2023届上海市嘉定区高三上学期等级考第一次质量调研（一模）物理试题及答案

2023届上海市嘉定区高三上学期等级考第一次质量调研（一模）物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．最早用实验证实电磁波存在的物理学家是（　　）

A．奥斯特 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．赫兹

2．引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（　　）

A． B． C． D．

3．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，以下不能体现能量守恒定律的是（　　）

A．库仑定律 B．焦耳定律

C．闭合电路欧姆定律 D．楞次定律

4．篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则篮球对水平地面的压力是由（　　）

A．篮球的形变而产生方向斜向下

B．地面的形变而产生方向斜向下

C．篮球的形变而产生方向竖直向下

D．地面的形变而产生方向竖直向下

5．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，对提高测量结果精确度有利的操作是（　　）

A．选用柔软有弹性的摆线 B．选用体积较大的摆球

C．单摆偏离平衡位置的角度应尽可能大些 D．测周期应从摆球经过平衡位置开始计时

6．摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（　　）

A．受到重力、支持力和向心力的作用

B．所受的地面作用力恰好与重力平衡

C．所受的合力可能不变

D．所受的合力始终变化

7．如图所示，当弹簧振子从平衡位置O运动至最右端C的过程中，在做（　　）

A．加速度不断增大的加速直线运动 B．加速度不断增大的减速直线运动

C．加速度不断减小的加速直线运动 D．加速度不断减小的减速直线运动

8．如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场均反向，则金属细杆将（　　）

A．沿斜面加速上滑 B．沿斜面加速下滑 C．沿斜面匀速上滑 D．仍静止在斜面上

9．一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始上升，到达某一高度时撤去外力.若不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E随时间t变化的关系图象是

A． B．

C． D．

10．如图，在“研究共点力的合成”的实验中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时、间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及的方向不变，绕点O逆时针旋转，使两分力的夹角逐渐增大，这一过程中（　　）

A．一定增大，、的合力也随之增大

B．一定增大，但、的合力保持不变

C．不一定增大，、的合力也不一定增大

D．不一定增大，但、的合力保持不变

11．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率的平方（v2）与环绕半径的倒数的关系如图所示，图中b为图线纵坐标的最大值，图线的斜率为k，引力常量为G，则地球的质量和半径分别为（   ）

A．kG，kb B．， C．kb D．kG，

12．利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如右图所示，则手机（　　）

A．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力先减小后增大

B．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力逐渐减小

C．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力先减小后增大

D．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力逐渐减小

二、填空题

13．一汽车在水平地面上行驶，因前方故障采取紧急措施，此过程可看做是匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：，则汽车刹车时加速度大小为_______：汽车刹车5s内的位移为_______m。

14．图a为利用发波水槽得到的水面波形图这是波的_______现象：用实线表示波峰，虚线表示波谷，波的图样如图b所示，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向_______。（选填“向上”或“向下”）

15．风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。右图为1500千瓦的风机机组，风机叶片大约有35m长，风力发电机每转动一周，大概需要5s，由此可估算出风机叶尖速可达_______m/s：机组一天发电量约______度，可供15个家庭使用一年（结果保留整数）。

16．如图所示，直线A是电源的路端电压与电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线。若将这两个电阻分别接到该电源上，则电源的输出功率之比为_______；将电阻R1、R2分别接到该电源，电源的效率分别为η1、η2，则两者的大小关系为η1____η2。

17．如图a，一个正点电荷固定在绝缘水平面上x轴的原点O处，轴上各点电势与的关系如图b。可视为质点的滑块质量为0.05kg、电荷量为，从x=0.2m处由静止释放，在x=0.4m处时速度达到最大。已知滑块与水平面间的动摩擦因数，。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在x=0.4m处滑块所受电场力大小为________N：滑块速度大小为________m/s。

三、实验题

18．某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，如图a所示。将该水果电池给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测量电路中的电流，发现读数不足3mA。

（1）你认为电路中电流不足3mA的原因是________；

（2）为了测量水果电池的电动势和内阻，进行如下实验，电路图如图b所示。请按照电路图，将图c中的实物图连线补充完整________。

（3）连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器________；

（4）按要求更换滑动变阻器后，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=________V，内阻r=________（结果保留三位有效数字）。

四、解答题

19．如图所示为一遥控电动赛车（可视为质点），它的运动轨道由长L=8m的粗糙直轨道AB与半径均为R=0.1m的四分之一光滑圆弧轨道BC、CD平滑连接而成。假设在某次演示中，赛车从A位置由静止开始运动，通电t=2s后关闭电动机，赛车继续前进一段距离后进入竖直圆弧轨道BCD。若赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力f=0.4N，赛车质量为m=0.4kg，通电时赛车电动机输出的牵引力恒为F=1.2N，空气阻力忽略不计，取。则：

（1）赛车在AB段运动时的最大速度及它到达B点时的速度大小；

（2）赛车到达D点时的速度大小；

（3）要使赛车刚好到达D点，电动机的工作时间为多长？

20．如图a所示，在倾角的斜面上，固定着宽L=1m的平行粗糙金属导轨，导轨下端接一个的定值电阻，整个装置处于垂直导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。一质量m=0.5kg、阻值的金属棒在沿导轨向上的拉力F的作用下，从MN处由静止开始沿导轨加速向上运动。运动过程中，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）若金属棒以的加速度沿导轨向上做匀加速直线运动，则

（a）当它运动到2m处所受安培力；

（b）在图b中画出此时金属棒的受力示意图；

（c）计算该位置处拉力F的大小。

（2）若金属棒在拉力F的作用下沿导轨向上运动的图像如图c所示，试求从起点开始到发生s=2m位移的过程中，安培力所做的功以及拉力F所做的功。

参考答案：

1．D

【详解】麦克斯韦最早预言了电磁波的存在，最早用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹。

故选D。

2．C

【详解】由万有引力公式

得

其中，则有

经计算单位为。

故选C。

3．A

【详解】A．库仑定律说明电荷之间的相互作用力，不能体现能量守恒定律，故A正确；

B．焦耳定律体现了电流做功与焦耳热的关系，体现能量守恒定律，故B错误；

C．闭合电路欧姆定律可变形为

即电源功率等于输出功率与内电阻功率之和，体现了能量守恒定律，故C错误；

D．楞次定律是把其他形式的能转化为电能的过程，体现了能量守恒定律，故D错误。

故选A。

【点睛】以物理学史内容为命题背景，考查学生的物理观念，注意能量守恒定律一定涉及做功或各种形式的能，学生须准确掌握各个定律的内容和应用范围。

4．C

【详解】水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的竖直向下的弹力。故C正确，ABD错误。

故选C。

5．D

【详解】A．摆线长不能发生变化，应选用柔软不具有弹性的摆线，A错误；

B．为减小空气阻力的影响，应选用密度大、体积小的摆球，B错误；

C．为使摆球做简谐运动，单摆偏离平衡位置的角度应小些，C错误；

D．摆球在平衡位置的速度最大，测周期应从摆球经过平衡位置开始计时，误差较小，D正确。

故选D。

6．D

【详解】A．摩托车沿圆弧弯道以不变的速率行驶时，受到重力、支持力、和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是实际受力，故A错误；

B．地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，与重力不平衡，故B错误；

CD．摩托车做匀速圆周运动，合力方向始终指向圆心，所以所受合力始终变化，故C错误，D正确。

故选D。

7．B

【详解】弹簧振子从平衡位置O向最右位置C的运动过程中合外力逐渐增大，加速度不断增大速度不断减小，即做加速度不断增大的减速运动，B正确，ACD错误。

故选B。

8．A

【详解】最初金属细杆受到三个力作用，且合力为零，如图所示

由平衡可知，安培力

若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，则安培力

根据牛顿第二定律

故金属细杆以

的加速度沿着斜面加速上滑。

故选A。

9．A

【分析】恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒．物体先做匀加速直线运动，后做竖直上抛运动，由能量关系分析．

【详解】设物体在恒力作用下的加速度为a，由功能原理可知，机械能增量为：△E=F△h=F•at2，知E-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变．故A正确，BCD错误．故选A.

10．D

【详解】保持结点O的位置，即橡皮条的形变量不变，可得、的合力保持不变；的方向不变，绕点O逆时针旋转，即、间的夹角由锐角开始逐渐增大，则先减小后增大，故不一定增大。

故选D。

11．B

【详解】根据

得

故直线的斜率

k = GM

则行星的质量为

当轨道半径恰好等于星球半径时，卫星贴近星球表面飞行，线速度最大，则有

解得

故选B。

12．D

【详解】时刻手机加速度最大，但时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，时刻之后，手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机将减速上升一段时间，手机在时间内，向上的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得

故支持力逐渐减小，手机在时间内，向下的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得

可知支持力继续减小，可知时间内所受的支持力逐渐减小。

故选D。

13．     4     32

【详解】[1]根据匀变速直线运动的位移时间关系

可得

，

[2]由加速度的定义可得

解得汽车的刹车时间为

故汽车刹车5s内的位移即4s内的位移为

14．     干涉     向下

【详解】[1]当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，是波发生了干涉现象．

[2]B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，根据同侧法知C点的振动方向向下。

15．     44

     36000

【详解】[1]由线速度公式，风机叶尖速度为

[2]机组一天发电量约为

16．     3：4     大于

【详解】[1]由两图线的交点读出，R1接在电源上时电压U1 = 0.75U0，通过R1的电流I1 = 0.25I0，则电源的输出功率

R2接在电源上时U2 = 0.5U0，I2 = 0.5I0，电源的输出功率

则电源的输出功率之比为

[2]电源的效率

η

则知电源的效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率较高，故η1 > η2。

17．          0.2

【详解】[1]在x=0.4m处时滑块速度达到最大，可知此处滑块所受合外力为零，则此处滑块所受电场力大小为

[2]在x=0.4m处即，由图可知此处电势为φ1=2.5×105V，滑块电势能为

在x=0.2m处即，由图可知此处电势为φ2=5×105V，设滑块在x=0.4m处的速度大小为v，根据动能定理有

解得

18．     水果电池内阻太大          阻值偏小     1.55     21.9

【详解】（1）[1]水果电池内阻太大，电路的电流很小，灯泡的实际功率很小不足以使灯泡发光；

（2）[2] 实物图连线如图

（3）[3]连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，由于水果电池内阻很大，而滑动变阻器采用的是限流式接法，所以导致的原因是所选用的滑动变阻器阻值偏小；

（4）[4]根据闭合电路欧姆定律

化解得

可解得

[5]U-I图像斜率绝对值表示电源内阻，可得

19．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）依题意，可知赛车在AB段运动时，当通电t=2s后关闭电动机瞬间，赛车的速度最大，根据牛顿第二定律有

代入相关数据求得

此时赛车通过的位移为

关闭电机后，根据牛顿第二定律可得赛车的加速度大小为

则赛车减速到达B点时，有

代入相关数据求得

（2）赛车从B点到达D点时，根据动能定理有

求得

（3）若赛车刚好到达D点，则此时赛车速度为0，根据动能定理可得赛车运动的整个过程有

其中

联立以上式子求得

20．（1）（a）0.5N；（b） ；（c）4.8N；（2）-1J；12.6J

【详解】（1）（a）根据运动学公式得运动到2m处有

解得

根据电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得

，

磁场垂直于导体棒，根据安培力的表达式得

（b）金属棒根据左手定则可判断安培力方向为沿斜面向下，故此时金属棒的受力示意图如图

（c）根据牛顿第二定律

，

联立解得

（2）根据安培力的表达式

安培力所做的功

根据运动的图像可知，从起点开始到发生s=2m位移的过程中

联立得安培力所做的功

从起点开始到发生s=2m位移的过程中，根据动能定理得

解得拉力F所做的功