2023上海金山区高三上学期一模物理试题含答案

2022学年第一学期质量监控

高三物理试卷       2022.12.23

考生注意：

1．本卷满分100分，考试时间为60分钟；

2．第19、20题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。

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. 下列物理量在求和运算时遵循平行四边形定则的是（　　）

A. 路程 B. 电量 C. 电势 D. 电场强度

【答案】D

【解析】

【详解】路程、电量、电势是标量，求和运算时不遵循平行四边形定则；而电场强度是矢量，求和运算时遵循平行四边形定则。

故选D。

2. 小明从30楼乘电梯下楼，则电梯启动后的短时间内，小明处于（　　）

A. 平衡状态 B. 超重状态 C. 失重状态 D. 完全失重状态

【答案】C

【解析】

【详解】电梯向下启动时，小明有向下的加速度，加速度大小小于重力加速度，因此小明处于失重状态。

故选C。

3. 近日，全球首架C919大型客机交付首家用户中国东方航空，并从浦东机场飞抵虹桥机场。客机在空中水平匀速飞行时，空气对它的作用力方向（　　）

A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 斜向上 D. 斜向下

【答案】A

【解析】

【详解】客机在空中水平匀速飞行时，空气对它的作用力与重力平衡，所以空气对它的作用力方向竖直向上。

故选A。

4. 光滑圆弧固定，小球在图示恒力F作用下从最高点下滑的过程中，F（　　）

A. 一直做正功 B. 先做正功后做负功

C. 一直做负功 D. 先做负功后做正功

【答案】B

【解析】

【详解】小球速度方向与力F方向的夹角由锐角逐渐变为钝角，力F对小球先做正功后做负功。

故选B。

5. 将阻值调为5Ω的电阻箱接在内阻为2Ω的电池上。为提高电池效率，可将电阻箱阻值调整为（　　）

A. 1Ω B. 2Ω C. 4Ω D. 6Ω

【答案】D

【解析】

【详解】设电阻箱接入电路的电阻为，电源内阻为，电源的效率

所以当R增大时，效率η提高。为提高电池效率，可将电阻箱阻值调整为6Ω。

故选D。

6. 如图，密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起。若两地温度相同，则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是（　　）

A. p增大、Ek增大 B. p增大、Ek不变

C. p减小、Ek增大 D. p减小、Ek不变

【答案】D

【解析】

【详解】两地温度相同，则分子平均动能不变；由波义耳定律可知桶内气体体积增大压强减小，故选D

7. 月球在逐渐远离地球，大约几亿年后月球公转轨道半径会增加约10%，则地月之间的万有引力会（　　）

A. 增加约10% B. 减小约10% C. 减小约17% D. 减小约23%

【答案】C

【解析】

【详解】依题意，设开始初期月球公转轨道半径为，则它们之间的万有引力

几亿年后月球公转轨道半径会增加约10%，则有

即地月之间的万有引力会减小约17%。

故选C。

8. 如图，甲（虚线）、乙（实线）两列机械波在同一介质中相向传播，某时刻两波的波峰在质点A处相遇。若甲、乙两波的周期分别为T甲、T乙，则（　　）

A. T甲>T乙，A的振动始终加强

B. T甲>T乙，A不是振动加强点

C. T甲<T乙，A的振动始终加强

D. T甲<T乙，A不是振动加强点

【答案】D

【解析】

【详解】甲乙两波在同一介质中，波速相同，由图可知

由

可知

两波频率不同，A不是振动加强点。

故选D。

9. 如图，竖直平面内有一大一小两个连续圆形轨道。小物体某次滑行中先后经过两环最高点A、B时的速度分别为vA、vB，加速度分别为aA、aB，不计阻力，则（　　）

A. vA>vB，aA>aB

B. vA>vB，aA<aB

C. vA<vB，aA>aB

D vA<vB，aA<aB

【答案】D

【解析】

【详解】A点高于B点，有

不计阻力，小物体在A、B两点机械能相等，有

则

由

可知

故选D。

10. 如图，等量异种电荷处在电场强度为E的匀强电场中，关于两电荷连线中点O对称的A、B两点电势分别是φA、φB。若O点处的场强是零，则（   ）

A. E方向向右，φA > φB B. E方向向右，φA < φB

C. E方向向左，φA > φB D. E方向向左，φA < φB

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据等量异种电荷的电场线的特点可知，两等量异种电荷在O点的场强水平向右，根据题意O点的场强为零，所以匀强电场的场强水平向左，AB错误；

CD．根据等量异种电荷的电场特点可知两等量点电荷在A、B处的电场强度比匀强电场的场强大，所以合场强向右，又因为沿电场线的方向电势降低，故φA > φB，C正确，D错误。

故选C。

11. 小球从高空被竖直向上抛出。以向上为正，若2s内它的平均速度为－5m/s，g取10 m/s2，则上抛的初速度为（　　）

A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 25 m/s

【答案】A

【解析】

【详解】设小球的初速度为v0，后的速度为

小球抛出后做竖直上抛运动，根据匀变速直线运动的平均速度公式，有

代入数据，得

解得

 故选A。

12.  在图甲所示电路中，任意移动滑动变阻器滑片，画出电压表读数U和电流表读数I的关系，坐标系原点为（0，0），数据点均在图乙所示一小段直线上，其原因可能是（　　）

A. R1阻值过大

B. 电源内阻过小

C. 电源电动势过小

D. R2最大阻值过大

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可知

解得

如R1阻值过大，则移动滑动变阻器时电流变化较小，则可能出现数据集中在一小段直线上的情况，故A正确；

B．如电源内阻过小，根据闭合电路欧姆定律，由于

移动滑动变阻器时，电流发生变化范围大，图像不可能集中在一小段图像上，故B错误；

C．如电源电动势过小，根据闭合电路欧姆定律，移动滑动变阻器时，电流发生变化，电压表示数为

电源电动势过小，图像纵坐标会靠近原点，故C错误；

D．R2的最大阻值过大，根据闭合电路欧姆定律，移动滑动变阻器时，电流变化范围大，不可能集中在一小段直线上，故D错误。

故选A。

二、填空题（共20分）

13. 物体保持______状态的性质，叫惯性。作用在物体上的外力一定的情况下，______，所以说质量是惯性的量度。

【答案】    ①. 匀速直线运动状态或静止状态
    ②. 质量越大的物体的运动状态越不易改变
 

【解析】

【详解】[1][2]物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性；作用在物体上的外力一定的情况下，质量越大的物体运动状态越不易改变，所以说质量是惯性的量度。

14. 某单摆的摆长为L，摆球质量为m，重力加速度为g。该单摆做简谐振动过程中，摆球势能的变化周期为______________________；摆线与竖直方向α时，其回复力大小为______________________。

【答案】    ①.     ②. mgsinα

【解析】

【详解】[1]单摆势能变化的周期为

[2] 摆线与竖直方向α时，其回复力大小为

15. 距某点电荷1cm的某点处电场强度为，，则该点电荷带电量为________C。库仑C用国际单位的基本单位可表示为________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]根据点电荷场强公式，可得

[2]根据，可得库仑C用国际单位的基本单位可表示为

16. 用如图模型研究斜拉桥的平衡：细杆CD固定在地面，从质量为m的均匀平板正中央空洞内穿过。通过两根轻质细线CA、CB将平板水平悬挂，与竖直方向夹角分别为30°、60°。则CB绳对平板的拉力大小为______________________；保持平板水平不动，逐渐缩短CB线，使悬挂点B左移，CB绳对平板的拉力将______________________（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。

【答案】    ①.     ②. 变大

【解析】

【详解】[1]对平板根据平衡条件

联立解得

[2]设CB绳与竖直方向夹角为，根据平衡条件

联立解得

使悬挂点B左移，则由60°逐渐减小，则CB绳拉力变大。

17. 如图，容器内封闭了一定质量的气体，初始时活塞与固定的小挡板（阴影部分）接触。已知大气压强为p0，活塞质量为m、横截面积为S，且mg=p0S，两挡板向上总共可承受的最大作用力大小为2mg。若活塞承受向下的作用力大小为3mg，要求平衡后气体体积不能小于初始的一半，则初始时气体压强p应满足______≤p≤______（用p0表示）。

【答案】    ①. 2.5p0    ②. 4p0

【解析】

【详解】[1][2]两挡板向上总共可承受的最大作用力大小为2mg，初始压强最大为pmsx，有

且

mg=p0S

解得

初始压强最小为pmin，活塞承受向下的作用力大小为3mg，平衡后气体体积不能小于初始的一半，有

解得

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过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。

18. 在“研究共点力合成”的实验中，

（1）某同学在实验中出现了如图a所示动作，该操作有什么错误之处？______。

（2）正确操作后，两个弹簧秤拉动得到如图b所示的两个力和，一个弹簧秤拉动得到如图b所示的力。用作图法求出和的合力（保留必要作图痕迹）______，=______N。

（3）该实验推理的逻辑如下，填出推理依据①______

【答案】    ①. 弹簧拉力方向与细绳方向不一致    ②.     ③. 3.0    ④. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]该同学在实验中的操作错误或不妥之处有：弹簧拉力方向与细绳方向不一致。

（2）[2][3]根据平行四边形法则，用作图法在图中画出合力，如图所示

合力大小F=3.0N。

（3）[4]用弹簧测力计分别测出F3和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F3和F1、F2的图示。

19. 用如图所示的电路作为电源接在A、B两个电极上，通过导电纸模拟电场分布。电源电动势为E，内阻为r。滑动变阻器最大阻值R=20r。电压表视为理想电压表，将滑片移动到正中间，电压表示数为。求：

（1）A电极模拟的是何种电性的点电荷？

（2）导电纸AB之间的电阻RAB多大（用r表示）？

（3）CD是AB连线的中垂线。若一电子（电量为-e）从B点运动到D点，电子电势能的变化量为多少？

【答案】（1）正电；（2）10r；（3）

【解析】

【详解】公众号：高中试卷君

（1）由电路图可知，A点电势高于B点电势，所以A电极模拟的带正电的点电荷。

（2）滑片移动到正中间时，AB之间的电阻RAB与滑动变阻器并联部分的电阻为

则外电路总电阻为

由闭合电路欧姆定律可知

解得

（3）A、B两点间的电势差为

B、D两点间的电势差为

电子从B点运动到D点的过程中

可知电场力做正功，电势能减少，变化量为。

20. 如图a所示，水平面与斜面在B处平滑连接，斜面上的C端处安装有轻弹簧。质量为m=1kg小物块被斜向上α=37°的恒力F作用下从A位置静止开始向右运动，到达B点后撤去恒力F。小物块从A点出发到速度第一次减为零的过程，其动能Ek、重力势能Ep（以水平面为零势能面），弹簧弹性势能E随小物块路程s的变化如图b三条图线所示。

（1）请判断三条图线各表示哪个能量；

（2）求小物块在水平面上运动的加速度a；

（3）求斜面的倾斜角β；

（4）求图b中D点表示的能量大小。

【答案】（1）见解析；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）小物块在恒力作用下运动至B点，从B点沿斜面向上匀减速运动，当路程为1.8m时与弹簧接触，根据动能定理可知，小物块动能随路程先均匀增大，再均匀减小，故图线①表示小物块动能；当路程为2.2m时，小物块动能为零，小物块的重力势能和弹簧的弹性势能最大，重力势能表达式为

可知，路程为1m后重力势能随高度以及路程均匀增大，故图线②表示小物块的重力势能，AB距离为1m；图线③表示的能从1.8m至2.2m从零开始增大至最大，故图像③表示弹簧的弹性势能。

（2）由图线可知，路程1m时小物块的动能为8J，此时小物块速度为

由

小物块在水平面上运动的加速度为

（3）1~1.8m路程内，小物块的重力势能增加4J，根据

斜面的倾斜角为

（4）由图线①可知，1~1.8m路程内，小物块动能从8J减小至4J，根据动能定理

得

说明斜面摩擦力为0，斜面光滑。

由图线②可知，路程为2.2m时，小物块的重力势能为6J。路程从1m~2.2m过程中，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，则

图b中D点的弹性势能为