2015年上海市普通高中学业水平考试

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  •  2015/7/11
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1.α射线是(    )

(A)光子流        (B)电子流        (C)质子流        (D)氦核流

【答案】

D

【解析】


 

 

2.下列物理量中,属于标量的是(    )

(A)功        (B)位移            (C)加速度        (D)电场强度

【答案】

A

【解析】


 

 

3.右表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表,其中A和B的数值分别为(    )

输入

输出

0

0

0

0

1

0

1

0

A

1

1

B

(A)0、0

(B)1、0

(C)0、1

(D)1、1

【答案】

C

【解析】


 

 

4.弹簧振子在做机械振动时,按周期性规律变化的物理量是(    )

(A)回复力        (B)周期            (C)频率            (D)振幅

【答案】

A

【解析】


 

 

5.①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线,它们都是电磁波,按频率从高到低的排列顺序是(    )

(A)①②③        (B)③②①        (C)②③①        (D)③①②

【答案】

D

【解析】


 

 

6.自然界中任何两个物体间都存在万有引力,引力的大小与两物体间(    )

(A)距离成正比                      (B)距离成反比

(C)距离的平方成正比            (D)距离的平方成反比

【答案】

D

【解析】


 

 

7.右图是小华同学自制的简易实验仪器示意图,该仪器可以用来(    )

(A)测量电阻阻值大小

(B)检验物体是否带电

(C)测量电阻两端电压大小

(D)检验导线中是否有电流

【答案】

B

【解析】


 

 

8.小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。通电时,能反映小灯泡U-I变化关系的是(    )

【答案】

C

【解析】


 

 

9.如图,A、B为电场线上的两点,A、B两点电场强度分别为EAEB,则(    )

(A)EAEB,方向相同

(B)EAEB,方向不同

(C)EAEB,方向相同

(D)EAEB,方向不同

【答案】

B

【解析】


 

 

10.在自由落体的运动过程中,前2s内物体的平均速度大小为(g取10m/s2)(    )

(A)20m/s          (B)15m/s          (C)10m/s          (D)5m/s

【答案】

C

【解析】


 

 

11.一弹性细绳右端固定,左端P点开始上下振动,当波沿细绳传到Q点时的波形如图所示。则此时P点和Q点的振动方向分别为(    )

(A)向上、向上        (B)向上、向下

(C)向下、向上        (D)向下、向下

【答案】

B

【解析】


 

 

12.在“用多用电表测电阻”的实验中,选择“×10”挡测电阻时,指针停留在如图所示位置。则(    )

(A)无需换挡,直接读数

(B)应选择“×1”挡,重新测量

(C)应选择“×100”挡,重新测量

(D)应选择“×1k”挡,重新测量

【答案】

C

【解析】


 

 

13.物体仅受到大小分别为3N、4N、5N,方向不定的三个力作用。该物体所受合力的最小值和最大值分别为(    )

(A)0、12N              (B)0、6N

(C)2N、12N            (D)2N、6N

【答案】

A

【解析】


 

 

14.如图,a、b、c为三个传动轮边缘上的点,b、c所在的两轮固定在同一轴上。转动过程中,传动带不打滑,a、b、c三点做半径分别为rarbrc的圆周运动,且rcrarb。则三个点的角速度ω和线速度v的大小关系是(    )

(A)ωaωbvavb

(B)ωaωbvavb

(C)ωbωcvbvc

(D)ωbωcvbvc

【答案】

D

【解析】


 

 

15.如图,开口向下的玻璃管插入水银槽中,管内封闭了一段气体,气体长度为l,管内外水银面高度差为h。若保持玻璃管不动,向水银槽内加入少许水银,则 (    )

(A)l增大,h增大

(B)l减小,h增大

(C)l增大,h减小

(D)l减小,h减小

【答案】

D

【解析】


 

 

16.汤姆孙通过对______射线的研究,提出了原子的“葡萄干蛋糕模型”;卢瑟福通过α粒子散射实验,_____(选填“肯定”或“否定”)了汤姆孙的原子结构模型 。

【答案】

阴极,否定

【解析】


 

 

17.在物体内部,分子热运动的剧烈程度与物体的____有关;改变物体内能的方式有________和热传递两个途径。

【答案】

温度,做功

【解析】


 

 

18.一个带负电的微小液滴,重力为G,电荷量为q。在电场力和重力的作用下,液滴处于平衡状态。则液滴所在处的电场强度大小为_______,方向______。

【答案】

G/q,竖直向下

【解析】


 

 

19.一列横波在t=0时的波形如图所示。质点M在一个周期内所通过的路程为_____cm。若波的传播速度为10m/s,则该波的周期为______s。

【答案】

20,0.4

【解析】


 

 

20.如图,边长为 l 的正方形金属线框 abcd 的一半处于匀强磁场中,其 ab 边与磁场区域的右边界平行,线框平面与磁场方向垂直,磁感应强度为 B。此时,穿过线框的磁通量为____。若线框绕 ab 转动,角速度为 2π rad/s,在转过 90° 的过程中,线框中有感应电流的时间为_______s。

【答案】

Bl2/2,1/12

【解析】


 

 

21.一质量为1×103kg的汽车行驶在平直路面上,其速度v不同时,对应的最大输出功率P不同,P-v关系如图所示。汽车从静止开始,以恒定加速度1m/s2做匀加速直线运动时,受到的阻力恒为1×103N。则汽车牵引力大小为_______N,该匀加速过程持续时间大约为____s。

【答案】

2×103,20

【解析】


 

 

22.如图,导体棒ab在磁场中沿金属导轨向右做切割磁惑线运动,导体棒cd静止在导轨上。画出ab中的感应电流方向和cd受到的磁场力方向。

【答案】

如图,导体棒ab在磁场中沿金属导轨向右做切割磁惑线运动,导体棒cd静止在导轨上。画出ab中的感应电流方向和cd受到的磁场力方向。

【解析】


 

 

22.如图,一根直杆处于静止状态。直杆与墙角接触处为A,与地面接触处为B。分别画出直杆在A、B两处受到的弹力。

【答案】

如图

【解析】


 

 

23.(1)图(a)为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。实验中,通过改变______来改变对小车的拉力。位移传感器测得小车的v-t图像后,分别得到t1t2时刻的速度v1v2,则小车的加速度a=____。

(2)图(b)是小华同学设计的“用DIS研究加速度和力的关系”的另一套实验方案。在轨道上的B点处固定一光电门,将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码。把小车放到轨道上,使挡光片的前端位于A点处。由静止开始释放小车,测出小车上挡光片通过光电门的时间Δt。测出A到B的距离L和挡光片的宽度d

①根据上述所测物理量,可测得小车的加速度,写出加速度的表达式。

②说明采用该实验方案测加速度时,产生误差的原因。

【答案】

(1)钩码的大小(重力、质量),a=\(\frac{{{v_2} - {v_1}}}{{t{}_2 - {t_1}}}\)

(2)a=\(\frac{{4L + 2d - 4\sqrt {L(L + d)} }}{{{{(\Delta t)}^2}}}\)或a=\(\frac{{{d^2}}}{{2(L + \frac{d}{2}){{(\Delta t)}^2}}}\)或a=\(\frac{{{d^2}}}{{2(L + d){{(\Delta t)}^2}}}\)或a=\(\frac{{{d^2}}}{{2L{{(\Delta t)}^2}}}\)

测量dL时,因读数产生误差;光电门测时间Δt产生的误差。

以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度而产生误差。

【解析】

(2)根据\(\frac{d}{{\Delta t}}\)得出的速度实际上是挡光片经过光电门时的平均速度,根据运动学的推论,这个平均速度也等于这个过程时间中点的瞬时速度,因此有:

\[\frac{d}{{\Delta t}} = \sqrt {2aL}  + a \cdot \frac{{\Delta t}}{2}\]

整理此方程得

\[\frac{{{{(\Delta t)}^2}}}{4}{a^2} - (d + 2L)a + \frac{{{d^2}}}{{{{(\Delta t)}^2}}} = 0\]

利用求根公式解得

\[a = \frac{{(d + 2L) \pm \sqrt {{{(d + 2L)}^2} - {d^2}} }}{{\frac{{{{(\Delta t)}^2}}}{2}}}\]

舍去一根,即为a的精确值表达式

\[a = \frac{{4L + 2d - 4\sqrt {L(L + d)} }}{{{{(\Delta t)}^2}}}\]

 

24.如图,一足够长粗细均匀的玻璃管,开口向上,竖直放置。在玻璃管内,由长为h=15cm的水银柱封闭了一段空气柱。空气柱的长度l1=30cm,气体温度t=27℃。(大气压强p0=75cmHg)

(1)用热力学温标表示气体的温度T

(2)求玻璃管内气体的压强p1

(3)缓慢地将玻璃管转至水平,求空气柱的长度l2

【答案】

(1)T=300K

(2)p1=90cmHg

(3)l2=36cm

【解析】

(1)热力学温度:                   Tt+273=(27+273)K=300K

(2)玻璃管内气体压强为:     p1p0ph=(75+15)cmHg=90cmHg

(3)缓慢地将玻璃管转至水平,玻璃管内气体等温变化,管内气体压强为:

p2p0=75cmHg

由波意耳定律p1V1p2V2,可得:

p1·l1Sp2·l2S

其中S为玻璃管横截面积,代入数据得到:l2=36cm

 

25.如图所示电路中,电源电压U=18V,小灯泡L上标有“6V,3W”。设小灯泡电阻不随温度变化,电压表量程为0-15V,电阻箱的最大阻值足够大。调节电阻箱使其阻值R1=6Ω,闭合电键S,这时小灯泡正常发光。

(1)求小灯泡的阻值RL

(2)求定值电阻的阻值R2

(3)在保证电路中各器件安全工作的前提下,改变电阻箱的阻值,求小灯泡的最小功率P

【答案】

(1)RL=12Ω

(2)R2=4Ω

(3)P=0.75W

【解析】

(1)小灯泡的阻值为:                   RL=\(\frac{{U_L^2}}{{{P_L}}}\)=\(\frac{{{6^2}}}{3}\)Ω=12Ω

(2)按题意小灯泡正常发光时:     UL=6V,IL=\(\frac{{{P_L}}}{{{U_L}}}\)=\(\frac{3}{6}\)A=0.5A

电压表示数为:                                UVUUL=18V-6V=12V

通过电阻箱的电流为:                     I=\(\frac{{{U_V}}}{{{R_1}}}\)=\(\frac{{12}}{6}\)A=2A

通过电阻R2的电流为:                    Iʹ=(2-0.5)A=1.5A

定值电阻的阻值为:                         R2=\(\frac{{{U_L}}}{{I'}}\)=\(\frac{6}{{1.5}}\)Ω=4Ω

(3)在保证电路中各器件安全工作的前提下,改变电阻箱的阻值,当电压表示数为UV=15V时,小灯泡的功率最小,小灯泡两端电压为:

UL=U-UV=(18-15)V=3V。

小灯泡的最小功率为:P=\(\frac{{U_L^2}}{{{R_L}}}\)=\(\frac{{{3^2}}}{12}\)W=0.75W

 

26.如图,固定的直杆ABC与水平地面成37°角,AB段粗糙,BC段光滑,AB长度l1=2m。质量m=1kg的小环套在直杆上,在与直杆成α角的恒力F作用下,从杆的底端由静止开始运动,当小环到达B时撤去F,此后小环飞离直杆,落地时的动能Ek=20J。(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

(1)求小环运动到B时的速度大小vB

(2)若夹角α=0°,小环在杆AB段运动时,受到恒定的(摩擦)阻力f=4N,求F的大小。

(3)设直杆BC段的长度l2=0.75m。若夹角α=37°,小环在AB段运动时,受到(摩擦)阻力f的大小与直杆对小环的弹力N的大小成正比,即fkN,其中k=0.5,且小环飞离轨道后,落地时的动能不大于20J,求F的取值范围。

【答案】

(1)vB=4m/s

(2)F=14N

(3)11.14N<F≤12.73N。

注:原题没有“摩擦”两字,会使学生误认为重力下滑分力也包含在阻力之中,导致做错。

【解析】

(1)B点离地面的高度:hBl1sin37°=2×0.6m=1.2m

物体从B点到C至落地的过程中机械能守恒:\(\frac{1}{2}\)mvB2mghBEk

代入数据的:vB=4m/s

(2)若夹角α=0°时,对小环进行受力分析得:

Ffmgsin37°=ma

vB2=2al1

由以上两式代入数据得:a=4m/s2F=14N。

(3)由题意

(a)当Ek=20J时,vB=4m/s,a=4m/s2

Fcos37°-mgsin37°-kmgcos37°-Fsin37°)=ma

代入数据得:              F=\(\frac{140}{11}\)N=12.73N

(b)当vC=0时,mg×l2sin37°=mvBʹ2

vBʹ2=2aʹl1

代入数据得:              vBʹ=3m/s,aʹ=2.25m/s2

又:                            Fcos37°-mgsin37°-kmgcos37°-Fsin37°)=maʹ

代入数据得:              F=\(\frac{122.5}{11}\)N=11.14N

综上,F的取值范围为:11.14N<F≤12.73N。

 

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