2023年高考第三次模拟考试卷-物理（上海A卷）（全解全析）

2023年上海市高三等级考第三次模拟考试卷

物理试题（A卷）

注意事项：

1．试卷满分100分，考试时间60分钟。

2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。

3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、班级、学校和准考证号。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题(本大题共12小题，共40分。第1至8题每小题3分，第9至12题每小题4分。每小题只有一个正确选项。)

1．在物理学中，常常用两个物理量之比来定义新的物理量。例如电场强度E是用试探电荷在电场中某点受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的比值定义的，即。以下物理量不属于这种定义方法的是（　　）

A． B． C． D．

【答案】D

【详解】A．电场中两点的电压是由电场本身决定的，与W和q无关，计算电场中两点电压时可以采用计算，属于这种定义方法，故A正确，不符合题意；

B．电场中电势是由电场本身决定的，与Ep和q无关，计算电场中某点电势时可以采用计算，属于这种定义方法，故B正确，不符合题意；

C．磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与F和IL无关，计算磁场中某点磁感应强度时可以采用计算，属于这种定义方法，故C正确，不符合题意；

D．电路中的电流强度大小与电路两端的电压、电路中的电阻有关，不属于这种定义方法，故D错误，符合题意。故选D。

2．如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射，下列措施可能使波发生较为明显衍射的是（　　）

A．增大障碍物的长度 B．波源远离障碍物运动

C．波源靠近障碍物运动 D．增大波源的振动频率

【答案】B

【详解】A．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸与波长差不多或比波长短，由于波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射，表明障碍物的尺寸比波长大得多，为了使波发生较为明显的衍射，需要增大波长或减小障碍物的长度，可知增大障碍物的长度不能使波发生较为明显的衍射，A错误；

B．波源远离障碍物将产生多普勒效应，障碍物处接收到的频率减小，根据

可知，波源远离障碍物，等效于增大波长，根据上述，该措施能使波发生较为明显的衍射，B正确；

C．波源靠近障碍物将产生多普勒效应，障碍物处接收到的频率增大，根据

可知，波源靠近障碍物，等效于减小波长，根据上述，该措施不能使波发生较为明显的衍射，C错误；

D．根据

可知，增大波源的振动频率时，波长减小，根据上述，该措施不能使波发生较为明显的衍射，D错误。故选B。

3．图为一列简谐横波在时刻的波形图，此时处的质点的振动方向向上；再经，质点第1次回到平衡位置。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿轴负方向传播

B．该波的传播速度为

C．时，质点的速度和加速度均最大

D．在任意内，质点通过的路程均为

【答案】B

【详解】A．根据题意，由同侧法可知，该波沿轴正方向传播，故A错误；

B．根据题意可知，由于质点再经，第1次回到平衡位置，则周期为

由图可知，该波的波长为

由公式可得，该波的传播速度为

故B正确；

C．时，质点振动，到达波峰，则速度为0，加速度最大，故C错误；

D．该波的周期为，为，质点在一个周期内通过的路程是四个振幅，但只有质点从平衡位置或端点开始振动时，周期内通过的路程是一个振幅，即路程为，故D错误。故选B。

4．如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（　　）

A．线框中感应电流沿方向

B．线框整体受到的安培力方向水平向右

C．线框的、两条边不受安培力作用

D．线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反

【答案】B

【详解】A．根据右手螺旋定则，可知导线中电流在矩形线框区域产生的磁场方向向里；当导线中电流逐渐增大时，矩形线框的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿方向，故A错误；

BCD．线框中感应电流沿方向，根据左手定则可知，线框的边受到向下的安培力，边受到向上的安培力，根据对称性可知边受到的安培力与边受到的安培力刚好相互抵消；线框的边受到水平向右的安培力，边受到水平向左的安培力，由于边离导线更近，边受到的安培力大于边受到的安培力；综上分析可知线框整体受到的安培力方向水平向右，故B正确，CD错误。故选B。

5．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）

A．充电宝输出的电功率为 B．手机电池产生的焦耳热为

C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为

【答案】B

【详解】A．由题意可得充电宝输出的电功率为

故A错误；

BC．根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热为

因为U不是手机电池的内电压，所以

故B正确，C错误；

D．根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能E，一部分转化为电池内电阻产生的焦耳热Q，则

故D错误。故选B。

6．如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知斜面倾角为，小木块质量为m，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，A、O两点的距离为x。在小木块从斜面顶端滑到A点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．如果h和一定，越大，x越大 B．如果h和一定，越大，x越小

C．摩擦力对木块做功为 D．重力对木块做功为

【答案】D

【详解】AB．对小木块运动的整个过程，根据动能定理有

解得所以x与θ无关，故AB错误；

CD．根据前面分析可知重力对木块做功为

摩擦力对木块做功为 故C错误，D正确。故选D。

7．静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电量变化，不计尘埃颗粒的重力，则下列说法中正确的是（　　）

A．A点电势高于B点电势

B．该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速运动

C．该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减小

D．该尘埃颗粒在A点的加速度小于在B点的加速度

【答案】C

【详解】A．尘埃带负电，向集尘极偏转，可知集尘极带正电，放电极带负电，故电场线由集尘极指向放电极，沿电场线方向电势降低，故A点电势低于B点电势，A错误；

B．由于该电场不是匀强电场，尘埃受到的电场力不断变化，故该尘埃颗粒在迁移过程中不是做匀变速运动，B错误；

C．该尘埃颗粒在迁移过程中电场力先做负功后做正功，故该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减小，C正确；

D．由牛顿第二定律可得

A点电场线较密，场强较大，故该尘埃颗粒在A点的加速度较大，D错误。故选C。

8．我国直流输电技术处于世界领先水平．现有三根输电线甲、乙、丙的截面图，通过它们的电流大小相同，且到O点距离相等，电流方向如图所示．若甲中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B，则三根输电线中的电流在О点产生的磁感应强度大小是（　　）

A． B．3B C．2B D．B

【答案】A

【详解】通过三根输电线的电流大小相等，到O点距离相等，则三根输电线在O点产生的磁感应强度大小都为B，方向如图所示

则三根输电线中的电流在О点产生的磁感应强度大小是

故A正确，BCD错误。故选A。

9．如图所示，在竖直平面xOy内有一环形金属线圈，圆心O处放置一小磁针，可在水平面内自由转动，受地磁场影响，此时小磁针N极正好指向x轴正方向。当环形线圈中通入逆时针的2A电流时，小磁针N极与x轴正向的夹角为，已知环形电流在O点产生的磁感应强度与环形电流强度成正比。当小磁针N极与x轴正向的夹角为，则环形线圈中通入的电流为（　　）

A．1A B．2.7A C．2A D．3.5A

【答案】B

【详解】设地磁场的磁感应强度为B0，根据右手螺旋定则，电流在O点产生的磁场垂直纸面向外，已知环形电流在O点产生的磁感应强度与环形电流强度成正比，可设其大小为,当环形线圈中通入逆时针的的电流时，小磁针N极与x轴正向的夹角为，则

当小磁针N极与x轴正向的夹角为，则环形线圈中通入的电流满足

两式相除得解得故ACD错误，B正确。故选B。

10．如图所示为等量异种点电荷的电场线，M、N是电场中的两点。下列判断正确的是（　　）

A．M点的电场强度大于N点的电场强度

B．M点的电势低于N点的电势

C．正试探电荷从M点运动到N点的过程中，电场力做负功

D．负试探电荷在M点的电势能小于其在N点的电势能

【答案】D

【详解】A．根据电场线的疏密表示电场强度大小，由图可知，M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误；

B．根据沿电场线方向电势降低，由图可知，M点电势高于N点电势，故B错误；

C．由于M点电势高于N点电势，则正试探电荷在M点电势能大于N点电势能，所以电场力做正功，故C错误；

D．由于M点电势高于N点电势，负试探电荷在M点的电势能小于其在N点的电势能，故D正确。

故选D。

11．某实验小组探究气体做等温变化的规律时，小王同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是（      ）

A．实验时注射器柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大

B．实验时环境温度越来越高

C．实验时外界大气压强发生了变化

D．实验时注射器内的气体逐渐向外泄漏

【答案】D

【详解】[1]图线向下弯曲，图线斜率减小，表明压强与体积的乘积pV减小，根据克拉珀龙方程

可知，产生的原因可能是气体温度下降或者质量减小，即实验时注射器内的气体逐渐向外泄漏。

故选D。

12．如图所示，平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为，左端连接一阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。导体棒置于导轨上，其电阻为，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦。在大小为的水平拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为。在导体棒向右匀速移动的过程中（　　）

A．导体棒中感应电流的方向为

B．导体棒两端的电势差大小为

C．电阻消耗的电能为

D．拉力对导体棒做功的功率为

【答案】C

【详解】A．导体棒沿导轨向右匀速运动时，由右手定则可知导体棒切割产生的感应电动势由b指向a，则导体棒中的电流方向由b指向a，故A错误；

B．导体棒切割产生的感应电动势大小为对应的感应电流为

故导体棒两端的电势差大小为 故B错误；

C．导体R消耗的电能为 而物体运动的时间为

又因为导体棒受力平衡，故 解得

故C正确；

D．拉力对导体棒做的功率为

结合前述式子可解得

故D错误。

故选C。

二、填空题（共20分。每空2分，每小题4分）

13．1905年爱因斯坦建立_______，使人们认识到牛顿力学只能适用________领域中的力学现象．

【答案】     相对论     宏观低速

14．如图所示，A、B、C是同一半径为R的竖直圆周上的三个点，C为最低点，AC、BC为两条分别与水平方向成α、β角的光滑导轨．则物体从A、B点滑到C点所经历的时间之比为____，到达C点时的速率之比为___．

【答案】     1：1    

【分析】根据圆的几何知识，可以求得AC和BC的长度，由牛顿第二定律可以求得物体运动的加速度的大小，再由匀变速直线运动的规律可以求得物体运动的时间和速度的大小．

【详解】当物体沿AC轨道运动时，对物体受力分析可知，物体在AC轨道上的合力的大小为mgsinα=ma，所以物体的加速度大小为a=gsinα，设圆的半径为R，由圆的几何关系可知，AC的长度为2Rsinα，由x=at2可得物体由A运动到C得时间为t=，同理可得，沿BC运动时，加速度的大小为gsinθ，BC的长度为2Rsinθ，物体由B运动到C得时间t=，所以物体分别从A、B点滑到C点所经历的时间之比1：1；

由速度公式v=at可得，沿AC运动时，物体的速度的大小为VA=gsinα，沿BC运动时，物体的速度的大小为VB=gsinβ，所以A、B点到达C点时的速率之比为．

15．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如右图所示，则电源内阻r=__________Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=__________Ω．

【答案】     4    

【详解】电源的总功率：，则电源的电动势；电源的输出功率；电源内部的发热功率，由图像知，当I=1A时，Pr=4W，则；当电流为1.5A时，，则．

16．如图所示，A、B两个小球穿在一根与水平面成θ角的光滑固定杆上，并用一细绳跨过光滑定滑轮相连．当两球静止时，OA绳与杆的夹角也为θ， OB绳沿竖直方向．若B球质量为m，则A球的质量为__________；若从静止位置沿杆向上拉动B球，至OB与杆垂直，在此过程中A球重力势能变化量的绝对值___________B球重力势能变化量的绝对值（选填“大于”、“等于”、“小于”）．

【答案】          小于

【详解】分别对AB两球分析，运用合成法，如图：

根据共点力平衡条件，得：（根据正弦定理列式），联立解得：，所以当b球质量为m，则a球的质量为．若从静止位置沿杆向上拉动b球，当ob与杆垂直时，两者的速度为零，由功能关系可知：拉力做的功与a球重力势能的减少量之和转化为b球的重力势能，所以在此过程中a球重力势能变化量的绝对值小于b球重力势能变化量的绝对值．

17．如下图(a)所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向不变，沿x轴方向与坐标轴的关系如图(b)所示（图像是反比函数图线）．夹角θ=45°的光滑金属长直导轨 OM、ON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的导体棒固定在轻质金属小滑块上，金属小滑块套在长直导轨ON上，导体棒在水平向右的外力作用下，沿x轴向右滑动．导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于坐标原点处．导体棒的质量m=2kg，导轨OM、ON接触处O点的接触电阻R=0.4Ω，其余电阻不计，回路中产生的感应电动势E与时间t的关系如图(c)所示（图线是过原点的直线）．由图像分析可得1～2s时间内通过导体棒的电量q =__________ C，导体棒滑动过程中水平外力F（单位：N）与横坐标x（单位：m）的关系式F=__________ （g取10m/s2）．

【答案】     7.5     4+5

【详解】根据E-t图象中的图线是过原点的直线特点，可得到t=2s时金属棒产生的感应电动势为：E=4V

由欧姆定律得：A， 由于回路中的电流与E成正比，则知电流I-t图象中的图线也是过原点的直线，则有：t=1s时，I1=5A

可有：1～2s时间内回路中流过的电量C

因θ=45°，可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度 L=x

再根据B-x图象中的图线是双曲线特点有：E=BLv=（Bx）v，

由图2可知，Bx=1由图1知：E与时间成正比，有 E=2t（V）

由以上三式得：v=2t（m/s）

可知导体棒的运动是匀加速直线运动，加速度 a=2m/s2，、

又有：F安=BIL=BIx=（Bx）I，且I也与时间成正比，再根据牛顿第二定律有：F-F安=ma

又联立解得：N

三、综合题（共3题，共40分。第18题每空2分，共10分；第19题15分；第20题15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．(I)图（a）是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。

（1）关于该实验的操作，下列说法正确的有________；

A．柱塞上应该涂润滑油        

B．应缓慢推拉柱塞

C．用手握注射器推拉柱塞        

D．改变体积后要快速记录压强数据

（2）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数，绘出的图像可能为(        )

A．     B．

C．     D．

【答案】     AB      C

【详解】[1]A．为了减小柱塞与气缸之间的摩擦对实验结果的影响，应在柱塞上涂上润滑油，故A正确；

BC．为了保证柱塞在移动的过程中，气缸内的气体尽可能做等温变化，应缓慢推拉柱塞，且手不能握注射器推拉柱塞，故B正确，C错误；

D．每次推拉柱塞改变气体体积后，要待气体稳定后再进行读数，故D错误。

故选AB。

[2]由于连接注射器与压强传感器之间的软管内的气体不可忽略，当压强增加后，连接部分软管内的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中有气体进入连接部分，相当于注射器漏气，当减小时，增大，随之增加的程度不是线性关系，当越小时，压强越大，进入软管内的气体越多，压强增加的程度越小，斜率越小，故绘出的图像可能为C。

故选C。

(II)某实验小组设计了如下图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图（b）所示。

①图线___________是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填A或B）；

②滑块和位移传感器发射部分的总质量___________；

③滑块和轨道间的动摩擦因数_______。（取重力加速度）

【答案】     A         

【详解】①[1]由图线A可看出，滑块不加外力时就有了加速度，故这个图线是由轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。

②[2]由牛顿第二定律

由图可得

滑块和位移传感器发射部分的总质量  

③[3]由图可知，加速度为0时，滑块处于平衡状态，滑块和轨道间的动摩擦力为

滑块和轨道间的动摩擦因数

19．在水平方向的匀强电场中，用绝缘轻绳悬挂一质量为m、电荷量为q的小球，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为45°。重力加速度为g。不计空气阻力。

（1）求匀强电场的场强大小E；

（2）若剪断轻绳，求小球此后在电场中运动时的加速度大小a；

（3）若撤去电场，小球将在竖直平面内摆动，求小球摆到最低点时受到轻绳的拉力大小T。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）对小球受力分析如图所示

根据力的平衡条件，有

得

（2）由题意及上述分析可得，小球所受的合力大小

根据牛顿第二定律有

得

（3）设小球摆到最低点时的速度为，根据机械能守恒定律有

小球在最低点时，根据牛顿运动定律有

得

20．如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中．t=0时，磁感应强度为B0，此时金属棒MN的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形．已知金属棒MN的电阻为r，金属框架DE段的电阻为R，其他电阻不计．

（1）若金属棒MN保持静止，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，求回路中的感应电动势．

（2）若磁感应强度B0保持不变，金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动，会产生感应电动势，相当于电源．用电池、电阻等符号画出这个装置的等效电路图，并求通过回路的电流大小．

（3）若金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动，为使回路中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导B与t的关系式．

【答案】（1） （2） （3）

【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势；

（2）根据E=BLv求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流；

（3）为使回路中不产生感应电流，则必有磁通量不变，列式求解即可．

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律有：

（2）等效电路图如图所示，

金属棒MN向右匀速运动，产生感应电动势为：E'=B0lv0  根据欧姆定律有：

（3）为了不产生感应电流，则磁通量的变化为零，即△Φ=0   Bl(l+v0t)-B0l2=0

解得：