2021-2022学年上海市奉贤区高三下学期二模物理试题（解析版）

2021学年第二学期高三物理练习卷

备注：

1.满分 100 分，时间 60 分钟。

2.本卷分设练习卷和答题纸。练习卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。

3.答题前，务必在答题纸上填写姓名等在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在练习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练习题号对应的位置。

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。每小题只有一个正确答案。）

1. 描述电场的能的性质的物理量是（　　）

A. 电势能 B. 电势 C. 电场强度 D. 电量

【答案】B

【解析】

【详解】根据电势的物理意义可知，电势是描述电场能的性质的物理量，故ACD错误B正确。

故选B。

2. 当原子核发生了一次β衰变后，该原子核少了一个（　　）

A. 电子 B. 中子 C. 质子 D. 核子

【答案】B

【解析】

【详解】衰变的实质是原子核内中子转化为一个质子和一个电子，所以当原子核发生了一次β衰变后，该原子核少了一个中子。

ACD错误；B正确。

故选B。

3. 单色光经一狭缝照射到光屏上，可观察到图样。观察到的图样是（　　）

A  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】单缝衍射时，中央亮条纹最宽最亮，两边依次变窄，变暗，这是单缝衍射条纹特征。

故选A。

4. 如图，用紫外线灯照射不带电的洁净的锌板，验电器箔片张开。此现象能说明（　　）

A. 每种金属有个极限频率 B. 紫外线照射下锌板带电

C. 不同的光有不同的频率 D. 紫外线照射下锌板失去电子

【答案】B

【解析】

【详解】用紫外线灯照射不带电的洁净的锌板，验电器箔片张开，说明紫外线照射下锌板带电，带何种电荷无法通过该实验现象得出，故不能判断失去电子还是得到电子，故B正确，ACD错误。

故选B。

5. 如图，是用显微镜观察布朗运动的实验结果。由图可观察到（　　）

A. 液体分子的运动轨迹 B. 液体分子在无规则运动

C. 悬浮微粒的运动轨迹 D. 悬浮微粒在无规则运动

【答案】D

【解析】

【详解】图中记录的是布朗微粒每隔一定时间所处位置的连线图，并不是运动轨迹图，由图可以看出悬浮微粒在做无规则运动，不能直接观察到液体分子的无规则运动，故ABC错误，D正确。

故选D。

6. 幽门螺杆菌在胃中产生的尿素酶，可将服用的碳14标记的尿素分解为氨和碳14标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在。已知碳14半衰期为5730年，则（　　）

A. 改变胃部压强可以改变衰变快慢 B. 含的化合物比单质衰变可能慢些

C. 改变胃部温度不能改变衰变快慢 D. 20个经过5730年有10个发生衰变

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．放射性元素的半衰期由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件均无关，所以改变胃部压强或温度均不能改变衰变快慢，且含的化合物和单质的衰变快慢相同，故AB错误，C正确；

D．半衰期是描述大量放射性原子核的统计规律，对极少量原子核并不适用，故D错误。

故选C。

7. 如图，一开口向下的直玻璃管，通过细绳悬挂固定，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内液面高于管外液面。现向水银槽内加入水银，则（　　）

A. 管内气体体积不变 B. 细绳拉力不变

C. 管内气体压强变大 D. 管内外液面高度差变大

【答案】C

【解析】

【详解】C．向水银槽内加入水银，假设玻璃管内气体压强不变，根据

则管内气体体积不变，加入水银后管内外水银面高度差减小，而大气压强不变，管内水银面将向上移动，假设不成立，同理可得出管内气体压强变小也不可能，所以管内气体压强一定变大，故C正确；

A．管内气体压强p变大，根据

则管内气体体积变小，故A错误；

B．对玻璃管受力分析，细绳拉力

管内气体压强p变大，则细绳拉力变小，故B错误；

D．管内气体压强p变大，根据

管内外液面高度差h变小，故D错误。

故选C。

8. 在沿斜面向上的恒力F作用下，一物体从足够长的光滑斜面的底端由静止开始向上运动，在某一高度撤去恒力F。以地面为零势能面，设重力势能为、机械能为，则整个向上运动过程中，它们随时间t变化的图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意可知，撤去恒力前，物体做匀加速运动，设加速度为，撤去恒力后，物体做匀减速运动，设加速度为，匀加速后物体的速度为，由运动学公式可得，匀加速时的位移为

匀减速时的位移为

AB．以地面为零势能面，根据题意，由重力做功与重力势能关系可知，撤去恒力前

可知，重力势能与时间为二次函数，且开口向上，撤去恒力后

可知，重力势能与时间仍为二次函数，但开口向下，故B错误A正确；

CD．根据题意，由功能关系可知，撤去恒力前，物体的机械能为

可知，机械能与时间为二次函数，且开口向上，撤去恒力后，只有重力做功，机械能保持不变，故CD错误。

故选A。

9. 一根轻质绝缘细杆可绕固定于中点O在竖直平面内自由转动，杆两端固定有电荷量分别为+q和-q的点电荷，整个装置放在图示的电场中。该电场在竖直平面内关于过O的竖直线对称。现将杆由水平位置静止释放，两电荷绕轴可转动到竖直线上A、B位置，不考虑两电荷的重力，则在此过程中，两电荷（　　）

A. 总电势能不变 B. 总电势能增加

C. 电场力做的总功为零 D. 总动能增加

【答案】D

【解析】

【详解】依题意，杆受力的合力矩为顺时针，所以系统沿顺时针转到竖直位置，电场力对两电荷均做正功，总功不为零。根据

易知两电荷的总电势能减小。不考虑两电荷的重力，即系统运动过程中只有电场力做功，减小的电势能转化为系统的总动能。故ABC错误；D正确。

故选D。

10. 扫描隧道显微镜可探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效减弱外界振动对它的扰动，在其圆盘周边沿其径向对称竖直安装若干对紫铜薄板，图示为其中的一个紫铜薄板，利用磁场来衰减其微小振动，按四种方法施加恒定磁场，则对铜板上下及其左右振动的衰减最有效的方法是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据题意可知，加恒定磁场后，如果紫铜薄板上下及左右振动时，穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，可以衰减铜板上下及其左右振动

AD．由选项图可知，左右振动时，有磁通量变化，能够衰减铜板左右振动，上下振动时，没有磁通量变化，不能衰减铜板上下振动，故AD错误。

B．由选项图可知，上下及左右振动时穿过板的磁通量均变化，则可以衰减铜板上下及其左右振动，故B正确；

C．由选项图可知，上下及左右振动时，磁通量均不变化，则不可以衰减铜板上下及其左右振动，故C错误。

故选B。

11. 如图甲，一水平圆盘可绕竖直固定轴匀速转动。在圆盘上沿半径方向开有三条相同的均匀狭缝，缝间夹角相等。将激光器与传感器置于靠近圆盘边缘的上下两侧，竖直对准，当激光器连续发射激光束，经过狭缝时，传感器收到激光信号，经过计算机处理画出的图线如图乙。根据以上信息，可知圆盘的（　　）

A. 角速度 B. 线速度 C. 半径 D. 缝宽

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据题意可知，狭缝间夹角为，由图乙可知，接收器接收到光的时间间隔为

则圆盘转动的角速度为

故A正确；

BCD．根据公式，，，，由A分析可得角速度，则周期可求，但无法解得线速度、半径和缝宽，故BCD错误。

故选A。

12. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒一水平向右的初速度v1，经过时间t，导体棒MN向右运动的距离为x，速度为v2。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q，具体过程如下（　　）

A. 甲乙解法都正确 B. 甲解法正确，乙解法错误

C. 甲乙解法都错误 D. 甲解法错误，乙解法正确

【答案】D

【解析】

【详解】导体棒向右运动，切割磁感线产生感应电流 ，受到向左的安培力而做减速运动，随着速度的减小，感应电动势和感应电流减小，导体棒所受的安培力减小，导体棒做加速度减小的减速运动，安培力的平均值不断变化，不能用平均值求克服安培力做功，故甲同学的解法是错误的；根据功能关系，在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻 R 的焦耳热，与导体棒的运动的过程无关，可以用来求解产生的焦耳热，故乙同学的解法是正确的，故D 正确，ABC 错误 。

故选D。

二、填空题（共 20 分）

13. 如图是一个单摆振动，O是平衡位置，B、C是球能到达的最远位置。设向右为正方向，图乙是该单摆振动的图像，该单摆振动的频率是___________Hz；当时，摆球正___________摆动（选填“向左”“向右”或“不”）。

【答案】    ①. 1.25    ②. 向左

【解析】

【详解】[1]由图乙可知，单摆振动的周期为

则该单摆振动的频率是

[2]由题意可知，向右为正方向，由图乙可知，当时，摆球向负方向摆动，即摆球正向左摆动。

14. 已知火星半径约为，火星表面处自由落体的加速度大小约为，则火星的质量约为___________kg。2021年2月，我国“天问一号”探测器成功进入绕火星的椭圆停泊轨道，则探测器在停泊轨道上离火星表面最近时的速度大小___________最远时的速度大小（选填“大于”“等于”或“小于”）。（引力常量）

【答案】    ①.     ②. 大于

【解析】

【详解】[1]根据万有引力等于重力有

可得

代入数据解得

[2]由开普勒第二定律可知，探测器在停泊轨道上离火星表面最近时的速度大小大于最远时的速度大小。

15. 如图，小灯泡的规格为“6V，3W”，R3=4Ω，电源内阻r=1Ω。闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表示数为零，电流表示数为1.5A，电表均为理想电表，则电源电动势E为___________V，电阻R2为___________Ω。

【答案】    ① 9.5    ②. 6

【解析】

【详解】[1]电压表示数为零，所以没有电流流过电压表，则流过R3与流过灯泡的电流相等，电流为

电源的路端电压为

电流表示数为I=1.5A，由闭合电路欧姆定律得

解得

[2]流过电阻R2的电流为

因电压表示数为零，故电阻R2与灯泡L两端的电压相等，所以R2的阻值为

16. 如图，一个酒瓶状的玻璃容器水平放置，左侧瓶身的体积为300cm3，右侧瓶颈内部横截面积为0.5cm2、长度为40cm。瓶内有一定质量的气体，被瓶颈内一个不计长度的轻活塞密封，活塞与瓶颈之间的摩擦力忽略不计。当大气压为1.0×105Pa，活塞刚好位于瓶颈最左侧。由于外界大气压发生了变化，发现活塞移至瓶颈正中央，则此时外界大气压为___________ Pa；若此时把容器缓慢转至开口向上竖直，则活塞将位于瓶颈___________（选填“正中央上方”、“正中央下方”或“正中央处”）（设整个过程中温度不发生变化）。

【答案】    ①. 9.68×105Pa    ②. 正中央处

【解析】

【详解】[1]活塞从瓶颈最左侧移至瓶颈正中央的过程，温度不变，瓶内气体压强与外界大气压相等，对瓶内气体有

解得活塞移至瓶颈正中央时，瓶内气体压强为

故此时外界大气压为；

[2]把容器缓慢转至开口向上竖直，由于活塞是轻质的，所以其质量不计，瓶内气体压强仍与外界大气压相等，故瓶内气体体积不变，活塞仍处于正中央处。

17. 如图所示，一根丘陵地带的输电线，A、C为其两端，C端高于A端，B为输电线的最低点。已知输电线在A、C两端的切线方向与竖直方向夹角分别为、，设输电线质量分布均匀，AB段的重力为G，则输电线BC段对AB段的水平拉力大小为___________，A端对输电线的弹力大小___________C端对输电线的弹力大小（选填“大于”、“等于”和“小于”）。

【答案】    ①. Gtanθ1    ②. 小于

【解析】

【详解】[1]输电线质量分布均匀，对AB段受力分析有

由平衡条件可知

[2]对输电线的整体受力分析，有

由水平方向平衡有

根据输电线重心偏向A，有

则有

联立可得

即A端对输电线的弹力大小小于C端对输电线的弹力大小。

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“研究共点力的合成”实验中，

（1）下列说法正确的是（        ）

A．弹簧秤使用前需要调零

B．两弹簧秤的量程需要一致

C．弹簧秤伸长的方向与细绳要在同一直线

D．两个弹簧秤对结点的拉力是分力，橡皮筋对结点的拉力是合力

（2）某实验小组，使用弹簧秤的量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端水平拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点、弹簧秤读数；然后用一只弹簧秤将其拉至O点，记录紧靠细绳的C点及弹簧秤读数，该小组完成的部分实验数据记录在图中。为得出实验结论请完成作图。（        ）

（3）结合上述所作图，分析实验过程与结果，下列措施有利于减少实验误差的是（        ）

A．适当增加橡皮条的原长                B．适当减小弹簧秤的拉力

C．适当增大A、B两点到O点的距离        D．适当减小两细绳的夹角

【答案】    ①. AC    ②.     ③. C

【解析】

【详解】（1）[1] A．弹簧秤在使用前必须进行调零，故A正确；

B．实验中使用的两个弹簧秤，其量程可以不同，故B错误；

C．弹簧秤伸长的方向与细绳在同一直线上时，可以保证弹簧秤的弹力等于橡皮条结点受到的拉力，故C正确；

D．两个弹簧秤对结点的拉力是分力，用一只弹簧秤拉结点时的拉力是合力，故D错误。

故选AC。

（2）[2]作图情况，如图所示

（3）[3]A．增加橡皮条的原长对实验没有影响，故A错误；

B．减小弹簧秤的拉力，会使弹簧秤的读数相对误差增大，不利于减小误差，故B错误；

C．绳子的作用是显示出力的方向，增大A、B两点到O点的距离，可以提高分力方向的精确度，从而减小实验误差，故C正确；

D．减小两细绳的夹角，则两分力夹角过小，会导致作图时产生的误差较大，故D错误。

故选C

19. 如图所示，一根直杆与水平面成θ=37°角，杆上套有一个小滑块，杆底端N处有一弹性挡板，板面与杆垂直。现将滑块拉到M点由静止释放，滑块与挡板碰撞后以原速率弹回。已知M、N两点间的距离d=0.5m，滑块与杆之间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）滑块第一次下滑的时间t；

（2）滑块与挡板第一次碰撞后上滑最大距离x；

（3）碰撞后滑块上滑再下滑，经过同一中间位置时动能的大小是否相同？请简述理由。

【答案】（1）0.5s；（2）0.25m；（3）不相同，理由见解析。

【解析】

【详解】（1）对滑块下滑时受力分析，并将重力分解，如图所示

沿杆方向有

解得加速度大小

a1 =4 m/s2

方向沿直杆向下；由匀变速直线运动公式得

解得

（2）与挡板碰撞时的速度大小

对滑块上滑时受力分析，并将重力分解，如图所示

沿杆方向有

解得加速度大小

a2 =8 m/s2

方向沿直杆向下；由匀变速直线运动公式得

（3）滑块上滑过程和下滑过程经过同一位置的过程，重力做的功为0，摩擦力做负功，由动能定理可知，动能减小，故碰撞后滑块上滑再下滑，经过同一中间位置时动能不相同。

20. 如图所示，是用于摩天大楼的磁动力电梯示意图。在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列着方向相反的匀强磁场B1和B2，，两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在图示的金属框abcd内（电梯轿厢在图中未画出），并且两者绝缘。已知电梯载人时的总质量，所受阻力恒定为，金属框cd边长为，两磁场的宽度均与金属框ad边长相同，金属框整个回路的电阻，g取10m/s2。假如设计要求电梯匀速上升阶段的速度为。问：

（1）金属框在图示位置时感应电流的方向；

（2）电梯匀速上升时，金属框中感应电流的大小；

（3）磁场向上运动速度的大小；

（4）电梯由静止开始向上运动时的加速度大小。

【答案】（1）沿逆时针方向，或adcba；（2）1.2×104A；（3）12.7m/s；（4）37.4 m/s2

【解析】

【详解】（1）由楞次定律可知，图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向，或adcba

（2）因金属框匀速运动，所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和，由平衡条件得

设当电梯向上匀速运动时，金属框中感应电流大小为I，所受的安培力为

由以上可得金属框中感应电流

（3）金属框中感应电动势

金属框中感应电流大小

代入数据得

（4）电梯静止开始运动，初速度为零，相对于磁场向下运动，所以切割产生的电动势为

联立解得