2019年上海市物理学业水平考试等级考试题(解析版)

2019 年上海市普通高中学业水平等级性考试

物理试卷（解析版）

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.以下运动中加速度保持不变的是( )

(A)简谐振动(B)匀速圆周运动(C)竖直上抛运动(D)加速直线运动

答案：C

解析：竖直上抛的物体只受到重力作用，做匀变速直线运动，加速度不变。

2.原子核内部有( )

(A)质子(B)α粒子(C)电子(D)光电子

答案：A

解析：原子核内部由中子和质子构成，质子和中子统称为核子。故原子核内部一定有质子。

3.一个做简谐振动的弹簧振子,t=0 时位于平衡位置,其机械能随时间变化的图像应为（）

答案：D

解析：弹簧振子模型中，弹簧和振子的机械能守恒，系统的机械能不变，故选D。

4.泊松亮斑是光的( )

(A)干涉现象,说明光有波动性(B)衍射现象,说明光有波动性

(C)干涉现象,说明光有粒子性(D)衍射现象,说明光有粒子性

答案：B

解析：泊松亮斑指的是圆盘衍射中圆盘后中心的一个亮点，是光的衍射现象。干涉和衍射是波的特有性质，故说明了光有波动性。

5.将相同质量,相同温度的理想气体放入相同容器,体积不同,则这两部分气体（）

(A)平均动能相同,压强相同(B)平均动能不同,压强相同

(C)平均动能相同,压强不同(D)平均动能不同,压强不同

答案：C

解析：温度是分子平均动能的宏观标志，温度相同则分子平均动能相同。

而气体体积不同，根据波意耳定律知温度相同时，气体压强与体积成反比，故压强不同。

6. 以 A 、B 为轴的圆盘，A 以线速度ⅴ转动，并带动 B 转动，A 、B 之间没有相对滑动则（ ）

(A)A 、B 转动方向相同，周期不同

(B)A 、B 转动方向不同，周期不同

(C)A 、B 转动方向相同，周期相同

(D)A 、B 转动方向不同，周期相同

答案：A

解析：由图可知当轮A 逆时针转动时，轮B 也将逆时针转动。由于轮边缘线速度大小相等，轮半径不同，半径大的周期大。v R T π2= 7. 一只甲虫沿着树枝缓慢地从 A 点爬到 B 点，此过程中树枝对甲虫作

用力大小（ ）

(A)变大 (B)变小

(C)保持不变 (D)先变小后变大

答案：C

解析：由于甲虫在树枝上缓慢爬行，故可认为甲虫受力平衡。树枝对甲虫的作用力与甲虫自身的重力相平衡，故树枝对甲虫的作用力大小保持不变。

8. 两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚

线表示波谷，则以下说法正确的是（ ）

(A) a 点振动始终加强

(B) b 点振动始终加强

(C)a 、b 两点振动始终加强

(D)a 、b 两点振动都不加强

答案：D （A ）

解析：相干波在发生干涉时会形成稳定的干涉图样，即振动加强的区域始终振动加强，振动减弱的区域振动始终减弱。但在本题中，波源I 和波源II 的频率不同（波速相同而波长不同），故不是相干波。不能形成始终振动加强或始终振动减弱的点。（注：本题的原图中有可能的是两列波的波长相同，即两列波为相干波，答案将选择A 。同学们学会判断即可。）

9. 如图所示为一定质量气体状态变化时的 P-T 图像，由图像可知，此气体的体积（ ）

(A)先不变后变大

(B)先不变后变小

(C)先变大后不变

(D)先变小后不变

答案：D

解析：根据理想气体状态方程

C T

PV =可知P-T 图像的斜率与体积V 的倒数成正比。由图可知图像上的点到原点所构成的直线斜率先变大后不变，则气体体积先变小后不变。 10. 如图所示电路，若将滑动变阻器滑片向上移动,则 a 、b 环中感应电流

的方向是（ ）

(A) a 环顺时针，b 环顺时针

(B) a 环顺时针，b 环逆时针

(C)a 环逆时针，b 环顺时针

(D)a 环逆时针，b 环逆时针

答案：C

解析：滑动变阻器滑片向上移动时，带电源的闭合回路中内部产生的点磁场将减弱。根据楞次定律

及右手螺旋定则可知a环中感应电流为逆时针。同理，带电源的闭合回路外部的叉磁场即b环所处的叉磁场也将减弱，由楞次定律和右手螺旋定则知b环感应电流方向为顺时针。

11.如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变

趋势为（）

(A)沿轴线上下压缩

(B)沿轴线上下拉伸

(C)沿半径向内收缩

(D)沿半径向外膨胀

答案：C

解析：把圆筒上的电流看做无穷多个方向竖直向上的直线电流，根据同向电流相互吸引可知圆筒有沿半径向内收缩的趋势。

12.电影通过倒放演员从高处跳下的场景能模仿出他们轻松跳上高处的镜头，则从观众的视

角看来速度（）

(A)低处比高处快，加速度向下(B)高处比低处快，加速度向上

(C)低处比高处快，加速度向上(D)高处比低处快，加速度向下

答案：A

解析：不管如何放映，演员们下落时的速度逐渐变大，即在低处的速度大于在高处的速度。由于倒放向上运动速度变小，故加速度仍向下（速度大小与离地距离、加速度的方向均不会变化）。

二、填空题（共20 分）

13.在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的，根据得

出宇航员的质量。

答案：加速度、牛顿第二定律

解析：根据牛顿第二定律F=ma可知，m=F/a，通过测量宇航员的受力及加速度就可以测出其

质量。

14. 如图所示为等量异种电荷的电场线，P 、Q 为电场线上的两点，可以判断出两点的场强

E P ＞E Q ，判断的依据是 ； 还可以判断出 两点的电势?P ＞?Q ，判断的依据是

。 答案：P 处的电场线比Q 处的电场线更密集、沿着电场线电势降低。

解析：图中左边是正电荷，右边是负电荷，这是等量异种电荷的电场线分布图。

15.圆弧中的电流在圆心处产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上产生的磁感应强度为零，则图中 a 、b 两点的磁感应强度的大小关系为B a ______ B b ，a 处磁感应强度的方向为 。

答案：＜、垂直纸面向外

解析：a 处的磁感应强度为两半圆弧产生的磁感应强度相减，而b 处的磁感应强度为两半圆弧产生的磁感应强度相加，故b 处的磁感应强度更大。

在a 处，内半圈电流产生的磁感应强度垂直纸面向外，外半圈电流产生的磁感应强度垂直于纸面向里，而a 点离内圆弧更近，故a 处的磁感应强度方向垂直纸面向外。

16.紧闭瓶盖的塑料瓶下方开一个小孔，让瓶中的水流出，此过程中瓶内气体可

看成 过程；当水流停止后，瓶内液面与小孔间的高度差为 h ，则此时瓶

内气体的压强为 。（已知液体密度 ρ，重力加速度 g ，外界大气压 P ）

答案：等温膨胀、P-ρgh

解析：瓶内气体为等温膨胀过程，温度不变，体积增大，压强减小。

瓶内气体的压强P 0+ρgh=P ，故P 0=P-ρgh 。

17.如图所示电路，当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，安培表 A 的示数如何变化？小明同学的分析思路如下：

总电阻R 总变大①→总电流I 总变小②→路端电压U 端变大③→R 通过的电流I R 变大④

→安培表I A 变小

试写出以下步骤的物理原理：

②

。 ④ 。

答案：②U 端=E-I 总r ；④I A =I 总-I R

解析：②闭合电路欧姆定律U 端=E-I 总r

④根据并联电路分流原理有：I A +I R =I 总，解得I A =I 总-I R

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.在“用单摆测量重力加速度实验”中，使用下列实验器材。

（1） A. 1.2m 的细线 B. 2m 的弹性绳 C. 带孔的小铁球

D. 带孔的软木球

E.光电门传感器

（1）应选用哪种绳 ，应选用哪种球 ，光电门的摆放位置为 （选填“最高点”或“最低点”）

（2）右图为光电门传感器电流强度 I 与 t 的图像，则周期为（ ）

A.t 1

B.t 2-t 1

C.t 3-t 1

D.t 4-t 1

（3）甲同学用秒表做该实验，但所得周期比该实验得到的大，则可

能的原因是 。

答案：（1）A 、C 、最低点； （2）C ；

（3）开始计时时，秒表太早按下，导致测量时间偏长，周期偏大。

解析：（1）用单摆测量重力加速度实验中必须用不可发生形变的细绳，这样才能保证小球在摆动过程中摆长不发生变化。摆球尽量使用密度较大的铁球，以减小摆动过程中空气阻力的影响。光电门应摆放在最低点，这样测量时时间间隔更大，能减小实验误差。

（2）每经过一个周期，摆球将两次经过最低点，故周期应为t 3 - t 1或t 4 - t 2

（3）用秒表测量时间可能不够准确，人为掐秒表，导致测量周期偏大。

19.半径为 a 的圆形线圈，电阻不计，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。一导体棒质量

为 m 受到向上的拉力，以速度 v 匀速向下穿过圆形线圈，导体棒单位长度的电阻为r 。

（1） 求通过导体棒的电流 I 和通过的电荷量q ；

（2） 当y>0 时，求拉力的功率 P 与 y 的关系。

答案：（1）Bv/r 、2Ba/r （2）mgv-()22222y a a r

v B -- 解析：（1）假设导体棒切割磁场的有效长度为L ，则回路中的总电阻R=Lr

感应电动势E=BLv ，通过导体棒的电流 I=E/R=BLv/Lr=Bv/r 。导体棒向下运动的过程中，回路中存在电流的时间t=2a/v ，故通过的电荷量q=It=2Ba/r 。

（2）当y ＞0时，导体棒切割磁感线的有效长度L=2()22y a a --（当y ＞a 时L=2()2

2a y a --） 运动过程中导体棒受到向上的安培力F A =BIL=()2222y a a r

v B --，0≤y ≤a 拉力F=mg-F A =mg-()2222y a a r v B --，故拉力功率P=Fv=mgv-()22222y a a r

v B --。

20.如图，光滑轨道 abc 固定在竖直平面内，c 点与粗糙水平轨道 cd 相切，一质量为 m 的小球 A 从高 H 1 处由静止落下，在b 处与一质量为 m 的滑块B 相撞后小球 A 静止，小球 A 的动能全部传递给滑块B ，随后滑块 B 从 c 处恰好运动到d 处且 bd 高 H 2 ，滑块 B 通过cd 段所用时间为 t 。求：

（1） cd 处的动摩擦因数 μ；

（2） 分析说明：若将此过程类比为光电效应的过程，则：A 为 ；B 为 ；

类比为极限频率ν 0 。

答案：（1）μ=gt

H H g )(221-；（2）光子、（光）电子、H 2 解析：（1）由题意知小球A 由H 1处下滑直至与滑块B 相撞，此过程机械能守恒：

mgH 1=22

1b mv ，与B 相撞后A 静止且碰撞过程不损失机械能，则滑块B 获得速度v B 满足： 222121b B mv mv =，滑块B 由b 到c ，机械能守恒，2222

121mgH mv mv c B +=，解得： =

c v )(221H H g - 滑块B 通过c

d 段所用时间为t ，则滑块B 通过cd 的加速度 a=t H H g t

v c )(221-=，根据牛顿第二定律，滑块在cd 上的合力等于摩擦力μmg=ma ，解得： μ=a/g=gt

H H g )(221-。 （2）光电效应是由于光照（光子）使得金属中的电子获得能量，从而逸出金属原子的过程。溢出的电子也称为光电子；若想打出光电子，则光子所带的能量必须大于金属的逸出功。 根据能量转化关系，滑块必须克服重力做功至少mgH 2，类似于电子必须克服的逸出功h ν 0 ，mg 和普朗克常量h 均为系数，则可将H 2类比为极限频率ν 0 。