2023年上海市浦东新区高三物理等级考(高考)一模试卷含答案及评分标准

这是一份2023年上海市浦东新区高三物理等级考(高考)一模试卷含答案及评分标准，共10页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸，四只完全相同的灯泡分别用图等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．试卷共5页，满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。全卷包括三大题，第一大题为选择题，第二大题为填空题，第三大题为综合题。
3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、学校、准考证号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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。
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。每题只有一个正确选项。）
1．电场强度的定义式是（ ）
（A）（B）（C）（D）
2．如图，A轮通过摩擦带动B轮匀速转动，两轮间不发生相对滑动，A、B两轮转动周期分别为TA、TB，边缘的线速度大小分别为vA、vB，则（ ）
（A）TA = TB，vA = vB（B）TA ≠ TB，vA = vB
（C）TA = TB，vA ≠ vB（D）TA ≠ TB，vA ≠ vB
3．符合“研究牛顿第二定律”实验结论的图像是（ ）
4．空间有一个沿x轴分布的电场，其场强E随x变化的关系如图所示。其“阴影面积”的单位是（ ）
（A）N（B）J（C）V（D）m2
5．静止在货车上的集装箱重1×105 N，当吊机对箱施加3×104 N的竖直向上拉力时，箱所受合力为（ ）
（A）1.3×105 N，竖直向下（B）7×104 N，竖直向下
（C）3×104 N，竖直向上（D）0
6．质量为m的“天宫”空间站，绕地球做匀速圆周运动的半径为r。若地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则空间站的线速度大小为（ ）
（A）（B）（C）（D）
7．一列横波沿x轴正方向传播，某时刻介质中质点A的位置如图。经过半个周期时，质点A位于平衡位置（ ）
（A）上方，且向+y运动（B）下方，且向+y运动
（C）上方，且向-y运动（D）下方，且向-y运动
8．如图，物块A与斜面B一起水平向左做匀加速运动的过程中，物块A所受的（ ）
（A）重力做负功
（B）支持力做负功
（C）摩擦力做负功
（D）合外力做负功
9．四只完全相同的灯泡分别用图（a）、（b）两种方式连接，电路两端电压分别为6V和10V。当灯泡都正常发光时，R1、R2消耗的电功率分别为P1和P2，则（ ）
（A）P1 > P2（B）P1 < P2
（C）P1 = P2（D）无法确定
10．如图，将橡皮筋的结点拉至O点并保持不动。水平移动滑轮C，并保持OB与竖直方向夹角α保持不变。要使OD绳下悬挂物质量最小，则OC与竖直方向的夹角β与α之间满足（ ）
（A）α = β（B）α + β = 90
（C）α = 2β（D）2α = β
11．虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，当闭合线圈abcd由静止开始平移时，磁场对ab边的安培力FA方向如图所示。则线圈内磁通量变化及ad边受到的安培力方向分别为（ ）
（A）变大，向左（B）变大，向右
（C）变小，向左（D）变小，向右
12．如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。t = 0时，乙球以6m/s的初速度冲向原来静止的甲球，在0 ~ t3时间内它们的v-t图线如图（b）所示。整个运动过程中两球未相碰，设t1、t3时刻两球的总电势能分别为E1、E3，则（ ）
（A）t1时刻两球最近，E1 > E3（B）t1时刻两球最近，E1 < E3
（C）t2时刻两球最近，E1 > E3（D）t2时刻两球最近，E1 < E3
二、填空题（每空2分，共20分）
13．如图，水面上的S是波源，MN为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。
14．在“研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，得到如图所示的B-d图线。由图可知，螺线管内中央处的磁感应强度大小约为__________T，若螺线管内的横截面积为1.2×10-3m2，则穿过中央横截面的磁通量约为__________Wb。
15．某物体以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，则4s内的路程为__________m，4s内的平均速度为__________m/s。（g取10m/s2）
16．如图，电源电动势为E，内阻为r，两个完全相同的灯泡电阻不变。当滑片P从最大阻值滑到中点的过程中，电压表V的变化量为ΔU，电流表A的变化量为ΔI，电压表V1的变化量为ΔU1，电流表A1的变化量为ΔI1，则= __________，_______（选填“>”、“=”或“<”）。
17．利用手机中的磁传感器可测量埋在地下的水平高压直流长直电缆的深度。在手机上建立了空间直角坐标系Oxyz后保持方位不变，且Oz始终竖直向上，如图（a）所示。电缆上方的水平地面上有E、F、G、H四个点，如图（b）所示。EF、GH长均为1.8m且垂直平分。电缆通电前将各分量调零，通电后测得四点的分量数据见表，其中BxG = BxH。则电缆中电流沿____________（选填“+x”、“-x”、“+y”或“-y”）方向，距离地面的深度为__________m。
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的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18．（10分）某同学利用DIS验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。保持摆锤释放器在P点位置不变，由静止释放摆锤，分别利用传感器（图中未画出）测出摆锤经过A、B、C、D四个位置的挡光时间t。已知摆锤的直径d = 0.008m，质量m = 0.008kg。取D所在水平面为零势能面，A、B、C三点相对于零势能面的高度如图所示，实验获取的数据如下表：
（1）本实验使用的是__________传感器。
（2）表格中“▲”所代表的物理量的值为__________m/s。
（3）实验中该同学发现传感器所测的位置略低于A点，则他经过计算机获得的速度数据与真实值比，__________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）该同学认为，如果分析t与h的关系，也能验证机械能守恒定律。所以该同学将数据进一步处理，作出 “1t2 - h”图，图线如图所示。根据图线和相关数据，可以推算出小摆锤的机械能E = __________J（保留到小数点后第3位）。若该图线的斜率绝对值为k，事后另一个同学再次重复进行实验，并将释放点抬高，并保持不变，测出了新的四组数据重新作图，图线的斜率绝对值为k′。则k_____k′。（选填“>”、“=”或“<”）。
19．（14分）如图，粗细相同的水平直杆与圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，直杆的AB部分长 L = 6m，圆弧杆BC的半径 R = 57.6m。一个质量 m = 0.2kg、直径略大于杆截面直径的小环（可视为质点）穿在水平直杆上的A点。现让小环以v0 = 4m/s的初速度由A向B运动的同时，在竖直面内对小环施加一个垂直杆AB的恒力F作用，运动到B点时撤去F，之后小环沿圆弧杆BC上滑的最大高度为h = 0.2m。已知小环与直杆AB的动摩擦因数  = 0.2、与圆弧杆BC的摩擦不计，重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）小环在B点的速度v的大小；
（2）小环在杆AB上的加速度a的大小；
（3）小环在杆AB上所受的恒力F的大小；
（4）小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间t。
20．（16分）如图（a）所示，两根平行的光滑金属导轨上端与阻值为R的电阻相连，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨间距为L。水平的虚线所夹区域存在两个垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场I和II，其中磁场I磁感应强度大小为B，磁场II磁感应强度B′ 大小未知。一根水平放置的导体棒从图示位置由静止释放，经时间t进入I。以磁场I的上边界为坐标原点，沿导轨建立x轴，导体棒在磁场中运动时电阻R的功率P与导体棒的位置坐标x的关系如图（b）所示。导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度取g，求：
（1）棒进入磁场I时受到的安培力方向及速度v0的大小；
（2）分析描述导体棒在磁场I中的运动性质；
（3）磁场II磁感应强度B′ 的大小。
高三物理练习
参考答案及评分标准
一、单项选择题（共40分，1-8题每小题3分，9-12题每小题4分。）
二、填空题（共20分，每空2分）
13．衍射，增加14．(5±0.1)×10-3，6×10-615．40，0
16．r，>17．+y，1.2m
三、综合题（共40分）
18．（10分）（每空2分）
（1）光电门传感器；（2）1.736；（3）偏大；（4）0.016，=
19．（14分）以小环为研究对象
（1）在沿光滑的圆弧杆BC上滑的过程中，只有重力做功，故满足机械能守恒。
根据机械能守恒定律有：Ek减=Ep增 即 12mv2=mgℎ（1分）
得 v=2gℎ =2×10×0.2 m/s =2m/s（2分）
N1
f1
F1
mg
（2）在沿直杆AB运动中，根据运动学规律有
v02−v2=2as（1分）
得 a=v02−v22s=42−222×6m/s2= 1m/s2（2分）
（3）小环在沿直杆AB匀减速运动中，根据牛顿第二定律
mg=ma0即a0=g=2m/s2，（1分）
说明垂直杆AB的恒力F的方向应向上，但杆AB对小环的弹力方向可能向上，也可能向下。
直杆AB对环的弹力方向向上，受力分析如图。
根据牛顿第二定律有：
f1= N1=ma，F1+N1 = mg（1分）
F2
f2
mg
N2
整理并代入数据可得 F1 =1N（1分）
垂直杆AB的恒力F方向向上，杆AB对小环的弹力方向向下，受力分析如图。
根据牛顿第二定律有：
f2= N2=ma，F2=N2+mg（1分）
整理并代入数据可得 F2=3N（1分）
（4）由于圆弧杆BC的半径远大于小环沿圆弧杆BC上滑的高度，故小环在圆弧杆BC的运动可以作为单摆的简谐运动模型。（1分）
小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间t=T4=π2Rg=π257.610=1.2π≈3.77s （2分）
mg
FN
20．（16分）（1）安培力方向沿导轨平面向上（3分）
未进入磁场时：受力分析如右图，（1分）
根据牛顿第二定律：mgsinθ = ma1 a1 = gsinθ（2分）
根据运动学规律：v0 = a1t = gtsinθ（2分）
（2）0 ~ x1，导体棒进入磁场I时，I= BLvR （1分）
P = I2 R = B2L2v2R，（2分）
由于功率P不随x的变化，
说明导体棒速度不变，（1分）
做v = gtsinθ的匀速直线运动。（1分）
（3）根据图（b）可知，导体棒在磁场I中功率
（1分）
而导体棒刚进入磁场II时速度大小不变，其功率变为
（1分）
可解得： B′ =，或B′=B≈1.41B（1分）
（两种表达方式都得分）
方位
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
E
8
0
6
F
8
0
-6
G
BxG
0
0
H
BxH
0
0
位置
h/cm
t/s
v/m·s-1
A
15
0.007826
1.022
B
10
0.005598
1.429
C
5
0.004607
▲
D
0
0.003998
2.001
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
A
C
D
D
题号
7
8
9
10
11
12
答案
D
B
A
B
C
A