上海物理等级考模拟测试卷四(含每题详细分析)

上海市普通高中学业水平等级性考试
物理 模拟试卷（四）
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。

2．本考试分设试卷和答题纸。

试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。

3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。

作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。

第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。

一、选择题（共40分。

第1-8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.碘131具有放射性，它的放射性物质主要是β射线。

它的核反应方程是( )
A ．
B ．127
1314
51532I Sb He −−→+
C ．
D ．
2.让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三
角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现( ) A ．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失
B ．由大变小的三角形光斑、明暗相同的彩色条纹，直至条纹消失
C ．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失
D ．由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失 3.关于天然放射性，下列说法正确的是（ ） A ．所有元素都可能发生衰变
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C ．放射性元素与别的元素形成化合物时不再具有放射性
D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 4.关于宇宙，下列说法中正确的是
A ．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星正处于壮年
B ．恒星的寿命取决于亮度
C ．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应
D ．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上
5.沿直线运动的一列火车和一辆汽车速度分别为v 1和v 2，v 1、v 2在各个时刻的大
A.C ．火车的位移在减小 D ．汽车的位移在减小 6.关于物体的内能，下列叙述中正确的应是( ) A ．温度高的物体比温度低的物体内能大 B ．物体的内能不可能为零
131131053541I Xe e -→+131130153530I I n →+1311301
53521I Te H →+
C ．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同
D ．内能不相同的物体，它们的分子平均动能一定不相同 7.电磁波与声波比较，下列说法中正确的是( ) A ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B ．由空气进入水中时，电磁波速度变大，声波速度变大 C ．由空气进入水中时，电磁波波长不变，声波波长变小 D ．电磁波和声波在介质中的传播速度都等于光速 8. 如图1所示，一质量为m 的运动员用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长、倾角为30°的倾斜角钢索上下滑，下滑过程中轻绳保持竖直状态．不计空气阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ） A ．运动员做减速运动 B ．运动员做加速运动
C ．钢索对轻质滑环的弹力大小为
mg
D ．钢索对轻质滑环没有摩擦力
9.一质量为1kg 的物体从高空由静止下落，下落过程中所受空气阻力恒定，在开始一段时间内其位移x 随时间t 变化的关系图象如图2所示．取g=10m/s 2．物体下落过程中所受空气阻力的大小为（ ）
A ．1N
B ．2N
C ．3N
D ．4N
10．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 A ．中间条纹间距较两侧更宽 B ．不同色光形成的条纹完全重合 C ．双缝间距离越大条纹间距离也越大 D ．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
11. 如图3所示，Q 1、Q 2为两个等量同种带正电的点电荷，在两者的电场中有M 、N 和O 三点，其中M 和O 在Q 1、Q 2的连线上(O 为连线的中点)，N 为过O 点的垂线上的一点。

则下列说法中正确的是( )
A ．在Q 1、Q 2连线的中垂线位置可以画出一条电场线
B ．若将一个带正电的点电荷分别放在M 、N 和O 三点，则该点电荷在M 点时的电势能最大
C ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从M 点移到O 点，则电势能减少
D ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从N 点移到O 点，则电势能增加
12. 如图4所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是( )
图 1
图2 图3 图4
A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθ
C ．当导体棒速度达到v
2
时加速度大小为g sinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中， R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
二、填空题（共20分，每题4分）
13.从分子动理论来看，当气体的温度增加时，气体分子的增加；
同时，如果气体体积不变，则单位时间里撞击器壁的分子次数也会增加，撞
击器壁的平均作用力就会增大，使气体的变大
14.某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中，待热平衡后，用一个剥去
蛋壳的熟鸡蛋（最粗处横截面略大于瓶口横截面）恰好封住瓶口，如图5所示。

当热水杯中水温缓慢降至42℃时，观察到鸡蛋缓慢落入瓶中。

已知大
气压强p
=1.0×105Pa，瓶口面积S=1.0×10-3m2，熟鸡蛋重力G=0.50N。

则温度为42℃时广口瓶内的压强大小为；当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与
瓶口间的阻力大小为。

15.为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图6所示．已
知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G右端流入时，指针向
右偏转．将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向右偏
转。

从从上向下看时，线圈绕向为（填顺时针或逆时针）；
当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针将指向_____。

（选
填“左侧”、“右侧”或“中央”）
16.如图7所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，
A带电＋Q，B带电－9Q。

现引入第三个点电荷C，恰好使三个点
电荷处于平衡状态，则C带（填正电荷或负电荷），所带电
量为
17.如图8所示电路中，R
1＝12Ω，R
2
＝6Ω，滑动变阻器R
3
上
标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V 两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。

闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为
__________V。

图6
图7
S
R1
A R3
R2
V
图8
图5
三、综合题（共40分，其中18题10分，19题14分，20题16分） 18.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作： (1)已知摆球的直径2.06 cm 。

把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L 。

用秒表测量单摆的周期。

当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n ＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n ＝60时秒表的示数如图9所示，该单摆的周期是T ＝________s(结果保留三位有效数字)。

(2)测量出多组周期T 、摆长L 的
数值后，画出T 2－L 图线如图10，
此图线斜率的物理意义是( ) A ．g
B.1g
C.4π2g
D.g 4π2
(3)在(2)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小( ) A ．偏大 B ．偏小 C ．不变 D ．都有可能
19.某高速公路的一个出口路段如图11所示，情景简化：轿车从出口A 进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B 点(通过B 点前后速率不变)，再匀速率通过水平圆弧路段至C 点，最后从C 点沿平直路段匀减速到D 点停下。

已知轿车在A 点的速度v 0＝72 km/h ，AB 长L 1＝150 m ；BC 为四分之一水平圆弧段，限速(允许通过的最大速度)v ＝36km/h ，轮胎与BC 段路面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD 段为平直路段，长为L 2＝50 m ，重力加速度g 取10 m/s 2。

(1)若轿车到达B 点速度刚好为v ＝36 km/h ，求轿车在AB 下坡段加速度的大小；
(2)为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC 半径R 的最小值；
(3)轿车从A 点到D 点全程的最短时间。

20.如图12所示，MN 与PQ 是两条水平放置彼
此平行的金属导轨，质量m=0.2 kg,电阻r=0.5 Ω的金属杆ａb 垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面，导轨左端接阻值R=2 Ω的电阻，理想电压表并接在R 两端，导轨电阻不计.t=0时刻ab 受水平拉力F 的作用后由静止开始向右做匀加速运动，ａb 与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.第4 s 末，ａb 杆的速度为v=1 m/s,电压表示数U=0.4 V.取重力加速度g=10 m/s 2. (1)在第4 s 末，判断ａb 杆中的电流方向，并求出ａ
图9 图10 图11
图12
b杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大？
(2) 若第4 s末以后撤去拉力，分析ａb杆的加速度和速度如何变化？
(3) 若第4 s末以后，ａb杆做匀速运动，整个过程拉力的最大值为多大？(４) 若第4 s末以后，拉力的功率保持不变，ａb杆能达到的最大速度为多大？
物理等级考模拟测试卷四答案
1. A 解析：β粒子是电子，所以选A
2. D 解析当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的衍射条纹，最后随孔的闭合而全部消失，所以只有D正确。

3. D 解析原子序号大于等于83的元素都能发生衰变，原子序数小于83的有的也能发生衰变，选项A错误；半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B错误；放射性来自于原子核内部，与其形成的化合物无关，选项C 错误；α、β、γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，D正确。

4. D 解析：当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星处于死亡期了；恒星的寿命取决于质量；太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生核反应；银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，由以上常识可知，答案选Ｄ
5.Ａ解析由题表中数据可得a
1＝
Δv
1
Δt
＝－0.5 m/s2，a
2
＝
Δv
2
Δt
＝1.2 m/s2，由
于|a
1|＜|a
2
|，故A正确，B错误；因为汽车和火车的速度方向一直未变，所以
汽车和火车的位移都在增大，C、D错误。

6.Ｂ解析温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能大小，A错；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能不可能为零，B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，C错；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，D不正确；
7.A 解析A于与事实相符；电磁波从空气进入水中时速度变慢；根据λ＝c f ，
电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大；电磁波在介质中的速度小于光速，声波速度更是远远小于光速；由以上分析之答案选A
8.C 解析：AB、以人为研究对象，人受到重力和绳子的拉力两个作用，人沿杆的方向做直线运动，则知绳子拉力与人的重力二力平衡，否则下滑过程中轻绳不能始终保持竖直，与题矛盾．所以人做匀速运动．故A、B错误．
CD、再以环和人整体为研究对象，由于轻环的重力不计，则根据平衡条件得，钢索对轻环的作用力等于人的重力．钢索对轻环的摩擦力等于人的重力沿钢索向下
的分力，为mgsin30°，不为零；钢索对轻质滑环的弹力等于重力的垂直分力，为mgc os30°=
mg ，故C 正确，D 错误．
9. B 解析：根据图象可知，
，代入数据（1，4）可知a=8m/s 2
根据牛顿第二定律可知mg ﹣f=ma 解得f=mg ﹣ma=2N ，故B 正确 10. D 解析：据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A 错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B 错误；双缝间距离越
大条纹距离越小，故C 错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，衍射也有衍射条纹，故D 正确
11.B 解析 根据等量同种正电荷形成的电场在点电荷连线和中垂线上的电场强度和电势的特点可判定A 错；M 、N 、O 三点电势大小的关系为φM >φO >φN ，可判定带正电的点电荷在M 点时的电势能最大，B 正确；从M 点到O 点，电势是降低的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做负功，则电势能增加，C 错；从N 点到O 点，电势是升高的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做正功，则电势能减少，D 错。

12．A 解析当导体棒的速度达到v 时，对导体棒进行受力分析如图1所示．
mgsinθ＝BIL
I ＝BLv R
所以mgsinθ＝B 2L 2v
R
①
当导体棒的速度达到2v 时，对导体棒进行受力分析如图2所示．
mgsinθ＋F ＝2B 2L 2v
R
②
由①②可得F ＝mgsinθ
功率P ＝F×2v＝2mgvsinθ，故A 正确．
当导体棒速度达到v
2
时，对导体棒受力分析如图3所示． a ＝mgsinθ－
B 2L 2v 2
R
m
③
由①③可得 a ＝1
2
gsinθ，故C 错误．
当导体棒的速度达到2v 时，安培力等于拉力和mgsinθ之和。

根据功和能量的关系,以后匀速运动的
过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和，故D 错误．
13. 平均速率（或平均动能） 压强 解析：从分子动理论来看，当气体的温度增加时，气体分子的平均速率（平均动能）增加；同时，如果气体体积不变，则
图1 图2 图3
单位时间里撞击器壁的分子数目也会增加，这样平均撞击器壁的作用力就会增大，使气体的压强变大
14. 0.9×105 Pa 10.5N
解析：广口瓶内的空气状态为：；T 1=273+77=350K ；
T 2=273+42=315K ； 根据查理定律
得 ×1.0×105Pa=0.9×105 Pa
当熟鸡蛋缓慢时，根据力的平衡，有G+p 0S =p 2S+f 即 f=G+（p 0-p 2）S=[0.50+（1.0×105-0.9×105）×1.0×10-3]N=10.5N 15. 逆时针 右侧 解析：（将磁铁N 极向下从线圈上方竖直插入L 时，穿过L 的磁场向下，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，感应电流磁场应该向上，电流表指针向右偏转，电流从电流表右端流入，由安培定则可知，俯视线圈，线圈绕向为逆时针；当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L 时，穿过L 的磁通量向上，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场应向上，指针向右偏转．
16. C 带负电，带电量为－9
4
Q
解析：根据平衡条件判断，C 应带负电，放在A 的左侧且和AB 在一条直线上，设C 的电量为q ，与A 相距x 。

则以C 为研究对象，由平衡条件得：kq Q A /r 2＝kqQ B /(x+r)2代入数据解得x ＝r
2
＝0.2 m 。

再以A 为研究对象，则有kqQ A x 2＝kQ A Q B r 2 ，代入数据解得q ＝－9
4
Q
由牛顿第三定律可知只要C 、A 平衡了，B 必然平衡。

17.0.15，7.5 解析：由于题意当“继续向右移动滑片P 到另一位置”电压表示数一定大于2.5V ，电流表示数一定小于0.3A ，w 再结合电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，可知电压表的量程为0-15V ，电流表的量程为0-0.6A ，因此当滑
片滑到下一位置是电流表的实数为1
0.60.154I A A =⨯=；电压表的示数为5V ；由
串并联电路规律得：20.3126I ⨯=⨯，得 20.6I A =，由闭合电路欧姆定律得
(0.30.6) 2.50.312r E +++⨯=；同理：2
0.15126I '⨯=⨯，得20.3I A '=，由闭合电路欧姆定律(0.150.3)50.1512r E +++⨯=以上各式联立解得：7.5E V = 18.(1)2.28 (2)C (3)C
解析:(1)秒表的读数为t ＝60 s ＋7.4 s ＝67.4 s ，根据题意
510 1.010Pa p p ==⨯2
2
11T p T p =
2211
T p p T =
=315
350
t ＝60－12T ＝592T ，所以周期T ＝2t 59＝2.28 s 。

(2)根据单摆的周期公式T ＝2π
L
g
，可得 T 2L ＝4π2g
＝k(常数)，所以选项C 正确。

(3)因为T 2L ＝4π2g ＝k(常数)，所以ΔT 2ΔL ＝4π2g
＝k ，
若误将摆线长当作摆长，画出的直线将不通过原点，但图线的斜率仍然满足
T 21－T 2
2
L 1－L 2
＝4π2g
＝k ，所以由图线的斜率得到的重力加速度不变。

19.（1）1m/s (2) 20m (3) 23.14s
解析:(1)v 0＝72 km/h ＝20 m/s ，AB 长L 1＝150 m ，v ＝36 km/h ＝10 m/s ，对AB
段匀减速直线运动有v 2－v 20＝－2aL 1，代入数据解得a ＝1 m/s 2。

(2)汽车在BC 段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有F f ＝m v 2R ，为了确保安全，
则须满足F f ≤μmg，解得R≥20 m，即R min ＝20 m 。

(3)设AB 段时间为t 1，BC 段时间为t 2，CD 段时间为t 3，全程所用最短时间为t 。

L 1＝t 1·
v 0＋v 2，而1
2
πR＝vt 2， L 2＝v
2
t 3，t ＝t 1＋t 2＋t 3，解得t ＝23.14 s 。

20.（1）ａb 杆中的电流方向由ｂ到ａ，0.5 V 0.1 N （2）撤去拉力，ａb 杆仅受磁场力和摩擦力作用，两力都与运动方向相反，故ａb 杆做减速运动，由于磁场力F 安＝ＢＩＬ，Ｉ＝ＢＬＶ／Ｒ，所以F 安＝Ｂ２Ｌ２Ｖ／Ｒ，Ｆ合＝μmg+F 安＝ｍａ，所以随着速度的减少，加速度也变小。

最终ａb 杆会静止 （3）0.55N （4） 1.08m/s
解析： (1) ａb 杆中的电流方向由ｂ到ａ,4 s 末的感应电流：
电动势：E=I(R+r)=0.5 V 由E=BLv 得 ,4 s 末ａb 受的安培力：F 安
U 0.4I A 0.2 A R 2
===E 0.5
BL T m 0.5 T m v 1
===g g
=BIL=0.1 N
（２）撤去拉力，ａb 杆仅受磁场力和摩擦力作用，两力都与运动方向相反，故ａb 杆做减速运动，由于磁场力F 安＝ＢＩＬ，Ｉ＝ＢＬＶ／Ｒ，所以F 安＝Ｂ２Ｌ２Ｖ／Ｒ，Ｆ合＝μmg+F 安＝ｍａ，所以随着速度的减少，加速度也变小。

最终ａb 杆会静止
(3)拉力F=μmg+F 安=0.5 N,加速到第4 s 末时拉力最大，
（4）若第4 s 末开始，拉力的功率不变，此时
P=F m ·v=0.55×1 W=0.55 W ,设ａb 的最大速度为v m ,此时的拉力为F ′,则
,代入数据：
解得v m =1.08 m/s
max v
F F mg m 0.55 N t
∆=+μ+=∆g 安22m
m m B L v P F v (mg )v R r ='=μ++g 2m
m 0.5 v (0.20.210)v 0.55 W 20.5
⨯⨯+=+。