2021-2022学年上海市金山区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析）

2021-2022学年上海市金山区高三（上）期末物理试卷（一模）

1.     弹簧振子在做机械振动时，按周期性规律变化的物理量是(    )

A. 回复力 B. 周期 C. 频率 D. 振幅

2.     下列选项中，属于理想模型的是(    )

A. 电阻 B. 电压 C. 电场线 D. 元电荷

3.     单摆的摆动属于(    )

A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 匀变速运动 D. 变加速运动

4.     如图为一列沿x轴正方向传播的横波某时刻的波形图，质点a、b、c离开各自平衡位置的距离相等，则(    )

A. a、b质点的位移相同 B. a、b质点的速度相同
C. a、c质点的位移相同 D. b、c质点的速度相同

5.     一气泡从湖底上升到湖面，若温度保持不变，则气泡中的气体分子(    )

A. 平均动能减小 B. 对气泡壁单位面积的平均作用力减小
C. 平均动能增大 D. 对气泡壁单位面积的平均作用力增大

6.     刘洋在2021年东京奥运会获得了男子吊环金牌。图a和图b为他保持静止状态的两个姿势及受到吊绳的拉力，则两图中(    )

A. ，两绳拉力的合力相同
B. ，两绳拉力的合力不同
C. ，两绳拉力的合力相同
D. ，两绳拉力的合力不同

7.     如图，一做直线运动的质点在4s内的图线为半圆弧，质点在该段时间内的平均速度为(    )

A. 0 B.  C.  D.

8.     剂量当量是表示辐射效果的物理量，它的单位是Sv，1Sv等于1kg受照射物质吸收了1J的辐射能量，即。则Sv用基本单位可表示为(    )

A.  B.  C.  D.

9.     如图，P为一点电荷周围某电场线上的点，A、B所在直线垂直该电场线，且过P点。若，A、B两处的电场强度分别为、，电势分别为、。则(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

10. 如图所示电路中，、、均为定值电阻，电压表示数为U，电流表示数为I。闭合开关S后(    )

A. U变大、I变大
B. U变小、I变小
C. U变大、I变小
D. U变小、I变大

11. 质量为m的物体沿倾角为的斜面向下做匀加速运动，下降的高度为H，加速度大小等于重力加速度大小g。此过程中，物体(    )

A. 动能增加了 B. 机械能增加了
C. 动能增加了2mgH D. 机械能增加了2mgH

12. 金山铁路上运行的CRH6F型动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行其中4节是动力车厢。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是(    )

A.  B.  C.  D.

13. 由于电场力的作用，导体内的自由电荷发生______选填“热运动”或“定向移动”，从而形成电流。电流强度I的定义式是______。
14. 在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：______写出一种假设即可。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为______。
15. 如图为某种混凝土搅拌机的传动机构，A轮的齿数为，B轮的齿数为。当A轮顺时针转动，将带动B轮沿______方向转动，A轮和B轮的角速度之比为______。

16. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。设飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小为，地球表面重力加速度大小为g，则______选填“>”、“=”或“<”；飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率______。选填“大”或“小”
17. 太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。某电池“晶片”的电动势为，内阻为。若不小心将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为______ A；某同学将多个晶片串联使用，始终不能点亮“，”的小灯连接良好，器材无故障。请分析说明原因：______。
18. “用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验：
    封闭气体的压强p用______传感器测量，体积V由______读出。
    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，采取的主要措施是缓慢推动活塞和______。
    图线a、b、c是三位同学根据实验数据分别得到的图像。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则______。
    A.a、b不重合是由于b气体质量大
    B.a、b不重合是由于b气体温度高
    C.产生c图线可能是容器密闭性不好
    D.产生c图线可能是推动活塞过于快速
19. 如图，竖直平面内有AB和BC两段长度均为L的直杆，两杆在B处平滑连接，AB杆水平、BC杆与水平方向夹角为，装置处于水平向右的匀强电场中。质量为m、带电量为的小球套在杆上，小球从杆A点开始由静止开始运动，经时间t到B点，在沿BC杆运动过程中小球未受摩擦力作用。小球与AB杆、BC杆间的动摩擦因数相同，重力加速度为g。求：
    小球在AB杆上运动的加速度大小；
    电场强度E的大小；
    若A处的电势为，则C处的电势为多少？
20. 如图，过山车模型轨道由半径的圆弧AB、半径的半圆弧BCD与半径的半圆弧DEF组成。小车视为质点可在轨道上无摩擦滑行，取。
    为保证小车可以沿轨道滑行，小车在A点处的速度至少多大？
    若小车到达F点时速率为，沿竖直轨道运动继续运动，车处于完全失重状态的时间是多少？
    若小车在E点速率为，某同学估算得到：小车从E点开始继续向右滑行的路程所用时间约。请对此估算的合理性做出评价。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、简谐运动的回复力：，是周期性变化的，故A正确；
B、简谐运动的周期是完成一次全振动的时间，是固定的，故B错误；
C、简谐运动的频率是单位时间内完成全振动的次数，故固定的，故C错误；
D、简谐运动的振幅是振子偏离平衡位置的最大距离，是固定的，故D错误；
故选：A。
如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象图象是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动．简谐运动是一种重复性运动．
本题关键是明确描述简谐运动的几个物理量，知道其位移随着时间周期性改变，回复力满足的规律，基础题目．
 

2.【答案】C 

【解析】解：AB、电阻和电压都是物理量，不是理想模型，故AB错误；
C、电场线是用来形象描述电场的强弱和方向的曲线，是理想模型，故C正确；
D、元电荷是最小的电荷量，不是理想模型，故D错误。
故选：C。
本题根据电阻、电压的、元电荷的概念，以及电场线的意义来分析。
本题考查理想模型的建立原则，解题关键在于看此模型有没有忽略次要因素，突出主要因素。
 

3.【答案】D 

【解析】解：单摆的摆动过程中，绳子的拉力与重力的合力提供回复力，回复力随位移的变化不断变化，结合牛顿第二定律可知加速度a一直在变化，故单摆的振动是变加速运动。故ABC错误，D正确。
故选：D。
单摆的摆动过程中，加速度a一直在变化，是变加速运动。
本题关键是明确单摆的动力学特点和运动学特点，知道单摆是变加速运动。
 

4.【答案】B 

【解析】解：A、a、b质点的位移大小相等，方向相反，位移不同，故A错误；
B、横波沿x轴正方向传播，根据波形平移法分析可知，a、b质点的速度方向均沿y轴正方向，因a、b两个质点的位移大小相等，速度大小也相等，所以a、b质点的速度相同，故B正确；
C、a、c质点的位移大小相等，方向相反，位移不同，故C错误；
D、b、c质点的位移相同，速度大小相等，根据波形平移法可知，b、c的速度方向相反，则速度不同，故D错误。
故选：B。
由波形图可直接两个质点的位移关系，根据波形平移法分析两个质点速度方向关系，结合位移关系分析速度大小关系。
解答本题时，要搞清质点的速度与位移的关系，要知道速度是矢量，只有大小和方向均相同时速度才相同。
 

5.【答案】B 

【解析】解：AC、因气泡在上升过程中温度不变，所以分子的平均动能不变，故AC错误；
BD、气泡在水中上升，根据液体压强知，水的压强逐渐减小，气泡中气体的压强不断减小，对气泡壁单位面积的平均作用力减小，故B正确，D错误。
故选：B。
根据温度是分子平均动能的标志，分析平均动能的变化．由玻意耳定律分析气泡的体积如何变化，进而知道压强的变化．
解决本题的关键要明确温度是分子平均动能的标志，气体压强变化，对气泡壁单位面积的平均作用力随之变化，属于基础性题目，比较简单．
 

6.【答案】C 

【解析】解：对刘洋受力分析，可知，两绳的拉力的合力与刘洋受到的重力大小是相等的，因人的重力大小不变，所以两绳的合力F的大小不变，即两种情况下两绳拉力的合力相同；
两个方向相同，而两个之间的夹角不等于零，结合平行四边形定则可知在合力F不变的情况下，一定有，故C正确，ABD错误。
故选：C。
对刘洋受力分析，结合力的合成与分解可判断拉力与吊环作用力的变化情况。
本题考查共点力平衡与力的合成与分解，解题关键在于对物体受力分析，再根据力的合成与分解可解题。
 

7.【答案】A 

【解析】解：由图可知在4s内质点的位移为零，故平均速度为零，故A正确，BCD错误；
故选：A。
平均速度为位移与时间的比值，即可求得。
本题主要考查了平均速度的计算，明确平均速度为位移与时间的比值即可。
 

8.【答案】D 

【解析】解：焦耳是功的单位，由和，则，其中m、a、s的单位分别为kg、、m代入，可得；
所以：；故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据Sv的单位与基本单位之间的关系公式，判断Sv用基本单位表示的表达式即可。
此题主要考查学生对物理量单位之间的换算这一知识点的理解与掌握，关键要掌握不同单位之间的计算方法，合理推导出各个单位之间的关系。
 

9.【答案】A 

【解析】解：根据图中电场线向右可知，点电荷带正电，电场线如图所示，由题意可知，B点距源电荷Q的距离小，则由可知，B点的电场强度大；同时沿电场线方向电势降落，B点在距Q较近的等势面上，故B点的电势高于A点的电势，故A正确，BCD错误。
故选：A。
明确点电荷周围电场线的分布规律，知道电场线的疏密表示电场的强弱，沿电场方向电势降落。
本题考查对点电荷电场的理解，要注意明确常见电场线的形状，知道电场线的性质。
 

10.【答案】C 

【解析】解：闭合开关S后，电阻与并联，再与串联，则总电阻减小，总电流变大，则会变大，与两端电压减小，则电流减小，即I减小；故ABD错误，C正确；
故选：C。
先分析电路结构，分析电路中的电阻变化，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，由此分析出电压等其他物理量的变化，从而分析电表的示数变化。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，掌握电路中的电流电压特点，同时理解电表的测量对象结合欧姆定律即可完成分析。
 

11.【答案】C 

【解析】解：AC、根据牛顿第二定律得物体的合力大小为：，方向沿斜面向下，根据动能定理得物体动能的增加量为：，故A错误，C正确；
BD、物体的高度下降H，则重力做功为mgH，重力势能减少了mgH，结合机械能等于动能与重力势能之和，可得物体机械能增加量为，故BD错误。
故选：C。
根据牛顿第二定律求出物体受到的合力大小，由动能定理求动能的增加量，根据重力做功确定重力势能的减少量，结合机械能等于动能与重力势能之和，求机械能的增加量。
本题的关键要掌握动能定理的应用，涉及到总功、动能变化时往往应用动能定理解决；涉及到机械能变化时，可以根据机械能的概念解答，也可以根据功能关系求解。
 

12.【答案】B 

【解析】解：设每节动车的功率为P，每节车厢受阻力为f，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为，则：；
若某时刻改为采用1动7拖模式后，功率变为P，则根据可知，此时牵引力小于阻力，动车组做减速运动，随速度的减小，牵引力变大，根据：可知，加速度减小，当加速度减为零时，则：
所以：，故B正确、ACD错误。
故选：B。
若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为，根据功率技术革新列方程；若某时刻改为采用1动7拖模式后，功率变为P，根据功率的计算公式结合牛顿第二定律得到加速度的变化情况，由此分析。
本题主要是考查功率与图象的结合，关键是掌握功率与速度的关系，结合牛顿第二定律进行解答。
 

13.【答案】定向移动  

【解析】解：由于电场力的作用，导体内的自由电荷发生定向移动，从而形成电流；
电流强度I的定义式是。
故答案为：定向移动，。
根据电流产生的条件可电流定义判断即可。
本题注意理解电流是由电荷的定向移动而产生的。
 

14.【答案】将油膜看作是单分子油膜  

【解析】解：在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个个紧挨。
油酸分子直径等于滴入的油酸体积与油膜面积的比值，由题意可知，油酸的体积，则油分子直径。
故答案为：将油膜看作是单分子油膜；。
用用单分子油膜估测分子的大小的实验原理是：让一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径。
本实验关键要掌握实验的原理和方法，建立物理模型：将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个个紧挨的。
 

15.【答案】逆时针  ： 

【解析】解：当A轮顺时针转动，将带动B轮沿逆时针方向转动，
A轮的齿数为，B轮的齿数为，由于周长，故边缘质点运动半径之比为：；
齿轮传动，边缘点线速度大小相等，根据得A轮和B轮的角速度之比，
故答案为：逆时针，：
齿轮传动，没有打滑，边缘点线速度大小相等，根据公式分析角速度之比。
本题考查线速度与角速度的关系，关键是明确同缘传动边缘点线速度大小相等，同轴传动的各点角速度相等，基础题目。
 

16.【答案】大 

【解析】解：根据万有引力等于重力得：，得，其中M是地球的质量，r是物体到地心的距离，则。
飞船绕地球运动时，由地球对飞船的万有引力提供飞船所需要的向心力，则有：，得飞船速度大小为，r越大，v越小，则飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率大。
故答案为：<，大。
根据万有引力等于重力列式，得到重力加速度与物体到地心距离的关系，再分析重力加速度的大小。飞船绕地球运动时，由地球对飞船的万有引力提供飞船所需要的向心力，由此列式得到飞船的速度与轨道半径的关系，再分析飞船速度大小。
解答卫星、飞船这类题目时，一般要把握两条线：一是万有引力近似等于重力；二是万有引力提供向心力，由此列方程进行解答。
 

17.【答案】  小灯的额定电流为，电路所能达到的最大电流短路电流远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。 

【解析】解：根据欧姆定律得：；小灯的额定电流为，电路所能达到的最大电流短路电流远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。
故答案为：；小灯的额定电流为，电路所能达到的最大电流短路电流远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。
根据欧姆定律计算出电流强度，根据电阻和电动势的大小分析小灯不亮的原因。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，代入数据进行运算并做简单的分析即可，属于基础题型。
 

18.【答案】压强  注射器上的刻度  质量  手不要握住注射器封闭有气体的部分  C 

【解析】解：根据DIS的作用可知，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器上的刻度读出。
研究一定质量的理想气体压强与体积的关系时，实验时除了温度不变外，还要保持封闭气体的质量不变。
采取的主要措施是缓慢推动活塞和手不要握住注射器封闭有气体的部分。
、根据理想气体状态方程知，T相等时，pV与摩尔数成正比，则知a、b不重合时，可能由于a气体质量大；根据理想气体状态方程知，n相等时，pV与T成正比，则a、b不重合时，也可能由于b气体温度低，故AB错误；
C、产生c图线可能是容器密闭性不好，封闭气体的质量减小，n减小，T相等时，pV值减小，故C正确；
D、推动活塞过于快速时，封闭气体体积减小时，温度升高，由知pV值增大，与图中的变化情况相反，故D错误。
故选：C。
故答案为：压强，注射器上的刻度；温度，手不要握住注射器封闭有气体的部分；。
实验用压强传感器测量封闭气体的压强p，体积V由注射器上的刻度读出。
要研究一定质量的理想气体压强与体积的关系，实验时除了温度不变外，还要保持封闭气体的质量不变。
根据一定质量的理想气体状态方程，分析a、b不重合的原因以及产生c图线的原因。
本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内封闭气体的质量一定；二是封闭气体的温度一定。
 

19.【答案】解：小球沿AB杆做匀加速直线运动
解得：
因为小球沿BC杆运动未受摩擦力，所以小球也不受弹力，小球受力如图所示。

两者的合力沿BC杆向下，可得
解得：
小球沿杆运动过程，电场力做功
根据电场力做功与电势差关系：
又
解得：
答：小球在AB杆上运动的加速度大小为；
电场强度E的大小为；
若A处的电势为，则C处的电势为。 

【解析】根据运动学公式解得小球在AB杆上运动的加速度大小；
对小球做受力分析，可知电场强度E的大小；
根据电场力做功与电势差结合电场力做功可知C点电势。
本题考查电场力做功与电势差，解题关键掌握小球的受力分析与运动状态的分析，注意电场力做功只与始末位置有关。
 

20.【答案】解：为保证小车可以沿轨道滑行，小车过最高点C时轨道对其最小弹力应恰好为零。
根据
解得：
小车从A到C的过程中，因为只有重力做功，所以小车机械能守恒
以A处为零势能面，则
代入数据解得：
小车从F点向上做竖直上抛运动。
处于完全失重状态的时间是
小车向右滑行的过程中，设在圆弧上高度上升了h，这段圆弧对应的圆心角为。
则

小车从E到F的过程中，只有重力做功，小车机械能守恒。
以E处为零势能面，则
代入数据解得：
，可得
即可将小车的运动近似看作匀速圆周运动。也可将小车的运动近似看作匀速直线运动
所以，。
该同学的推理合理
答：小车在A点处的速度至少为；
车处于完全失重状态的时间是；
根据上述的分析可知同学的推理合理。 

【解析】根据机械能守恒和临界条件：重力刚好提供向心力计算出速度的大小；
根据对称性，同时理解完全失重的概念计算出时间；
根据机械能守恒计算出小车的速度从而做出判断。
本题主要考查了圆周运动的相关应用，分析过程中涉及到了机械能守恒定律，解题的关键点是理解临界状态时重力刚好提供向心力。