杨浦区高三物理第一学期期末质量抽查试卷

一、选择题(共40分。第18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.在物理学中，为了研究问题的方便，有时需要突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，下列不属于理想模型的是

A. 力的合成 B. 质点 C. 点电荷. D. 匀速直线运动

【答案】A

【解析】

【分析】

抓住主要因素，忽略次要因素是物理学中常用方法，比如质点就是如此，质点是高中一开始所学的一个理想化模型，对其理解要抓住“当物体的体积和形状在所研究问题中可以忽略时”这一核心进行；

【详解】理想化模型的建立是一种科学方法的实践应用，质点、点电荷、匀速直线运动都是理想化模型，力的合成是等效替换，不是建立的理想化模型，故A正确，BCD错误。

【点睛】明确理想模型法的基本性质，知道实际物体在一定条件下的科学抽象，即采用理想化模型的方法是高中常用方法。

2.关于静电场,下列结论普遍成立的是(　　)

A. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的电场强度有关

B. 电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低

C. 将正点电荷从电场强度为零的一点移动到电场强度为零的另一点,静电力做功为零

D. 在正电荷或负电荷产生的静电场中,电场强度方向都指向电势降低最快的方向

【答案】C

【解析】

A、电势差的大小决定于电场线方向上两点间距和电场强度，所以A错误；

B、在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，所以B错误；

C、场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，所以C错误；

D、沿电场方向电势降低，而且降低的速度最快，所以D正确；

综上所述本题答案是：D

3.如图金属圆环P沿着速度ν方向运动，且P中通以如图所示电流，则眼睛看到的金属环L和R的电流方向是

A. 都是顺时针 B. 都是逆时针

C. L顺时针，R逆时针 D. L逆时针，R顺时针

【答案】D

【解析】

【分析】

P沿着速度方向运动，其磁场在L、R中产生磁通量的变化，根据楞次定律即可确定L和R中的电流方向；

【详解】根据安培定则可知，P中产生的磁场沿导线向里，同时P靠近L，远离R，则根据楞次定律增反减同可知，L中电流为逆时针，R中电流为顺时针，故D正确，ABC错误。

【点睛】本题考查楞次定律的应用，注意分析磁通量的变化是解题的关键，本题也可以利用“来拒去留”规律分析感应电流磁场的方向，再判断电流方向。

4.如图所示，正中有一O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是

A. 阴影I区域 B. 阴影Ⅱ区域 C. 阴影I、Ⅱ区 D. 无明显衍射区域

【答案】B

【解析】

【分析】

要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小或相差不大；

【详解】一列水波在传播过程中遇到了小孔B，相比而言B的孔洞的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但A挡板的尺寸较大，所以不能发生衍射现象，所以水面上波分布于除阴影Ⅰ以外区域，故ACD错误，B正确。

【点睛】本题关键是记住发生明显衍射的条件，注意衍射是一定发生的，只有明显与不明显之分。

5. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是

A. 受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B. 受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C. 在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D. 在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

【答案】D

【解析】

试题分析：手托物体由静止开始向上运动，一定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，故A、B错误；在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，选项C错误，D正确。

考点：超重；失重

【名师点睛】本题主要考查了学生对超重、失重的理解。属于容易题。物体处于超重时其竖直方向加速度的方向竖直向上，物体处于失重时其竖直方向加速度的方向竖直向下；超重和失重与速度的方向无关。

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6.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（　　）

A. F逐渐变大，T逐渐变大

B. F逐渐变大，T逐渐变小

C. F逐渐变小，T逐渐变大

D. F逐渐变小，T逐渐变小

【答案】A

【解析】

【详解】对结点O受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：

可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A。

【点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。

7. 小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的

A. 半径变大 B. 速率变大 C. 角速度变大 D. 加速度变大

【答案】A

【解析】

试题分析：恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星做离心运动，即半径增大，故A正确；小行星绕恒星运动做圆周运动，万有引力提供向心力，设小行星的质量为m，恒星的质量为M，则，即，M减小，r增大，故v减小，所以B错误；，v减小，r增大，故减小，所以C错误；由得：，M减小，r增大，所以a减小，故D错误；

考点：考查了万有引力定律的应用

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8.以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图象可能正确的是

A. B.

C. D.

【答案】D

【解析】

【分析】

空气阻力可忽略时，竖直上抛运动是初速度不为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v-t图象是直线；有空气阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v-t图象的斜率表示加速度；

【详解】空气阻力不计时，物体只受重力，是竖直上抛运动，做匀变速直线运动，图象是向下倾斜的直线；
有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：，故，由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；
下降阶段，根据牛顿第二定律，有：，故，由于阻力随着速度而增大，故加速度减小，v-t图象的斜率表示加速度，故图线切线的斜率不断减小，图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行，故ABC错误，D正确。

【点睛】本题关键是明确v-t图象上某点的切线斜率表示加速度，知道有空气阻力时，速度为零时加速度为g。

9.一列横波沿水平放置的弹性绳向右传播，绳上两质点A、B的平衡位置相距波长，B位于A右方．t时刻A位于平衡位置上方且向上运动，再经过周期，B位于平衡位置（ ）

A. 上方且向上运动 B. 上方且向下运动

C. 下方且向上运动 D. 下方且向下运动

【答案】D

【解析】

试题分析：根据题意画出波形，判断出t时刻B的位置和状态，再分析经过周期，分析B的位置和状态．

解：波向右传播，据题意：t时刻A位于平衡位置上方且向上运动时，B位于平衡位置的上方，速度方向向下，再经过周期，B位于平衡位置下方且向下运动．故D正确．

故选：D．

【点评】根据波的传播方向判断出质点的振动方向，画出波形等等都是应掌握的基本能力．

10. 如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块

A. 速率的变化量不同

B. 机械能的变化量不同

C. 重力势能的变化量相同

D. 重力做功的平均功率相同

【答案】D

【解析】

由平衡知识可知则两者质量不等 所以重力势能变化量不等答案BC错，由机械能守恒可知两物块落地时速度大小相等，所以A错，再由功率可知重力的瞬时功率相等；答案D正确，选D

11.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则

A. >> B. <<

C. >> D. <<

【答案】D

【解析】

试题分析：线圈从a到b做自由落体运动，在b点开始进入磁场切割磁感线所以受到安培力Fb，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流，在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处．故选D．

考点：法拉第电磁感应定律；安培力.

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12.在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，有一种探测方法是，首先给金属长直管线上同上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行一下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L，由此可确定金属管线

A. 平行于EF，深度为

B. 平行于EF，深度为L

C. 垂直于FE，深度为

D. 垂直于EF，深度为L

【答案】A

【解析】

根据通电直导线产生的磁场特点：距离电流越近，产生的磁场强度越大，则a点距离管线最近，EF上的点均是距离管线最近的点，管线在EF的正下方，与EF平行；

根据安培定则做出管线产生磁场的横截面图示：

则由几何关系可以确定a到管线的距离为，故A正确，BCD错误；

故选A。

二、填空题〔共20分.每小题4分〕

13.电子伏特是___________(“能量”或“电压”)的单位，1eV=___________(单位请写国际单位)

【答案】 (1). 能量 (2).

【解析】

【分析】

本题考查学生对单位的理解，知道电子伏是能量的单位；

【详解】电子伏特是能量的单位，代表一个电子电量改变（增加或减少）单位伏特时其能量的改变量，。

14.电磁感应现象是英国物理学家__________首先发现的．探究这个现象应选用如图中_______ （填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验．

【答案】 (1). 法拉第 (2). 甲

【解析】

试题分析：电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现。

电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故探究这个现象应选用如图中甲所示的装置进行实验。

考点：本题考查了物理学史、电磁感应。

15.如图所示的装置以加速度为竖直上升时，装置中质量为10kg的小球对斜面的压力为____ N；对竖直墙的压力为_____ .

【答案】 (1). (2).

【解析】

取小球为研究对象，小球受斜面对小球的支持力 N，挡板对小球的支持力F，重力G，如图所示：

在竖直方向上，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，根据牛顿第三定律得：斜面所受的压力大小为：；小球水平方向受到的弹力为：，由牛顿第三定律可知，挡板对球的弹力为。

16.如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为＿＿＿＿s，在最低点处的加速度为＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)

【答案】0.08

【解析】

半径2.5m的光滑圆环切下小段圆弧，小环的运动可看做单摆运动，依据单摆周期公式，

由顶端到最低点时间为。依据动能定理计算速度v，依据圆周运动的向心加速度得出=0.08

【考点定位】单摆运动和圆周运动向心加速度

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17.如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为＿＿＿＿；当S1、S2都断开时，电源的总功率为＿＿＿＿。

【答案】；

【解析】

当电键S1断开、S2闭合时，外电阻等于R，当S1闭合、S2断开时，外电阻等于4R，电路输出功率得出r=2R,E=.当S1、S2都断开时, 外电阻等于7R,总功率

【考点定位】闭合电路欧姆定律

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三、综合题(共40分)

18.电场中等势线的描绘的实验装置如图所示。

(1)一个学生在做此实验时的主要准备步骤如下。

①在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面朝下；

②导电纸上平放着跟它接触良好的两个圆柱形电极，两电极分别与电源的两极相连；

③从一个电流传感器的两个接线柱引出两支探针；

④在导电纸上画出两个电极的连线，在连线上选取间距大致相等的5个点作基准点，并用探针把它们的位置压印在白纸上。

以上准备步骤中，错误的有___________(写序号)，应改为______________________。

(2)在图的a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的点是___________点。

(3)若传感器的两个接线柱分别接触图中d、f两点(f、d连线和A、B连线垂直)时，d、f两点___________大于零，则传感器的“+”接线柱接在___________点，要使传感器示数为零，应将接f的探针___________(填“向左”或“向右”)移动。

【答案】 (1). ①③ (2). 放置导电纸时有导电物质的一面应向上;应使用电压传感器 (3). a点 (4). 电压 (5). f点 (6). 向右移动

【解析】

【分析】

（1）描绘电场中等势线”的实验原理是用恒定电流场模拟静电场，需要直流电源，等势线描绘在白纸上，在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸，放置导电纸时有导电物质的一面应向上，电极与导电纸应有良好的接触；
（2）根据顺着电场线方向电势逐渐降低，判断电势的高低；
（3）由图可知f点的电势高于d点的电势，传感器的“+”接线柱应接在f点，要找到等势点，应将接f的表笔向右移动；

【详解】（1）以上准备步骤中，错误的是：①、③；
应改为：①中：本实验首先要在导电纸上找到等势点，再这些点描在白纸上，将等势线描绘在白纸上，所以有导电物质的一面必须朝上，否则不能找到等势点；
③中：为了找到等势点，应使用电压传感器；

（2）图中A模拟正电荷，B模拟负电荷，AB间电场线方向从A指向B，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势最高的点是a点；

（3）根据等量异种电荷等势面的分布情况可知：f点的电势高于d点的电势，要使d、f两点电压大于零，则传感器的“+”接线柱应接在f点，要找到等势点，应将接f的表笔向右移动。

【点睛】理解本实验的原理和方法是解决此实验的关键，并要掌握两等量异号电荷周围电场线与等势面的特点来解决这类问题。

19.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，我们把这种情况抽象为如图1的模型：圆弧轨道半径为R，下端与竖直圆轨道相接于M点，使小球从弧形轨道上距离M点竖直高度为h处无初速滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动.实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点N，不考虑摩擦等阻力。

(1)若h=2.5R，求质量为m的小球通过M点时的速度大小和通过N点时对轨道的压力；

(2)若改变h的大小，小球通过最高点N时的动能EK也随之发生变化，试通过计算在方格纸上作出Ek随h的变化关系图象(作在答题卡上)

【答案】(1) ，小球对轨道的压力为0 (2)

【解析】

【分析】

（1）小球由高度为处下落至到达M点过程中，轨道的支持力不做功，只有重力做功，运用机械能守恒列式，即可求出小球通过M点时的速度大小，由机械能守恒定律求出小球通过N点的速度大小，小球通过N点时由重力和轨道的支持力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律进行分析即可；

（2）根据根据机械能守恒定律列式求解得到Ek与h的关系式，结合临界条件并画出图象；

【详解】（1）设小球在M点的速度为，小球由高度为处下滑至M点过程中只有重力做功，机械能守恒，取地面为零势能面，则：

可以得到：

设小球在N点的速度为，由机械能守恒定律，得到：

将代入可以得到：

则N点的向心力为

所以重力完全充当向心力，小球对轨道的压力为0；

（2）由机械能守恒定律：，所以

可知图像是一条截距为，斜率为的倾斜直线；

当时，小球能量不足以到达最高点，故对最高点同理动能无意义；

当时，图中A

当时，代入可以得到：图中B

连接AB做出变化图像如图所示：

【点睛】本题关键是明确小球的运动规律，知道圆轨道最高点重力和支持力的合力提供向心力，同时要结合机械能守恒定律列式求解即可。

20.质量为m，电阻率为p，横截面为A的均匀薄金属条围成边长为x的闭合正方形框abb′a′.如图所示，金属方框置于磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行.设匀强磁场仅存在于两个相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计，可认为方框的a a′边和b b′边都处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中.方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力，导体的电阻R=，其中ρ为导体的电阻率，L为导体的长度，S为导体的横截面.)

(1)请判断图2中感应电流的方向；

(2)若方框未到底端前速度已达最大，求方框的最大速度vm；

(3)当方框下落的加速度为g时，求方框的发热功率P.

【答案】（1）顺时针方向（2）（3）

【解析】

【分析】

（1）根据右手定则判断感应电流的方向；

（2）当重力与安培力平衡时，速度最大；

（3）根据牛顿第二定律，结合安培力公式求出感应电流的大小，根据电阻定律求出电阻的大小，结合发热功率公式求出方框的发热功率；

【详解】（1）由右手定则可知：图2中感应电流方向为顺时针方向；

（2）安培力为：，当加速度为零时，速度最大，则有：

根据电阻定律得： ，

解得最大速度为：

（3）安培力为：，根据牛顿第二定律得：
解得：，
根据电阻定律得：，

则方框的发热功率为：

【点睛】解答这类问题的关键是通过受力分析，正确分析安培力的变化情况，找出最大速度的运动特征，电磁感应与电路结合的题目，感应电动势是中间桥梁。

上海市杨浦区2019届高三物理上学期期末质量检测试题含解析