2022届上海市七宝中学高三（下）模拟考试物理试题含解析

七宝中学高三物理模拟考试卷

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. 在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A. 法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究

B. 安培坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应，突破了对电与磁认识的局限性

C. 英国物理学家卡文迪许利用扭秤首先较准确地测定了静电力常量

D. 卡文迪许发现了变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可产生磁场

【答案】A

【解析】

【详解】A. 法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，A正确；

B. 奥斯特坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应，突破了对电与磁认识的局限性，B错误；

C. 静电力常量不是卡文迪许测量的也不是库伦测量的，而是麦克斯韦方程组理论推导出的，C错误；

D. 麦克斯韦发现了变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可产生磁场，D错误。

故选A。

2. 关于振动和波，下列说法正确的是（　　）

A. 做简谐运动质点，经过同一位置时速度必相同

B. 由单摆的振动规律可知，各类摆的振动周期都与摆的质量和振幅均无关

C. 各种波均会发生干涉和衍射现象，它是波特有的现象

D. 声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．速度时矢量，质点做简谐振动连续两次经过同一点时，速度大小相等，方向相反，故A错误；

B．单摆的周期公式为

所以，单摆的周期与质量、振幅无关，故B正确；

C．干涉和衍射是波特有的现象，但只有两个振动方向相同，频率相同，相位差恒定的波才能发生干涉现象，一切波都能发生衍射，故C选项错误；

D．声波传播过程中，质点在平衡位置附近振动，运动速度不等于波的传播速度，故D错误。

故选B。

3. 关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）

A. 一定质量的的冰融化为的水时，分子势能减小

B. 热量可以从低温物体传向高温物体，能够说明宏观过程的方向性

C. 通电时电阻发热，它的内能增加是通过热传递方式实现的

D. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关

【答案】D

【解析】

【详解】A．一定质量的的冰融化为的水时，需要吸收热量，融化过程中温度不变，平均动能不变，动能不变，内能增加，分子势能增加，A错误；

B．热量可以自发的从高温物体传向低温物体，不能自发的从低温物体传向高温物体，能够说明与热有关的宏观过程具有方向性，B错误；

C．通电时电阻发热，它的内能增加是通过电流做功方式实现的，C错误；

D．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，占比越大，温度越高，D正确。

故选D。

4. 在某次升降机竖直舱送高空作业人员的过程中，其高度h随时间t变化关系的图象如图所示，则有关该人员的说法正确的是（　　）

A. 前的平均速度大于

B. 前的平均速度大小为

C. 前处于超重状态

D 处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据图像分析可得前下降的高度为16m-10m=6m

前的平均速度等于，A错误；

B．根据图像分析可得

前的平均速度大小为，B正确；

C．图像分析可得，斜率表示速度，前速度在增大，升降机在向下加速，处于失重状态，C错误；

D．，速度在减小，升降机在向下减速，处于超重状态，D错误．

故选B。

5. 如图所示，同一竖直面内有上下两条用相同材料做成的水平轨道MN、PQ，两个完全相同的物块A、B放置在两轨道上，A在B的正上方，A、B之间用一根细线相连，在细线中点O施加拉力，使A、B一起向右做匀速直线运动，则拉力的方向是（图中②表示水平方向）

A. 沿①②③方向都可以

B. 沿①方向

C. 沿②方向

D. 沿③方向

【答案】D

【解析】

【详解】因为两个物体都是做匀速直线运动，所以都处于平衡状态，对于A来说

对于B来说

所以，故沿③方向

故选D。

6. 两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管ab和bc连接在一起，且在b处相切，固定于水平面上．一小球从a端以某一初速度进入圆管，并从c端离开圆管．则小球由圆管ab进入圆管bc后

A. 线速度变小

B. 角速度变大

C. 向心加速度变小

D. 小球对管壁的压力变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球由圆管ab进入圆管bc后线速度大小不变，A错误；

B．根据角速度与线速度的关系可知，线速度不变，轨道半径增大，所以小球的角速度减小．故B错误；

C．根据向心力的表达式，线速度不变，轨道半径增大，所以小球的向心力减小，则向心加速度也减小，故C正确；

D．小球需要的向心力减小，则轨道对小球的沿水平方向的支持力减小，根据牛顿第三定律可知，小球对管壁的压力减小，故D错误．

故选C。

7. 直线mn是某电场中的一条电场线，方向如图所示．一带正电的粒子只在电场力的作用下由a点运动到b点，轨迹为一抛物线，分别为a、b两点的电势．下列说法中正确的是

A. 可能有

B. 该电场可能为点电荷产生电场

C. 带电粒子在b点的动能一定大于在a点的动能

D. 带电粒子由a运动到b的过程中电势能一定一直减小

【答案】C

【解析】

【详解】根据粒子做曲线运动过程中，受到的合力指向轨迹内侧，并且粒子带正电，受到的电场力方向和电场线方向相同，故可知粒子的运动轨迹有图中1、2所示两种情况，有图线2可知电场力一直做正功，电势能一直减小，动能增大，电势减小，由图线1可知电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，故一定有，带电粒子在b点的动能一定大于在a点的动能，AD错误C正确；因为轨迹是抛物线，所以要求受力恒定，故不可能是点电荷形成的电场，B错误；

8. 如图所示，水平传送带匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性挡杆。在时刻，将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失。则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动的图像可能是（     ）

A.  B.

C.  D.

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】AB．工件与弹性挡杆发生碰撞后，其速度的方向改变，应取负值，故AB错误；

CD．工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变，所以两过程中加速度大小不变，工件运动至与弹性挡杆碰撞前，可能做匀加速直线运动，也可能与传送带一起做匀速直线运动，故CD正确。

故选CD。

9. 如右图所示，图象表示某物体所受的合外力F随时间的变化关系，t＝0时物体的初速度为零，则下列说法错误的是（  ）

A. 前4s内物体的速度变化量为零

B. 前4s内物体的位移为零

C. 物体在0～2s内的位移大于2～4s内的位移

D. 0～2s内F所做的功等于2～4s内物体克服F所做的功

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据

知，图象与时间轴所围的面积大小表示F的冲量，则知前4s内F的冲量为

根据动量定理知，前4s内物体的速度变化量

故A正确．

BC．t=0时物体的初速度为零，前2s内F的方向与物体的运动方向相同，物体一直做加速运动，后2s内F的方向与物体的运动方向相反，物体做减速运动，而且t=4s时物体的速度也为零，物体做单向直线运动，所以前4s内物体的位移不为零．作出图象如图所示

根据图象与t轴所围的面积大小表示位移，可知，物体在0～2s内的位移大于2～4s内的位移，故C正确，B错误；

D．设物体的质量为m，最大速度为v．由动能定理得：0～2s内F所做的功为

2～4s内F所做的功为

即物体克服F所做的功为mv2，所以0～2s内F所做的功等于2～4s内物体克服F所做的功，故D正确。

本题选择错误的选项，故选B。

10. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时刻，波刚好传播到处，如图所示，在处有一接收器（图中未画出），则下列说法错误的是（　　）

A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向

B. 从开始经，处质点运动的路程为

C. 接收器在时才能接收到此波

D. 若该波与另一列频率为沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据波的图像可知，波前端质点的起振方向向下，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，A正确；

B．周期为

0.15s为1.5个周期，则质点的运动路程为

B正确；

C．接收器接收到此波的时间为

C错误；

D．两列波的频率不同，故不能够产生稳定的干涉图样，D正确。

故选C。

11. 如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻，定值电阻。当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。以下说法中错误的是（　　）

A. 电阻可能分别为

B. 电阻可能分别为

C. 电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数

D. 电键K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由题，电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则有

将

代入方程成立，将

代入方程不成立，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；

C．电键K断开时外电路总电阻大于K闭合时外电路总电阻，则电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数，故C正确，不符合题意.；

D．根据闭合电路欧姆定律得

则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为

故D正确，不符合题意。

故选B。

12. 如图所示，均匀导体围成等腰闭合三角形线圈abc，底边与匀强磁场的边界平行，磁场的宽度大于三角形的高度。线圈从磁场上方某一高度处由静止开始竖直下落，穿过该磁场区域，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）

A. 线圈进磁场的过程中，可能做匀速直线运动

B. 线圈底边进、出磁场时，线圈的加速度必定相同

C. 线圈底边进、出磁场时，线圈所受安培力可能大小相等、方向不同

D. 线圈出磁场的过程中，可能做先减速后加速的直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．线圈进磁场的过程中，因为有效切割长度越来越小，安培力会越来越小，不可能匀速运动，故A错误；

B．从ab边刚进磁场到ab边刚出磁场的过程中，若重力做的功不等于克服安培力所做的功，由动能定理可知，ab边刚进磁场时速度不等于ab边刚出磁场的速度，即两位置线圈所受安培力不相同，加速度不相同，故B错误；

C．线圈底边进、出磁场时，线圈所受安培力方向都是向上的，故C错误；

D．线圈出磁场的过程中，安培力逐渐减小，重力不变，故可能先减速后加速，故D正确。

故选D。

二、填空题（共20分）

13. 电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的___________（选填“过程”、“快慢”或“本领）的物理量，其定义为___________力做功与___________的比值；用国际单位制的基本单位表示电动势的单位应为___________（用字母符号表示）。

【答案】    ①. 本领    ②. 非静电    ③. 电荷量    ④. V

【解析】

【详解】[1]电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领。

[2][3]电源的电动势的定义为即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势。

[4]用国际单位制的基本单位表示电动势的单位应为V。

14. 如图所示，在竖直平面的固定光滑圆轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力F和轨道对小环的作用的大小变化情况分别为：F____，____（均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”等）。

【答案】    ①. 减小    ②. 不变

【解析】

【详解】[1][2]小球沿圆环缓慢上移可看作是匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G、F、三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如图所示。

由图可知△OAB与△GFA相似，根据相似三角形关系可得

等式为定值，所以当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，不变。

15. 如图所示，两端开口的U型管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平。水银柱的长度如图中标注所示，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为。在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来升高了，则此时空气柱b在___________（选填“水平”或“竖直”）管内；已知大气压强，则向左管注入的水银柱长度为___________cm。

【答案】    ①. 水平    ②.

【解析】

【详解】[1]初状态a、b两部分空气柱的压强为

右管水银面升高的高度

故b空气柱仍在水平管内。

[2]末状态a、b两部分空气柱的压强为

设初状态和末状态a、b两部分空气柱的长度分别为、和、，对a、b两部分空气柱分别根据玻意耳定律，得

，

代入数据得

，

设左管注入的水银柱长度为L，则

16. 如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L，D在AB边上的竖直投影点为O，一对电荷量均为的点电荷分别固定于A、B两点．在D处将质量为m、电荷量为（的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），将小球由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度为g，且，忽略空气阻力，则小球沿直轨道CD下滑过程中，电势能的变化情况为________（选填“一直增大”、“一直减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”等）；小球刚到达C点时的加速度大小为___________。

【答案】    ①. 先减小后增大    ②. 零

【解析】

【详解】[1]由几何关系知，在CD连线上，CD中点到A、B距离最小，电势最低，所以小球沿直轨道CD下滑过程中，电势能的变化情况为先减小后增大；

[2]负电荷产生的电场指向负电荷，可知两个负电荷在C处电场强度分别指向A与B，由于两个点电荷的电量是相等的，所以两个点电荷在C点的电场强度的大小相等，则它们的合场强的方向沿DA、DB的角平分线，由库仑定律知A、B在C点的场强的大小为

它们的合场强为

由几何关系和平衡条件知

沿斜面方向

垂直于斜面方向

其中库仑力

联立解得

17. 如图（a），在一竖直线有两点A、B，其距离记为x，一质量为m的小球（可视为质点）从A点自由下落到达B点所用时间记为t。上下移动B的位置，可得到多组x、t数值，据此作出随t变化的图线为如图（b）所示的一条直线，直线的斜率为k。由图线可知，当地重力加速度大小为___________；若某次测得小球从A到B的时间为，则小球经过B点的动能为___________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1][2]小球下落的位移随时间的关系式为

整理得

可知，斜率为

重力加速度为

小球到达B点的速度为

动能为

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. 某同学测量直流恒流源的输出电流和定值电阻的阻值，电路如图1所示。

实验器材有：直流恒流源（电源输出的直流电流保持不变，约为）；待测电阻（阻值约为）；滑动变阻器R（最大阻值约为）；电压表V；电流表A。

回答下列问题：

（1）实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接_______；

（2）电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到___________处（选填“a”、“b”，见图1）；

（3）所得实验数据如下表，在图3所示的直角坐标系中画出图象___________；

（4）根据所画图象，可求得直流恒流源输出电流___________A，待测电阻的阻值___________。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①     ②. a    ③.     ④. 0.87    ⑤. 22

【解析】

【详解】（1）[1]实验电路如图

（2）[2]为了让电流表中电流由最小值开始调节，且开关闭合后为了保护电路安全，则滑动变阻器应从最大阻值a处开始调节。

（3）[3]描点连线，如图所示

（4）[4]根据图像，当电压为0时，滑动变阻器短路，则此时电流为直流电源的电流，则可知电流约为0.87A。

[5]当电压为10.2V时，电流为0.40A，则此时通过待测电阻的电流为

根据欧姆定律，有

19. 如图甲，质量为的滑块受到一个沿斜面方向的外力作用，从斜面底端开始，以初速度沿着倾角为足够长的斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为，滑块开始 一段时间内的速度−时间图象如图所示乙(g 取 10m/s2，，)，求：

(1)滑块上滑过程中加速度的大小和方向；

(2)滑块所受外力的大小和方向；

(3)当滑块到最高点时撤除外力，此后滑块能否返回斜面底端?若不能返回，求出滑块停在离斜面底端的距离．若能返回，求出返回斜面底端时的速度．

【答案】（1）15m/s2  方向沿斜面向下

（2）5.2N，方向沿斜面向下；

（3）物体只能停在原处，物体停下前所通过的路程0.432m.

【解析】

【分析】（1）根据速度-时间图象的斜率表示加速度即可求解；
（2）根据牛顿第二定律列式求解外力F，注意方向；
（3）滑块到最高点时速度为零，撤除外力后，所以滑块不能返回斜面底端，根据运动学公式求出滑块停在离斜面底端的距离；

【详解】（1）设沿斜面向上为正，由图象，即加速度大小为，方向沿斜面向下，则向上做匀减速运动；
（2）设沿斜面向下为正方向，如图所示：

垂直斜面方向：，
滑动摩擦力：
沿着斜面方向：，
得到：，方向沿斜面向下；

（3）滑块不能返回斜面底端，因为当到达最高点后，重力沿斜面向下的分力小于物体受到沿斜面向上的最大摩擦力，物体只能停在原处，物体停下前所通过的位移为：．

【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的应用，要求同学们能正确对滑块进行受力分析，能根据图象得出有效信息．

20. 如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角，导轨电阻不计。正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m，垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界ab处，乙位于甲的上方，与甲间距也为l。现将两金属杆同时由静止释放，从此刻起，对甲金属杆施加沿导轨的拉力，使其始终以大小为的加速度向下匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，重力加速度为g，求：

（1）乙金属杆在磁场区域运动过程中，安培力的功率；

（2）每根金属杆的电阻；

（3）写出甲金属杆在磁场区域运动的过程中，拉力F随时间t变化的关系式。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）乙金属棒到达磁场区域前的加速度为

所以在乙进入磁场前，甲乙的运动情况相同，乙在进入磁场后做匀速运动。

乙在刚进入磁场时的速度为

乙在磁场中做匀速直线运动时，受力平衡，所以

安培力功率为

（2）乙在磁场中匀速运动时

联立解得

（3）甲在磁场中运动时

联立解得