上海市杨浦区2020-2021年物理考前最后一模含解析

1、上海市杨浦区2020-2021年物理考前最后一模一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，第18题，每题3分，第912题，每题4分，共40分）1. 杜甫的诗句“两个黄鹏鸣翠柳，一行白鸯上青天"描绘了早春生机勃勃的景象。如图所示为一行白直线 加速“上青天”的示意图图中耳为某白鸯在该位置可能受到的空气作用力其中&方向竖直向上。下列说 法正确的是（）A. 该作用力的方向可能与仟相同B. 该作用力的方向可能与相同C. 该作用力可能等于白鹭的重力D. 该作用力可能小于白鷲的重力【答案】A【解析】白鶯斜向上做匀加速运动，可知合外力与加速度同向，重力竖直向下，可知空气对白鹭的作用力 斜向左上

2、方，即可能是F】的方向；由平行四边形法则可知FQG；故选A。2. 在核反应方程筑中，X表示的是A.质子 B.中子 C.电子 D. a粒子【答案】A【解析】设X为：JX,根据核反应的质量数守恒：拧+二，贝IJ： -=1电荷数守恒：=则二=人即X为：汎为质子，故选项A正确，BCD错误。点睛：本题考査了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X 的种类。3. 如图所示，在矩形区域abed内存在磁感应强度大小为B、方向垂直abed平面的匀强磁场，已知be边 长为尽。一个质量为m,带电量为q的正粒子，从ab边上的M点垂直ab边射入磁场，从cd边上的N 点射出，MN之间的

3、距离为2L,不计粒子重力，下列说法正确的是（）A. 磁场方向垂直abed平面向里nmB该粒子在磁场中运动的时间为C3qBC. 该粒子在磁场中运动的速率为姓mD. 该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为寒【答案】B【解析】A.粒子向下偏转，根据左手定则可知磁场方向垂宜abed平面向外，故A错误;B. 粒子运动轨迹如图所示arid根据图中几何关系可得MP = j4l3_3E=L，贝!IR2=3I?+ (R-L) 2解得R=2L2L 2解得6=60°该粒子在磁场中运动的时间为1 f 12龙？ Jtnit = -T=-x=66 qB 3qB故B正确；C根据洛伦兹力提供向心力

4、可得R斗,解得该粒子在磁场中运动的速率为in故C错误；D.根据动量定理可得该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量等于动量变化，由于 速度变化不为零，则动量变化不为零，洛伦兹力对该粒子的冲量不为零，故D错误。故选B。4. 在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个质量可以忽路不计的定滑轮，两物体质量分别为R】、m2,轻 绳一端固定于a点，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计。整个装置稳定 时下列说法正确的是（）A. a可能大于0B. mi 定大于m2C. mi可能大于2E2D. 轻杆受到绳子的作用力2叫geos弓【答案】D【解析】对分析可知绳子的拉力大小，对滑轮

5、分析，由于潸轮放在一根绳子上，绳子两端的张力相等, 故可知两绳子和竖直方向上的夹角相等，由共点力的平衡关系可得出两质量的关系.【详解】对E分析可知，E受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于Eg;对于动滑轮分析，由 于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与rm的重 力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角a和P相等；故A错误；由 以上可知，两端绳子的拉力等于mlg,而它们的合力等于mlg>因互成角度的两分力与合力组成三角形， 故可知lm1g>m1g,即一定小于Im】.但是m不一定大于m】，故BC错误。轻杆受到绳子

6、的作用力等 于两边绳子的合力，大小为2叫geos耳,选项D正确；故选D。【点睛】本题要注意题目中隐含的信息，记住同一绳子各部分的张力相等，即可由几何关系得出夹角的关系；同时 还要注意应用力的合成的一些结论.5. “黑洞"是密度超大的星球，吸纳一切，光也逃不了。科学界已经证实了宇宙中“黑洞"的存在，某同学 思考若把地球看作“黑洞”，那么月球的环绕周期最接近下列哪个数值（假设地球半径和月、地间距离不变）（）A. 10hB. lOmin【答案】D【解析】设地球的半径为R,月、地间的距离为匚地球的第一宇宙速度为7.9km/s,可有月球的周期约为30天，可有30x24x3600=2n

7、若把地球看作“黑洞S上面两种关系变为T=2n联立解得Ta 68s故选D。6. 如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷， 平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，贝9()A. 点电荷所受电场力增大B.点电荷在P处的电势能减少C. P点电势减小D.电容器的带电荷量増加【答案】B【解析】A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电 场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；BC板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P 的电势升高，由Ep=

8、q*而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；D. 由Q=CU,又有C = -,故C减小，Q减小,故D错误。4兀kd7. 如图所示，在真空云室中的矩形ABCD区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O点的 铀238原子核零U发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核(新核)和射线的径 迹，曲线。P为扣弧，X轴过。点且平行于AB边。下列说法正确的是()A. 铀238原子核发生的是p衰变，放出的射线是高速电子流B. 曲线0P是射线的径迹，曲线OQ是反冲核的径迹C. 改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之改变D. 曲线0Q是a射线的径迹，其圆心在x轴上，半径

9、是曲线OP半径的45倍【答案】D【解析】AD.衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动童大小相等，方向相反，由图像可知，原子核发生的是a衰变，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力qvB = m r得mvr =qB由于反冲核的电荷量比a射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线0P是反冲核的径迹，由于曲线0P为】圆弧，则其圆心在x轴上，射线初速度与X轴重直，新核初速度与X轴垂直，所以新核做4圆周运动的圆心在x轴上由质量数守恒和电荷数守恒可知反冲核的电荷量是a粒子的45倍，由半径公式可知，轨道半径之比等于电荷量的反比，贝0曲线0Q半径是曲线0P半径的45倍，故A错误，D正确。BC.由动

10、量守恒可知0 = mv 一 mava粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力7qvB = m r得mvr =qB由于反冲核的电荷量比a射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线0P是反冲核的径迹，反冲核的半径与射线的半径之比等于电荷量的反比，由于电荷量之比不变，则改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系不变，故BC错误。故选D。8. 通信卫星一般是相对地面“静止”的同步卫星，三颗同步卫星就可以实现全球通信。设地球的半径为地面的重力加速度为g,地球的自转周期为7则速度为。的电磁波从一颗卫星直线传播至相邻的另一颗卫星，传播时间为（）c V 4矿【答案】C【解析】卫星绕地球运行，万有引力提

11、供向心力，则有GMm 4/rb综合"黄金代换“有GM = gF如图所示由几何关系知X=/ sin 60°2联立整理得根据运动规律，电磁波传播有 x = ct可得 故c正确，A、B、D错误；故选C。9. 摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆 周运动，下列叙述正确的是A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B. 摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C. 在最低点，乘客处于失重状态D. 摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】A：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力

12、势能随高度不断变化，乘客 的机械能不断变化.故A项错谋.B：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零.故 B项正确.C：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态.故C项错误.D：摩天轮匀速转动过程中，匝力与速度的夹角Q不断变化，乘客所受的匝力的瞬时功率P = /vcosa 不断变化.故D项错误.10. 颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v,角速度为3,加速度为g,周期为T.另 一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动，则()A.它的速率为匚B.它的加速度为斗24C.它的运动周期为©TD.它的角速

13、度也为3【答案】B【解析】A、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：纱RR- R为地球半径，M为地球质量，v为卫星的速率.研究另一个卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提GMmf/T供向心力：小d严乔联立解得：二一故A错谋；(/? + /?)ZK2B、忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力：警 F可得：沪罟GM即：g，w=g49故B正确;C、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：皆琴'解得:故C错误;D、地面附近的卫星的周期与另一个卫星的周期不等，根据3=才得它们的角速度也不等，故D错误。故选B。11. 如图所示，倾角&

14、= 37。的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数“ =现对木箱施加3一拉力F,使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动.设F的方向与斜面的夹角为在&从0逐渐增大到60。的过程中，木箱的速度保持不变，则（）AF先减小后增大B. F先增大后减小C. F直增大D. F 直减小【答案】A【解析】对物体受力分析如图木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零在垂直斜面方向，有：N + Fsina = ?gcos&在平行斜面方向，有:F cos a = mg sin 0 + f 其中:f = «N联立解得:X X X 乂 X X 乂A.粒子在磁场中运动的时间B.粒子运动的

15、半径当a=30。时F最小，则在a从0逐渐增大到60。的过程中，F先减小后增大，A正确，BCD错误。故选A。12. 如图所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面 向里。现有一质量为E电量为q的带正电粒子，从X轴上的某点P沿着与X轴成30°角的方向射人磁场。 不计重力影响，则可以确定的物理量是（）XXXXC.粒子从射入到射出的速度偏转角D.粒子做圆周运动的周期【答案】D【解析】AC.粒子在磁场中做圆周运动，由于P点位置不确定，粒子从x轴上离开磁场或粒子运动轨迹与 y轴相切时，粒子在磁场中转过的圆心角最大，为% = 300

16、76;粒子在磁场中的最长运动时间t7 = X =max 360°360° qB 3qB粒子最小的圆心角为p点与坐标原点重合，最小圆心角%=120°粒子在磁场中的最短运动时间/ =t = -T=min 360°3 3qB 粒子在磁场中运动所经历的时间为3qB 3qB说明无法确定粒子在磁场中运动的时间和粒子的偏转角，故AC错误；B.粒子在磁场中做圆周运动，由于P点位置不确定，粒子的偏转角不确定，则无法确定粒子的运动半径, 故B错误；D.粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则>qvB = m r且2血v =T则得丁 2nm1 =qB说明可确定粒

17、子做圆周运动的周期，故D正确。故选D。二、填空题（每小题4分，共20分）13. 如图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径Rb=4Ra> Rc=8Ra, 如图所示.当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的速度大小之比5: vB： Vc等于,向心加速度的大小之比劭：aB： ac等于后轮C【答案】1:1:84:1:32【解析】小齿轮A和大齿轮B通过链条连接，线速度相等，即二二二二二，小齿轮A和后轮C同轴传动角 速度相等，有JD = 0o,由匚=匚口得：匚:匚辽;再由向心加速度口=二 可判断 -二二T二口二I 同时向心加速度二=二'二有可以判断-二二所以

18、有=4山 3214. 相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在髙速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒,使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为C,站在铁轨旁边地面上的观察者 认为闪光向前、向后传播的速度（填相等、不等）.并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的（填前、后）壁. A后闷光 前路边血察者【答案】相等后【解析】车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到 达前后两壁.地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前 壁的时刻晚

19、些.15. 请回答下列问题：质量相同温度相同的两个物体，它们的内能 （填“一定"或“不定"）相同；质 量相同温度不同的两个物体，温度高的物体内 （填“一定"或“不一定”）大，分子的平均动 _（填“一定”或“不一定”）大；但是一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，其内能（填“一定"或“不 一定"）不变；一定质量的理想气体，在等压膨胀的过程中，其内能（填“一定”或“不一定"）增加。【答案】不一定不一定一定一定一定【解析】1.物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。物体的温度是它的分子 热运动的平均动能的标志，温度相同

20、，分子的平均动能相同。虽然物体的质量相同，但物体的分子数不一 定相同，分子势能也不一定相同，因此物体的内能就不一定相同；【2.质量相同温度不同的两个物体，温度高的物体内能不一定大；3.温度高的物体分子的平均动能一定大；【4.理想气体的内能是由温度决定，理想气体在等温膨胀的过程中，温度不变，内能一定不变；5.理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，所以内能一定增大。16. 如图，xOy坐标系处于一匀强电场内，将一电量为一q的点电荷由A点分别移至x轴上的B点、C点,电场力做功均为w （W>0）,此电场的场强方向为0若在恒定外力作用下使电荷沿AB做直线运动，A点坐标为（d, d）, Z ABC

21、=60°,则此外力的最小值为。【解析】7的点电荷由A点分别移至x轴上的B点、C点，电场力做功均为W,故BC为等势面。电场 线垂直于x轴，因移动的是负电荷，且电场力做正功，故场强方向沿y轴正方向：从A到B电场力做功为W,则qEd=W故VV施加的力最小时，电荷受力情况如图所示，则:VV17. 如图所示，两端开口足够长的U形玻璃管内装有水银，右管中有一段10cm的空气柱，被6cm长的一段水银柱所封闭，大气压强为75cmHg.今在右管中再灌入9cm水银柱，则此时密闭气体的压强为cmHg,左管内水银面上升.cm©【答案】904.5 【解析】考査理想气体的等温变化。【详解】1设玻璃管横

22、截面积为S,由题意可知，封闭气体压强: p=Po + /?=75 + 6=8 lcmHg#=Po + h,=75 + (6 + 9) =90cmHg【2.由玻意耳定律得：pV=pfVf即：81x105=90x5解得：Z/=9cm空气柱长度减少10cm - 9cm=lcm左管水银面上升：9cm=45cm。2三、实验题(本題共10分)18.如图所示为一简易多用电表的电路图。图中E是电池，Ris R2、R3、股和R5是定值电阻，其中R3=20Q,R。为滑动变阻器。表头G的满偏电流为lo=25O RA.内阻为ro=600Qo A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1mA和2

23、.5 mA两挡。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还 备有电阻箱R （最大阻值为99999.90）.由以上条件可算出定值电阻R】=C、Rz=fio（2）将选择开关与“3"相连，滑动Re的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，通过调节电阻箱 的阻值R,记录不同阻值R和对应的表头示数I。在坐标纸上，以R为横坐标轴，以 纵坐标轴， 把记录各组I和R描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。测得其斜率为k.纵截距为b则多用电表内电池的电动势和内阻分别为和_。（用k. b和己知数据表示）14b【答案】80120-170Ikk【解析】（1）12.选择开关与“1”、&quo

24、t;2”相连时为电流表，量程分别为2.5mA和lmAo根据串、并联电路特点有+ /0 = 2.5mA/（心& +/?2+ /0 = 1mA联立解得R、= 80Q凡=120G。（2）（3,选择开关与“3”相连，量程为1mA,根据并联电路特点可知人、凡串联后与表头并联的总电阻为 &=扫，通过电源的电流为通过表头电流/的4倍。根据闭合电路欧姆定律有E = 4/（厂+ 凡+& + 尺）变形为I EE由此可知横轴为/?,则纵坐标轴为.斜率k = - E纵截距 匕_ 4（&）+尺3 +厂）解得E = -k四、解答题（本大题共2题，共30分）19. 如图所示，两平行金属导轨置于水平面（纸面）内，导轨间距为I,左端连有一阻值为R的电阻。一 根质量为皿、电阻也为R的金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的 匀强磁场区域。给金属杆一个瞬时冲量使它水平向右运动，它从左边界进入磁场区域的速度为V。，经过时 间t,到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度为|v0O金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，它 们之间的动摩擦因数为皿除左端所连电阻和金属杆电阻外，其他电阻忽略不计。求：（1）金属杆刚进入磁场区域