上海市浦东新区2020届高三上学期一模考试物理试题

浦东新区2019学年度第一学期期末教学质量检测

高三物理试卷

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。每小题只有一个正确答案。）

1.下列选项中属于物理模型的是

A. 电场 B. 电阻 C. 磁感线 D. 元电荷

【答案】C

【解析】

【详解】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素。物理学是一门自然学科，它所研究的对象、问题往往比较复杂，受诸多因素的影响有的是主要因素，有的是次要因素。为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型如质点、电场线、磁感线、理想气体、点电荷等。
A．电场，与结论不相符，选项A错误；

B．电阻，与结论不相符，选项B错误；

C．磁感线，与结论相符，选项C正确；

D．元电荷，与结论不相符，选项D错误；

故选C

2.把一玻璃板水平放置在蹄形磁铁上面，在玻璃板上均匀地撒上一些铁粉，轻轻地敲击玻璃板，铁粉分布如图所示，这个实验

A. 证明磁感线是真实存在的 B. 说明磁铁内部不存在磁场

C. 说明铁粉分布的地方才有磁场 D. 用铁粉的分布模拟了磁感线的分布

【答案】D

【解析】

【详解】A．磁感线是人们根据磁铁周围铁粉分布的形状假想的曲线，磁感线不是真实存在的，选项A错误；

B．此实验能说明磁铁外部存在磁场，但是不能说明磁铁内部不存在磁场，选项B错误；

C．铁粉分布的地方和没有铁粉的地方都有磁场，选项C错误；

D．此实验是用铁粉的分布模拟了磁感线的分布，选项D正确；

故选D.

3.观察水面波衍射的实验装置如图所示，CA、BD是挡板，它们之间有一个缝，S是波源，相邻两波纹之间的距离表示一个波长。则波穿过缝之后

A. 波纹间距变大 B. 波的振幅变大

C. 观察不到衍射现象 D. 偏离直线传播路径

【答案】D

【解析】

【详解】AB．波穿过AB缝之后发生衍射；但是波的周期不变，因波速不变，可知波长不变，即波纹间距不变，波的振幅不变，选项AB错误；

C．因波长不变，则波能饶过缝之后仍能观察到衍射现象，选项C错误；

D．波发生衍射后将偏离直线传播路径，选项    D正确；

故选D.

4.把一桶20L的纯净水从一楼搬到四楼，水的重力势能约增加了

A. 20J B. 200J C. 2×103J D. 2×106J

【答案】C

【解析】

【详解】四楼高度约为h=10m，则水重力势能约增加

W=mgh=20×10×10J=2×103J.

A．20J，与结论不相符，选项A错误；

B．200J，与结论不相符，选项B错误；

C．2×103J，与结论相符，选项C正确；

D．2×106J，与结论不相符，选项D错误；

故选C.

5.如图所示，船夫站在水平甲板上撑杆使船离岸，该过程中

A. 船夫和船之间存在摩擦力

B. 岸对杆的作用力大于杆对岸的作用力

C. 杆的弯曲是由杆对岸的作用力引起的

D. 船夫对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力

【答案】A

【解析】

【详解】A．船夫和船之间有运动趋势，则存在摩擦力，选项A正确；

B．岸对杆的作用力与杆对岸的作用力是一对作用和反作用力，则岸对杆的作用力等于杆对岸的作用力，选项B错误；

C．杆的弯曲是由岸对杆的作用力引起的，选项C错误；

D．船夫对杆的力和岸对杆的力都作用在杆上，不是相互作用力，选项D错误；

故选A.

6.如图所示，长直导线中通有向右的电流I，金属线圈①与直导线垂直放置于其正下方，线圈②中心轴线与直导线重合，线圈③直径与直导线重合，线圈④与直导线共面放置于其正下方。在电流I均匀增大的过程中

A. 从左向右看，线圈①中产生顺时针方向电流

B. 从左向右看，线圈②中产生逆时针方向电流

C. 正视线圈③中产生逆时针方向电流

D. 正视线圈④中产生逆时针方向电流

【答案】D

【解析】

【详解】A．穿过线圈①磁通量为零，则电流I均匀增大的过程中，线圈①中无感应电流产生，选项A错误；

B．穿过线圈②的磁通量为零，则电流I均匀增大的过程中，线圈②中无感应电流产生，选项B错误；

C．穿过线圈③的磁通量为零，则电流I均匀增大的过程中，线圈③中无感应电流产生，选项C错误；

D．电流I均匀增大的过程中，线圈④磁通量向里增加，根据楞次定律可知，正视线圈④中产生逆时针方向电流，选项D正确；

故选D.

7.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻。当R3的滑片向右移动时

A. R1消耗的功率减小 B. R2消耗的功率增大

C. R3消耗的功率可能减小 D. 电源内阻消耗的功率增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．当R3的滑片向右移动时，R3的电阻变大，则电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则R1两端电压变大，则消耗的功率变大，选项A错误；

B．因R1电流变大，总电流减小，则R2电流减小，则R2消耗的功率减小，选项B错误；

C．将R1和R2等效为电源内阻，则R3与等效内阻的关系不能确定，可知R3消耗的功率可能减小，也可能变大，选项C正确；

D．因通过电源的电流减小，则电源内阻消耗的功率减小，选项D错误；

故选C.

8.我国2018年发射的“高分五号”卫星轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。下列物理量中，“高分五号”比“高分四号”小的是

A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 向心加速度

【答案】C

【解析】

【详解】根据， “高分五号”比“高分四号”的轨道半径小；

A．由可得，“高分五号”比“高分四号”的线速度大，选项A错误；

B．由可得，“高分五号”比“高分四号”的角速度大，选项B错误；

C．由可知，“高分五号”比“高分四号”的周期小，选项C正确；

D．由可得，“高分五号”比“高分四号”的加速度大，选项D错误；

故选C.

9.甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知

A. 甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B. 甲、乙两单摆的摆长之比是2:3

C. tb时刻甲、乙两摆球的速度相同 D. ta时刻甲、乙两单摆的摆角不等

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可知，甲、乙两单摆的周期之比是2:3，选项A错误；

B．根据，则，则甲、乙两单摆的摆长之比是4:9，选项B错误；

C．因乙摆摆长大，振幅小，则在最高点时离开平衡位置的高度小，则到达最低点时的速度较小，即tb时刻甲、乙两摆球的速度不相同，故C错误；

D．ta时刻甲、乙两单摆的位移相等，但是由于两摆的摆长不等，则摆角不等，选项D正确；

故选D.

10.如图所示，在A、D两点分别固定+Q和+3Q的点电荷，B、C在AD的连线上，且AB＝BC＝CD。一质子从B点由静止释放，不计重力，在其向右运动的过程中

A. 加速度一直在减小 B. 动能先增加后减小

C. 电场力一直做正功 D. 电势能先增加后减小

【答案】B

【解析】

【详解】设AB＝BC＝CD=L，且在两点荷的连线上场强为零的点距离A点的距离为x，则

解得

x≈1.2L

即此位置在BC之间的某点，则从A到D场强先向右减小到零，后向左逐渐变大；则质子从B点由静止释放，在其向右运动的过程中

A. 加速度先减小后增加，选项A错误；   

BC. 电场力先做正功后做负功，则动能先增加后减小，选项B正确，C错误；

D. 电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增加，选项D错误；

故选B.

11.如图所示，小球沿不同倾角θ的光滑斜面滑下，小球的加速度a及对斜面的压力N与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应y-θ图中的

A. ①和② B. ①和④ C. ②和③ D. ③和④

【答案】A

【解析】

【详解】对小球进行受力分析，则有：

N=mgcosθ

随着θ的增大，N减小，对应②.

根据牛顿第二定律得：

随着θ的增大，a增大，对应①.

A．①和②，与结论相符，选项A正确；

B．①和④，与结论不相符，选项B错误；

C．②和③，与结论不相符，选项C错误；

D．③和④，与结论不相符，选项D错误；

故选A。

12.甲、乙两小球在两条平行直线上向右运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下两小球每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔相等。由图可知

A. 甲在t7时刻与乙相遇 B. 甲、乙相遇了2次

C. t4到t5之间某时刻甲、乙相遇 D. t4之前乙的速度大于甲的速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．甲在t7时刻已经超过乙球，选项A错误；

B．从图象可以看出，甲球做加速运动，乙球做匀速运动；两球同时出发，但初位置甲球靠前，故刚出发不久乙球追上甲球，由于甲球不断加速，故最终会再次超过乙球，故两球相遇两次，选项B正确；
C．t4到t5之间乙一直在甲前面，则甲、乙没有相遇，选项C错误；

D．在t3到t4之间的时间内甲乙的位移相等，平均速度相等，则在t4之前甲的速度大于乙的速度，选项D错误；

故选B。

二、填空题（共20分）

13.电流所做的功叫做电功，从本质上讲是______对定向移动的电荷所做的功。若导体两端的电压为U，时间t内通过导体的电荷量为q，则时间t内电流做的功W=__________。

【答案】    (1). 电场力    (2). qU

【解析】

【详解】[1]．电流所做的功叫做电功，从本质上讲是电场力对定向移动的电荷所做的功。

[2]．若导体两端的电压为U，时间t内通过导体的电荷量为q，则时间t内电流做的功

W=IUt=qU

14.波源S位于介质Ⅰ和Ⅱ的分界面上，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，某时刻波的图像如图所示。两列波波长不同的原因是两列波的______，从该时刻起经时间t质点a振动了6次，则质点b振动了____次。

【答案】    (1). 频率相同而波速不同    (2). 6

【解析】

【详解】[1]．根据λ=vT=v/f，两列波波长不同的原因是两列波的频率相同而波速不同；

[2]．因相同时间内两侧质点振动的次数相同，则波从该时刻起经时间t质点a振动了6次，则质点b也同样振动了6次。

15.如图所示，一只质量为m的小虫子沿弧形树枝缓慢向上爬行，A、B两点中在_____点容易滑落；弧形树枝某位置切线的倾角为θ，则虫子经该位置时对树枝的作用力大小为________。

【答案】    (1). B    (2). mg

【解析】

【详解】[1][2]．设树枝上某点的切线的倾角为θ，则在某点时重力沿树枝向下的分量F1=mgsinθ；最大静摩擦力，在B点时θ角较大，则F1较大，而最大静摩擦力fm较小，则虫子容易滑落；虫子经该位置时对树枝的作用力与重力平衡，则大小等于mg。

16.爸爸带小明荡秋千，可以简化成如图所示的单摆模型。将小球拉到A点由静止释放，让小球自由摆动，第一次恰能回到B点，A、B两点间的高度差为H。要使小球每次都恰能回到A点，需在A点推一下小球。若小球质量为m，绳子质量不计，阻力大小恒定，则推力每次对小球做的功_______mgH，小球在另一侧能到达的最大高度________A点的高度。（选填“大于”、“等于”或“小于”）

【答案】    (1). 大于    (2). 大于

【解析】

【详解】[1]．小球不能回到原来的位置是由于摆动过程中有阻力做功；若从A到B无机械能损失，则需要对小球做功mgH，但是由于在A到B过程中有阻力功，则推力每次对小球做的功大于mgH；

[2]．因为从右侧最高点到回到A点的过程中有阻力做功，则要想回到A点，在小球在另一侧能到达的最大高度要大于A点的高度.

17.如图为“用电流表测电动机效率”的实验示意图，电源电动势为E，内阻为r，电动机线圈电阻为R0。调节变阻器，当其阻值为R时，电动机牵引质量为m的钩码匀速上升，测得钩码匀速上升高度H所需时间为t，电流表示数为I，则此过程中电动机的输入功率为_____，电动机损耗的能量为________。

【答案】    (1). IE-I2(R+r)    (2). IEt-I2(R+r)t-mgH

【解析】

【详解】[1]．电路的总功率为EI；变阻器R和内阻r上消耗的功率I2(R+r)，则电动机的输入功率为：IE-I2(R+r).

[2] ．在时间t内电动机输入的能量：IEt-I2(R+r)t，其中转化的机械功为mgH，则电动机损耗的能量为IEt-I2(R+r)t-mgH.

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.“用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图所示，电源正、负极分别与圆柱形电极A、B连接。

（1）在导电纸上产生的恒定电流场模拟了_____________产生的________；用_______传感器探测等势点。

（2）若用该装置描绘该电场的等差等势线（相邻等势线间电势差相同），下列操作正确的是__________

A．在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸

B．导电纸有导电物质的一面向下

C．在电极A、B之间的连线上等距离地选取5个基准点

D．连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正

（3）若以A、B连线为x轴，A、B连线的中点O为坐标原点。将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点，沿x轴移动黑色探针，记录x坐标和相应的传感器示数，y轴坐标表示传感器示数，则做出的y-x图线最接近下列哪个图像？_________

【答案】    (1). 等量异号点电荷    (2). 静电场    (3). 电压    (4). AD    (5). B

【解析】

【详解】（1）[1][2][3]．在导电纸上产生的恒定电流场模拟了等量异号点电荷产生的静电场；用电压传感器探测等势点。

（2）[4]．A．在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸，选项A正确；

B．导电纸有导电物质的一面向上，选项B错误；

C．因为要画出等差等势线，则选取的5个基准点距离不应该是等距的，选项C错误；

D．连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正，选项D正确；故选AD.

（3）[5]．将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点，沿x轴移动黑色探针，探针越靠近O点示数越小，越远离O点示数越大，且示数关于O点对称，指针偏转情况相反，B图正确；

19.一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下，然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动，直到停止。小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ，下表给出了不同时刻小物块的速率。g取10m/s2，求小物块

（1）在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2；

（2）与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α；

（3）滑到斜面底端时的速率v1；

（4）损失的机械能。

【答案】（1）；（2）0.5；（3）5.0m/s（4）2.0J

【解析】

【详解】（1）由得物块在斜面上的加速度大小

物块在水平面上的加速度大小

（2）物块在水平面上，由牛顿第二定律得

μmg=ma2

物块在斜面上，由牛顿第二定律得

mgsinα-μmgcosα=ma1

2sinα-cosα=1

α=53°

（3）设物块到斜面底端的时刻是t1，速度为v1，由代入数据得

在斜面上做匀加速运动

在水平面上做匀减速运动

解得

v1=5.0m/s

（4）设物块在斜面上的位移为s1

由代入数据得

以水平地面为零势面，由机械能的概念，减少的机械能

ΔE=E1－E2=mgs1sinα-0=0.1×10×2.5×0.8J=2.0J

20.如图所示，固定的直角金属轨道足够长，左侧倾角θ1=37°，右侧倾角θ2=53°，轨道宽均为L=1.0m，整个装置处于B=1.0T匀强磁场中，磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。质量分别为m1=1.0kg、m2=0.4kg的导体棒ab、cd，水平放在左、右两侧轨道上并与轨道垂直。已知ab、cd棒的电阻均为R=1.0Ω，其余电阻不计，两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，sin53°＝0.8。由静止同时释放两棒，在棒下滑过程中

（1）判断cd棒中感应电流的方向；

（2）通过分析说明cd棒下滑过程中的运动情况，并计算ab棒中电功率的最大值；

（3）通过分析、推理和计算，说明ab棒在下滑过程中的运动情况。

【答案】（1）沿cd方向（2）做加速度逐渐减小的加速运动，4.0W（3）见解析

【解析】

【详解】（1）cd棒下滑切割磁感线，ab棒下滑不切割磁感线，根据右手定则，在cd棒中I沿cd方向。

（2）cd棒在右侧轨道上受力情况如图所示

f2=μN2=μm2gcos53°=0.5×0.4×10×0.6N=1.2N

由牛顿第二定律得

m2gsin53°-f2-FA2=m2a2　　　

FA2=BIL=

v增大，a2减小，cd棒做加速度逐渐减小的加速运动

当FA2==m2gsin53°-f2=（0.4×10×0.8-1.2）N=2.0N时速度最大

此后cd棒以最大速度匀速运动，最大电流

Im==2.0A　

ab棒最大电功率

Pm=Im2R=4.0W

（3）ab棒在左侧轨道上受力情况如图

ab棒刚释放时

m1gsin37°=6N

最大静摩擦力

fmax=μN1=μm1gcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N

因为fmax<m1gsin37°

所以刚释放时ab棒沿斜面向下加速运动

N1=FA1+m1gcos37°=+m1gcos37°

f1=μN1=μ（+m1gcos37°）

由牛顿第二定律得

m1gsin37°-f1=m1gsin37°-μ（+m1gcos37°）=m1a1　

当cd棒下滑速度v增大时，a1减小，棒ab做加速度逐渐减小的加速运动

当cd棒速度达到最大后，Im=2A不变

f1m=μ（m1gcos37°+BImL）=5N<m1gsin37°=6N

ab棒开始做加速度为a1=（m1gsin37°-f1m）/m1=1m/s2的匀加速直线运动