上海市宝山区2023届高三下学期（二模）物理试题

上海市宝山区2023届高三下学期（二模）物理试题

一、单选题

1．揭示原子核还可以再分的事实是（　　）

A．电子的发现 B．质子的发现

C．天然放射性现象的发现 D．中子的发现

2．如图A、B，分别为a、b两束单色光经过相同双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）

A．a光的波长大于b光的波长

B．a光的光子能量大于b光的光子能量

C．在相同条件下，a光比b光更容易发生明显的衍射现象

D．若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属也一定能发生光电效应

3．如图所示，塔吊正在以速度v向右上方匀速提升重物，忽略空气阻力，则（　　）

A．重物所受的合力指向右上方

B．重物受到三个力的作用

C．悬吊重物的钢丝绳一定竖直向上

D．钢丝绳对重物的拉力逐渐变大

4．将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气（　　）

A．分子热运动的平均动能变小，压强变小

B．分子热运动的平均动能变小，压强变大

C．分子热运动的平均动能增大，压强变小

D．分子热运动的平均动能增大，压强变大

5．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与流过电源电流的关系图像。若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则（　　）

A．Ia>Ib B．Ia<Ib C．Ia=Ib D．以上情况都有可能

6．如图所示，两条斜线分别为a、b两物体作直线运动的v-t图像，已知t＝0时两物体在同一位置，则（　　）

A．b的速度始终比a的速度大

B．b的加速度始终比a的加速度大

C．t＝5s时两物体相遇

D．t＝10s时两物体相遇

7．在用火箭把航天器送入太空发射的初始阶段，火箭通过燃烧消耗燃料向后吐着长长的“火舌”，推动着航天器竖直上升。设“火舌”产生的推动力大小保持不变，且不计空气阻力，则在这个过程中航天器的加速度大小（　　）

A．一直增大 B．一直减小 C．一直不变 D．如何变化，无法确定

8．探测器绕火星做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则（　　）

A．探测器的线速度变小

B．探测器的角速度变小

C．轨道半径变大

D．探测器受到的向心力变大

9．某64g放射性元素经过6min，还有2g尚未衰变，则该元素的半衰期为（　　）

A．1.2min B．1.5min C．2min D．3min

10．如图所示，M能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当离心机以角速度ω在水平面内绕竖直轴转动时，M离轴距离为r，且恰能作匀速圆周运动。若m增至原来的2倍，保持r不变，为使M仍能作匀速圆周运动，则离心机的角速度要变为原来的（　　）

A．1倍 B．倍 C．2倍 D．4倍

11．如图所示，某列波在t=0时刻的波形如图中实线，虚线为t＝0.3s（已知该波的周期T>0.3s）时刻的波形图。已知t＝0时刻质点P正在做加速运动，则下列说法中正确的是（　　）

A．波速为10m/s

B．周期为1.2s

C．t＝0.3s时刻质点P正向上运动

D．在0~0.1s内质点P运动的平均速度为0.4m/s

12．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（　　）

A．A气体的压强大于外界大气压强

B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量

C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度

D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度

二、填空题

13．如图，气缸中的气体膨胀时，推动活塞向外运动，若气体对活塞做的功是4×104J，气体的内能减少了6×104J，则在此过程中气体___________（选填“吸收”或“放出”）的热量是___________J。

14．如图甲所示，一竖直放置的载流长直导线和abcd矩形导线框固定在同一竖直平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t＝0到t＝t1时间内，长直导线中电流i随时间变化如图乙所示，图中箭头表示电流i的正方向，则线框中感应电流的方向为___________；线框受到的安培力方向为___________。

15．三根电阻相同的电阻丝连接成一个闭合的正三角形线框，O为正三角形线框的中心。当强度为I的电流从a点流入c点流出时，ac边在O点产生的磁场方向为___________（选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，若ac边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为___________。

16．在电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面上x轴方向电势分布如图中实线所示。一质量m＝4×10-2kg、电量q＝-2×10-6C的带负电小球，以v0＝2m/s的初速度在x0＝-1m处沿x轴正方向运动，则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为___________J；当小球速度为零时其位置坐标为___________m。

三、实验题

17．关于“用DIS描绘电场的等势线”实验

（1）如图甲所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、___________、导电纸。导电纸有导电物质的一面应该___________放置，用图钉将它们固定好。电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作为“___________”。本实验中使用的传感器是___________传感器。

（2）如图乙所示，在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e共5个基准点，若将传感器的两个探针分别接触图中的b、p两点（c为AB的中点，b、p连线和AB连线垂直），显示出b、P两点的电势差大于零，则传感器的“+”接线柱接在___________点。此时若要采集到电势差为零，则应将接p的探针___________（填“向左”或“向右”）移动。

（3）如图乙所示，若传感器的两个探针分别接触c点和d点时的示数为U1；分别接触d点和e点时的示数为U2，则|U1|__________|U2|（选填“>”、“<”或“=”）。

四、解答题

18．在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡上离地高24m的A点，由静止开始下滑，滑到斜坡底端B点后，沿水平滑道BC继续滑行。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为0.5，斜坡倾角θ＝37°，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

（1）求人在斜坡上下滑时的加速度大小；

（2）若人和滑板的总质量为60kg，求它们从A点滑到B点过程中损失的机械能；

（3）为了确保人身安全，水平滑道BC至少应该多长？

19．如图所示，处于匀强磁场中水平放置的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨MN和PQ相距L＝0.5m。导体棒ab、cd与轨道垂直并保持良好接触，它们分别在大小相等、方向垂直导体棒的外力F作用下，沿着导轨各自朝相反方向，以速度v0匀速运动。导轨上接就有阻值为1Ω的电阻R，在其两端接有电压表V，此时电压表V的读数为0.2V。已知导体棒ab、cd的电阻r均为0.5Ω，它们的质量m均为0.2kg，匀强磁场磁感应强度的大小B＝1T、方向与导轨平面垂直。

（1）问导体棒ab中的感应电流方向怎样？

（2）求导体棒ab两端的电压U；

（3）求外力F的功率P；

（4）问：若将作用在导体棒ab、cd上的外力F都撤去，则导体棒ab通过的最大位移s是多少？

五、知识点填空题

20．卢瑟福通过___________实验，推断出原子的全部正电荷和几乎全部___________都集中在原子中央一个很小的体积内，由此提出了原子的核式结构模型。

参考答案：

1．C

【详解】A．电子的发现揭示了原子可以再分，A错误；

B．质子的发现揭开了原子物理的新篇章，B错误；

C．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核内具有复杂的结构，揭示了原子核可以再分，C正确；

D．中子的发现使人类对原子核的结构产生了更加深入的认识，D错误。

故选C。

2．B

【详解】A．根据条纹间距公式

可知，a光的波长小于b光的波长，A错误；

B．根据波长与频率的关系可知，a光的频率大于b光的频率，根据光子能量表达式

可知a光的光子能量大于b光的光子能量，B正确；

C．根据发生明显衍射的条件：狭缝或障碍物的尺寸与光的波长差不多或远小于光波的波长，可知波长越长越容易发生衍射，所以在相同条件下，b光比a光更容易发生明显的衍射现象，C错误；

C．因为a光的光子能量大于b光的光子能量，所以若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属不一定能发生光电效应，D错误。

故选B。

3．C

【详解】因为重物是匀速运动，所以受到的合力为零，即重物只受到重力和竖直向上的拉力作用，且拉力等于重力。

故选C。

4．D

【详解】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定律，有

可知，温度升高，所以气体的压强变大。

故选D。

5．D

【详解】  

作出电阻的图线，电阻的图线与电源的图线的交点表示电阻的工作状态，如图有三种可能，则知流过的电流的大小关系不确定，无法比较大小。

故选D。

6．D

【详解】A．根据v-t图像可知，t＝5s之前b物体的速度大于a物体，t＝5s之后b物体的速度小于a物体，A错误；

B．v-t图像的斜率表示加速度，根据图像可知b的加速度始终比a的加速度小，B错误；

C．t＝5s时两物体速度相等，v-t图线与时间轴围成的面积表示位移，根据图像可知，5s内b的位移大于a的位移，C错误；

D．根据两物体的图像

结合几何关系，可知10s内两物体的位移相等，又因为两物体0时刻从同一位置出发，所以t＝10s时两物体相遇，D正确。

故选D。

7．A

【详解】由于推动力F不变，随着燃料航天器质量减小，故航天器所受合外力

F合=F- mg

合外力增大，且质量减小，由牛顿第二定律可得

故加速度一直变大。

故选A。

8．D

【详解】C．根据万有引力提供向心力，对探测器有

解得

根据题意，探测器的周期变小，所以轨道半径变小，C错误；

A．根据万有引力提供向心力，对探测器有

解得

可知，轨道半径变小，线速度变大，A错误；

B．根据周期与角速度的关系

可知，周期变小，角速度变大，B错误；

D．根据万有引力的公式，有

可知，轨道半径变小，距离火星的距离变小，所以受到的引力变大，D正确。

故选D。

9．A

【详解】由半衰期定义

代入数据

解得半衰期

故选A。

10．B

【详解】当离心机以角速度ω在水平面内绕竖直轴转动时，质量为m的物体处于静止状态，根据牛顿第二定律，有

若m增至原来的2倍，保持r不变，M仍能作匀速圆周运动，同理有

联立解得

故选B。

11．A

【详解】B．由题，t＝0时刻质点P正在做加速运动，可知P的运动方向向上，则波沿x轴负方向传播。根据两时刻的波形，得到时间

又

T>t

得到

n＝0

即

B错误；

A．由图可知波长

则波速

A正确；

C．根据波沿x轴负方向传播，可确定P点的振动方向，在虚线为t＝0.3s时刻，质点P处于上坡，所以向下振动，C错误；

D．在0~0.1s内质点P运动向上振动，在0~0.1s内即内位移大于一个振幅，即x＞4cm，所以平均速度

0.4cm/s

D错误。

故选A。

12．B

【详解】A．取出水银前，A气体压强

B气体压强

当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；

C．由玻意耳定律

A、B气体体积均变大。

假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；

B．假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为

假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为

压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；

D．假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。

故选B。

13．     放出     2×104

【详解】[1][2]根据热力学第一定律，有

结合题意，气体对活塞做的功是4×104J，气体的内能减少了6×104J，代入数据，得

负号表示气体对外放出热量，放出热量的大小为2×104J。

14．     沿adcba方向     先水平向左，后水平向右

【详解】[1]根据右手螺旋定则，可知长直导线在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，又因为电流先变小后反向增大，所以穿过闭合回路的磁通量先是垂直纸面向里在减少，后是垂直纸面向外的再增加，根据楞次定律可知，线圈中产生沿adcba方向的电流；

[2]根据左手定则可知，线框的ad边初始受到向左的安培力，bc边受到向右的安培力，又因为ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力的合力水平向左；之后直导线中的电流反向增大，同理，线框的ad边受到向右的安培力，bc边受到向左的安培力，又因为ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力合力水平向右。故线框受到的安培力先是水平向左，后是水平向右。

15．     垂直于纸面向里     0

【详解】[1]当电流从a点流入c点流出时，根据右手螺旋定则可知，ac边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向里；

[2]三根电阻相同的电阻丝，ab与bc串联，再与ac并联，所以ab与bc中的电流为ac中的一半，又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据安培定则和矢量的叠加原理可知，ab与bc中的电流在O点产生的磁场垂直纸面向外，磁感应强度与ac边在O点产生的磁感应强度相等，所以整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为0。

16．     0.04     2或-2

【详解】[1]x轴上从-3m到0电势升高，则电场方向沿x轴负方向，x轴上从0到3m电势降低，则电场方向沿x轴正方向，带负电小球在x0＝-1m处沿x轴正方向运动，受到向右的电场力，电场力做正功，动能增加，从0点向右运动过程中电场力向左，电场力做负功，小球动能减小，所以小球在0点动能最大，则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为

[2]设小球速度为0时，其坐标为x，从初位置到速度为零的过程，根据动能定理可得

解得

由图像可知，小球速度为0时，另一个位置坐标为

2m或-2m

17．     复写纸     向上     负电荷     电压     b     向左     <

【详解】（1）[1]实验时探针是不能直接记录下等势点的位置，需要将复写纸铺在白纸上，以便在白纸上记录下等电势点；

[2]因为实验时，需将电极通过带导线的探针，以及导电纸形成一个闭合回路，所以导电纸导电的一面要向上；

[3]本实验是模拟等量异种电荷电场中的等势线，电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作为“负电荷”；

[4]本实验需要找等势点，所以使用的传感器是电压传感器，因为等势点间的电势差为零。

（2）[5][6]两个探针分别接触图中的b、p两点（c为AB的中点，b、p连线和AB连线垂直），显示出b、P两点的电势差大于零，因为电极A与电源的正极相连，根据等量异种电荷等势线的特点可知，传感器的“+”接线柱接在b点；将接p的探针向左移动，靠近电极A；

（3）[7]根据等量异种电荷周围的电场特点可知，靠近两电极场强较大，根据U＝Ed，传感器的两个探针分别接触c点和d点时的示数为U1；与接触d点和e点时的示数为U2的关系是|U1|＜|U2|。

18．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）对人受力分析，根据共点力平衡和牛顿第二定律，有

又因为

联立解得

＝2m/s2

（2）根据几何关系，人下滑的位移

m＝40m

又因为

人和滑板A点滑到B点过程中损失的机械能等于克服摩擦力做的功，

J＝9600J

（3）为了确保人身安全，人在水平滑道BC上要能静止下来，由牛顿第二定律，有

又因为

联立解得

m/s2＝5 m/s2

由运动学规律，得

联立得

m＝16m

19．（1）由a指向b；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）根据右手定则可知，导体棒ab中的感应电流方向由a指向b；

（2）对于R，根据欧姆定律，有

对于abcda回路，根据闭合电路欧姆定律，有

代入数据解得

V

对于导体棒ab，有

V＝0.1V

（3）因为导体棒ab做匀速运动，根据共点力平衡，有

又因为

所以

对于导体棒ab产生的感应电动势，有

代入数据

m/s

所以外力F的功率

W＝0.04W

（4）撤去F后，ab棒仅受安培力F安作用

对于ab棒在减速运动过程中的任一时刻，有

即

设从这一时刻起，ab棒运动了极短的时间，则有

因为

，

推得

对于ab棒作减速运动的全过程，可以分割成一系列连续的在、、……时间内的运动，则有

，，……

推得

，

代入数据，解得

m

20．     α粒子散射     质量

【详解】卢瑟福通过α粒子散射实验，推断出原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子中央一个很小的体积内，由此提出了原子的核式结构模型。