上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 ʮ 解析版

2022年上海市普通高中学业水平等级性考试

物理 模拟试卷（十）

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．“合力与分力”、“平均速度”等概念的建立，体现的共同的科学思维方法是（       ）

 A．比值定义  B．控制变量  C．等效替代  D．理想模型

2．在真空中的速度与光速相同的射线是（       ）

 A．阴极射线  B．射线  C．射线  D．射线

3．恒星的寿命取决于它的（     ）

 A．体积 B．质量       C．组成部分   D．温度

4．下列核反应方程中X表示中子的是（       ）

A．    B．

C．   D．

5．如图1所示为一列沿长绳传播的横波，当手抖动的频率变小时，横波的（       ）

A．速度不变，波长减小 B．速度不变，波长增大

C．速度减小，波长增大  D．速度增大，波长不变

6．如图2所示，拖拉机后轮的半径大于前轮半径，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则A、B两点（     ）

A．周期相等       B．角速度相同

C．线速度大小相等  D．向心加速度大小相等

7．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（      ）

 A．液体分子的无规则运动称为布朗运动

B．温度是物体分子热运动平均动能的标志

 C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

 D．改变物体内能的方式有做功和热传递，它们的本质是相同的

8．如图3所示，一根直导线穿过圆环a的对称轴和圆环b的中心轴线，三者相互绝缘，当导线中的电流突然增大时，下列说法中正确的是(        )

A．两环都产生感应电流

B．a环产生感应电流，b环无感应电流

C．两环都无感应电流

D．b环产生感应电流，a环无感应电流

9．通电导体棒水平放置在光滑绝缘斜面上，整个装置处在匀强磁场中，在图4的四种情况中导体棒可能保持静止状态的是（         ）

10．一定质量的理想气体，0℃时压强为P0，经一等容变化过程，温度为t℃时，气体压强为P。则它每升高1℃，压强的增量ΔP的值为（        ）

A．  B．  C．  D．

11．质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，且hA＞hB（两绳都已离开地面）。上述过程中克服两绳重力做功分别为WA、WB，则（                              ）

A．WA＝WB  B．WA＜WB  C．WA＞WB  D．不能确定

12．如图5-1所示，A、B为用两个绝缘细线悬挂起来的带电绝缘小球，质量mA<mB。当在A球左边如图位置放一个带电球C时，两悬线都保持竖直方向（两悬线长度相同，三个球位于同一水平线上）。若把C球移走，A、B两球没有发生接触，则图5-2中（图中α>β）能正确表示A、B两球位置的图是（     ）

二、填空题（共20分）

13．如图6所示，原来不带电的锌板与验电器相连，用紫外线照射锌板，验电器指针张开一个角度，说明锌板带电了。这种现象称为___________，验电器指针带________电（选填“正”或“负”）。

14．一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布（金属球表面的电势处处相等）如图7所示。a、b为电场中的两点，a点的场强大小________b点的场强大小，a点的电势________b点的电势（选填“大于”、“小于”、“等于”）。

15．一个从地面竖直上抛的物体，两次经过某点的时间间隔是T，物体经过该点的速度大小为___________，该点距竖直上抛运动最高点的距离为_______________。

16．某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图8所示的的P-t图像。由A→B的过程中气体体积_____________（选填“变大”、“变小”、“保持不变”）；若在状态B时气体的体积为VB=3L，气体在状态C的体积为____________L。

17．如图9所示，a、b两个小球穿在一根与水平面成θ角的光滑固定杆上，并用一细绳跨过光滑定滑轮相连。当两球静止时，Oa绳与杆的夹角也为θ，Ob绳沿竖直方向。若b球质量为m，则a球的质量为_____________；若从静止位置沿杆向上拉动b球，至ob与杆垂直，在此过程中a球重力势能变化量的绝对值___________b球重力势能变化量的绝对值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。

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．（10分）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池     B．电流传感器1

C．电流传感器2     D．滑动变阻器R（0—20Ω，2 A）

E．定值电阻R0（2000Ω）   F．开关和导线若干

某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图10（甲）所示的电路来完成实验。

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将________（选填“变大”或“变小”）。

（2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（3）若将图线的纵坐标改为________，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。

19．（14分）如图11所示，截面是直角梯形的物块静置于光滑水平地面上，其两个侧面恰好与两个固定在地面上的挡板X和Y相接触。图中AB高H=0.3m、AD长L=0.5m，斜面倾角θ=37°。可视为质点的小物块P（图中未画出）质量m=1kg，它与斜面的动摩擦因数μ可以通过更换斜面表面的材料进行调节，调节范围是0≤μ≤1。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）

（1）令μ=0，将P由D点静止释放，求小物块P落地时速度；

（2）令μ=0.5，将P由D点静止释放，求小物块P在斜面上运动时间；

（3）对于不同的μ，每次都在D点给小物块P一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面，求μ的取值在哪个范围内，挡板X始终受到压力的作用。

20．（16分）如图12所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ电阻不计，其间距为L，两导轨所构成平面与水平面成θ角。两根用长为d的细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，沿斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆静止。已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动。

（1）分析并说明cd在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；并求出其达到的最大速度vm；

（2）当cd杆速度v =时，求作用在ab杆上的外力F；

（3）若将细绳烧断时记为t=0，从此时刻起使磁场随时间变化，使abcd回路中无感应电流产生，求磁感应强度B随时间t变化关系（写出B与t的关系式）。

参考答案

1．C

解析：合力与分力、平均速度都是利用等效替代的思维建立起来的概念。故选C

2．D

解析：真空中的速度与光速相同的射线，应属于电磁波。在四个选项中，只有射线是电磁波。故选D

3．B

解析：恒星的寿命取决于它的质量，恒星质量越大寿命越短，质量越小寿命越大。故选B

4．A

解析：中子的质量数为1，电荷数为0。核反应方程遵循质量数和电荷数守恒。根据这两个守恒，通过简单的加减计算可求出每个反应式中X的质量数和电荷数，即选项A中，是中子；选项B中，是质子；选项C中，是电子；选项D中，是粒子。故选A

5．B

解析：波速由介质决定，所以波速是不变的。又由波长、波速、频率的关系可知随着频率的变小，波长增大。故选B

6．C

解析：车行进时不打滑，说明车轮边缘各点的线速度大小相等，由于两轮的半径不同所以A、B两点的角速度、周期、向心加速度大小都不相同。故选C

7．B

解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子无规则的撞击而产生的无规则运动，反映了液体分子无规则运动。故A错误；改变内能的方式有做功和热传递，所以从外界吸收能量，没有说明是否还对外做功，内能不一定增加。故C错误；两种方式在改变内能的效果上是相同的，但本质不同，做功是通过能量间的转化来实现内能的变化，热传递是通过能量的转移实现内能变化。故D错误。故选B

8．C

解析：产生感应电流的条件是闭合线圈内的磁通量发生变化，而a、b圆环中的磁通量始终为零，因此当导线中电流增大时，a、b圆环中磁通量没有变化，所以两环中没有感应电流产生。故选C

9．D

解析：通过左手定则判断通电导线所受磁场力的方向，并对通电导线进行受力分析，如图1所示。由平衡条件可知只有D图可能平衡。故选D

10．C

解析：一定质量的理想气体做等容变化，遵循查理定律。由查理定律可知温度每升高1℃，其压强就增加0℃时压强的1/273。由题意得0-t℃压强增加了（P-P0），所以每升高1℃，压强的增量ΔP的值为。故选C

11．D

解析：由于绳长和hA、hB的量值不确定，所以根据题设条件可能有如图2所示的（1）（2）（3）三种情况，图中GA、GB表示A、B两细绳的重心，由此可知克服两绳重力做功的大小是不能确定的。故选D

12．A

解析：由三个小球位于同一水平线上保持平衡，可以判断B、C为同种电荷，与A、B为异种电荷，所以把C球移走，A、B应相吸；因A、B两球所受的库仑力大小相等，由三力平衡条件可判断质量越大的偏离竖直方向越小。故选A

13．光电效应，正

解析：光照射金属板有电子逸出的现象称为光电效应现象，因为有电子逸出，所以锌板带正电；验电器与锌板通过导线相连，所以也带正电。

14．大于，大于

解析：由电场线分布的疏密反映了场强的大小，越密场强越大，所以a点场强大于b点场强；沿电场线的方向是电势降低的方向，所以可判断a点电势高于金属球表面电势，金属球表面电势高于b点电势，所以a点电势大于b点电势。

15．，

解析：由竖直上抛的对称性，可知从该点到上抛的最高点与上抛最高点下落到该点用时相等，均为T/2；所以v=gt=；s==。

16．保持不变，2

解析：由图像可知，AB的反向延长线过（-273,0）可判断由A→B过程为等容变化，所以体积保持不变。

由图像可知，B→C过程为等温变化，PB= 1.0atm，VB=3L，PC=1.5atm；根据玻意耳定律得PBVB=PCVC，解得VC=2L。             

17．mcotθ，小于

解析：由题意对b球受力分析可知，b球受重力mg和Ob绳竖直向上的拉力保持平衡，所以TOb=mg；a球受力如图3所示，由平衡条件和正弦定理可得：可解得M=mcotθ；

若从将b球拉至ob与杆垂直位置然后释放，a、b和绳组成的系统机械能守恒，当滑至原平衡位置时动能增大，势能减少。所以逆向可知从原平衡位置沿杆向上拉动b球至ob与杆垂直过程中，a、b两球的势能是增大的，所以可判断b球势能增大量大于a球势能减少量。因此在此过程中a球重力势能变化量的绝对值小于b球重力势能变化量的绝对值。

18．（1）变小  （2）2.96（士0.04）V；2Ω  （3）I1R0

解析：（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动，闭合回路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知总电流I增大，端电压U减小。电流传感器1的示数I1=U/R0，因此示数变小。

（2）闭合电路欧姆定律得：，在图中找到（0.1mA，1.4A）、（0.4mA，1.1A）两点将数据代入，联立方程组求解可得E=3V；r=2.00Ω。

（3）端电压U与流经电源的电流I，I2的数值远远大于I1的数值，可将I2的电流视为流经电源的电流，I1R0的值可视为端电压，所以I1R0--I1就是该电源的U-I特性曲线，图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。故纵坐标改为I1R0

19．解析：

（1）当μ=0时，P从D点释放到落地的过程中。只有重力做功，因此机械能守恒。可得，其中h=Lsin37°+H=0.5×0.6+0.3m=0.6m

解得：

（2）设μ=0.5时，P沿斜面下滑的加速度为a，受力如图4所示

 由牛顿第二定律得：mgsin37°-f=ma ；N=mgcos37°；又滑动摩檫力：f=N

 由以上式子可得：mgsin37°-μmgcos37°=ma

 解得：a=g（sin37°-μcos37°）=2m/s2

 P沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式

 得

（3）P在斜面上下滑过程中梯形物块受力如图5所示：

由平衡条件可得：F+Nsinθ=fcosθ

所以  F=μmgcosθcosθ-mgcosθsinθ

代入数据得：F=6.4μ- 4.8                       

挡板X受压力，则F>0，所以6.4μ-4.8>0，得μ>0.75  

所以μ的取值范围为0.75<μ<1

20．解析：

（1）cd杆沿斜面下滑过程中受到重力2mg，垂直于导轨的弹力N以及沿导轨向上的安培力F。当杆下滑速度为v时，回路中的感应电动势E=BLv，流过cd杆的电流I=BLv/2R。因此安培力F=BIL=

由牛顿第二定律得

cd杆静止释放后，沿导轨做加速运动，由上式可知，当速度v增大，加速度a减小。故做加速度逐渐减小的加速运动。当安培力与其重力沿斜面的分力相等时，cd杆下滑达到最大速度vm，故最后以vm的速度做匀速运动。

即     因此   

（2）cd杆速度v=时，回路中感应电流为：  

ab杆保持静止，有平衡条件可知：F = mgsinθ+BIL     

因此         

（3）abcd回路中无感应电流产生，cd杆只受重力和弹力，沿斜面做匀加速下滑，加速度a=gsinθ，经过时间t下滑距离为

abcd回路中无感应电流产生，即回路中磁通量没有变化，所以

即  BLd=BtL（d+x），  得：