上海市静安区2023届高三物理一模试题（Word版附解析）

高三物理练习卷

2023.01

考生注意：

1．试卷满分100分，考试时间60分钟．

2．本考试分设试卷和答题纸．试卷包括三部分，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．答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号等．作答必须涂或写在答题纸上，在试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试卷题号对应的位置．

一、单项选择题（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. 以下运动中物体加速度保持不变的是（　　）

A. 竖直上抛运动 B. 匀速圆周运动

C. 加速直线运动 D. 简谐运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．竖直上抛运动是只受重力的匀变速直线运动，运动的加速度为重力加速度，保持不变，A正确；

B．匀速圆周运动的加速度的大小不变，但方向始终指向圆心，是变化的，B错误；

C．加速直线运动有匀加速直线运动，也有变加速直线运动，没有说明，所以不能判断加速度是否发生变化，C错误；

D．简谐振动的加速度的大小与方向都在周期性的变化，D错误。

故选A。

2. 外电路两端的电压反映的是（　　）

A. 外电路消耗的电能 B. 电源转化能量的本领

C. 外电路对电流的阻碍作用 D. 外电路两端电势总的差值

【答案】D

【解析】

【详解】外电路两端的电压反映的是外电路中从电源正极到负极的电势差，也就是外电路的电势总的差值，与电能和电源转化能量的本领以及静电力做功无关，D正确。

故选D。

3. 一定质量的乙醚液体全部蒸发，变为同温度的乙醚气体，在这一过程中（　　）

A. 分子间作用力增大 B. 分子引力、分子斥力均减小

C. 分子平均动能增大 D. 分子势能减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．乙醚液体在蒸发过程中，分子间的距离变大，分子间的作用力先增大，后减小，A错误；

B．乙醚液体在蒸发过程中，分子间的距离变大，分子引力和分子斥力都会减小，B正确；

C．由于温度是分子平均动能的标志，乙醚液体在蒸发变为乙醚气体时，温度不变，所以分子平均动能不变，C错误；

D．乙醚液体蒸发过程中，乙醚分子要克服分子间的引力做功，分子势能增加。D错误。

故选B。

4. 如图（a）为某老师在新冠疫情期间上网课时使用的支架，支架上夹有手机。支架调整为图（b）状态后，它对手机的作用力（　　）

A. 大小、方向均发生了变化

B. 大小不变，方向发生变化

C. 方向不变，大小发生变化

D. 大小、方向均未发生变化

【答案】D

【解析】

【详解】由图可知，手机受竖直方向的重力和手机支架的作用力（支持力和静摩擦力），变化前手机处于静止状态，受力平衡，故手机支架对手机的作用力方向为竖直向上，大小等于重力大小。变化后手机仍处于静止状态，则手机作用力大小、方向均未发生变化，故ABC错误，D正确。

故选D。

5. 在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　）

A. 所受的地球引力大小为零

B. 所受的合力为零

C. 随飞船运动所需向心力的大小等于所受地球引力的大小

D. 随飞船运动所需向心力的大小大于他们在地球表面所受地球引力的大小

【答案】C

【解析】

【详解】航天员可以自由地漂浮，表明他们随飞船一起绕地球做圆周运动，合力不为零，所需向心力由地球引力提供，即随飞船运动所需向心力的大小等于所受地球引力的大小。

故选C。

6. 如右图所示，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内围绕虚线位置发生振动，图中是小球振动到的最左侧，振动周期为0.3s．在周期为0.1s的频闪光源照射下见到图像可能是（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：振动的周期是0.3s，而频闪的周期是0.1s，所以在一个周期内有三幅不同的照片；振动的周期是0.3s，则角频率：， 0.1s时刻对应的角度：； 0.2s时刻对应的角度：，可知，在0.1s和0.2s时刻小球将出现在同一个位置，都在平衡位置的右侧，所以在周期为0.1s的频闪光源照射下见到图象可能是C图．ABD图都是不可能的．故选C.

考点：周期和频率

7. 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（ ）

A. O点的电场强度为零，电势最低

B. O点的电场强度为零，电势最高

C. 从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高

D. 从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：将圆环等分成若干微小段，每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点，产生的电场的电场强度总大小相等、方向相反，矢量和为零，即最终在O点的总矢量和为零，即在O点处，电场强度为零．因为圆环带正电，因此，每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点的左右两侧，产生大小相等、方向分别向外与x轴成相等角的电场，矢量和沿着x轴，由O点向两侧发散，各段叠加后总矢量和仍然沿着x轴，由O点向两侧发散，根据沿着电场线方向电势逐点降低的规律可知，O点的电势最高，故选项A、C错误，选项B正确；当从O点沿x轴正方向，趋于无穷远时，电场强度也为零，因此从O点沿x轴正方向，电场强度先变大，后变小，故选项D错误．

考点：本题主要考查了电场力的性质和能的性质问题，属于中档题．

8. 如图，螺线管A竖直放置在水平桌面上，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环。闭合电键，绝缘环C向上运动。C由静止开始上升至最高点的过程中，桌面对A的支持力大小（　　）

A. 始终减小 B. 先增大后减小

C. 始终增大 D. 先减小后增大

【答案】B

【解析】

【详解】闭合电键，绝缘环C向上运动。C由静止开始上升至最高点过程中，闭合电键瞬间C中产生感应电流，受到的安培力先增大后减小，根据牛顿第三定律可知桌面对A的支持力大小先增大后减小。故选B。

9. 如图为一定质量理想气体的图，该气体从状态a变化到状态b的过程中（　　）

A. 气体一直对外做功，内能一直增加 B. 气体没有对外做功，内能一直增加

C. 气体没有对外做功，内能不变 D. 气体一直对外做功，内能不变

【答案】B

【解析】

【详解】从a到b气体温度升高，可知气体内能增加；因从a到b的p—T图像过原点，由可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，综上所述气体没有对外做功，内能一直增加。

故选B

10. 如图，一个正方形导线框从高处自由下落，穿过一水平的匀强磁场区域，已知磁场区域高度大于2倍线框高度，线框离开磁场过程中的运动情况是（　　）

A. 若线框匀速进入磁场，则离开磁场过程一定是匀速运动

B. 若线框加速进入磁场，则离开磁场过程一定是加速运动

C. 若线框加速进入磁场，则离开磁场过程一定是减速运动

D. 若线框减速进入磁场，则离开磁场过程一定是减速运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．若ab边进入磁场时线框做匀速运动，则

则当ab边下落L以后全部进入磁场，此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动，故当ab边到达磁场下边缘时

则ab边离开磁场时线框做减速运动，A错误；

B．若线框加速进入磁场，则

则当ab边下落L以后全部进入磁场，此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动，故当ab边到达磁场下边缘时，安培力大小与重力大小关系不能确定，ab边离开磁场时线框的运动状态也无法确定。BC错误；

D．若ab边进入磁场时线框做减速运动，则

则当ab边下落L以后全部进入磁场，此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动，故当ab边到达磁场下边缘时

则ab边离开磁场时线框也一定做减速运动，D正确。

故选D。

11. 如图，短道速滑比赛中，把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲先出弯道，则下列关系式一定成立的是（　　）

A. 向心加速度 B. 线速度

C. 角速度 D. 周期

【答案】C

【解析】

【详解】CD．若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲先出弯道，弧度相同所用时间较短，故甲的角速度较大，周期较小。C正确，D错误。

AB．由于不知道甲乙运动时间的比例关系和轨道半径的比例关系，故无法比较甲乙的向心加速度大小和线速度的大小关系，AB错误。

故选C。

12. 两个直流电源总功率随外电压U变化的关系图线，如图中的a、b所示，若两电源的内阻为、，能提供的最大输出功率为、，则（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】A

【解析】

【详解】两个直流电源的总功率

由图可知

可得

当电源内外电阻相等时，电源能提供的功率最大，最大输出功率为

可知

故选A。

二、填空题（共20分）

13. 万有引力定律中的引力常量G是由科学家卡文迪什通过___________实验测得的。引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位表示为___________。

【答案】    ①. 扭秤    ②.

【解析】

【详解】[1]万有引力定律中引力常量G是由科学家卡文迪什通过扭秤实验测得的。

[2]由万有引力的表达式得

故引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位表示为。

14. 一列简谐波某时刻的波形图如图所示，此波以的速度向左传播．这列波的周期T＝______s，图中A质点从该时刻起至第一次回到平衡位置所需要的时间为t＝______s．

【答案】    ①. 8    ②. 3

【解析】

【详解】[1]由波形图可知，该列简谐波的波长为

由波的公式

解得，该列波的周期为

[2]当处质点的振动状态传到A点的时间为

所以A质点从该时刻起至第一次回到平衡位置所需要的时间为3s

15. 如图所示，闭合导线框abcd与闭合电路共面放置，且恰好有一半面积在闭合电路内，当移动滑动变阻器的滑片P时，导线框中产生了沿adcba方向的感应电流，则滑动变阻器的滑片移动方向是______，导线框abcd所受磁场力的方向是______．

【答案】    ①. 向左    ②. 向左

【解析】

【详解】[1][2]导线框左侧磁通量方向垂直线框向里，导线框右侧磁通量方向垂直线框向外，且导线框左侧平均磁感应强度大于右侧平均磁感应强度，所以导线框的净磁通量垂直于线框向里，当线圈中感应电流的方向是adcba时，垂直线框向里的净磁通量变小，回路中电流增小，由楞次定律可得滑动变阻器的滑片向左滑动；由左手定则可知线框受力方向向左。

16. 如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，构成连通器，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，此时两管水银面一样高，B管上方与大气相通．若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内的水银面相应升高h，则h与的大小关系是h______（选填“”“”或“”），理由是_______________________．

【答案】    ①.     ②. 封闭气体是等温变化，压强变大，体积减小

【解析】

【详解】[1][2]封闭气体是等温变化，由玻意耳定律

将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，则压强p变大，气体体积要减小，但最终平衡时，封闭气体的压强比大气压大，一定是B管水银面高，故有

解得

17. 如图（a）所示，质量相等的甲、乙两个小物块可视为质点，甲沿倾角为30°的足够长的固定斜面由静止开始下滑，乙做自由落体运动，不计空气阻力。已知甲、乙的动能与路程x的关系图像如图（b）所示。图（b）中，图线A表示的是______物块的图像；甲与斜面间的动摩擦因数______。

【答案】    ①. 乙    ②.

【解析】

【详解】[1][2]设甲与斜面间的动摩擦因数为，甲、乙的质量为，乙做自由落体运动，由动能定理可知

对甲在斜面上下滑距离为过程中，由动能定理得

因为

所以，图线A表示的是乙物块的图像。

当时，有

当时，有

联立解得，甲与斜面间的动摩擦因数为

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. 某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图所示的装置，让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹．调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门．

（1）实验时，操作顺序应为______（选填“A”或“B”，其中A为“先点击记录数据，后释放小球”，B为“先释放小球，后点击记录数据”），记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和．

（2）小球与橡胶材料碰撞损失的机械能转化为______能．已知小球的质量为m、直径为d，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失______（用字母m、d、和表示）．

（3）请分析说明，可以采取什么办法减小实验误差？________________________

【答案】    ①. A    ②. 内    ③.     ④. 选择密度较大，体积较小的小球

【解析】

【详解】（1）[1]在测量时，因小球下落的时间很短，如果先释放小球，后点击记录数据，有可能处出现记录的数据不完整，所以应先点击记录数据，后释放小球。故选A。

（2）[2][3]小球与橡胶材料碰撞损失的机械能转化为内能；

由题意可得，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为、，则有

由能量守恒定律得，小球与橡胶材料碰撞导致机械能损失为

（3）[3]在本实验中，可以通过选择密度较大，体积较小的小球来减小实验误差。

19. 如图所示，倾角、长L＝3m的固定斜面，顶端有一质量m＝1kg的小物体，物体与斜面间的动摩擦因数。现用大小F＝5N、方向水平向左的恒力，从静止起拉动小物体沿斜面运动，取，，。

（1）求物体的加速度a；

（2）求物体沿斜面运动到底端的时间t；

（3）改变水平外力F的大小，使物体以最短时间沿斜面到达底端，求最短时间。

【答案】（1）；（2）1s；（3）0.6s

【解析】

【详解】（1）由牛顿第二定律得

解得

（2）由运动学公式得

解得

（3）当

时物体沿斜面运动加速度最大，所用时间最短

解得

20. 如图所示，间距L=1m的U形金属导轨固定在绝缘水平桌面上，其一端接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻忽略不计。质量均为m=0.2 kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值，与导轨间的动摩擦因数均为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨最右端s=2 m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小B=0.2T。现用沿导轨水平向右大小F=0.95N的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动。取，不计空气阻力。

（1）分析说明导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向什么方向运动的趋势；

（2）导体棒a离开轨道时的速度v的大小；

（3）导体棒a在导轨上运动的过程中，定值电阻R中产生的热量；

（4）定性画出导体棒a在导轨上运动的过程中，拉力F的功率随时间变化的图像。

【答案】（1）水平向左运动的趋势；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）导体棒a向右运动切割磁感线，产生感应电动势，根据右手定则判断电流方向，再对导体棒b分析，导体棒b电流是从外向里流，根据左手定则判断安培力方向水平向左，故导体棒b有水平向左运动的趋势；

（2）导体棒a离开轨道时，导体棒b刚要滑动，根据受力分析得

导体棒电阻和定值电阻相等，根据并联电路电流关系和电阻关系可得

，

根据电磁感应定律得

根据闭合电路欧姆定律

联立解得

（3）根据能量守恒得，拉力做功转化为摩擦产生的内能，导体棒a的动能和转化电路产生的焦耳热，即

回路中导体棒a、b和电阻R通过的电流比是2:1:1，电阻相等，由焦耳定律可知产生的焦耳热之比为

联立可得定值电阻R中产生的热量

（4）导体棒a在导轨上运动的过程中，拉力F为恒力，故拉力的功率与运动的速度成正比，导体棒在运动过程中做加速度减小的加速运动，故拉力F的功率随时间变化的图像为