上海交通大学附属中学2010-2011学年度第一学期
高三物理摸底试卷
（满分150分，120分钟完成.答案一律写在答题纸上.）
命题：刘启龙
审核：王晓敏
考生注意：
1．全卷共8页，共31题. 2. g 取10m/s 2.
3．第27、28、29、30、31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，有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位.
一．（48分）选择题. 本大题分单项选择题和多项选择题，共18小题.单项选择题有12小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，选对得2分；多项选择题有6小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的.选对的得4分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分.把正确答案全选出来，并将正确答案写在答题纸上相应的位置。 I ．单项选择题
1．下列说法中正确的是.
（A ）质点、位移都是理想化模型
（B ）牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证 （C ）单位m 、kg 、s 是一组属于国际单位制的基本单位
（D ）长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量 2．下列现象中，与原子核内部变化有关的是
（A ）α粒子散射现象 （B ）天然放射现象 （C ）光电效应现象 （D ）原子发光现象
3.分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距离的变化而变化.则 （A ）分子间引力随分子间距的增大而增大 [来源:学|科|网]
（B ）分子间斥力随分子间距的减小而增大 （C ）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
（D ）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
4. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与
斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示.小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 （A ）tan θ
（B ）2tan θ
（C ）
1tan θ
（D ）
12tan θ
5．如右图，轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连，下端与另一质量为M 的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2，重力加速度大小为g .则有 （A ）10a =，2a g = （B ）1a g =，2a g = （C ）120,m M a a g M
+==
（D ）1a g =，2m M a g M
+=
6.下图所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）.则在下面四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色
依次是
（A ）黄紫红蓝
（B ）紫黄蓝红
（C ）红蓝紫黄
（D ）蓝红黄紫
7.原子核23892 经放射性衰变①变为原子23490
Th ，继而经放射性衰变②变为原子核234
91Pa ，再经放射性衰变③变为原子核234
92 .放射性衰变①、②和③依次为
（A ）α衰变、β衰变和β衰变 （B ）β衰变、α衰变和β衰变 （C ）β衰变、β衰变和α衰变 （D ）α衰变、β衰变和α衰变 8.中国已投产运行的1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地
原采用500kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P 。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为 （A ）P/4 （B ）P/2 （C ）2P （D ）4P 9.如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水
平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图（乙）所示，则 （A ）1t 时刻小球动能最大 （B ）2t 时刻小球动能最大
（C ）2t ~3t 这段时间内，小球的动能先增加后减少
（D ）2t ~3t 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 10. 如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30?角，则每根支架中承受的压力大小为
（A ）13
m g （B ）
23
m g （C ）
36
m g （D ）
39
m g
11.空间有一匀强电场，在电场中建立直角坐标系O -xyz ，M 、N 、P 为电场中的三点，点
M 的坐标（0，a ，0），点N 的坐标（a ，0，0），点P 的坐标（a ，a /2，a /2）.已知电场方向平
行于直线MN ，点M 的电势为0，点N 的电势为1V ，把一个电子从点P 移到N 电场力做功为[来源:学科网ZXXK]
（A ）
22 （B ）32 eV （C ）14eV （D ）3
4
12.如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体(不计气体的
分子势能以及气缸和活塞间的摩擦).将一个半导体NTC 热敏电阻R(随着温度的升高热敏电阻阻值减小)置于气缸中，热敏电阻R 与气缸外的电源E 和电流表组成闭合电路.若发现电流表的读数增大，下列说法中正确的是 （A ）气体内能一定增大 （B ）气体体积可能不变 （C ）气体内能可能不变 （D ）气体压强一定增大
II ．多项选择题
13. 一定量的理想气体的状态经历了如图所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程.其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 和bc 平行.则气体体积在
（A ）ab 过程中不断增加 （B ）bc 过程中保持不变
（C ）cd 过程中不断增加 （D ）da 过程中保持不变
14. 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10-5T .一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m ，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过.设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s .下列说法正确的是
（A ）电压表记录的电压为5mV （B ）电压表记录的电压为9mV （C ）河南岸的电势较高 （D ）河北岸的电势较高
15. 如图所示，在外力作用下某质点运动的t υ-图象为正弦曲线.从图中可以判断 （A ）在0～t 1时间内，外力做正功
（B ）在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大 （C ）在t 2时刻，外力的功率最大
（D ）在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零
16. 如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO’为其对称轴.一导线折成边长为l 的正方形闭合回路a bcd ，回路在纸面内以恒定速度v o 向右运动，当运动到关于OO’对称的位置时 （A ）穿过回路的磁通量为零 （B ）回路中感应电动势大小为02Blv
（C ）回路中感应电流的方向为顺时针方向 （D ）回路中ab
边与cd
边所受安培力方向相同
17.宇宙飞船以周期为T 绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示.已知地球的半径为R ，地球质量为M ，引力常量为G ，地球自转周期为T 。，太阳光可看作平行光，宇航员在A 点测出地球的张角为α，则
（A ）飞船绕地球运动的线速度为
2sin(2)
R T πα
（B ）一天内飞船经历“日全食”的次数为T /T 0 （C ）飞船每次“日全食”过程的时间为0/(2)aT π （D ）飞船周期为2sin(2)
sin(2)
R R GM παα来源:学科网]
18.图示为某探究活动小组设计的节能运动系统.斜面轨道倾角为30°，质量为M 36
.
木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程.下列选项正确的是 （A ）m ＝M
（B ）m ＝2M
（C ）木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
（D ）在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
二.填空题(20分).本大题共5小题，每小题4分.答案请写在答题纸上相应横线上的空白处，不要求写出演算过程.
19．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A 和悬在管中的金属丝B 组成，A 和B 分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如右图所示．A 、B 之间有很强的电场，距B 越近，场强__________(填：“越大”或“越小”).B 附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．
20．雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，
它受到的空气阻力越大，此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的α次方成正比(12α≤≤)．假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都_______（填“加速”、“减速”或”匀速”）下落．接近地面时，______（填“大”或“小”）雨滴的速度较小．
21.如图所示，波源s 1在绳的左端发出频率为f 1、振幅为A 1的半个波形a ，同时，波源s 2在绳的右端发出频率为f 2、振幅为A 2的半个波形b ，已知f 1＜f 2，若P 为两波源连线的中点，则两列波波峰相遇的位置在P 点的_______侧
（选填“左”或“右”），若使a 、b 的波峰恰在P 点叠加，则a 、b 自波源发出的时间差为
___________.
A
22.传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换作用.如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号．如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用________的变化通过__________的变化将力信号转换为电信号的．
23．如图所示，一绝缘细圆环半径为r ，其环面固定在水平面上，场强为E 的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电量为+q 、质量为m 的小球，可沿圆环作无摩擦的圆周运动.若小球经A 点时速度v A 的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则速度
v A ＝__________.当小球运动到与A 点对称的B 点时，小球对圆环在水平方向的作用力N B ＝_________.
三.实验题（28分）.本大题共3小题.
24.某同学在学习了DIS 实验后，设计了一个测量物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示.在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端.该同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据. （1）则以下表述正确的是
①四个挡光片中，挡光片I 的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 （A ）①③ （B ）②③ （C ）①④ （D ）②④ （2）这种方法得到的测量值跟实际值相比 （A ）偏大 （B ）偏小 （C ）相等
（3）若把挡光片装在小车的正中间，测量小车正中间到达光电门时的瞬时速度，测量值跟实际值相比
（A ）偏大 （B ）偏小 （C ）相等
25.卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.
(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施 (A)减小石英丝的直径 (B)增大T 型架横梁的长度
实验 次数 不同的 挡光片 通过光电门的时间 （s ） 速度 （m /s ） 第一次 I 0.23044 0.347 第二次 Ⅱ 0.17464 0.344 第三次 Ⅲ 0.11662 0.343 第四次
Ⅳ
0.05850
0.342
(C)利用平面镜对光线的反射 (D)增大刻度尺与平面镜的距离
（2）已知T 型架水平横梁长度为L,质量分别为m 、'm 的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态，测得m 、'm 连线长度r ，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩k θ（k 为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____.
26. 硅光电池是利用光电效应原理制成的，可以利用太阳光产生电的器件. （1）下列表述正确的是
（A ）硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 （B ）硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
（C ）逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
（D ）任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
（2）某同学用图示电路探究硅光电池路端电压U 与总电流I 的关系.图中R 0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表.
①请根据图（a ）用笔画线代替导线将图（b ）中的实验器材连接成实验电路.
②若电压表V 2的读数为U 0，则I ＝____________.
③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U -I 曲线a.如图所示，由此可知电池内阻____________
（填“是”或“不是”）常数，短路电流
图（a ）
（b ）
为____________mA，电动势为___________V.
④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V，保持外电路中电阻不变，则实验二中外电路消耗的电功率为___________mW（计算结果保留两位有效数字）.
四.计算题（54分）.本大题共5小题.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，有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位.
27.倾角θ＝37?，质量M＝5kg的粗糙斜面位于水平地面上.质量m＝2kg的木块置于斜顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2s到达底端，运动路程L＝4m，在此过程中斜面保持静止（sin37?＝0.6，cos37?＝0.8）.求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；
（2）地面对斜面的支持力大小.
28.如图所示，离地面足够高处有一竖直的空心管，质量为2kg，管长为24m，M、N为空心管
的上、下两端，空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用，由
静止开始竖直向下做匀加速运动，同时在M处有一个大小不计的小
球以初速度为10m/s沿管的轴线做竖直上抛运动.求：
（1）经过多少时间小球从管的N端穿出？
（2）若此空心管的N端距离地面高为64m，欲使在空心管到达地面时
小球刚好进入管内，在其他条件不变的前提下，则小球初速度大小
为多少？
29.在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞
越到水面的浮台上，小王和小李观看后对此进行了讨论.
如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选
手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角
α=530，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空
气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深.取sin530=0.8，cos530=0.6
（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；
（2）若绳长L=2m, 选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800N，平均阻力f2=700N，求选手落入水中的深度d；
（3）若选手摆到最低点时松手， 小王认为绳越长，在浮台上的落点距松手时的水平距离越远；小李认为绳越短，落点距松手时的水平距离越远，请通过推算说明你的观点.
30.一个质量m ＝0.1kg 的正方形金属框总电阻R ＝0.5Ω，金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB ’平行、宽度为d 的匀强磁场后滑至斜面底端BB ’，设金属框在下滑时即时速度为v ，与此对应的位移为s ，那么v 2
-s 图像如图2所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上.试问：
（1）分析v 2
-s 图像所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d .
（2）匀强磁场的磁感应强度多大？
（3）金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？
31.如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O 点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L 1，垂直纸面的宽度为L 2.在膜的下端（图中A 处）挂有一平行于转轴，质量为m ，长为L 3的导体棒使膜绷成平面.在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能.光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U ，输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）.导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B 中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）.
（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成θ＝60?时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率.
（2）当θ变成45?时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒力学平衡外，还能输出多少额外电功率？ O θ
A
上海交通大学附属中学2010-2011学年度第一学期
高三物理摸底试卷参考答案
一. I ． 单项选择题（24分）. II. 多项选择题（24分）.
二.填空题（20分）. 19．越大 A 20. 匀速 小 21. 左，
f 2－f 1
4f 1f 2
22. 弹簧长度；接入电路的滑动变阻器的阻值
23. 6Eq[来源:https://www.doczj.com/doc/9a2939291.html,]
[来源:学§科§网Z§X§X§K] 三.实验题（28分）.
24．（1）（1） （D ） （2）（A ） （3）（B ） 25．（1） CD （2）2
'k r
G mm l
θ=
26. （1）A ， （2）图，
U 0/R 0， 不是， 0.295， 2.67， 0.065，
四.计算题（54分）. 27. （7分）
解:（1）对木块：1m g sin f m a θ-=，1cos 0mg N θ-= 因212
s at =
，得2
2/a m s = 2分
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案
C
B
B
D
C
C
A
A
C
D
C
A
题号
13
14
15
16
17
18
答案
AB
BD
AD
ABD
AD
BC
R 0
qEr
m
对斜面：设摩擦力f 向左，则11sin cos 3.2f N f N θθ=-=, 2分 方向向左。 1分 （2）地面对斜面的支持力大小N =11cos sin 67.6f N f N θθ=+= 2分 28.（9分） 解:
（1）对管 mg-F=ma h=at 2/2 对小球 -(h+L)=v 0t-gt 2
/2 解得：t=4s 4分 (2)
对小球 -H=v 0t-gt 2
/2 t=8s 2分 解得：v 0=32m/s 3分 29. （12分） 解:
（1）机械能守恒 2
1(1c o s )
2
m g l m v α-= 2分
圆周运动 F ′－mg ＝m
2
v l
1分
解得
F ′＝（3－2cos α）mg
人对绳的拉力 F ＝F ′ 1分
则 F ＝1080N 1分 （2）动能定理 12(cos )()0m g H l d f f d α-+-+= 2分
则d=
1
2(cos )m g H l f f m g
α-+-
解得 d =1.2m 2分 （3）选手从最低点开始做平抛运动
x vt = 1分
2
12
H l g t -=
1分
解得：()(1cos )x l H l α=--当 2
H l =
时，x 有最大值 解得 1.5l m =
因此，两人的看法均不正确．当绳长越接近1.5m 时，落点距松手时水平距离越远。 1
分[来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK]
30. （12分）解:
（1）s ＝0到s ＝1.6 m 由公式v 2
＝2as ，该段图线斜率k ＝v 2
s ＝2a ＝16
1.6
＝10，所以a ＝
5m/s 2，根据牛顿第二定律 mg sin θ＝ma ，sin θ＝a g ＝5
10
＝0.5，θ＝30? 2分
由图得从线框下边进磁场到上边出磁场均做匀速运动，
所以△s ＝2L ＝2d ＝（2.6－1.6）m ＝1 m ，d ＝L ＝0.5m 2分
（2）线框通过磁场时，v 12＝16，v 1＝4 m/s ，此时F 安＝mg si n θ，BL BLv 1
R
＝mg sin θ，B ＝1L
mgR sin θ
v 1
＝0.5 T 3分 （3）t 1＝v 1a ＝4
5 s ＝0.8 s ， 1分
t 2＝2d v 1＝2?0.5
4
s ＝0.25 s ， 1分
s 3＝（3.4－2.6）m ＝0.8 m ，s 3＝v 1t 3＋1
2
a t 32，t 3＝0.18 s ， 1分
所以t ＝t 1＋t 2＋t 3＝（0.8＋0.25＋0.18）s ＝1.23 s 2分 31.（14分）解: （1）导体棒受力如图 333
t a n t a n 3/B I L m g I m g BL m g
BL θθ=
∴=
=
3分
光电池输出功率为 33/P IU mgU BL ==
3分
（2）维持导体棒平衡需要的电流为 33
tan 45/m g I m g BL I BL ?
'=
=< 2分
I I '< 而当θ变为45?时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大
∴需要在导体棒两端并联一个电阻。
已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定
（设为P 0）
由右图可知 012
c o s 60P P L L =?? 012cos 45P P L L '=??
已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能 cos 601cos 452
I P I P ?∴
==='?
总
326/I I mg BL =
=
总 3(61)/I I I m g B L '=--总额 4分
光电池能提供的额外功率为 361)/P I U mgU BL ==额额 2分
60?
45?
mg
BIL 3
θ