2022届上海市中学高三下学期4月高考模拟试题物理（二）（word版含答案）

上海市中学2022届高三下学期4月高考模拟试题

物理（二）

1、某同学利用玻意耳定律，设计了测量小石块体积的实验方案，并按如下步骤进行了实验：

Ⅰ．将连接注射器的压强传感器、数据采集器以及计算机相连，如图所示，再将小石块装入注射器内；　

Ⅱ．缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度V1，从计算机上读取此时气体的压强p1；

Ⅲ．重复步骤Ⅱ若干次，记录每一次活塞所在位置的容积刻度Vn，并读取对应的气体压强pn；

Ⅳ．处理记录的数据，求出小石块体积．

试回答下列问题：

（1）实验过程中，除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的_________不变．

（2）设小石块的体积V0，任意两次测得的气体压强及体积为p1、V1和p2、V2，则上述物理量之间的关系式为_________．

（3）为了减小实验误差，实验数据通常采用作直线图线的方法来处理．横、纵坐标对应的物理量最佳的设置方法是：以_______为横轴、以_______为纵轴．

（4）指出实验中导致小石块体积误差的一个因素___________________________．

2、某小组设计了图（a）所示的装置验证机械能守恒定律（已知重力加速度为g）。

(1)所用传感器的名称是______；

(2)以下实验步骤中不必要的是______（填字母标号）

A．将小车从轨道上某处释放，测出经过两个传感器的速度v1和v2（轨道摩擦可忽略）

B．在轨道上安装两个传感器，测出它们的高度差h

C．连接DIS实验线路

D．测出小车的总质量m

(3)多次改变两个传感器的距离，测得h及对应的v1和v2，取，并作出△v2－h图象，如图（b）所示。实验中每次释放小车的位置______（选填“必须”或“不必”）相同；该图线的斜率k=______。

3、“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中R1为定值电阻，R为滑动变阻器。

（1）下列关于图（a）电路的说法中正确的有

（A）甲为电压传感器，R的作用是保护电路

（B）甲为电压传感器，R1的作用是保护电路

（C）乙为电压传感器，R的作用是保护电路

（D）乙为电压传感器，R1的作用是保护电路

（2）实验测得电池①的路端电压U与电流I的拟合曲线如图（b）中①图线所示，由此得到电池①的电源电动势E1=_______V，内阻r1=______Ω；

（3）改用电池②，重复上述实验方法，得到图（b）中的图线②。用阻值相同的两个定值电阻分别与电池①及电池②连接，两电池的输出功率相等，则这两个定值电阻的阻值为________Ω，电池①和电池②的效率η1______η2（选填“>”“=”或“<”）。

4、研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间），但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求：

（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；

（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少？

（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。

5、避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ（小角度）的斜面。一辆长L＝12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为v1＝23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动。当货物在车厢内滑动了s＝4m时，车头距制动坡床顶端d＝38m。再过一段时间，货车停止。已知空货车质量M是货物质量m的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数μ＝0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2。

（1）求货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；

（2）请画出当货物在车厢内滑动时货车的受力示意图，并求出货车此时的的加速度的大小和方向；

（3）求出制动坡床的长度。

6、如图所示，将一质量为m的带电小球A，用长为l的绝缘细线系在O点。在O点的正下方用绝缘柄固定一带电小球B（两球均可看成点电荷）。当细线与竖直方向夹角为θ时，球A静止，此时A，B两球处于同一高度。已知B球带正电，带电量为qB，静电力常数为k，重力加速度为g。

（1）判断A球的电性，并画出其受力示意图；

（2）求A球所受的库仑力F；

（3）求A球所带电量qA；

（4）若支持B球的绝缘柄漏电，在B球电荷量缓慢减少的过程中，发现θ逐渐减小，那么该过程中细线的拉力如何变化？请说明原因。

7、如图所示，间距为d、倾角为α的两根光滑足够长的金属导轨间，有一竖直向上的匀强磁场，导轨上放有质量为m的金属棒MN，接触良好。在与导轨连接的电路中，变阻器的总电阻为R，定值电阻阻值为2R，导轨和金属棒电阻不计。电源正负极未画出，电动势为E，内阻r为，当滑片P处于中央位置时，金属棒恰静止在导轨上，重力加速度未g。求：

（1）金属棒MN中电流大小和方向；

（2）匀强磁场的磁感应强度B；

（3）移动滑片P，金属棒将如何运动？请简述理由。

8、如图所示，长s的粗糙水平面AB与足够高的光滑曲面BC平滑连接，一质量m的小物块静止于A点，对小物块施加与水平方向成θ角、大小为F的恒力，当小物块到达曲面底端B点时撤去F，小物块与水平面间的动摩擦因数为μ。

（1）求小物块在水平面AB上运动时的加速度a；

（2）求小物块在曲面BC上能到达的最大高度h；

（3）当恒力F满足什么条件时，小物块能回到A点（F与m、θ、μ的关系）?

9、一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下，然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动，直到停止。小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ，下表给出了不同时刻小物块的速率。g取10m/s2，求小物块

（1）在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2；

（2）与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α；

（3）滑到斜面底端时的速率v1；

（4）损失的机械能。

10、如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初始温度相等，且体积VA＞VB。

（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？

某同学解答如下：

设两部分气体压强不变，由，…，，…，所以水银柱将向下移动。

上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。

（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。

11、如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，其方向垂直于倾角θ为300的斜面向上。绝缘斜面上固定有“Λ”形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为2.5m。MN连线水平,长为3m。以MN的中点O为原点、OP为x轴建立一坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m，质量m为1kg，电阻R为0.3Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定的速度v=1m/s在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）。g取10m/s2。

（1）求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m电势差UCD；

（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F-x关系图象；

（3）求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。

12、如图a所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图b中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明U - I图像与两坐标轴交点的物理意义。

（2）a．请在图b画好的U - I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；

b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

13、如图，固定的水平光滑平行轨道左端接有一个R=2Ω的定值电阻，右端与竖直面内的圆弧形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接于N、N′点，两圆弧轨道的半径均为r=0.5m，水平轨道间距L=1m，矩形MNN′M′区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，宽度d=1m。质量m=0.2kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒ab从水平轨道上距磁场左边界s处，在水平恒力F的作用下由静止开始运动。若导体棒运动过程中始终与轨道垂直并接触良好，进入磁场后做匀速运动，当运动至NN′时撤去F，导体棒能运动到的最高点距水平轨道的高度h=1.25m。空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）力F的大小及s的大小；

（2）若其他条件不变，导体棒运动至MM′时撤去F，导体棒运动到NN′时速度为m/s。

①请分析导体棒在磁场中的运动情况；

②将圆弧轨道补为光滑半圆弧轨道，请分析说明导体棒能否运动到半圆轨道最高点；

③求导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻R上产生的焦耳热。

答案

1、（1）温度

（2）p1（V1- V0）=p2（V2- V0）

（3）V、1/p（次序颠倒也可以）

（4）注射器连接压强传感器之间的软管有体积等

2、(1). 光电门传感器    (2). D    (3). 不必    (4). 2g

3、（1）D     （2）6.0，2.4     （3）1.6，<

4、（1）a=8m/s2     t=2.5s  （2）    （3）

5、（1）5m/s2，方向沿制动坡床向下；

（2）货车的受力示意图如图所示，货车的加速度大小为5.5m/s2，方向方向沿制动坡床向下；

（3）制动坡床的长度为98m。

6、（1）小球A带正电；

（2）库仑力大小为

（3）A的电荷量为；

（4）拉力不变。

7、（1）金属棒MN中电流大小为，方向从N到M。

（2）匀强磁场的磁感应强度为。

（3）如果向右移动滑片P，金属棒将沿斜面向下运动，最后匀速运动；如果向左移动滑片P，金属棒将沿斜面向上运动，最后匀速运动。

8、（1） （2） （3）

9、（1）；（2）0.5；（3）5.0m/s（4）2.0J

10、（1）不正确。水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不变，由压强变化判断移动方向。设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得

因为，pA<pB，可知，所示水银柱向上移动。

（2）

11、（1）（1）1.5V  -0.6V  （2） 如图 （3）7.5J

12、U - I图像如答图所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。

（2）a．如答图所示。

b．电源输出的电功率

当外电路电阻R = r时，电源输出的电功率最大，为：

（3）电动势定义式 

根据能量守恒，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即：

13、（1）F=2N ，s=1.25m       

（2）①导体棒做加速度减小的减速运动。    

②导体棒在半圆弧轨道上运动时满足机械能守恒定律，假设导体棒能运动到半圆弧最高点，速度为v2，有     解得v2=0 

而导体棒能到半圆弧最高点，要求弹力N≥0  即  m/s

故，导体棒不能到达半圆弧最高点。      

 ③