2022-2023学年上海市松江区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析）

2022-2023学年上海市松江区高三（上）期末物理试卷（一模）

1.  下列物理量单位中，属于导出单位的是(    )

A. 米 B. 秒 C. 牛顿 D. 开尔文

2.  研究落体运动规律，最先把实验和推理相结合并得出正确结论的科学家是(    )

A. 伽利略 B. 牛顿 C. 亚里士多德 D. 卡文迪许

3.  做竖直上抛运动的物体在上升和下落过程中，相同的是(    )

A. 位移 B. 加速度 C. 平均速度 D. 重力势能的变化

4.  如图，负点电荷周围电场中的一条电场线上a、b两点，其电场强度大小分别用、表示，则(    )

A.  B.  C.  D. 无法确定

5.  如图人随超市里的斜面电梯匀速上行，电梯受到人的摩擦力的方向为(    )

A. 沿斜面向上 B. 沿斜面向下 C. 水平向前 D. 水平向后

6.  如图弹簧振子围绕平衡位置O在A、B间振动，下列能反映小球从O运动到B点的图象是(    )

A.  B.  C.  D.

7.  电热锅通电后可以煮熟食物，而与它相连的导线却不怎么发热，原因是(    )

A. 通过电热锅的电流大 B. 通过导线的电流大
C. 电热锅的电阻小 D. 导线的电阻小

8.  水平绳一端固定，用手抓住绳的另一端上下抖动，若上下抖动的频率逐渐增大，某时刻在一段绳上观察到如图所示的波形，则(    )

A. 该波的传播方向向右 B. 该波的传播方向无法确定
C. 从图示时刻起，质点b比质点a先到波谷 D. 从图示时刻起，质点a比质点b先到波谷

9.  如图，玻璃管竖直放置且开口向下，管内的水银柱封闭了一部分体积的空气柱。假设将此实验装置移至月球表面且保持温度不变，玻璃管内水银柱将(    )

A. 上移
B. 不动
C. 部分流出
D. 全部流出

10.  如图，质量为m的小球用一轻绳竖直悬吊于O点。现用一光滑的金属挂钩向右缓慢拉动轻绳至虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是(    )

A. 钩子对绳的作用力水平向右 B. 钩子对绳的作用力逐渐增大
C. 绳子的张力逐渐增大 D. 钩子对绳的作用力可能等于2mg

11.  如图风力发电机是将风的动能转化为电能的装置。假设转化效率不变，并保持风正面吹向叶片，该发电机的发电功率与风速v的关系正确的是(    )

A. 与v成正比 B. 与成正比 C. 与成正比 D. 与成正比

12.  在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为，且，滑动变阻器的阻值为R。现闭合电键S，滑动变阻器的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 电压表示数先变大后变小，电流表示数一直变大
B. 电压表示数一直变大，电流表示数先变小后变大
C. 滑动变阻器R的电功率先变小后变大
D. 电源的输出功率先变小后增大

13.  牛顿第一定律表明，力是使物体的______发生变化的原因；同时还揭示了任何物体都具有______。

14.  11月1日，“梦天实验舱”与“天和核心舱”成功对接，若对接前后“天和核心舱”运动的圆轨道半径不变，则对接前后它的速度______选填“变大”、“变小”或“不变”；航天员处于______状态选填“不受重力的”、“超重”或“完全失重”。

15.  如图，为同一密闭气体在不同温度时分子数百分率随气体分子速率的两条曲线。则：______表示高温分布曲线选填“A”或“B”；图中两条曲线下面积______选填“A大”、“B大”或“相同”。

16.  如图，汽车在水平路面上行驶，车厢顶用细线悬挂一个小球，若细线与竖直方向的夹角为，且小球与车厢相对静止。则：汽车的加速度大小为______；汽车可能做的运动有______。

17.  如图，玻璃杯竖直固定开口向下，不计重力的塑料片封住重为G的液柱和气体。已知：玻璃杯的横截面积为，塑料片横截面积为，外界大气压为，环境温度为，杯中密闭气体压强为。若环境温度缓慢升高到时，液体刚好开始流出，则：此过程中塑料片对杯口的压力______选填“变大”、“变小”或“不变”，温度______。

18.  “用DIS测电源的电动势和内阻”实验电路如图1：
传感器1应选用______传感器，传感器2应选用______传感器。
正确连接电路，闭合开关移动变阻器滑片，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图2所示的图线，则电源电动势
______V；内阻______。
为测未知电阻R，某同学将R改接在A、B之间，原处用导线直接相连，其他部分保持不变。重新实验，得到另一条图像，图线与横轴I的交点坐标为，与纵轴U的交点坐标为。用、和r表示电阻R的关系式______。
 

19.  如图，电荷量为Q的正点电荷固定在D处。A、B、C在D竖直上方的高度分别为h、、已知：静电力常量为k，重力加速度为。求：
处电场强度的大小和方向；
若质量为m的带电小球在A点静止释放，运动到B点时速度达到最大，到C点时速度为零。求：小球的电性和电荷量q；
点电荷Q电场中C、A两点间的电势差。

20.  如图，在地面上方的竖直平面内放置一杆状轨道，AB为粗糙的长直轨道，长为，与水平方向的夹角为，BCD、DEF均为半径为的光滑圆弧形轨道，AB与BCD相切于B点，B点离地高度为，、两圆心等高，C为圆弧形轨道的最低点，E为最高点。一质量为的小环套在AB上，自P点由静止释放，经运动到B点的速度大小为。，，g取，以地面为零势能面。求：
小环在AB轨道上受到的摩擦力的大小；
小环过E点时，小环对弧形轨道的作用力；
若改变小环在直杆上释放点的位置，求小环落地时机械能的可能值；
小环在AB杆上某一区域由静止释放时，若小环不会落到地面上，请用能量观点分析小环的运动过程，并求出最终稳定后小环的机械能。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：国际单位制中基本单位有：米、千克、秒、摩尔、开尔文、安培、坎德拉。牛顿是导出单位，故C正确，ABD错误。
故选：C。
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。
 

2.【答案】A 

【解析】解：A、伽利略是最早对落体运动进行系统研究并得出正确结论的科学家，故A正确；
B、牛顿根据伽利略等人研究，总结得出了牛顿第一定律，故B错误；
C、亚里士多德认为重的物体和轻的物体下落的一样快，故C错误；
D、卡文迪许运用扭秤实验测出了引力常量，故D错误。
故选：A。
最早对落体运动进行系统研究并得出正确结论的科学家是伽利略．
本题关键要掌握一些力学物理学史，知道伽利略等科学家的成就．
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、上升和下落过程的位移大小相等，方向相反，则位移不相同，故A错误；
B、整个过程加速度都是g，大小和方向都保持不变，故B正确。
C、在整个运动过程中，物体的加速度都为g，上升和下落过程具有对称性，则上升和下落的时间一定相等，根据对称性可知落回抛出点时的速度跟物体在抛出时的初速度大小相等，上升和下落过程的平均速度大小都为，一定相等，但方向相反，故C错误；
D、上升的过程中重力势能增大，而下降的过程中重力势能减小，所以不相同，故D错误。
故选：B。
竖直上抛运动是初速度竖直向上，只在重力作用下的运动，加速度始终为g，可以看作一种匀变速直线运动。上升和下落过程具有对称性，经过同一位置时上、下的速度大小相等，方向相反。根据运动学公式分析。
本题要注意：如果是矢量相同，既要大小相等，又要方向相同，同时注意路程和位移的区别。
 

4.【答案】A 

【解析】解：负点电荷产生的电场从无限远处指向负点电荷，故负点电荷在该电场线的右侧，离点电荷越近，电场线越密集，场强越大，则，故A正确、BCD错误；
故选：A。
根据负点电荷产生的电场从无限远处指向负点电荷即可判断点电荷的位置，离点电荷越近，电场线越密集，场强越大，即可判断两点电场强度的大小。
本题考查点电荷产生的电场，知道点电荷产生的电场的特点是解题的关键。
 

5.【答案】B 

【解析】解：对人受力分析如图所示：

人随电梯匀速上行，受力平衡，人有相对于电梯向下的运动趋势，则受到沿电梯斜面向上的静摩擦力，根据牛顿第三定律，可知电梯受到人的摩擦力的方向为沿斜面向下，故B正确、ACD错误；
故选：B。
人有相对于电梯向下的运动趋势，静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。也可利用假设法或共点力平衡来判断摩擦力的方向；根据牛顿第三定律，判断电梯受到人的摩擦力的方向为沿斜面向下。
本题考查摩擦力的方向，根据静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，或利用假设法或共点力平衡判断摩擦力的方向。
 

6.【答案】D 

【解析】解：小球从O点运动到B点，离平衡位置越来越远，速度减小，当运动到B点时，速度为0。小球运动过程中所受的回复力
根据牛顿第二定律得：
小球运动过程中，离平衡位置的距离x增大，则加速度增大，图像切线的斜率表示加速度，则切线的斜率逐渐增大，当运动到B点时，加速度最大，故D正确，ABC错误；
故选：D。
小球从平衡位置到B点，速度减小，根据回复力公式和牛顿第二定律判断小球加速度的变化，图像切线的斜率表示加速度。
本题考查了简谐运动的相关知识，关键是知道质点的速度、加速度随位移变化的特征。
 

7.【答案】D 

【解析】解：根据焦耳定律得，电阻产生的热量
电热锅和导线串联在电路中，电流和通电时间相同，电热锅的电阻比导线电阻大，产生的电热多，所以电热锅通电后可以煮熟食物，导线不怎么发热。故D正确，ABC错误；
故选：D。
电热跟电流、通电时间、电阻有关。在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多；在电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的电热越多；在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的电热越多。
本题考查焦耳定律，掌握焦耳定律的公式，知道电热多少的影响因素，能够解释生活中有关电热的问题。
 

8.【答案】C 

【解析】解：AB、由题意知，手上下抖动的频率逐渐增大，从波形图来看，从左向右波长变小，由可知，振动频率右边的较大，所以波从右向左传播，故AB错误；
CD、由同侧法可以判定a点和b点均向下振动，形成波谷的时间，而根据可以知道周期变小，即，所以a点比b点先到达波谷。故C正确，D错误。
故选：C。
根据题意中振动频率的变化分析波的传播方向；根据ab两点的振动方向，确定形成波谷的时间。
解决该题的关键是掌握用同侧法分析质点的起始的振动方向，知道两质点的距离为半个波长时，这两个点的振动步调相反，知道机械波的传播速度与介质有关。
 

9.【答案】D 

【解析】解：在地球上时存在大气压强，对水银柱受力分析，根据压强平衡可得：，即：，但当等温地将整个装置移到月球后，月球表面无大气压强可近似为真空状态。月球表面的重力加速度大约是地球的，在管中存在水银柱时，管中的封闭气体一直存在压强，对水银柱进行受力分析可知，水银柱受到向下重力和封闭气体对其压力两个力作用，而没有能平衡这两个力的力，水银柱将向下加速运动，直到全部流出玻璃管。故ABC错误，D正确。
故选：D。
在地球表面存在大气压强，但在月球表面不存在大气压强可近似为真空状态。对水银柱受力分析，根据平衡解答。
此题考查受力平衡条件及压强的分析，要知道月球表面不存在大气压强，与地面上的受力情况不同。应用受力平衡条件解答即可。
 

10.【答案】B 

【解析】解：A、钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；
B、两段绳子拉力大小相等，均等于mg，夹角在减小，根据平行四边形定则，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故B正确；
C、物体受重力和拉力而平衡，故拉力，而同一根绳子的张力处处相等，故绳子的张力，大小不变，故C错误；
D、由于两绳子的夹角不可能为，所以钩子对绳的作用力一定小于2mg，故D错误；
故选：B。
物体受重力和拉力而平衡；同一根绳子的张力处处相等；两个等大的力合成时，夹角越小，合力越大。
本题考查共点力平衡，关键是结合平行四边形定则列式分析，注意同一根绳子的张力处处相等，基础题目。
 

11.【答案】C 

【解析】解：叶片旋转所形成的圆面积为S，单位时间内流过该圆面积的空气柱体积为：
空气柱的质量为：
空气柱的动能为：
设转化效率为，转化成的电能为
，则该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，故ABD错误，C正确。
故选：C。
先找到任意时间t内通过风车的空气的质量的表达式，然后找到动能的表达式，由，求电能。由求功率。
本题考查了风力发电的相关知识，解题的关键是找到动能的表达式，然后分别求出功率和电能。
 

12.【答案】D 

【解析】解：电路的等效电路如图所示：

由电路图可知，电压表测定的是滑动变阻器滑动片P与b端的电压，当滑动变阻器的滑动片在a端时滑动变阻器被短路，电压表示数为零，此时电路中的总电阻最小，根据闭合电路的欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，电流表的示数最大；
把定值电阻看作内阻的一部分，则电压表的示数为路端电压；当滑动变阻器从a向b滑动的过程中，滑动变阻器滑动触头P两边的电阻并联，当P从M向N端滑动时，总电阻先变大后变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流I先减小后增大，路端电压先变大后变小，即电压表示数先变大后变小；
当滑动变阻器从a向b滑动的过程中，滑动变阻器的部分逐渐变大，根据并联电路电流的分配原则，当总电流减小时，电流表的示数逐渐变小；当路端电压减小时，电流表示数逐渐减小，综上所述，触头P从a端向b端滑动过程中，电流表示数一直减小，电压表示数先变大后变小，故AB错误；
C.把定值电阻看作内阻的一部分，由于滑动变阻器的并联电阻先小于电源的等效内阻，此时滑动变阻器消耗的功率随并联电阻的增大而增大；当滑动变阻器的总电阻大于电源的总电阻时，滑动变阻器消耗的功率随并联电阻的增大而减小；当滑动变阻器的并联电阻重新小于等效内阻时，滑动变阻器消耗的功率随滑动变阻器并联电阻的减小而减小，故C错误；
D.电源的输出功率，当电源内电阻与外电阻相等时，电源输出功率达到最大值，当外电阻大于内电阻时，电源输出功率随电阻增大而减小，因为，所以外部总电阻一定大于r，因为外部总电阻先变大后变小，所以电源输出功率先变小，后增大，故D正确。
故选：D。
电压表测定的是滑动变阻器滑动片P与b端的电压，当滑动变阻器的滑动片在a端时滑动变阻器被短路，电压表示数为零；然后根据电路构造，得出电阻的变化，结合欧姆定律分析出电流的变化情况；
C.把定值电阻看作内阻的一部分，根据滑动变阻器的并联电阻与等效内电阻的大小关系，结合电源的输出功率与外电阻的关系分析滑动变阻器消耗的功率；
D.根据电源内电阻与外电阻的大小关系分析出电源输出功率的变化。
本题主要考查了电路构造的分析，熟练掌握电路的串联、并联知识再结合欧姆定律和电源输出功率与外电阻的关系是解题的关键。
 

13.【答案】运动状态  惯性 

【解析】解：牛顿第一定律表明，力是物体运动状态发生变化的原因；物体保持原来静止或匀速直线运动状态的性质叫惯性，直到有外力迫使它改变这一状态。
故答案为：运动状态，惯性。
牛顿第一运动定律，又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持原来静止或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫惯性，它是物理学中一条基本定律。
本题考查了牛顿第一定律的内容和惯性的概念。
 

14.【答案】不变  完全失重 

【解析】解：设地球的质量为M。对核心舱，由万有引力提供向心力有：，解得：，由于对接前后“天和核心舱”运动的圆轨道半径不变，则对接前后它的速度不变；
由于航天员受到的万有引力完全提供向心力，所以航天员处于完全失重状态。
故答案为：不变；完全失重。
由万有引力提供向心力得到速度表达式分析速度是否变化；航天员受到的万有引力完全提供向心力，航天员处于完全失重状态。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，知道宇航员处于完全失重状态。
 

15.【答案】B 相等 

【解析】解：不同温度时的分子速率都是呈“中间多、两头少”的分布，但是气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例较大，由题图可知：。
曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，由于是同一密闭气体不同温度时的两条曲线，所以两条曲线与横坐标围成的面积相等。
故答案为：B、相等
温度越高，分子的热运动越激烈，分子热运动激烈是指速率较大的分子所占的比例较大。曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，同一密闭气体的两条曲线与横坐标围成的面积相等。
本题关键在于理解：温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度，理解气体的温度与分子的运动的激烈程度之间的关系，理解热力学统计规律。
 

16.【答案】向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动 

【解析】解：小球与车厢相对静止，加速度相同，对小球受力分析如图所示：

设小球的质量为m，根据牛顿第二定律得：
解得：
则小车的加速度也为
汽车可能向右做匀加速直线运动，也可能向左做匀减速直线运动。
故答案为：，向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动。
小球与车厢相对静止，加速度相同，对小球受力分析，根据牛顿第二定律求解小球的加速度，进而得到汽车的加速度。小车的速度方向不确定，可能与加速度方向相同，可能与加速度方向相反，根据速度与加速度方向的关系判断小车可能的运动情况。
本题考查牛顿第二定律，解题关键是知道汽车的加速度与小球的加速度相同，通过求解小球的加速度得到汽车的加速度。注意小车的运动方向未知，运动情况存在多种可能性。
 

17.【答案】变小  

【解析】解：环境温度缓慢升高，封闭气体的压强增大，则塑料片对杯口的压力变小。
当塑料片对杯口的压力为零时，液体刚好开始流出，此时封闭气体的压强为，对塑料片根据平衡条件可得：

温度升高时封闭气体做等容变化，根据查理定律可得：
联立解得：。
故答案为：变小；。
环境温度缓慢升高，封闭气体的压强增大，则塑料片对杯口的压力变小；当塑料片对杯口的压力为零时，液体刚好开始流出，根据查理定律求解此时的温度。
本题主要是考查了一定质量的理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，选择合适的气体实验定律解决问题。
 

18.【答案】电压  电流   

【解析】解：电压传感器要并联在电路中，而电流传感器要串联在电路中，则传感器l应选用电压传感器，传感器2应选用电流传感器。
根据闭合回路欧姆定律，从图中可知，当时，，当时，，则


解得，
根据题意，由闭合回路欧姆定律有
则有，
解得
故答案为：电压，电流；，25；
根据电压传感器和电流传感器在电路中的连接特点进行解答；
根据闭合电路欧姆定律，再结合图读数进行列式求解；
由闭合回路欧姆定律有，再将题干中的坐标代入进行分析即可得电阻R的关系式。
该题考查电压传感器、电流传感器在电路中连接的特点以及闭合电路欧姆定律与图像结合进行解题，属于综合性较强题目，难度适中。
 

19.【答案】解：根据点电荷产生电场的场强公式得，A处电场强度大小为
点电荷带正电，A点电场强度的方向竖直向上；
小球到C点时速度为零，小球受到向上的库仑力，小球带正电；
小球运动到B点时速度达到最大，说明小球在B点受力平衡，则
解得：
小球从A点到D点，由动能定理得：
解得：
C、A两点间的电势差
答：处电场强度的大小为，方向竖直向上；
小球带正电，电荷量q为；
点电荷Q电场中C、A两点间的电势差为。 

【解析】根据点电荷产生电场的特点判断A处电场强度的大小和方向；
小球运动到B点时速度达到最大值，合力为零，库仑力和重力二力平衡，根据库仑定律和平衡条件结合，即可求解小球的电荷量q和电性；
从A到C过程，由动能定理求解C、A两点间的电势差。
解题关键是要能根据小球的运动情况，判断其受力情况．知道速度最大的位置合力为零。运用动能定理时，注意电场力做功的正负。
 

20.【答案】解：小环由，根据速度-时间公式得：
由牛顿第二定律有：
联立解得：
小环滑入光滑圆弧形轨道，到最高点E，设E点的速度为，
小环由，根据机械能守恒定律：
代入数据解得：
在E点根据牛顿第二定律有：
代入数据得到：
根据牛顿第三定律，小环对E点的压力为：，方向竖直向下；
若小环从离B点高H处滑入光滑圆弧形轨道，恰能通过最高点E，落地的机械能最小，则

代入数据解得：
小环从最高点滑下时，小环落地时机械能最大

代入数据解得：
则小环落地时机械能的可能值为；
根据以上分析，可知，小环自P、B之间由静止释放，则小环不能到达E点，不会落到地面上。小环滑过B点后，在弧形轨道上运动，只有重力故功，机械能守恒，再滑回B，滑上斜轨AB，因克服摩擦力做功，小环的机械能逐渐减小，在鈄轨上到达的最高点比释放点低，小环在斜轨和弧形轨道上来回往复运动，到达的最高点逐斩降低，最终必将在点在弧形轨道上，与B等高之间做来回往复运动，机械能守恒，故最终稳定后小环的机械能为

代入数据解得：
答：小环在AB轨道上受到的摩擦力的大小为；
小环过E点时，小环对弧形轨道的作用力为2N，方向竖直向下；
若改变小环在直杆上释放点的位置，小环落地时机械能的可能为；
小环的运动过程见解析，最终稳定后小环的机械能为6J。 

【解析】从P到B，根据运动学公式求得加速度，由牛顿第二定律求摩擦力；
小环滑入光滑圆弧形轨道，从B到E，根据动能定理求得E点的速度，再由牛顿第二定律求对E点的压力；
分从最高点滑下时和恰能到过E点两种情况，按的方法求出E点的速度，再由机械能守恒求落地点的机械能；
根据问的结果求出恰到E点时的高度，并判断出最终的运动状态，从而求此种情况下的机械能。
本题是一道力学综合题，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、动能定理、运动学公式即可解题。