2009届二模闵行区高考物理

2009届二模闵行区高考物理
上海市闵行区2009届高三4月模拟考试
物理试卷2010.4
（时间120分钟，满分150分）
题号一二Ⅰ二Ⅱ三四20 四21 四22 四23 四24 总分
得分
考生注意：
1．答卷前，考生务必将姓名、学号、班级、学校等填写清楚.
2．本试卷共10页，考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上.
3．第20、21、22、23、24题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位.g取10m/s2。

一、（20分）填空题. 本大题共5小得评
题，每小题4分. 答案写在题中横线上的空白处或指定位置，不要求写出演算过程.
1．一个235
U原子核受中子轰击时会发生裂变，产
92
生139
Ba和9436Kr，同时放出能量；写出该裂变的方程56
式为。

能实现连续不断的裂变的过程叫
做 。

2．丹麦的赫兹
普伦和
美国的罗素
在1913
年绘制了如
右赫罗
图，表示的
恒星的温
度与亮度的关系，主
序对角线中恒星的
亮度增大，表面温度
就 ，（填升
高或降低）为了比较
天体的发光强度，天
文上采用
来表示。

3．如图所示，半径是0.1m 、重为N 310
的均匀小球，放在光滑
的竖直墙和长为1m 的光滑木板主序 巨星群 参宿四
反复张、合，但不能说是永动机。

因为，
箔片的这种张、合是由于能转换成能所产生的运动，当镭的分裂终止，
运动也就停止了。

5．如图所示，U—I图线上，a、b、
c各点均表示该电路中有一个
确定的工作状态，b点α=β，在
点时，电源有最大输出
功率；从b→c时，β角越大，电源的总功率和输出功率都将。

（填增大、减小或不变）
二、(40分)选择题．
得评
Ⅰ、单项选择题(20分)（本大题共5小题，每小题4分．每小题给出的四个答案中，只有一个是正确的．把正确答案选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内．填写在方括号外的字母，不作为选出的答案．）6．对下列过程判断错误的是（）
A．电流的能可能全部变为内能
B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能
C．热机中，燃气内能可能全部变为机械能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体
7．如图所示为一列沿x轴正方向传播、频率为50Hz的简谐横波在t=0时刻的波形，此时P点恰好开始振动。

已知波源的平衡位置在O点，P、Q两质点平衡位置坐标分别为P(12，0)、Q(56，0)。

则（）
A．波源刚开始振动时的运动方向沿＋y方向
B．这列波的波速为600m/s
C．当t=0.11s时,Q点刚开始振动
D．Q点刚开始振动时，P点恰位于波谷8．一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v-t 图像如图甲所示，则两点A、B所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的（）
v
A B A B A B A B
O t（A）（B）（C）（D）
甲
乙
9．如图所示，质量为M 的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m 的小球，M>m ，用一力F 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a 向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T 。

若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′。

则（ ）
A ．a′>a ，T′= T
B ．a′=a， T′= T
C ．a′<a， T′> T
D ．a′<a，T′<T
10．如图所示，光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO 、OQ 竖立在光滑绝缘地面上，地面上方有一平行地面的匀强电场E ，场强方向水平向左且垂直于墙壁PO ，质量相同且带同种正电荷的A 、B 两小球（可看作质点）放置在光滑水平绝缘地面上，当A 球在平行于墙壁PO 的水平推力F 作用下，A 、B 两小球均紧靠墙壁而处于静止状态，这时两球之间的距离为L 。

若使小球A 在水平推α M m α M
m F F ′
力F 的作用下沿墙壁PO 向着O 点移动一小段距离后，小球A 与B 重新处于静止状态，则与原来比较（两小球所带电荷量保持不变）（ ）
A ．A 球对
B 球作用的静电力增大
B ．A 球对B 球作用的静电力减小
C ．墙壁PO 对A 球的弹力增大
D ．两球之间的距离减小，力F 增大
Ⅱ、多项选择题(20分)（本大题共4
小题，每小题5分．每小题给出的四个
答案中，至少有二个是正确的．把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内．每一小题全选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得O 分．填写在方括号外的字母，不作为选出的答案．）
11．潮汐现象主要是受月球对地球的万有引力影响产生的. 如图所示为地球和月球的相对位置图，则下列说法中正确的是（ ）
A ．D 点离月球较近，月球对地表水的万有引力较大，
形成高潮
得 评 P F
A
B． A点和C 点既不是高潮又不是低潮
C． B点离月球较远，月球对地表水的万有
引力较小，
形成低潮
D． B点离月球较远，月球对地表水的万有
引力较小，不足以提供其所需向心力，
因而形成高潮
12．用a、b两单色
光分别照射同一双
甲乙
缝干涉装置，在距
双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a单色光束照射时形成的图样，图乙是b单色光束照射时形成的图样，则下列关于a、b两束单色光的说法中，正确的是（）A．若a光束照在某金属上恰能发生光电效应，则b光束照到该金属上不能发生光电效应。

B．若两束光都能使某金属发生光电效应，则a光束照到该金属表面到电子逸出的时间间隔明显比b光束长。

C．它们在真空中具有相同大小的传播速度。

D．在相同条件下，a光束比b光束更容易产生明显的衍射现象。

13．一质点竖直向上运动，运动过程中质点的机
械能与高度关系的图象如图所示，其中 0—h 1过程的图线为水平线，h 1—h 2过程的图线为
倾斜直线．根据该图象，下列判断正
确的是（ ）
A ．质点在0—h 1过程中除重
力外不受其它力的作用．
B ．质点在0—h 1过程中动能
始终不变．
C ．质点在h 1—h 2过程中合外力与速度的方向一定相反．
D ．质点在h 1—h 2过程中不可能做匀速直线运动．
14．如图所示，在边长为a 的等边三角形区域内有匀强磁场B ，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a 的等边三角形导线框架EFG 正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T 绕其中心O 点在纸面内匀速转动，经过6T
导线框转到
图中虚线位置，则在这
6T
时间内 （ ） E 012h
A ．平均感应电动势大小等于
T
B a 223
B ．平均感应电动势大小等于
T
B a 23
C ．顺时针方向转动时感应电流方向为 E G F E →→→
D ．逆时针方向转动时感应电流方向为
E
F
G E →→→ 三、实验题(30分)
15．从人类第一次使用光来驱赶自然
界的黑暗以来，许多研究物理科学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光，研究光是什么。

牛顿认为光具有粒子的性质，惠更斯提出光的波动说，请你按人类对光的认识过程进行排序____________。

A ．爱因斯坦提出光子说
B ．托马斯·扬在实验中成功地观察到光的干涉现象
C ．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波
得 评
D ．伦琴发现X 射线
光究竟是什么?今天你的认识是_______________________________。

16．用描迹法画出电场中一个平面上等势线的原理是：利用导电纸中的恒定电流场模拟 真空中的等量异种电荷的静电场。

所用器材为一个低压直流电源、开关、圆柱形金属电极两个、一块平板、一张导电纸、一张复写纸、一张白纸、图钉两个、一个DIS 电压传感器及配套器材。

（1）实验装置如图所示，如果以A 、B 两个电极的连线为ｘ轴，以A 、B 连线的中垂线为ｙ轴，每相隔一定电压就画一条等势线，那么这些等势线在空间的分布情况是（ ）
A ．关于ｘ轴对称
B ．关于ｙ轴对称
C ．等势线之间的距离相等，间隔均匀
D ．距电极越近等势线越密
（2）若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来 （填“相同”或“不同”）
A
Q M
（3）若将电压传感器的两个探针放在P 、Q 两点测得的电压为U ，再将两个探针放在P 、M 两点时测得的电压为U ′，则U U ′（填“＞”、“＜”、或“＝”） 17．已知地面附近高度每升高12m ，大气压降低
1mmHg 。

为了观测
大气压这一微小变化，某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气。

（不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为13.6×103Kg/m 3）
（1）由于内外压强差，细玻璃管内水面a 上升到一定的高度。

将玻璃瓶放置在地面上，记录下此时管内水面a 的位置，再将玻璃瓶放到离地1.2米的讲台上时，则玻璃管内水面将上升__________mm ；
（2）同时小组成员想用此装置来测实验室空气的压强。

先将此装置放在温度为27℃、大气压
P 0为750mmHg 的底楼场地上，测得水柱的高度h 0
＝204mm 。

然后将装置缓慢地平移到二楼的实验
h a
室桌面上，待稳定后发现水柱升高了Δ
h=40.8mm，已知实验室比楼下场地的温度高1℃，
为了求得实验室空气的压强，决定应用
__________气体实验定律，则下列求出实验室空
气的压强计算正确是
-----------------------------------------
------（）
A．765mmHg
B．767.55 mmHg
C．764.55 mmHg
D．749.55 mmHg 18．用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电
阻r，所给的器材有:电压传感器、电流传感器、
变阻器R以及电键S和导线若干。

(1)在方框中画出实验电路图，并在实物图上连
线。

电流电压
数据
(2)如图所示的U-I图上是
由实验测得的7组数据标
出的点，请你完成图线，
并由图线求出ε=________V，r=________Ω.
(3)若只选用两组数据，用欧姆定律算出ε、r，有可能误差较大。

若选用第________和第________组数据误差最大。

19. 当物体从高空下落时，空气对物体的阻力会随物体的速度增大而增大，因此，物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度被称为物体下落的收尾速度。

研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径及质量有关。

下表是某次研究的实验数据：
小球 A B C D E
小球半径
0.5 0.5 1.5 2.0 2.5
)
⨯
r-
(3m
10
小球质量
2 5 45 40 100
⨯
m-
(6kg
10
)
小球收尾速
度)/(s
m
v
16 40 40 20 32
对表中数据分析发现：
小
球
A B C D E 数
据比值
2
2
5.0
162
=
⨯
2
5
5.0
402
=
⨯
2
45
5.1
402
=
⨯
2
40
2
202
=
⨯
2
100
5.2
322
=
⨯
（1）试根据表中数据，求出B、C两球在达到收尾速度时，所受的空气阻力比为。

（2）试根据表中数据，归纳出球形物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系式（写出表达式、比例系数及其归纳运算过程）。

四、计算题(60分) 20．如图甲所示，竖直放置的
汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B 处设有限制装置，使活塞只能在B 以上运动，B 以下汽缸的容积为V 0，A 、B
之间的容积为0.2V 0。

开始时活塞在B 处，缸内气体的压强与大气压强p 0相同，温度为77︒C ，，现缓慢升高汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A 处，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加砂，直至活塞刚好移动到B ，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到42︒C 。

求：
（1）活塞刚到达A 处时的温度T A ； （2）缸内气体最后的压强p ；
（3）在图乙中画出整个过程的p -V 图线。

得 评
p 1.2p 0 1.1p 0
0 0.9p 0
0.9V 0 V 0 1.1V 0 1.2V 0 V 乙
得 评
V 0 甲
21．（12分）如图所示，质量M的带有小孔的塑料块沿斜面向上滑动到达最高点C 时的速度恰好为零，此时与从A点水平射出的弹丸相碰，弹丸沿着斜面方向进入塑料块中，并立即与塑料块具有相同的速度 v s
1。

已知A点和C
m/
点距地面的高度分别为H=1.95m，h=0.15m，弹丸的质量m，水平速度v0 =8m/s，g=10m/s2。

求：（1）斜面与水平面的夹角。

（也可用反三角函数表示）
（2）若在斜面下端与地面交接处，设一个垂直斜面的弹性挡板，塑料块与它相碰没有机械能损失，斜面与塑料间的滑动摩擦系数为μ=0.25，则滑块从接收到弹丸至停止运动共通过多少路程？
22．如图所示，直
得评
流电动机的轴与圆
盘中心相连，电键S断开时，
电压表的示数为12.6V。

电键S闭合时，电流表的示数为2A，电压表的示数为12V。

圆盘半径为10cm，测速计测得转速为50 r／s，两弹簧秤示数各为7.9N和6.1N。

问:
(1)电动机的输入功率、输出功率、效率各为多少?
(2)拉紧皮带可使电动机停转，此时电压表、电流表的示数又各为多少?电动机的输入功率又为多大?
得评
23．如图所示，水平面上有两根很长
的平行导轨，导轨间有竖直方向等距离间隔的匀强磁场1
B 和2
B ，导轨上有金属框abdc ，框的宽度
与磁场间隔相同，当匀强磁场2
1
B B 和同时以恒定速
度ο
v 沿直导轨运动时，金属框也会随之沿直导轨
运动，这就是磁悬浮列车运动的原理。

如果金属框下始终有这样运动的磁场，框就会一直运动下去。

设两根直导轨间距L=0.2m ，T
B B 121
==,磁场运
动的速度s
m v
4=ο
，金属框的电阻Ω=6.1R 。

求：
（1）当匀强磁场2
1
B B 和向左沿直导轨运动时，金属框运动的方向及在没有任何阻力时金属框的
最大速度。

（2）当金属框运动时始终受到f=
0.1N 的阻力时，金属框的最大速度。

（3）在(2)的情况下，当金属框达到最大
速度后，为了维持它的运动,磁场必须提供的功率。

v
B
b
B B
B
B a c d
24．神奇的黑洞是近代引力理论所预
言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。

天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了 LMCX-3双星系统，它由可见星 A和不可见的暗星 B构成。

两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的 O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。

引力常量为 G，由观测能够得到可见星 A的速率 v和运行周期T。

（1）可见星 A所受暗星 B的引力 F
A
可等效为位于 O点处质量为'm的星体（视为质点）对它的
引力，设 A和 B的质量分别为 m
1、m
2
，试求'm（用
m
1、m
2
表示）；
（2）求暗星 B的质量 m
2
与可见星 A的速率 v、
运行周期 T和质量 m
1
之间的关系式；
（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质
量 m
s
的 2倍，它将有可能成为黑
洞。

若可见星 A的速率 v=2.7×10 5
得评
m/s，运行周期 T=4.7π×10 4 s，质量 m
1=6m
s
，
试通过估算来判断暗星 B有可能是黑洞吗？（G=6.67×10 －11 N·m 2 /kg 2，m
s
=2.0×10 30 kg）
上海市闵行区2009届高三4月模拟考试
物理参考答案
一、（20分）填空题. 本大题共5小题，每小题4分.
1. 235
92
U＋10n→13956Ba＋9436Kr＋310n 链式反应
2. 升高绝对星等
3. 10N, 6.92N
4.负正原子核（核）机械
5. B，减小
二、(40分)选择题．
Ⅰ、单项选择题(20分)（本大题共5小题，每小题4分）
题号 6 7 8 9 10
选项 C C C A B
Ⅱ、多项选择题(20分)（本大题共4小题，每小题5分） 题号 11 12 13 14 选项
AD
C D
CD
A C
三、实验题(30分 每小题6分) 15. BCDA 光具有波粒二象性 16.（1）ABD （2）相同 （3）＜ 17. ⑴1.36 ⑵查理（或等容）D
18. (1)如图所示(2)1.5，O.5(3)5，6
19. （1）1/9
电流 传感器 电压 传感器
数据 采集器
（2）对表中数据分析发现： 即：
22=m
v
r m
vr
∝2
由收尾速度时 f ＝mg 得
2
vr m f ∝∝
即 ：f ＝kvr
2
求比例系数K ： 2
vr mg
K =
对A 小球， )/(55.0161023
2
2
m Ns r v g
m
K A
A A
=⨯⨯== 对B 小球， )/(55
.04010
532
2
m Ns r v g
m K B
B B
=⨯⨯=
=
对C 小球， )/(55
.14010453
2
2
m Ns r v g m K C
C C =⨯⨯=
=
由归纳法得 ：k ＝5（Ns / m 3
）， 所以 f ＝ 5vr 2。

四、计算题(60分)
20．（10分）（1）先是等压过程：A
A B
B T V T
V
=
，A
T
V
V 00
2.1350= T A
＝420K
（3分）
（2）设A →C 是等温过程：C
C A
A
V P V
P =
p c =（ p 0⨯1.2V 0）/ V 0
P C ＝1.2p 0
设C →D 是等容过程：D
D C
C
T P T
P
=
p D = p C T D /T C
p D
＝0.9p 0
（4分）
（
3
）
图
（3分）
21．（12分）解：(1)弹丸做平抛运动：H-h=2
1gt 2
（2分） 设到达c 点时竖直分速度为v y ：v y =gt
（2分）
斜面与水平面的夹角为θ：tan θ=v y /v 0=3/4 即：
θ=arctan
4
3
（2分）
(2)设滑块从接收到弹丸至停止共走的路程为S ，
由动能定理得：
（M+m ）gh-μ（M+m ）gcos θS=0-2
1（M+m ）v 2
（4分）
得：S=m m g v gh 18
.01025.021
15.0102cos 222
=⨯⨯⨯+⨯⨯=+θμ （2分）
22. （12分）解:(1)电动机的输入功率为P 入＝UI=12×2W =24W 。

（2分）
电动机的输出功率与皮带对圆盘做功功
率相等，且圆盘转动的线速度v 为2πnr 则： P 出＝(F 1-F 2)v ＝(F 1-F 2) 2πnr=（7.9－6.1）×2π×（50／π）×0.05＝18W 。

效
率为
00187524
P P η=
出
入＝＝
（4分）
(2)拉紧皮带使电动机停转，此时电路为
纯电阻电路，由题分析可知电源电动势为12.6V ，电源内阻为 U
12.6120.3I 2
εΩ－－ｒ＝
＝＝，
（2分）
电动机的直流电阻为
22
P P 2418
R 1.5I 2
Ω入出－－＝
＝＝
此时电压表示数为12.6
I 7()
R 1.50.3
A ε
'=
=+＝
＋r
（2分）
电流表示数为7 1.510.5()U I R V ''==⨯= 电动机的输入功率为710.573.5()
P I U W '''==⨯=
（2分）
23. （12分）解：
（1）当磁场向左运动时，金属框abdc 相对磁场向右，于是金属框中产生感应电流，金属框左、右两边受到安培力向左使之向左加速运动； I=2ε/ R =2BL （V 0 – V ）/ R
达稳定状态后，在不计阻力的情况下，I=0，金属框最大速度为V =0
4/v m s
=（4分）
（2）当
0.1f N
=，金属框达稳定状态时，
22B
f F LB R
ε
== ∴0.1 1.6
0.4220.21
fR V LB ε⨯=
==⨯⨯
（2分） 而2L vB ε=∆， 得：
0.4
1/220.21
v m s
LB
ε
∆=
=
=⨯⨯，∴
0413/v v v m s
=-∆=-=
（2分） （3）
2
2
0.40.11.6
P w R ε===电， ∴
0.10.130.4P P fv w
=+=+⨯=电
24. （14分）
解：（1）设 A 、B 的圆轨道半径分别为1
r 、2
r ，
由题意知，A 、B 做匀速圆周运动的角速 度相同，设其为ω。

由牛顿运动定律，有
2
1
1
A
F m r ω= 2
2
2
B
F m r ω=
A B
F F =
（2分）
设 A 、B 之间的距离为r ，又1
2
r r r =+，由上述各式
得 1
21
2
m m
r r m
+=，① 由万有引力定律，有 122
A
m m F
G
r = 将①代入得
3
1222
121()A m m F G
m m r =+
令
12
1
'A m m F G r = 比较可得
3
22
12'()m m m m =
+
②（2分）
（2）由牛顿第二定律，有
2
11
211
'm m v G m r r = ③
又可见星 A 的轨道半径
12vT r π
=
④
由②③④式解得
3322
12()2m v T m m G
π=+ ⑤
（3）将1
6s
m m =代入⑤式，得
33222(6)2s m v T
m m G
π=
+
代入数据得 3
22
2 3.5(6)
s s m m m m =+ ⑥
（2分）
2(0)
s m nm n =>，将其代入⑥式得
3222
2 3.56(6)(1)s s
s m n
m m m m n
==++ ⑦ （2
分） 可见，3
22
2(6)s m m m +的值随 n 的增大而增大，试令2n =，
得
20.125 3.56(1)s s s
n m m m n
=<+ ⑧
若使⑦式成立，则 n 必大于 2，即暗星 B 的质量2
m 必大于2s
m ，由此得出结
论：暗星B
有可能是黑洞。

（2分）。