值，即误差会逐渐变大，即在图中随着横坐标逐渐取小，纵坐标之差增大，故符合图像特点只有A，BCD错误。
故选A。
19.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN和PQ固定放置在水平面上，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻，空间有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m，电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。导体棒在平行于导轨向右的水平拉力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，若经过一段时间后撤去拉力F，棒在磁场中通过距离d后恰好停止，已知撤去拉力F后棒的速度v随位移s的变化规律满足（k为已知的常数）。
（1）求撤去拉力F时导体棒的速度大小v0；
（2）撤去拉力F时导体棒中感应电流的方向怎样？
（3）求撤去拉力F时导体棒中感应电流的大小；
（4）为了保持导体棒做匀加速直线运动，拉力F的大小随时间如何变化？
【答案】（1）kd；（2）由D指向C；（3）；（4）随时间均匀增大
【解析】
【详解】（1）将，，代入
得
所以撤去拉力F时导体棒的速度大小
（2）撤去拉力F时导体棒的速度向右，由右手定则知感应电流的方向D指向C；
（3）导体棒切割磁感线产生的电动势为
由闭合电路的欧姆定律
可得撤去拉力F时导体棒中感应电流的大小为
（4）设导体棒做匀加速直线运动，有
而
可得
可得关于时间t是一次函数，即要保证导体棒做匀加速直线运动，拉力F大小随时间均匀增大。
20.如图所示，轨道ABCD在竖直平面内，其中AB段为光滑斜面，BC段为粗糙水平面，动摩擦因素为μ，CD是光滑曲面，D为曲面上半径为R的小部分球面的顶点，顶点切线水平，离水平面高为h。质量为m的小物块P在斜面上，若在距水平面高H处由静止释放，物块能沿着轨道ABCD到达D处。不计小物块在B转折处能量的损失。
（1）求物块在水平面上滑行时加速度的大小；
（2）若物块运动到D处时刚好能脱离，求它在C处时的速度；
（3）证明：物块不脱离D点的条件为。
【答案】（1）；（2）；（3）证明见解析
【解析】
【详解】（1）物块在水平面上运动时，合力由滑动摩擦力提供，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）当物块到达D点时刚好脱离球面，此时物块的重力提供向心力，有
可得
而物块由C到D，由机械能守恒有
联立解得
（3）证明：物块在斜面上下滑时机械能守恒，有
解得
物块水平面上作匀减速直线运动，有
将和代入，得
即，将代入上式中的，得
当物块到达D点时速度刚好为零，在这种情况下物块在C处时有最小速度，
物块由C到D，机械能守恒，有
可得
将代入中的，得
所以物块不脱离D点条件为，得证。
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