2017年上海市高中学业水平考试物理试卷（解析版）.doc

2017 年上海市普通高中学业水平等级性考试 物理试题解析 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 为综台题。 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．由放射性元素放出的氦核流被称为（） （A）阴极射线 （B）α 射线 （C）β 射线 （D）γ 射线 【答案】1. B 【解析】氦核是α粒子。 2．光子的能量与其（） （A）频率成正比 （B）波长成正比 （C）速度成正比 （D）速度平方成正比 【答案】2. A 【解析】普朗克公式，为频率。 3．在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的（） （A）核子数 （B）电子数 （C）中子数 （D）质子数 【答案】3. D 【解析】同位素具有相同的质子数，在元素周期表中处于同一位置。 4．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为（） （A） （B） （C） （D） 【答案】 4. B 【解析】由于重力作用，肥皂液薄膜从上到下依次变厚，所以干涉条纹为横，B正确。 5．如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态。忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做（） （A）曲线运动 （B）匀速直线运动 （C）匀加速直线运动 （D）变加速直线运动 【答案】 5.C 【解析】带电小球受重力和电场力，合力是恒力，所以做匀加速直线运动。 6．一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图（） （A） （B） （C） （D） v v v v 【答案】6. A 【解析】加速度向后，所以合力向后，A图支持力向后上，重力向下，合力向后。 7．从大型加速器射出的电子束总能量约为 500GeV（1GeV＝1.6×10-10J），此能量最接近（） （A）一只爬行的蜗牛的动能 （B）一个奔跑的孩子的动能 （C）一辆行驶的轿车的动能 （D）一架飞行的客机的动能 【答案】7.A 【解析】排除法。BCD错误，选A。 8．一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分，分别装有质量不等的同种气体。当两部分气体稳定后，它们的（） （A）密度相同 （B）分子数相同 （C）分子平均速率相同 （D）分子间平均距离相同 【答案】 8.C 【解析】因为导热，所以稳定后，温度相等，即分子平均动能相同，又是同种气体，即气体分子质量相同，所以分子平均速率相同，C正确。 9．将四个定值电阻 a、b、c、d 分别接入电路，测得相应的电流、电压值如图所示。 其中阻值最接近的两个电阻是（） （A）a 和 b （B）b 和 d （C）a 和 c （D）c 和 d 【答案】 9.A 【解析】作图如下： 斜率表示电阻值，最接近的是a 和 b，本题选A。 10．做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的9/ 4倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的 2 /3，则单摆振动的（） （A）周期不变，振幅不变 （B）周期不变，振幅变小 （C）周期改变，振幅不变 （D）周期改变，振幅变大 【答案】10. B 【解析】根据周期，摆长L不变，所以周期T不变。 机械能守恒，速度v减小，振幅A减小。 11．如图，一导体棒 ab 静止在 U 型铁芯的两臂之间。电键闭合后导体棒受到的安培力方向（） （A）向上 （B）向下 （C）向左 （D）向右 【答案】11. D 【解析】根据安培定则，U 型铁芯之间的磁场方向向上，导体棒 ab中的电流从 a向b，应用左手定则可判断，导体棒受到的安培力方向 向右，D正确。 12．如图，竖直放置的 U 形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，底部 有一阀门。开始时阀门关闭，左管的水银面较高。现打开阀门，流出一些水银后关闭阀门。当重新平衡时（） （A）左管的水银面与右管等高 （B）左管的水银面比右管的高 （C）左管的水银面比右管的低 （D）水银面高度关系无法判断 【答案】12. D 【解析】如果流出的水银较少，左管的水银面仍比右管的高；如果流出的水银较多，因为右管的气体体积增大，根据玻意耳定律，压强减小，水银流出的慢，而左管的水银面下降得快，左管的水银面水银可比右管的低；但如果在水银流出过程中，当水银面齐平时突然关闭阀门，也可能左管的水银面与右管等高，所以本题选D。 二、填空题（共 20 分） 13．静电场中某电场线如图所示。把点电荷从电场中的 A 点移到 B 点，其电势能增加 1.2×10-7J，则该点电荷带_____电（选填：“正”或“负”）；在此 过程中电场力做功为____J。 【答案】13.　负 -1.2x10-7 【解析】根据电场力做功与电势能变化第关系：，电势能增加 即为正，所以W为负，点电荷从电场中的 A 点移到 B 点，电势降低，电势能增加，所以点电荷带负电，W=-1.2x10-7J. 14．机械波产生和传播的条件是：①存在一个做振动的波源，②在波源周围存在____；机械波传播的是 _________和___________。 【答案】14.介质 运动形式 能量(或信息) 【解析】机械波产生和传播的条件是：①存在一个做振动的波源，②在波源周围存在介质（机械波不可以在真空中传播）；机械波传播的是运动形式（简谐振动） 和能量（动能和势能）或信息。 15．物体以 25m/s 的初速度做竖直上抛运动，经过____s 到达最高点，它在第三秒内的位移为_____m。（ g 取 10m/s2） 【答案】15. 2.5 0 【解析】 根据得 3s: 2s: 第3s: 用电脑Excel计算各时刻的位移，数据表如下： t x 0 0 0.5 11.25 1 20 1.5 26.25 2 30 2.5 31.25 3 30 3.5 26.25 4 20 4.5 11.25 5 0 图象如下： 从数据表和图象都可以得到：经过2.5s 到达最高点，它在第三秒内的位移为0. 16．如图，气缸固定于水平面，用截面积为 20cm2的活塞封闭一定量的气体，活塞与缸壁间摩擦不计。当大气压强为 1.0×105Pa、气体温度为 87℃时，活塞在大小为 40N、 方向向左的力 F 作用下保持静止，气体压强为____Pa。若保持活塞不动，将气体温度降至 27℃，则 F 变为______N。 【答案】16: 12x106 0 【解析】 。代入数据解得，与大气压相等，所以F=0. 17．如图，光滑固定斜面的倾角为 30°，A、B 两物体的质量之比为 4∶1。B 用不可伸长的轻绳分别与 A 和地面相连，开始时 A、B 离地高度相同。在 C 处剪断轻绳，当 B 落地前瞬间，A、B 的速度大小之比为_______，机械能之比为_________（以地面为零势能面）。 【答案】17. 1:2 4:1 【解析】(1)B自由落体运动，，， A沿斜面下滑，匀加速运动，加速度， 所以。 (2)各自机械能守恒，B的机械能即动能为, . 另外的解法：（注意：B落地前瞬间，A还没有落地，设此时A的高度为hA） 设B落地前瞬间，A下落的高度为h’，有，得，则hA= = 易错点：以为B落地瞬间也是A落地瞬间，得到的结果是。 进一步研究：设h=5m(时间好算得，用电脑Excel研究： 数据表 t Vb(m/s) Xb(m) Va(m/s) Xa(m) 0 0 0 0 0 0.1 1 0.05 0.5 0.05 0.2 2 0.2 1 0.2 0.3 3 0.45 1.5 0.45 0.4 4 0.8 2 0.8 0.5 5 1.25 2.5 1.25 0.6 6 1.8 3 1.8 0.7 7 2.45 3.5 2.45 0.8 8 3.2 4 3.2 0.9 9 4.05 4.5 4.05 1 10 5 5 5 1.1 5.5 6.05 1.2 6 7.2 1.3 6.5 8.45 1.4 7 9.8 1.4142 7.071 9.9998 图象 从数据表和图象都可以看到：当B落地瞬间（t=1s）.此时，xB=10m，落地，xA=5m，才滑行了的路程（因为），此时，B的机械能即动能为, A的机械能即动能与势能之和，为.所以. 直到t=1.414s，A的路程接近10m，才到落地瞬间。 三、综合题（共 40 分） 注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、 演算等。 18．“用 DIS 测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中定值电阻阻值 R1=1 Ω。 （1）图（a）中 A 为____传感器，定值电阻 R1在实验中起_____的作用； （2）实验测得的路端电压 U 相应电流 I 的拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源 电动势 E=_______V，内阻 r=______Ω； （3）实验测得的数据如表所示，则实验中选用的的滑动变阻器最合理的阻值范围为（） 序号 电压Ｕ／Ｖ 电流Ｉ／Ａ １ 1.48 0.10 ２ 1.44 0.20 ３ 1.39 0.40 ４ 1.34 0.55 ５ 1.23 0.95 A．0~5Ω B．0~20Ω C．0~50Ω D．0~200Ω 【答案】18. (1)电流　　　保护电路 (2) 1.50 　0.28 (3) B 【解析】 （2）图（b）中U轴上的截距等于电动势，斜率等于内阻。 （3）最小电流对应最大电阻，，，所以选B. 19．（14 分）如图，与水平面夹角 θ＝37°的斜面和半径 R=0.4m 的光滑圆轨道相切于 B 点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上 的 A 点由静止释放，经 B 点后沿圆轨道运动，通过最高点 C 时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数 μ=0.25。 （g 取 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） 求： （1）滑块在 C 点的速度大小 vC； （2）滑块在 B 点的速度大小 vB； （3）A、B 两点间的高度差 h。 【答案】（1）vc= 2m/s (2) vB=4.29m/s (3) h= 1.38m 【解析】(I) 由题意，在C处滑块仅在重力作用下做圆周运动。 设滑块质量为m，由牛顿第二定律mg=m 得= 2m/s. (2) 由几何关系，B. C间高度差H为 H =R（1+ cos370)=0.72m 滑块由B到C的运动过程中仅重力做功，机械能守恒。 以B为势能零点，=mgH + 代入已知数据得vB=4.29m/s (3) 滑块由A到B过程受力如图 由牛顿定律mgsin370-f=ma N=mgcos37° 解得 a=g(sin370- cos370) 代入已知数据得a= 4m/s2 设A、B间距为L，，由几何关系 解得h= 1.38m 20．（16 分）如图，光滑平行金属导轨间距为 L，与水平面夹 角为 θ，两导轨上端用阻值为 R 的电阻相连，该装置处于磁感 应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。质量为 m 的金属杆 ab 以沿导轨平面向上的初速度 v0从导轨底端开始 运动，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab 与导轨垂直 且接触良好，不计 ab 和导轨的电阻及空气阻力。 （1）求 ab 开始运动时的加速度 a； （2）分析并说明 ab 在整个运动过程中速度、加速度的变化情 况； （3）分析并比较 ab 上滑时间和下滑时间的长短。 【答案】（1） （2）见解析 （3）上滑所需时间小于下滑所需时间 【解析】（1）a、b开始运动时产生的感应电动势 回路中的感应电流 杆所受安培力 杆受力如图， 由牛顿定律： 解得： （2）分析如下： 杆上滑时，合力,与运动方向相反，杆减速，随着速度减小，Fm减小，合力减小，加速度减小，因此杆做加速度减小的减速运动，到达一定高度后速度为0。 在最高点，杆速度为 0，加速度为gsin,，方向沿斜面向下。 杆下滑时，合力,与运动方向相同，杆加速，随着速度增大，Fm增大，合力减小，加速度减小，因此杆做初速度我0、加速度减小的加速运动。 （3）分析如下： 上滑与下滑过程经过的位移大小相等，而上滑时加速度大于，下滑时加速度小于，因此，上升时的平均加速度大于下降时的平均加速度，由运动学公式可知，上滑所需时间小于下滑所需时间。