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 ʮһ 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（十一）

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．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，图1中正确反映实验结果的是（       ）

2．红光和紫光通过单缝获得衍射图样，如图2所示图样中反映红光的衍射图样的是（       ）

3．根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)（       ）

A．       B．       C．        D．

4．水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动，振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2, 则（       ）

 A．v1=2v2       B．2v1=v2       C．      D．v1=v2

5．当分子间的作用力表现为引力时，若分子间距离增大，则（       ）

A．分子力一定减小     B．分子力一定增大  

C．分子势能一定减小   D．分子势能一定增大

6．从地面以相同的初动能竖直上抛两个物体，它们的质量分别为m1和m2，且m1>m2，不计空气阻力，它们上升的最大高度分别为h1和h2，它们的最大重力势能分别为Ep1、Ep2（以地面为零势面），则（       ）

A．Ep1＞Ep2      B．Ep1＝Ep2         C．h1＝h2       D．h1＞h2

7．如图3所示为一定质量的理想气体状态变化过程的P－t图像，直线ab通过坐标原点，Va、Vb表示在状态a、b的气体体积，则根据图像可以判定 （       ）

A．Va=Vb     B．Va>Vb   

C．Va<Vb      D．无法判断

8．如图4所示，“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动，且滑行的距离和牵引力都相同，则（       ）

A．携带的弹药越多，加速度越大

B．携带的弹药越多，牵引力做功越多

C．携带的弹药越多，滑行的时间越长

D．携带的弹药越多，获得的起飞速度越大

9．一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为，某一时刻的波形图如图5所示，在该时刻某质点的坐标为（，0），经过四分之一周期后，该质点坐标为（        ）

A．（，0）   B．（，A） 

C．（，-A）     D．（，-A）

10．如图6所示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。则下列说法中正确的是（        ）

A．A环与滑杆间没有摩擦力       

B．B环与滑杆间没有摩擦力

C．A环做匀速运动      

D．B环做匀加速运动

11．电源的电动势和内电阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下面说法不正确的是 （       ）

A．路端电压一定逐渐变小   

B．电源的输出功率一定逐渐减小
C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大  

D．电源的输出电流一定变大

12．水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（       ）

A．摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力

B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力

C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力

D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力

二、填空题（共20分）

13．上海的交通线路上使用“非接触式IC卡”，应用了电磁感应原理。电磁感应现象的最早发现者是____________，产生感应电流的条件是_______________________________。

14．如图8所示，一根足够长的轻绳绕在半径为R的定滑轮上，绳的下端挂一质量为m的物体。物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t定滑轮的角速度为ω，此时物体的速度大小为________，物体对绳的拉力大小为________。

15．以20m/s的初速度竖直上抛一小球，不计空气阻力，经过时间t=__________s，小球速度大小变为10m/s，此过程小球的位移大小s=_____________m。（g取10m/s2）

16．真空中间距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点，在它们连线上各点的电场强度E随x变化的关系如图9，则点电荷M、N为__________（选填“同种”或“异种”）电荷，点电荷M、N所带电荷量之比为_____________。

17．由某种材料制成的电器元件接在电路中时，通过的电流I与两端电压U的关系如图10所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为_______A。若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为_________W。

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DIS描绘电场等势线的实验，实验装置如图11-1所示

（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了两个_______________产生的_________。

（2）在安装实验装置时，正确的做法是（     ）

A．在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸

B．导电纸有导电物质的一面应该向上

C．连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘

D．连接电极a、b的电源电压为交流4-6V

（3）如图11-2所示为实验的示意图，在a、b、c、d、e五个基准点中，若将电压传感器的两个探针分别接触图中的b、f两点（c为AB的中点，b、f连线和A、B连线垂直），显示出b、f两点的电势差大于零，则传感器的“+”接线柱接在________点，此时若要采集到电势差为零，则应将接f的探针________（填“向左”或“向右”）移动．

19．（14分）斜面ABC中AB段粗糙，BC段长为1.6m且光滑，如图12（a）所示。质量为1kg的小物块以初速度v0=12m/s沿斜面向上滑行，到达C处速度恰好为零，小物块沿斜面上滑的v-t图像如图12（b）所示，且在AB段的加速度是BC段加速度的两倍（vB，t0未知，g取10m/s2），求：

 （1）小物块沿斜面向上滑行通过B点处的速度vB；

 （2）斜面AB段的长度；

 （3）小物块沿斜面向下滑行通过BA段的时间。

20．（16分）如图，两根电阻不计、平行光滑金属导轨相距L＝0.5m水平放置，一端与阻值R＝0.3Ω的电阻相连。导轨x＞0一侧存在沿x方向变化的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝1T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中速度v与位移x满足关系，且通过电阻的电流强度保持不变。求：

（1）金属棒运动时，通过电阻R的电流强度；

（2）导轨x＞0一侧磁感应强度Bx随x变化关系；

（3）金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中电阻R上产生的热量。

参考答案

1．D

解析：α粒子轰击金箔后，少数粒子发生了较大角度的偏转，个别粒子偏转超过了90°，甚至反弹，故选D

2．C

解析：单缝衍射的图样是中间宽，两边窄的条纹，由于红光的波长比紫光长，所以红光衍射条纹的宽度要大于紫光衍射条纹的宽度。故选C

3．A

解析：由爱因斯坦的光子说得E=hν，又波长、波速、频率关系为，因此。故选A

4．B

解析：因为简谐振动的周期与振幅无关，所以水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动，其周期均为T，因此振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度与振幅成正比，即v1：v2=1:2。故选B

5．D

解析：如图1所示为分子引力，分子斥力，分子力随分子间距离变化的关系图线，由此可见当分子间的作用力表现为引力时，若分子间距离增大分子力可能增大。可能减少；此过程中分子力做负功，因此分子势能一定增加。故选D

6．B

解析：不计空气阻力，小球上升过程中动能转化为势能，机械能守恒。到最大高度处，动能全部转化为势能，由于初动能相同，所以Ep1＝Ep2；由于m1＞m2，可判断h1<h2。故选B

7．B

解析：如图2所示，Pa与Pb为等容线，斜率越小说明体积越大，故可判断Va>Vb。故选B

8．C

解析：携带的弹药越多，即质量越大，牵引力一定，质量越大加速度a越小；滑行距离L相同，加速度a越小，滑行时间由运动学公式，可知滑行时间越长，获得的起飞速度由运动学公式，可知获得的起飞速度越小，所以A、D错误，C正确；牵引力和滑行距离相同，则牵引力做功相同，所以B错误。故选C

9．C

解析：介质中质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，所以经过1/4周期，其横坐标仍为λ；又横波x轴正方向传播，可判断该时刻质点的振动方向向下，所以经过1/4周期，其纵坐标为-A。故选C

10．A

解析：对C球受重力和绳的拉力，加速度方向沿滑杆向下，由牛顿第二定律可得其加速度a=gsinθ，A、C加速度相同，将A、C视为整体分析可得A环与滑杆间没有摩擦力；对D球受重力和绳的拉力，可判断其处于平衡状态，B、D运动状态相同，所以B环与滑杆间存在摩擦力。故选A

11．B

解析：外电路电阻减小，回路中电流I越大。所以由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知端电压减小；由内部消耗功率Pr=I2r可知内部消耗的电功率变大，所以A、C、D均正确。由电源的输出功率P=IE-I2r可知是非单调函数，所以B不正确。故选B

12．C

解析：通过左手定则可判断通电导线在条形磁铁左侧时受磁场力为向左上方，此时磁铁受到的磁场力为向右下方，磁铁静止有平衡条件可知桌面对其弹力大于重力，静摩擦力向左；同理可判断通电导线在条形磁铁右时，桌面对磁铁弹力大于重力，静摩擦力向右。故选C

13．法拉第，穿过闭合线圈的磁通量发生变化

14．，

解析：物体运动的速度大小等于定滑轮边缘的线速度，所以v=；物体做初速度为零的匀加速直线运动v=at，可得出。物体受重力mg和拉力F作用，由牛顿第二定律得mg-F=ma可求出F=m（g-a）=。

15．1或3，15

解析：以初速度的方向为正方向，小球速度大小变为10m/s，其方向可能向上，也可能向下，故时间或；由公式得位移

16．同种；4:1

解析：由图像可知在x=2a处场强为零，即两点电荷在该处产生的场强大小相等方向相反，可判断两点电荷为同种电荷；设两点电荷电量为QM和QN，由两点电荷在x=2a处场强大小相等可得，解得QM：QN=4：1

17．1A，1.5W

解析：将该电器元件与E=8V，r=4Ω连接，由闭合电路欧姆定律U=E-Ir，可得U=8-4r，可在图3中画出直线1与U-I曲线交于（1A，4V），所以通过该元件的电流为1A；

将两个这样的元件并联接入该电源时，由闭合电路欧姆定律U=E-2Ir，可得U=8-8r，可在图3中画出直线2与U-I曲线交于（0.75A，2V）

18．（1）等量异种电荷；静电场 （2）B  （3）b；向左

解析：（1）该实验是模拟实验，通过稳定电流的分布模拟点电荷产生的电场。

（2）在一块平整木板上依次铺放的顺序是白纸、复写纸、导电纸，故A错误；连接电极的电源应为低压的直流电源，故D错误；电极a、b必须与导电物质有良好的导通，故C错误。所以只有B正确。

（3）由实验的示意图可知，A接电源正极，在该处放置了正的点电荷，B接电源负极，在该处放置了负的点电荷。由两个等量异种电荷产生电场的电势分布可知b点电势高于f点电势，所以传感器的“+”接线柱接在b点；向左移动探针其接触点的电势升高，才能使得电势差为零，故探针应向左移动。

19．解析：

（1）由v-t图像可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度vA=12m/s，

又由题意可知aAB=2aBC可得：，解得vB=4m/s           

（2）在上滑AB段有， ；在上滑BC段有，

由上两式解得：，即  ；

解得：sAB=6.4m           

（3）BC段光滑，只受重力和弹力，由牛顿第二定律mgsinθ = maBC得aBC=gsinθ；

由题意可知aAB=2aBC=2gsinθ；

AB段上滑时，受重力、弹力和沿斜面向下的摩擦力，

由牛顿运动定律：f+mgsinθ = maAB，解得f=mgsinθ；

下滑通过BA段时，受重力、弹力和沿斜面向上的摩擦力，因为f=mgsinθ，所以可判断小物块做匀速运动，其速度为vB=4m/s；

故  

20．解析：

（1）金属棒在运动过程中通过电阻的电流： 

（2）由通过电阻的电流保持不变，可知金属棒切割磁感线产生的感应电动势始终相等，所以B0Lv0=BxLvx，     解得：

（3）金属棒在x处所受安培力的大小：F=BxIL=（x+1）IL=1.25＋1.25x

     由于安培力与x成线性变化，所以在x=0到x=2m过程中克服安培力做功：

克服安培力做功等于在此过程中回路中产生的热量 Q=W=5J 

因此 电阻R上产生的热量：