2022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）1．答第Ⅰ卷前，考生务必在答题卷上用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔清楚填写姓名、考号，并用2B铅笔在答题卷上正确涂写考号。2．第30、31、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。第Ⅰ卷（共56分）一．单项选择题（每小题2分，共16分，每小题只有一个正确选项。）1．电磁波和机械波的相同之处是（）（A）都可以在真空中传播（B）都可以发生干涉和衍射现象（C）它们在同一介质中传播速度相同（D）都有纵波和横波2．物体体积增大时，下列物理量中一定减小的是（）（A）分子力（B）分子引力（C）分子势能（D）内能3．如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R，小灯泡L发光。则该逻辑门是（）（A）与门（B）或门（C）非门（D）与非门4．伴随着某一种粒子X的发现，人们开始认识到原子核内部可能存在不带电荷的中性粒子Y，则粒子X是（）（A）中子（B）a粒子（C）电子（D）质子5．用单分子油膜法测出油酸分子（视为球形）的直径后，还需要下列哪一个物理量就可以计算出阿伏伽德罗常数（）（A）油滴的体积（B）油滴的质量金箔ABCD放射源荧光屏显微镜（C）油酸的摩尔体积（D）油酸的摩尔质量6．如图所示为a粒子散射实验装置，a粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是（）（A）1305、25、7、1（B）202、405、625、825（C）1202、1010、723、203（D）1202、1305、723、2037．四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是（）(A)(B)(C)(D)河岸MNu(A)河岸MNu(B)河岸MNu(C)河岸MNu(D)8．下列四个选项的图中实线为河岸，河水的流速u方向如图中箭头所示，虚线为小船12从河岸M驶向对岸N的实际航线，已知船在静水中速度小于水速，且船头方向为船对水的速度方向。则其中可能正确是（）二．单项选择题（每小题3分，共24分，每小题只有一个正确选项。）FOAB9．如图，一质量为M的不均匀三角板AOB，OA⊥OB且OA＝OB＝L，O点为水平固定转动轴，现用一水平拉力拉住A点，维持三角板处于OA竖直的静止状态，拉力大小为F，重力加速度为g，则三角板重心到AO的距离为（）（A）（B）（C）（D）x/mPy/m2134Ｏ0.2-0.210．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为0.5m/s，在某时刻波形如图中实线所示，经过一段时间后波形如图中虚线所示，在这段时间内，图中P处的质点通过的路程可能是（）（A）0.4m（B）0.5m（C）0.6m（D）0.7m11．如图所示，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，通过下列哪种方式可以使封闭气体的体积减小（）（A）升高气体温度（B）用力拉着气缸一起向上加速运动（C）顺时针转30°（D）减小气缸质量ACBvE12．在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度。则（）（A）小球在A点的电势能比在B点小（B）恒力F的方向可能水平向左（C）恒力F的方向可能与v方向相反（D）在A、B两点小球的速率不可能相等AVaR3R4R2R113．如图所示的电路中，R1、R2、R4皆为定值电阻，R3为滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r，设理想电流表的示数为I，理想电压表的示数为U，当滑动变阻器的滑臂向a端移动过程中（）（A）I变大，U变小（B）I变大，U变大（C）I变小，U变大（D）I变小，U变小qb14．如图所示，一固定杆与水平方向夹角为q，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为b，且q＜b，则滑块的运动情况是（）（A）沿着杆加速下滑（B）沿着杆加速上滑（C）沿着杆减速下滑（D）沿着杆减速上滑12ABOR60°15．如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为（）（A）（B）（C）（D）LBabcd（甲）vtv00t1（乙）16．一有界匀强磁场区域如图（甲）所示，abcd是一个质量为m、电阻为R、边长为L、匝数为N的正方形线圈。线圈一半在磁场内，一半在磁场外。t=0时刻磁场磁感应强度由B0开始均匀减小，线圈在磁场力作用下运动,v-t图象如图（乙），图中斜向虚线为速度图线在0点的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。则磁场磁感应强度的变化率为（）（A）（B）（C）（D）三、多项选择题（每小题4分，共16分.每小题有两个或三个正确选项。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．自然界中某个量D的变化量△D，与发生这个变化所用时间△t的比值，叫做这个量D的变化率。以下物理量中变化率恒定不变的是（）（A）某质点做匀加速直线运动的位移（B）某汽车匀加速启动中牵引力的功率（C）某质点做匀速圆周运动的速度（D）某感应电流恒定的固定线圈中穿过的磁通量x/cmy/cm0132-1-2-3乙甲18．甲、乙两列连续简谐横波在同一绳上相向传播，t＝0时的波形图如图所示，则（）（A）两列波同时传到坐标原点（B）x＝0.2cm处的质点开始振动时的运动方向向-y方向（C）由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象（D）两列波相遇时会发生干涉，且x＝1.5cm处为振动加强点φxφ0-φ0x1x2x3x4O19．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。一质量为m、带电量为＋q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点(x=0)进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是（）（A）粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小（B）粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大（C）要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为（D）若v0＝，粒子在运动过程中的最大速度为120.5（乙）（甲）x0RrmLBv/m·s-1x/m0112CD20．如图（甲）所示，左侧接有定值电阻R＝2W的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，导轨间距为L＝1m。一质量m＝2kg，阻值r＝2W的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.25，g=10m/s2。金属棒的速度-位移图像如图（乙）所示，则从起点发生s=1m位移的过程中（）（A）拉力做的功W=9.25J（B）通过电阻R的感应电量q=0.125C（C）整个系统产生的总热量Q=5.25J（D）所用的时间t＞1s第Ⅱ卷（共94分）四．填空题.（每小题4分，共20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．油膜被日光照射后呈现彩色条纹是光的____________现象，泊松亮斑是光的____________现象。（分别填入“干涉”或“衍射”）22（A）．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为____________kgm/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为____________m/s。22（B）．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动的周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G，由此可求得S1和S2的线速度之比v1：v2＝____________，S2的质量为____________。拉力ACBqQhRI23．如图所示，用两条一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F1；若将棒中电流反向但不改变电流大小，当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则磁场的方向为____________，安培力的大小为____________。24．如图所示，在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电量为Q的点电荷，电量为q的带电小球B，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力拉住，使小球处于静止状态，这时小球与A点的距离为R，细线CB与AB垂直。（静电力恒量为K，环境可视为真空），则小球所受的重力的大小为____________，若小球所受的重力为G，缓慢拉动细线（始终保持小球平衡）直到小球刚到滑轮的正下方过程中，拉力所做的功为____________。θABL25．如图所示，倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段长为3L。有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为L。将它们由静止释放，释放时下端距A为2L。当下端运动到A下面距A为L/2时小方块运动的速度达到最大。则小方块与粗糙斜面的动摩擦因数为____________，小方块停止时下端与A的距离是____________。12N五、实验题.（共24分.）26．（4分）（1）法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示，软铁环两侧分别绕两个线圈，左侧线圈为闭合回路，在其中一段导线下方附近放置一小磁针，小磁针静止时N极指向北方如图所示，右侧线圈与电池、电键相连。则在闭合电键后，你将看到小磁针（）（单选题）（A）仍然在原来位置静止不动（B）抖动后又回到原来位置静止（C）抖动后停在N极指向东方位置（D）抖动后停在N极指向西方位置（2）通过归纳得出产生感应电流的条件是。27．（4分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下。若要精确计算当地的重力加速度值，应选用第____________组实验数据。组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜0.4015°202铁1.005°503铝0.4015°104木1.005°50（2）某同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出T2—L图线(以T2为纵轴)，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g＝____________（用符号表示）。Er（甲）SVR0R28．（8分）在“测定某电源的电动势和内阻”实验中，实验电路如图（甲）所示，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是保护电阻，V为理想电压表。该同学连接好电路后，闭合电键S，改变电阻箱的电阻值，读取电压表的示数。根据读取的多组数据，他画出了图（丙）所示的图像。（1）请在图（乙）中选择合适的器材根据电路图（甲）画线连接实物图。（2）在图（丙）所示图像中，当＝0.10V－1时，外电路处于____________状态。（选填“通路”、“断路”或“短路”）。（丙）04.08.00.100.200.302.06.010.0/V-1/10-2Ω-10.400.500.600.70（3）根据该图像可求得该电池的电动势E＝____________V，内阻r＝____________Ω。V315A30.6（乙）29．（8分）某同学在研究“一定质量气体温度不变时压强和体积关系”12实验中，将一气缸如图（甲）开口端向右水平固定放置，活塞面积为S，厚度不计，封闭气体长度为L，大气压强为p0。现用一水平向左的作用力缓慢推动活塞，设活塞向左移动距离为x。（1）通过力传感器对水平推力的测定，该同学将推力F作为纵坐标，则横坐标应该设置为____________，便可作出图（乙）中图像，且满足图线截距和斜率大小相等。图中斜率的含义为____________（用题目中符号表示）。（2）该同学发现实验时图线（乙）中随着F的增大，图线呈现向下弯曲的趋势。试分析原因。（3）该同学为了研究第（2）小题中图线呈现向下弯曲的趋势的原因，作出了该过程的p-V图像，则图（丙）中的四条图线（图线①②为双曲线）符合这一过程的是图线____________。LxSF（甲）（乙）（丙）pV①②③④六．计算题.（共50分）30．（12分）如图（甲）所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中大小截面积分别为S1＝2cm2、S2＝1cm2，粗细管内水银长度分别为h1＝h2＝2cm，封闭气体长度为L＝22cm。大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为57℃。求：（1）若缓慢升高气体温度，升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内；（2）若温度升高至492K，液柱下端离开玻璃管底部的距离；V/cm3（乙）7940p/cmHg8081824448526056646883（甲）S1S2h2h1L（3）在图（乙）中作出全过程的p-V图像。31．（12分）如图，AB为粗糙的长直斜面，动摩擦因数μ=0.4，与水平方向的夹角θ=37°，BC为光滑水平面，CDE为光滑曲面，B、C两接口处均光滑连接。D、E两点离水平地面的高度分别为h1＝8.64m，h2＝4m。一质量m＝0.20kg的滑块由斜面上某一点P从静止开始下滑，在斜面上始终受一水平向右恒力F=1N的作用，到达B点时立即撤去拉力F12，从P点到达C点共经历t＝3s。已知PB与BC长度之和为32m。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2）（1）滑块沿AB段运动时加速度a和所用时间t1；（2）若水平向右恒力F大小可调，则恒力F在何范围内可使滑块沿PB、BC运动越过曲面落地。θABCPDEh1h2F某同学对第二问的解答如下：若要使滑块越过曲面落地，则离开曲面E点时的速度至少为0。从P点至E点列出动能定理。即可求得所需的最小恒力。请判断该同学的解答是否正确，并说明理由，若该同学解答错误则求出正确的恒力范围。32．（12分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B．A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动。试求：（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量；（3）A球从开始运动至刚离开电场所用的时间。33．（14分）如图(甲)，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图(乙)所示。已知轨距为L=2m，重力加速度g=l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。（1）当R=0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；（2）求金属杆的质量m和阻值r；（3）求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm；（4）当R=4Ω时，求随着杆ab下滑回路瞬时电功率每增大1W的过程中合外力对杆做的功W。12θθabRBQNMP1（乙）（甲）vm/m·s-1R/Ω0224122022学年第二学期徐汇区学习能力诊断卷高三年级物理学科答案一、单项选择题（每小题2分，共16分）题号12345678答案BBCDCACC二、单项选择题（每小题3分，共24分）题号910111213141516答案ACCBBDBC三、多项选择题（每小题4分，共16分）题号17181920答案BDADADACD四、填空题（每小题4分，共20分）21．干涉；衍射22（A）40；1022（B）；23．垂直纸面向里；F2-F124．；或25．；3L五、实验题（共24分）26．（1）B（2分）（2）穿过闭合回路中磁通量发生变化（2分）27．（1）2（2分）（2）（2分）V315A30.6（乙）28．（1）（2分）（2）断路（2分）（3）10（2分）；50（2分）1229．（1）（2分）；p0S（2分）（2）推动活塞过程中漏气（2分）（3）③（2分）六、计算题（共50分）30．（12分）（1）由于水银总体积保持不变设水银全部进入细管水银长度为x（1分）P1＝p0＋ρg(h1+h2)＝80cmHgP2＝p0＋ρgx＝82cmHg（1分）从状态1到状态2由理想气体状态方程＝（1分）代入数据=369K（1分）（2）从状态2到状态3经历等压过程。（1分）设水银下表面离开粗细接口处的高度为y=16cm（1分）所以水银下表面离开玻璃管底部的距离h=y+L+h1=40cm。（2分）V/cm3（乙）7940p/cmHg8081824448526056646883（3）（4分）31．（12分）（1）由牛顿第二定律Fcosq+mgsinq-mN＝ma①（1分）12由垂直斜面方向受力平衡可得N=mgcosq-Fsinq②联立①②可得加速度a＝8m/s2（1分）S=S1+S2=（1分）得t1=2s（1分）（2）该同学回答错误。（1分）错误1：至少滑到D点速度为0才可以越过曲面落地。（1分）错误2：在斜面上力F不能过大，否则物块将离开斜面运动。（1分）从P至D动能定理（1分）得F1=0.5N（1分）F2sinq=mgcosq（1分）得F2=2.67N（1分）所以恒力F的范围应该为即（1分）32．（12分）（1）设B球刚进入电场时带电系统速度为v1，由动能定理得（2分）解得（2分）（2）带电系统向右运动分三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场。设A球出电场的最大位移为x，由动能定理得（1分）解得则（1分）B球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为其电势能的变化量为（2分）（3）取向右为正方向，第一段加速，（1分）第二段减速设A球刚出电场速度为v2，由动能定理得解得（2分）解得总时间t=t1+t2=（1分）33．（14分）12（1）由图可知，当R=0时，杆最终以v=2m/s匀速运动，产生电动势E=BLvE=2V（1分）杆中电流方向从b→a（1分）（2）设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLv由闭合电路的欧姆定律：（1分）杆达到最大速度时满足（1分）解得：v=（1分）由图像可知：斜率为，纵截距为v0=2m/s，得到：=v0k解得：m=0.2kg（1分）r=2Ω（1分）（3）金属杆匀速下滑时电流恒定（1分）（2分）（4）由题意：E=BLv得（1分）（1分）由动能定理得W=（1分）W=0.6J（1分）12
