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 十四 解析版

这是一份上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 十四 解析版，共11页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。

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，第三部分为综台题。
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．单项选择题（共40分，1至8题每小题3分，9至12题每小题4分。每小题只有一个正确选项）
1．在建立下列物理概念时，用到“等效替代”方法的是 ( )
A．电场强度B．理想气体 C．质点 D．平均速度
2．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 ( )
A．锌板带负电
B．有正离子从锌板逸出
C．有电子从锌板逸出
D．锌板会吸附空气中的正离子
3． 下列有关物理学家和他们的贡献叙述正确的是 ( )．
A．伽利略最早指出力是维持物体运动的原因
B．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律并测出了静电力常量
D．法拉第通过油滴实验测定了元电荷的数值
4．电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此 ( )
A．电动势是一种非静电力
B．电动势越大，表明电源储存的电能越多
C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压
5．某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v—t图象如图1．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是 ( )
A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
图1
D．在t3～t4时间内，虚线反映的是非匀速直线运动
6．eq \\al(235, 92)U经过m次α衰变和n次β衰变，变成eq \\al(207, 82)Pb，则 ( )
A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18
7．如图2甲所示是理想气体经历的两个状态变化的p－T图象，其中曲线为双曲线，对应的p－V图象应是图2乙中的 ( )
图2乙
图2甲
8．如图3所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
图3
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
9.如图4所示,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是 ( )
图4
10．两带电荷量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，在图5的四个图像中，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图像是 ( )
图5
11.如图6所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大 B.F1不变,F2变小
图6
C.F1变大,F2变大 D.F1变小,F2变小
12.如图7所示,带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转30圈。在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿( )
A.顺时针旋转31圈
B.逆时针旋转31圈
C.顺时针旋转1圈
D.逆时针旋转1圈
图7
二．填空题（共20分）
13． 某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量为m，则阿伏加德罗常数为NA可表示为 ________或 ________
14．有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T 2－L图象，如图9甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图9乙所示)，由图可知，两单摆的摆长之比eq \f(La,Lb)＝________．
图9
15．如图10所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的带正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为-2×103V，则微粒运动轨迹是虚线______ （填“1”或“2”），B点的电势为_________V．
图10
16．一物体在一个水平拉力作用下在粗糙水平面上沿水平方向运动的v－t图象如图11甲所示，水平拉力的P－t图象如图11乙所示，g=10m/s2，图中各量的单位均为国际制单位。若此水平拉力在6s内对物体所做的功相当于一个恒定力F′沿物体位移方向所做的功，则F′=_______，物体与水平面间的动摩擦因数为_________．
图11
17．在如图12 (a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图12(b)所示．则电源的最大输出功率为________ W，滑动变阻器R2的最大功率为________ W
．
图12
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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图13甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
图13

(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____．
(2)本实验采用的科学方法是________．
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
(3)实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是______和______；
②遗漏的内容分别是_______________________和______________________．
19．（14分）如图14甲所示，一边长为L=2.5m、质量为m=0.5kg，电阻为4Ω的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B=0.8T的有界匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平向左的力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图14乙所示，在金属线框被拉出的过程中：
⑴求通过线框导线截面的电量；
⑵写出水平力F随时间变化的表达式；
⑶已知在这5s内力F做功为1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
M
N
B
甲
乙
O
I/A
t/s
1
2
3
6
4
5
0.2
0.4
0.6
图14
20．（16分）如图15所示，滑雪运动中，滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关，当滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者从倾角θ=370的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示，不计空气阻力，坡长L=26m，
取g=10m/s2，sin370=0.6，cs370=0.8，求：
⑴滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；
⑵滑雪者到达B处的速度；
图15
⑶在图15中画出滑雪者速度大小为10m/s时的受力示意图，并求出此时的加速度的大小。
参考答案
1.D解析：等效替代方法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法．即两概念对比，产生的某种效果相同，才是等效替代法．此题中，电场强度采用比值定义法.故A错误；理想气体和质点,采用理想化模型的方法, B、C错误；平均速度是用匀速运动替代变速运动的方法．故选D．
2.C 解析：锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板上有光电子飞出，所以锌板带正电，A、B错误；C正确；锌板带正电，与空气中的正离子排斥，不会吸附空气中的正离子，D错误．故选C．
3.C解析：解析 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，选项B错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律并测出了静电力常量，选项C正确；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，选项D错误．故选C
4.C 解析：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，A错误；电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，B错误，C正确；电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，D错误．故选C．
5.B 解析：速度—时间图象中图线的切线斜率表示加速度，在t1时刻，虚线的斜率要比实线小，意味着虚线反映的加速度要比实线小，A错误；在0～t1时间内，虚线段对应的面积大，即位移大，所以平均速度大，B正确；在t1～t2时间内，虚线段对应的面积小，故位移也要比实线计算的小，C错误．在t3～t4时间内，虚线是水平的，速度不变，自行车做匀速直线运动，D错误．故选B．
6.D 解析：先写出核反应方程：eq \\al(235, 92)U→eq \\al(207, 82)Pb＋meq \\al(4,2)He＋neq \\al( 0,－1)e，根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程235＝207＋4m；92＝82＋2m－n．解得m＝7，n＝4，A、C、D错误，故选D
方法二
原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1．比较两种原子核，质量数减少28，即发生了α衰变的次数：m=28/4=7；电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了β衰变次数：n=m×2-（92-82）=4，故选B
7.C 解析：在p－T图象中AB过原点，所以A→B为等容过程，体积不变，图线应与V轴平行，A、B错误；而从A到B气体的压强增大，C正确；D错误；又B→C为等温过程，压强减小，体积增大，符合玻意耳定律．故选C.
图1
图2
8.C 解析：根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向,如图,再根据左手定则判断电流受安培力方向,如图1；根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向右下方,如图2，选取磁铁为研究的对象,磁铁始终静止,根据平衡条件,可以知道通电后支持力变大,静摩擦力变大,方向向左. A、B、D错误；C正确. 故选C．
9.C 解析：由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称,A、B错误；t=0时刻波源沿y轴正向开始振动,经过0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y轴负向振动,C正确；D错误．故选C
图3
10.A 解析：越靠近两电荷的地方场强越大，两等量异种点电荷连线的中点处场强最小，但不是零，B、D错误；两电荷的电荷量大小相等，场强大小关于中点对称分布，方向均相同.C错误；故选A.
11.A 解析：由于木板始终处于静止状态,因此木板所受合力为零, C、D错误；对木板进行受力分析如图3所示,由平衡条件得:2F2csθ=G,当轻绳被剪短后,θ增大,csθ减小,则F2增大, A正确,B错误．故选A.
12.D 解析：频闪光源间隔s闪一次,在这段时间内圆盘顺时针转动圈,视觉效果是逆时针“转动”圈,所以在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿逆时针旋转1圈。A、B、C错误；D正确. 故选D．
13. ，
解析：因为NA个分子的质量为摩尔质量为M，一个分子的质量为m，所以，故可表示为；由于气体的摩尔质量为，摩尔体积V，密度ρ之间的关系为，故可表示为。
14. B，eq \f(4,9)
解析：由T＝2πeq \r(\f(L,g)) ，可得T 2＝eq \f(4π2L,g) ，图像斜率k＝eq \f(4π2,g) ,知T 2—L图象的斜率越大,则重力加速度越小,因为南京当地的重力加速度小于北京,去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小,应该是B图线.又由图乙可知eq \f(La,Lb)＝(eq \f(Ta,Tb))2＝eq \f(4,9)．
15.2，1.8×104
解析：电荷从A点运动到B点时动能减少，则电场力做负功，故电场力方向沿电场线向左，又电场力指向轨迹的内侧，则判断出来微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示；根据能量守恒得，qUAB=△Ek，得到UAB=eq \f(△Ek, q)=-2×104V．由UAB=φA-φB得， B点的电势φB=φA-UAB=-2×103-（-2×104）V=1.8×104V．
16.eq \f(15,13)N ，0.6
解析：由图11甲知图线与时间轴所围面积表示位移，故物体在6s内发生的位移为x=eq \f(1,2)×2×6m＋2×6m＋eq \f(1,2)×(2＋6)×2m=26m
由图11乙知图线与时间轴所围面积表示拉力做功，故物体在6s内水平拉力所做的功为W=eq \f(1,2)×2×9J＋2×6J＋eq \f(1,2)×(3＋6)×2J=30J
而恒力F′做功W=F′·x，代入数值得F′=eq \f(15,13)N
由图11甲知物体在0到2s内做匀加速直线运动时的加速度大小为
a=eq \f(Δv,Δt)=3m/s2
由P=Fv及图甲知匀加速过程中水平拉力F = eq \f(9,6) N=1.5N
由图11甲知物体在2到4s内做匀速直线运动，摩擦阻力为f=eq \f(6,6)N=1N
由牛顿第二定律知F－f=ma，代入数值得m=eq \f(1,6)kg而f=μmg，所以：μ=0.6
17. 1.8 W，0.9 W
解析：当R2的滑动头P滑到最左端时，电压表V2的示数为0，可知图线甲是V2示数随电流变化的图线．由两图线得U1＋U2＝5 V≠U1′＋U2′＝3 V，可知电源有内阻，R1＝eq \f(U1,I1)＝5Ω，R2m＝eq \f(U2,I1)＝eq \f(4,0.2)＝20Ω.由闭合电路欧姆定律I＝eq \f(E,R＋r)得0.2＝eq \f(E,5＋20＋r)，0.6＝eq \f(E,5＋r) 解得E＝6 V，r＝5Ω.当R2＝0时，因R1＝r电源有最大输出功率Pm＝eq \f(E2,4r)＝1.8 W，把R1等效成电源内阻，则当R2＝R1＋r时，R2上有最大功率P2m＝eq \f(E2,4（R1＋r）)＝0.9W
18.(1)F′，(2)B，(3)①C，E ②C中应加上“记下两条细绳的方向”，E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”
解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点，使节点O在二力作用下平衡，故拉力一定沿AO方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.
(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确．
(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.
②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.
19. 解析：（1）由I-t图象知图线与时间轴所围面积表示电量，可得：

（2）

由图象的斜率可得：




（3）
根据能量守恒定律：

20. 解析：⑴在AB段：速度小于4m/s时：
N1
G
f2
N2
G
f1
图4
a1=gsin370-μ1gcs370=10×0.6-0.25×10×0.8=4m/s2t1=v/a1=4/4=1s
⑵s1= eq \f(1,2)a1t12= eq \f(1,2)×4×12=2m
速度大于4m/s时：
a2=gsin370-μ2gcs370=10×0.6-0.125×10×0.8=5m/s2
s1=L-s1=26-2=24m
vB= eq \r(v2+2a2s2) = eq \r(42+2×5×24) = 16 m/s
⑶受力分析如图4
当速度等于10m/s时动摩擦因素为0.125，分别在AB段与BC段两处，在AB段时加速度为：
a2=gsin370-μ2gcs370=10×0.6-0.125×10×0.8=5m/s2
在BC段时加速度为：a3=-μg = -0.125×10 = -1.25 m/s2