上海市嘉定区高三物理上学期期末教学质量检测试题含解析

上海市嘉定区2020届高三上学期期末教学质量检测物理试题 一、选择题1.伽利略根据小球在较小倾角斜面运动的实验事实，通过合理外推得到“自由落体是匀加速直线运动”的结论。这一过程体现的物理思想方法是（ ）A. 控制变量法B. 理想实验法C. 理想模型法D. 等效替代法【答案】B【解析】【分析】伽利略研究铜球在较小倾角斜面上的运动，发现铜球做匀加速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角 的增大而增大，他对大倾角斜面进行合理的外推，得出自由落体运动是匀加速直线运动.【详解】伽利略根据小球在较小倾角斜面运动的实验事实，通过合理外推得到“自由落体是匀加速直线运动”的结论。这一过程体现的物理思想方法是理想实验法，故选B.2.在国际单位制中，压强的单位为帕（Pa），用基本单位表示1Pa等于（ ）A. 1cmHg柱B. 1atmC. D. 【答案】C【解析】【分析】压强定义式为PF/S ，根据牛顿第二定律F=ma进行推导【详解】压强定义式为P，它的单位是帕斯卡，1Pa=1N/m2，根据牛顿第二定律F=ma知，1N=kgm/s2而面积S的单位是m2。所以：1Pa=kg/（ms2），故选C。3.秋天的早晨，我们常常能看到空气中的水蒸汽在草叶上凝聚成的露珠。在凝露的这一物理过程中，水分子间的（ ）A. 引力、斥力都减小B. 引力、斥力都增大C. 斥力减小，引力增大D. 斥力增大，引力减小【答案】B【解析】【分析】分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大【详解】凝露是水由气态凝结成液态的水，分子间距离变小。而分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，故B正确。故选B。【点睛】本题考查了分子间同时存在引力和斥力，都随距离增大而减小，随距离减小而增大4.在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，下列操作错误的是( )A. 推拉活塞时，动作要慢B. 推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分C. 压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验D. 活塞与针筒之间要保持气密性【答案】C【解析】【分析】保证温度不变，做实验时要注意缓慢推活塞，手不要握针管等为保证质量不变，要密封好气体【详解】本实验条件是温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确；本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故B正确；研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故应该放弃该次实验重新做，故C错误；研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故D正确；因选错误的，故选C.5.某物体受一个力作用做匀速圆周运动，则这个力一定是（ ）A. 大小不变、方向始终指向圆心B. 大小不变，方向始终为切线方向C. 大小变化、方向始终指向圆心D. 大小变化，方向始终为切线方向【答案】A【解析】【分析】做匀速圆柱运动的物体所需的向心力大小不变，方向指向圆心。【详解】根据匀速圆周运动的特点，某物体受一个力作用做匀速圆周运动，则这个力一定是大小不变、方向始终指向圆心，故选A.6.如图，实线是一个电场中的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下从a处运动到b处的轨迹，则（ ）A. a处的电场强度较弱B. a、b两处的电场强度一样大C. 该带电粒子在b处时受电场力较小D. 该带电粒子在a、b两处受电场力一样大【答案】C【解析】【分析】电场线越密的地方场强越强，越疏的地方场强越弱.【详解】由图可知，a处的电场线较b处密集，则a处的电场强度较强，选项AB错误；根据F=Eq可知，b处的场强小，则该带电粒子在b处时受电场力较小，选项C正确，D错误；故选C.7.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。则能正确反映该振子位移x与时间t关系的图像是图中的（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】试题分析：根据某一时刻作计时起点（t=0），经过四分之一周期，振子具有正方向最大加速度，分析t=0时刻质点的位置和速度方向，确定位移的图象。由意题知，某一时刻作计时起点（t=0），经过四分之一周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明t=0时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确。考点：波的图象8.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则（ ）A. q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能B. q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C. q1的电荷量小于q2的电荷量D. q1的电荷量大于q2的电荷量【答案】D【解析】【分析】由题，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低，根据电场力做功与电势能变化的关系，分析得知q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能B点的电势较高由W=qU分析q1的电荷量与q2的电荷量的关系【详解】将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势高于B点电势；A与无穷远处间的电势差小于B与无穷远处间的电势差；由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能；由W=qU得知，q1的电荷量大于q2的电荷量。故D正确。故选D。9.在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上推同一物体，分别如图（A）（B）（C）所示。如果所用的推力相等，在物体发生相等位移的过程中，推力对物体所做的功是（ ）A. 在光滑水平面较大B. 在粗糙水平面上较大C. 在粗糙斜面上较大D. 三次做功都是相等的【答案】D【解析】【分析】由于是计算恒力的功，所以功的大小可以直接用功的公式来计算【详解】虽然物体所处的情况不一样，受力的情况也不一样，但是要求的只是求推力所做的功，由于推力的大小不变，通过的位移也相同，由W=FL可知，两次推力F做的功相同，所以D正确。故选D。【点睛】不同的情况下物体的运动情况不一样，但对于求推力F做的功来说，这些都是没用的，只要看F的大小和F作用下物体的位移就可以了10.从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球，不计空气的阻力，它们在空中任一时刻( )A. 间距保持不变，速度之差保持不变B. 间距越来越大，速度之差越来越大C. 间距越来越大，速度之差保持不变D. 间距越来越小，速度之差越来越小【答案】C【解析】【分析】甲、乙两球均做自由落体运动，由速度时间公式求出速度之差与时间的关系式；由位移公式求解距离差与时间的关系.【详解】甲乙两球做自由落体运动，加速度都为重力加速度；以释放乙球开始计时，甲球此时的速度v1=gt=10m/s，经过t时间后，甲球的速度v=v1+gt，乙球的速度v=gt，则两球的速度差v=v-v=10m/s。两球的速度之差保持不变；两球间距： ，即两球间距随时间t的增加而增大，故ABD错误，C正确；故选C。11.如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（ ）A. 0.60 mB. 0.20 mC. 0.15 mD. 0.10 m【答案】D【解析】【分析】根据题中条件得到波长的一般表达式，然后根据n的取值求解波长的可能值。【详解】P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则有：（n+）=0.15，解得：（n=0、1、2、3）；当n=0时，=0.30m，当n=1时，=0.10m，故D正确、ABC错误。故选D。【点睛】本题主要是考查波长的计算，解答本题要能够根据题中条件得到波长的一般表达式，然后进行分析。12.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ）A. Q受到的摩擦力一定变小B. Q受到的摩擦力一定变大C. 轻绳上拉力一定不变D. 轻绳上拉力一定变小【答案】C【解析】【分析】分别对P、Q两个物体进行受力分析，运用力的平衡条件解决问题由于不知具体数据，对于静摩擦力的判断要考虑全面【详解】对物体Q受力分析，受重力、拉力、支持力，可能有静摩擦力；当静摩擦力沿斜面向上时，有T+f=mgsin，当用水平向左的恒力推Q时，静摩擦力f会减小，也可能摩擦力大小不变，方向相反。当静摩擦力沿着斜面向下时，有T=f+gsin，当用水平向左的恒力推Q时，静摩擦力会增加；故AB错误。对物体P受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故绳子的拉力等于物体P的重力；当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，故绳子的拉力仍然等于物体P的重力，轻绳上拉力一定不变。故C正确，D错误；故选C。二、实验题13.一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示。则摩托车在020s这段时间的加速度大小a=_；摩托车在075s这段时间的平均速度大小=_。【答案】 (1). (2). 20m/s【解析】【分析】（1）v-t图象的斜率等于加速度，由加速度的定义求解（2）由图象与时间轴所围的面积表示位移，求得位移，再求平均速度大小【详解】（1）摩托车在020s这段时间的加速度（2）摩托车在075s这段时间的位移 x=30m=1500m平均速度大小【点睛】解决本题的关键要抓住速度图象的两个物理意义：斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移14.某同学分别在甲乙两地进行实验：研究“保持重物质量不变的情况下，用竖直向上的拉力匀加速提升重物时，重物加速度a的大小与拉力F的大小之间的关系”。得到甲乙两地的a-F图像如图所示，由图可以判知甲地的重力加速度_乙地的重力加速度。甲地的重物质量_乙地的重物质量（填“大于”“等于”“小于”）。【答案】 (1). 等于 (2). 小于【解析】【分析】根据牛顿第二定律得出加速度与拉力F的关系式，从而通过图线斜率和纵轴截距进行分析【详解】（1）根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，解得a=-g，知纵轴截距的大小表示重力加速度的大小，从而知道乙地的重力加速度等于甲地的重力加速度；（2）根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，解得a=-g，知图线的斜率表示质量的倒数，则甲地重物质小于乙地重物质量15.用长度h = 15cm的一段汞柱把空气封闭在一端开口的足够长的粗细均匀玻璃管里，当玻璃管水平放置时，空气柱的长度L1 = 30cm，当玻璃管竖直放置开口向上时，空气柱的长度L2= 25cm。这时的大气压p0 为_cm汞柱；如果将玻璃管倒过来竖直放置，开口向下，则空气柱的长度 L3 为_cm。【答案】 (1). 75 (2). 37.5【解析】【分析】以封闭气体为研究对象，利用波意耳定律即可求解【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，整个过程中温度不变，当玻璃管水平放置时，V1=30S，P1=P0，玻璃管竖直放置开口向上时，V2=25S，P2=P0+15cmHg，由波意耳定律：P1V1=P2V2，解得P0=75cmHg；（2）将玻璃管倒过来竖直放置，开口向下，设V3=L2S，P3=P0-15cmHg，整个过程温度不变，当玻璃管水平放置时，V1=30S，P1=P0，由波意耳定律：P1V1=P3V3，解得：L2=37.5cm；【点睛】题目中重在分清气体的状态过程中各个状态参量，利用好适当的气体方程求解16.我国的C919大型客机在试飞过程中，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，（取），则飞机滑跑过程中加速度a为_m/s2；起飞时牵引力的功率P为_W。【答案】 (1). ; (2). ;【解析】【分析】（1）飞机起飞滑行过程简化为初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出飞机滑行过程的加速度。（2）根据牛顿第二定律求出牵引力，由瞬时功率的表达式即可求出起飞时的牵引力的功率。【详解】（1）根据速度位移公式得，v2=2as代入数据得 a=2m/s2。（2）飞机受到的阻力：F阻=0.1mg；根据牛顿第二定律：F-F阻=ma解得F=2.1105N牵引力的瞬时功率：PFv=1.68107W【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式，并能灵活运用，要知道加速度是联系力和运动的桥梁；知道瞬时功率和平均功率的求解公式。17.“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。则图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。本实验中应用了等效替代方法，其等效性是指_。【答案】 (1). (2). 用一个力或两个力拉橡皮条时结点都与O点重合；【解析】【分析】根据实验的原理及步骤，搞清合力的理论值和实验值；等效思想指的是两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同.【详解】（1）实验中F是由平行四边形得出的，而F是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，方向一定沿AO方向的是F（2）本实验采用的科学方法是等效替代法，即两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，用一个力或两个力拉橡皮条时结点都与O点重合；18.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中；实验简要步骤如下：A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S。B将一滴酒精油酸溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。C用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉均匀地撒在水面上。D取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的酒精油酸溶液。E根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。F用注射器将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。G由V/S得到油酸分子的直径d。（1）实验简要步骤如下：实验步骤的合理顺序是_。（填写字母编号）（2）在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是_。（3） 若所用酒精油酸的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是_m。（保留一位有效数字）【答案】 (1). DFECBAG； (2). 建模法； (3). ；【解析】【分析】（1）本实验中必须测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，故必先求出一滴油酸酒精溶液的体积，因此实验过程中应该求出1 mL油酸酒精溶液的滴数；油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此需要在浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上根据实验的原理安排实验步骤（2）此实验把分子看成球体，是建立理想模；（3）采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由d=V/S，求出油酸分子直径【详解】（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径故答案为：DFECBAG在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是建立理想模型，即建模法；（2）由图示可知，油膜所占方格数约为140个（135-150均正确），则油膜的面积：S=14011=140cm2；每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：；油酸分子的直径：【点睛】（1）本题要紧扣实验原理，建立清晰的物理模型，知道在用油膜法估测分子的大小”实验中，我们做了些理想化处理，认为油酸分子之间无间隙，油膜是单层分子（2）求油膜面积时要注意，不到半个格的要舍去，超过半个格的算一个格，数出油膜轮廓的格数，然后乘以每一个格的面积得到油膜的面积；求油的体积时要注意，求的是纯油的体积，不是溶液的体积三、计算题19.如图所示电路，电源电动势为E3V，内阻为r=1，定值电阻R010，滑动变阻器R可在020范围内变化。当滑片P处于中点位置时，求：（1）当电键S断开时，定值电阻R0两端的电压U0为多少？（2）当电键S闭合时，定值电阻R0两端的电压为多少？（3）当电键S闭合时，若要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，滑片P应该向左还是向右移动？请简述理由。【答案】（1）1.4V；（2）0.94V；（3）见解析【解析】【分析】（1）当电键S断开时，电阻R0与R/2串联组成电路，根据闭合电路欧姆定律以及欧姆定律求解定值电阻R0两端的电压U0；（2）当电键S闭合时，电阻R0与R/2并联后再与R/2串联组成电路，根据闭合电路欧姆定律以及欧姆定律求解定值电阻R0两端的电压U0；（3）当电键S闭合时，若要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，必须使得电阻R0与R并联部分的电阻变大，据此回答。【详解】（1）S断开时，R0与R的一半电阻串联，则有（2）S闭合时，R0与R的一半电阻并联之后再与R的另一半电阻串联，则有（3）滑片应该向右端移动。因为要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，并联部分电压增大，根据分压规律，并联部分电阻要增大，即R左端电阻要增大，故滑片要向右端移动。20.某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图所示。现用该电动机在水平地面内拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图所示。已知物体质量m=1kg，与地面的动摩擦因数1=0.35，离出发点左侧s距离处另有一段动摩擦因数为2、长为d的粗糙材料铺设的地面。（g取10m/s2）（1）若s足够长，电动机功率为2W时，物体在地面能达到的最大速度是多少？（2）在1=0.35的水平地面运动，当物体速度为0.1m/s时，加速度为多少？（3）若s=0.16m，物体与粗糙材料之间动摩擦因数2=0.45。启动电动机后，分析物体在达到粗糙材料之前的运动情况。若最终能以0.1m/s速度滑过粗糙材料，则d应为多少？【答案】（1）4/7m/s；（2） ；（3）见解析【解析】【分析】（1）物体达到最大速度时，加速度为零，此时牵引力等于阻力，根据P=Fv求解最大速度；（2）根据P=Fv求解牵引力，根据牛顿第二定律求解加速度；（3）根据牛顿第二定律结合运动公式分析物体的运动情况.【详解】（1）电动机拉动物体后，水平方向受拉力F和摩擦力f1f1=1N，N=mg，f1=3.5N物体速度最大时，加速度为零，F1=f1根据P=Fv，vm=P/F1= P/f1，vm=m/s（2）当v=0.1m/s时，由图像及P=Fv可知，拉力F2= P/v= 4N由牛顿第二定律F =ma F2 - f1=ma1解得a1=0.5m/s2（3）由（2）知，物体在速度达到0.5m/s前，拉力F恒定，物体做初速为零的匀加速直线运动。a1=0.5m/s2速度达到v1=0.5m/s时，应经过s= v12/2a1=0.25m0.16m所以小物体一直做匀加速运动到达粗糙材料，到达粗糙材料时速度v1=0.4m/s在粗糙材料上运动时， f2=2N，N=mg，f2=4.5N由牛顿第二定律 F2 -f2 =ma2，a2=-0.5m/s2小物体停止前最多滑行d2=v22- v12/2a2=0.15m