2022-2023学年上海市杨浦区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析）

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2022-2023学年上海市杨浦区高三（上）期末物理试卷（一模）
1. 声波(    )
A. 能在真空中传播 B. 在气体中的传播速度最大
C. 靠各质点的迁移来传递能量 D. 传播过程中形成疏密相间的波
2. 物体处于以下状态时所受合力为零的是(    )
A. 铅球在沙坑里下陷到最低位置时
B. 小球竖直向上抛出到速度减为零时
C. 摆球在竖直平面内摆动到右侧最高位置时
D. 小球沿竖直光滑圆轨道滑动到与圆心等高且速度为零时
3. 如图，足够长的固定粗糙直杆与水平面成θ角，套在杆上的小球在拉力F作用下以一定的初速度向上滑动。下列情况中小球机械能可能守恒的是(    )
A. B.
C. D.
4. 关于通电导线在磁场中受到的磁场力，下列说法正确的是(    )
A. 磁场力方向可以不与磁场方向垂直
B. 磁场力的方向一定垂直于通电导线
C. 环形通电线圈在磁场中所受磁场力一定为零
D. 只有垂直磁场方向放置的通电导线才受磁场力
5. 若带电粒子仅在电场力作用下运动，则带电粒子可能(    )
A. 速率变大，电势能变大 B. 所受电场力不变，动能不变
C. 速率不变，电势能不变 D. 所受电场力变小，动能不变
6. 如图，空间固定一条形磁体(其轴线水平)，穿过圆环的磁通量先增大再减小的是(    )
A. 圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极
B. 圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远
C. 圆环b从磁体正下方竖直下落
D. 圆环c从磁体右边的位置1下降到位置3

7. 如图为“用DIS研究加速度与力的关系”实验的a−F关系，根据图线分析该实验过程可能存在的问题为(    )


A. 所用小车质量过大 B. 所挂钩码的总质量太大
C. 导轨与小车间摩擦太大 D. 没有多次测量取平均值
8. 如图，A、B两小球沿倒置的光滑圆锥内侧在水平面内做匀速圆周运动。则(    )
A. A球质量大于B球
B. A球线速度大于B球
C. A球转动周期小于B球
D. A球向心加速度小于B球


9. 某同学在解题过程中得到x=BE这一表达式，其中B是某磁场的磁感应强度，E是某电场的电场强度。请你帮他判断x的单位是(    )
A. kg⋅m
B. s/m
C. kg⋅A/s
D. m/(A⋅s)
10. 如图，采用一个电阻箱和电流表测量一节干电池的电动势和内阻，下列图像中可能正确的是(    )


A. B.
C. D.
11. 如图，悬挂在丝线下的小球B与固定在悬点正下方的小球A带同种电荷，两球均可视作点电荷。细线竖直时，B处于静止状态且丝线上的拉力大小为T1，两球间距为l1，库仑力大小为F1。若将B拉至图中另一位置处也能静止，此时丝线拉力大小为T2，两球间距为l2，库仑力大小为F2。则(    )
A. T1>T2
B. F115km/h，故不合要求。
答：(1)行驶过程中车子所受路面的阻力大小为35N和比例系数k1为5kg⋅s−1。
(2)该车不符合道路法规要求，理由见解析。 
【解析】(1)根据牛顿第二定律和平衡条件，列方程求比例常数；
(2)当阻力与牵引力相等时，根据功率公式，解一元二次方程解是否越合乎要求。
本题的第(1)问是一个开放性试题；难度在第(2)问，计算需要用到功率的的计算公式，求解时需要根据题中的等量关系建立一个等式，从而解关于速度v的二次方程求解。

20.【答案】解：(1)设从bc边进入第一个磁场至bc边离开第一个磁场过程中，金属框的速度为v，因bc的电阻不计，故bc两端的电压等于bc切割磁感线产生的感应电动势，则有：
Ubc=E=Bd0v
可见Ubc与v成正比关系，由图(2)可得Δt2时间内金属框做匀加速直线运动，可知t1时刻金属框恰好完全进入磁场，Δt2时间内金属框的位移等于2L−L=L，金属框中无感应电流，金属框所受合力等于F，设t1、t2时刻的速度大小分别为v1、v2，对照图(2)可得：
U1=Bd0v2，U2=Bd0v1，
由动能定理得：
FL=12mv22−12mv12
解得：F=m(U12−U22)2B2d02L
由图(2)可知t=0时刻金属框的速度大小v0=v2
对金属框从静止运动到bc边刚进入第一个磁场过程，由动能定理得：
Fx=12mv02−0
联立解得：x=U22U12−U22L；
(2)由(1)的分析，以向右为正方向，对Δt2时间内金属框的运动，由动量定理得：
FΔt2=mv2−mv1
解得：Δt2=2Bd0LU1+U2
由(1)的分析结论：Ubc与v成正比关系，可知Δt1时间内金属框做加速度减小的减速直线运动，又有v0=v2，可得Δt1时间的平均速度小于Δt2时间内的平均速度，而Δt1时间内金属框的位移等于边长L，与Δt2时间内金属框的位移相等，由平均速度的定义，可知Δt1>Δt2。
(3)t2时刻bc以速度v2开始离开磁场，ad边在磁场中切割磁感线产生的感应电动势，因ad的电阻不计，故ad两端的电压Uad等于ad产生的感应电动势，即Uad=Bd0v，因t2时刻ad边开始切割磁感线的速度v2等于t=0时刻bc边刚进磁场的速度v0，此时Uad=U1，可知ad边在磁场中运动过程与Δt1时间内bc边进磁场的过程完全相同，均为加速度减小的减速运动，在t3时刻ad边刚离开后Uad=0，Uad随时间变化图像如下图。

(4)在t3时刻ad边刚离开磁场时的速度就等于v1。金属框完全离开磁场后，所受合力等于F，做匀加速直线运动，运动过程与Δt2时间内金属框的运动完全相同，bc边刚进入第二个磁场时速度就等于v2，则金属框所具有的动能为：
Ek=12mv22=mU122B2d02。
答：(1)金属框从静止起向右运动至bc边进入第一个磁场过程中运动的距离x为U22U12−U22L；
(2)Δt2为2Bd0LU1+U2，比较Δt1和Δt2的大小关系为Δt1>Δt2；
(3)见解答；
(4)bc边刚进入第二个磁场时金属框所具有的动能为mU122B2d02。 
【解析】(1)因bc的电阻不计，故bc两端的电压等于bc切割磁感线产生的感应电动势，可得Ubc与速度大小成正比关系，由图(2)可得Δt2时间内金属框做匀加速直线运动，可知t1时刻金属框恰好完全进入磁场，Δt2时间内金属框的位移等于L，金属框中无感应电流，金属框所受合力等于F，根据动能定理求得F，由图(2)可知t=0时刻与t2时刻金属框的速度大小相等，对金属框从静止运动到bc边刚进入第一个磁场过程，由动能定理求解；
(2)根据(1)的分析，由动量定理求解；
(3)bc出磁场后，ad边在磁场中切割磁感线产生的感应电动势，ad两端的电压等于ad产生的感应电动势，可分析得到ad边在磁场中运动过程与Δt1时间内bc边进磁场的过程完全相同。
(4)在ad边刚离开磁场时的速度等于t1时刻的速度，金属框完全离开磁场后，所受合力等于F，做匀加速直线运动，运动过程与Δt2时间内金属框的运动完全相同，bc边刚进入第二个磁场时速度就等于t1时刻的速度。从而确定动能。
本题考查了电磁感应现象中导体框穿过磁场过程力与运动、功与能的分析能力，应用法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律判断研究对象的运动过程，应用相应的物理原理，例如功能关系、动量定理等解答。