2013学年第二学期徐汇区学习能力诊断卷

高三年级物理学科

（考试时间120分钟，满分150分） 2014．4

1、答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸上清楚填写姓名、考号，并用2B铅笔在答题纸上正确涂写考号。

2、第一、第二和第三大题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。第四、第五和第六大题的作答必须用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔写在答题纸上与试卷题号对应的位置（作图可用铅笔）。

3、第30、3l、32、33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。

一．单项选择题（共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项)

1．氢、氘、氚是同位素，它们的核内具有相同的

（A）电子数 （B）质子数 （C）中子数 （D）核子数

2．下列射线来自于原子核外的是

（A）阴极射线 （B）α射线 （C）β射线 （D）γ射线

3．卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，认为电子不会对α粒子偏转产生影响，其主要原因是

（A）α粒子与各电子相互作用的效果互相抵消

（B）电子的体积很小，α粒子碰不到它

（C）电子的电量很小，与α粒子的相互作用力很小，可忽略不计

（D）电子的质量很小，就算碰到，也不会引起明显的偏转

4．如右图，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是示意图（图中实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波）



5．用一束紫外线照射某金属时没有产生光电效应，下列措施中可能产生光电效应的是

（A）换用强度更大的紫外线照射 （B）换用红外线照射

（C）换用极限频率较大的金属 （D）换用极限波长较大的金属

6．如图，各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程，其中气体温度增大的过程为

（A）a→b （B）b→a （C）b→c （D）b→d

7．如图1所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以向左为正，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，则由图可知

（A）t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处

（B）t＝1.4s时，振子的速度方向向右

（C）t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度相同

（D）t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大

8．如图，小物块置于倾角为θ的斜面上，与斜面一起以大小为gtanθ的加速度向左做匀加速直线运动，两者保持相对静止，则运动过程中，小物块受力的示意图为



二．单项选择题(共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项)

9．如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的

（A）速度 （B）角速度 （C）加速度 （D）机械能

10．在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器持续发出波长为5m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为

（A）2 （B）4 （C）6 （D）8

11．如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，构成连通器，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，此时两管水银面一样高，B管上方与大气相通。若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内的水银面相应升高h，则h与H的关系有

（A）h＝H （B）h＜
（C）h＝
（D）
＜h＜H

12．模拟交通路口拍摄闯红灯的电路如图所示，当汽车通过路口时，S1闭合；当红灯亮起时，S2闭合。若要在汽车违章时进行拍摄，且摄像仪需要一定的工作电压，能实现此功能的逻辑门电路是



13．如图，通过细绳栓在一重物上的氢气球，在水平向右的恒定风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为θ。已知风力大小正比于风速，则当风速改变时，始终保持不变的是

（A）细绳与竖直方向的夹角 （B）细绳对重物的拉力

（C）地面对重物的支持力 （D）地面对重物的摩擦力

14．如图，水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱在与水平夹角为θ的拉力F作用下做匀速直线运动。在θ从0逐渐增大到90o的过程中，木箱的速度始终保持不变，则拉力F的功率

（A）一直增大 （B）一直减小

（C）先减小后增大 （D）先增大后减小

15．在某电场中，沿x轴上的电势分布如图所示，由图可以判断

（A）x＝2m处电场强度可能为零

（B）x＝2m处电场方向一定沿x轴正方向

（C）沿x轴正方向，电场强度先增大后减小

（D）某负电荷沿x轴正方向移动，电势能始终增大

16．如图，水平放置的光滑金属导轨COD处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，电阻不计。一均匀金属棒M在外力F作用下，以恒定速率v由O点水平向右滑动，棒与导轨接触良好且始终与OD垂直。以O点为原点，则感应电动势E、流过金属棒的电流I、外力F、感应电流的热功率P随时间t变化的图像正确的是



三．多项选择题(共16分，每小题4分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分)

17．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知

（A）气体的所有分子，其速率都在某个数值附近

（B）某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等

（C）高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率

（D）高温状态下分子速率的分布范围相对较小

18．质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由静止开始运动。经过时间t0，撤去A物体的外力F；经过4t0，撤去B物体的外力F。两物体运动的v-t关系如图所示，则A、B两物体

（A）与水平面的摩擦力大小之比为5∶12

（B）在匀加速运动阶段，合外力做功之比为4∶1

（C）在整个运动过程中，克服摩擦力做功之比为1∶2

（D）在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为5∶3

19．两列波速相同的简谐波沿x轴相向而行，实线波的频率为3Hz，振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm。t＝0时，两列波在如图所示区域内相遇，则

（A）两列波在相遇区域内会发生干涉现象

（B）实线波和虚线波的频率之比为3∶2

（C）t＝0时，x＝9m处的质点振动方向向上

（D）t＝s时，x＝4m处的质点位移
＞12.5cm

20．如图，两根电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置。导轨间存在一宽为3d的有界匀强磁场，方向与导轨平面垂直。两根完全相同的导体棒M、N，垂直于导轨放置在距磁场为d的同一位置处。先固定N棒，M棒在恒力F作用下由静止开始向右运动，且刚进入磁场时恰开始做匀速运动。M棒进入磁场时，N棒在相同的恒力F作用下由静止开始运动。则在棒M、N穿过磁场的过程中

（A）M棒离开磁场时的速度是进入磁场时速度的倍

（B）N棒离开磁场时的速度等于M棒离开磁场时的速度

（C）M棒穿过磁场的过程中， M棒克服安培力做功为2Fd

（D）N棒穿过磁场的过程中， N棒克服安培力做功大于2Fd

四．填空题(共20分，每小题4分)

本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按A类题计分。

21．一个氮14原子核内的核子数有______个；氮14吸收一个α粒子后释放出一个质子，此核反应过程的方程是________。

22A、22B选做一题

22A．质量为4.0kg的物体A静止在水平桌面上，另一个质量为2.0kg的物体B以5.0m/s的水平速度与物体A相碰。碰后物体B以1.0m/s的速度反向弹回，则系统的总动量为_________kg·m/s，碰后物体A的速度大小为__________m/s。

22B．某近地卫星线速度大小为v1，某地球同步卫星线速度大小为v2，距地面高度约为地球半径的6倍。若近地卫星距地面高度不计，则v1∶v2＝________，该近地卫星的周期是地球自转周期的______倍。

23．一水泵的出水管口距离地面1.25m，且与地面平行，管口的横截面积大小为1×10-2m2。调节水泵使出水管喷水的流量达到4×10-2m3/s，忽略空气阻力，则水柱的水平射程为________m，空中水柱的总水量为________m3。（重力加速度g取10m/s2）

24．如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为 。若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′ 所做的功为__________。

25．如图1，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，电键S闭合后，将滑动变阻器的滑片从A端移动到B端，该过程中定值电阻R1、R2消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2所示。由图可知，滑动变阻器的阻值最大范围为_____Ω，R1的最大功率为______W。

五．实验题（共24分）

26．（4分）在“用单分子油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A，用滴管测得N滴这种油酸酒精的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中撒有痱子粉的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把每小格边长为a的透明方格纸放在玻璃板上，测得油膜占有的方格个数为x。用以上字母表示油酸分子直径的大小是：d= 。

27．（6分）某同学想了解自己乘坐热气球在不同时刻离地大致的高度，他查阅资料得知低空中某个位置的大气压p随高度H的近似关系是p＝p0（1－0.12H），其中p0为地面大气压，单位为cmHg，H的单位为km。他利用直尺、少许水银和一端开口的均匀玻璃管，设计了实验。

（1）请补全实验步骤：

①将水银注入玻璃管后，使玻璃管内形成封闭气柱。将玻璃管水平方向放置，待稳定后，在水银的初始位置做上标记，并测出：__________________；

②将整个装置移入热气球中，待热气球在空中某个位置稳定时，记下水银柱相对于初始位置移动的距离Δx；

③假设整个过程温度保持不变，；

④代入相应数字，即可得出气球离地的高度H。

（2）若Δx＝2cm时，对应的高度H＝0.758km，那么Δx＝1cm时，对应的高度H′______0.379km（填“＜”、“＞”或“＝”）

28．（7分）如图是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住小钩码，在A点释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间为Δt。

（1）若挡光片的宽度为d，挡光片前端距光电门的距离为L，则小车的加速度a＝__________。

（2）（多选题）在该实验中，下列操作步骤中必须做到的是（ ）

（A）要用天平称量小车质量

（B）每次改变钩码，需要测量其质量（或重力）

（C）钩码的质量应该小些

（D）每次测量要保持小车从同一点静止出发

（E）不论轨道光滑与否，轨道一定要保持水平

（3）若实验中使用的挡光片宽度较宽，其他条件不变，则测出的小车加速度比真实值_________。

29．（7分）某同学利用定值电阻R0、电阻箱R1、DIS等实验器材，测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示。实验时改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电流传感器测得对应的电流值I。多次测量后得到如图2所示的1/I–R关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b。

（1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝________V，内阻ra＝_______Ω。

（2）若用同一个电阻R分别与电池a、电池b组成回路，则两电池的总功率Pa____Pb（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率ηa_____ηb（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）若该同学在处理实验数据时，误将R1作为外电路的总电阻阻值R，漏算了R0，则最终得到的电动势和内阻的值与真实值相比：电动势__________，内阻__________。

六．计算题（共50分）

30．（10分）如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分，离气缸底部高为49cm处开有一小孔，与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K。先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0＝75cmHg，室温t0＝27°C，稳定后U形管两边水银面的高度差为Δh＝25cm，此时活塞离容器底部为L＝50cm。闭合阀门，使容器内温度降至－57°C，发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm。求：

（1）此时活塞离容器底部高度L′；

（2）整个柱形容器的高度H。

31．（13分）如图，绝缘平板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4。两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连，Q板固定在平板S上，P、Q间存在竖直向上的匀强电场，整个装置总质量M＝0.48kg ，P、Q间距为d＝1m，P板的中央有一小孔。给装置某一初速度，装置向右运动。现有一质量m＝0.04kg、电量q＝1(10-4C的小球，从离P板高h＝1.25m处静止下落，恰好能进入孔内。小球进入电场时，装置的速度为v1＝5m/s。小球进入电场后，恰能运动到Q板且不与Q板接触。假设小球进入电场后，装置始终保持初始的运动方向，不计空气阻力，g取10m/s2。求：

（1）小球刚释放时，小球与小孔的水平距离x；

（2）匀强电场的场强大小E；

（3）小球从P板到Q板的下落过程中，总势能的变化量；

（4）当小球返回到P板时，装置的速度vt。

?32．（12分）如图，倾角为θ的斜面固定在水平地面上（斜面底端与水平地面平滑连接），A点位于斜面底端，AB段斜面光滑，长度为s，BC段足够长，物体与BC段斜面、地面间的动摩擦因数均为μ。质量为m的物体在水平外力F的作用下，从A点由静止开始沿斜面向上运动，当运动到B点时撤去力F。求：

（1）物体上滑到B点时的速度vB；

（2）物体最后停止时距离A点的距离。

33．（15分）如图，两根相距d＝1m的平行金属导轨OC、O′C′，水平放置于匀强磁场中，磁场方向水平向左，磁感应强度B1＝5/6T。导轨右端O、O′连接着与水平面成30°的光滑平行导轨OD、O′D′，OC与OD、O′C′与O′D′分别位于同一竖直平面内，OO′垂直于OC、O′C′。倾斜导轨间存在一匀强磁场，磁场方向垂直于导轨向上，磁感应强度B2＝1T。两根与倾斜导轨垂直的金属杆M、N被固定在导轨上，M、N的质量均为m＝1kg，电阻均为R＝0.5Ω，杆与水平导轨间的动摩擦因数为(＝0.4。现将M杆从距OO′边界x＝10m处静止释放，已知M杆到达OO′边界前已开始做匀速运动。当M杆一到达OO′边界时，使N杆在一平行导轨向下的外力F作用下，开始做加速度为a＝6m/s2的匀加速运动。导轨电阻不计，g取10m/s2。

（1）求M杆下滑过程中，M杆产生的焦耳热Q；

（2）求N杆下滑过程中，外力F与时间t的函数关系；

（3）已知M杆停止时，N杆仍在斜面上，求N杆运动的位移s；

（4）已知M杆进入水平轨道直到停止的过程中，外力F对N杆所做的功为15J，求这一过程中系统产生的总热量Q总。

徐汇区2013学年第二学期高三年级物理学科学习能力诊断题

参考答案和评分标准

（一）单项选择题 每小题2分，共16分.

题号

1

2

3

4

5

6

7

8



答案

B

A

D

C

D

C

D

A



（二）单项选择题. 每小题3分，共24分.

题号

9

10

11

12

13

14

15

16



答案

C

B

B

C

C

B

D

B



（三）多项选择题. 每小题4分，共16分.

题号

17

18

19

20



答案

BC

AC

BD

ACD





（四）填空题. 每小题4分，共20分.

21．14，
22A．10，3 22B．∶1，/49

23．2，2(10-2 24．mg，0.25πmgl 25．6，4

（五）实验题.共24分.

26．（4分）

27．（6分）（1）封闭气柱的的长度l0（2分），
（2分） （2）＞（2分）

28．（7分）（1）
（2分），（2）BCD（4分，部分答对得2分）

（3）偏大 （1分）

29．（7分）（1）2V（1分），0.5Ω（2分） （2）小于（1分） 大于（1分）

（3）电动势相同（1分），内阻偏大（1分）

（六）计算题. 共50分.

30．（10分）（1）U形管内两边水银面的高度差为Δh＝25cm

A中气体pA1＝p0＋pΔh＝75＋25＝100cmHg

B中为大气，所以活塞产生的压强p塞＝25cmHg（1分）

闭合阀门后，两部分气体温度降低，压强均减小且A处降低较多，活塞会下移（1分）

设此时U形管表示的是A中压强，pA2＝p0－pΔh＝75－25＝50cmHg（1分）

对A中气体
，解得LA2＝72cm＞49cm

假设不成立。说明此时U形管表示的应该是B中压强

pB2＝50cmHg（1分）

则A中气体压强 pA2＝pB2＋p塞＝50＋25＝75cmHg（1分）

对A中气体
（1分） 解得LA2＝48cm（1分）

活塞离容器底部高度L′＝LA2＝48cm

（判断、讨论共2分，得出48cm的解题过程共3分）

（2）对B中气体
（1分）

（1分），解得H＝75cm（2分）

31．（13分）（1）小球自由下落进入小孔用时
（1分）

这段时间内装置在做匀减速运动，其加速度
m/s2（1分）

小球与小孔的水平距离为
（1分）

（2）小球下落到Q板时速度为零

从最高点到最低点：
（1分）

mg（h＋d）－Eqd ＝0（1分）

N/C（1分）

（3）总势能变化量：
（公式2分，结论1分）

（4）小球在电场中的加速度
m/s2（1分）

小球在电场中运动的时间
=0.8s（1分）

小球进入电场后，装置的加速度
m/s2（1分）

当小球返回到P板时，装置的速度
m/s（1分）

32．（12分）（1）
（2分）

（2分）

（2）继续上滑的加速度a2＝gsinθ＋μgcosθ（1分）

若mgsinθ＜μmgcosθ，即μ＞tanθ，物体停在BC段，（1分）

（2分）

若μ＜tanθ，物体停在水平段（1分）

从A点至停下，
（1分）

（1分）

（1分）

33．（15分）（1）M杆在斜轨道滑行过程中开始做匀速运动

（1分），解得
（1分）

（1分） ，解得Q＝37.5J

M杆产生的焦耳热QM＝
＝18. 75J（1分）

（2）N杆下滑时做匀加速运动

（2分），解得
（1分）

（3）N杆在斜轨道滑行中，M杆在水平面上作减速运动

（1分）

代入得
（1分）

M杆作加速度逐渐增大的减速运动

作出M杆加速度与时间的图像，如图，可知图中围成的面积是M杆速度的变化量，当M杆停止时，速度的改变量大小为5m/s。

设M杆经过时间t恰好停止运动，则
，解得t=1s（1分）

N杆在这一秒内运动
（1分）

（4）对于M杆克服摩擦力所做的功
，解得
J（1分）

即M杆和水平轨道由于摩擦产生的热量

对于N杆：
（1分）

（1分），即为两金属棒共同产生的焦耳热

（1分）