上海市长宁区2023届高三下学期（二模）测试物理试题

上海市长宁区2023届高三下学期（二模）测试物理试题

一、单选题

1．原子核符号中，12表示（　　）

A．中子数 B．质子数 C．电子数 D．质量数

2．下列物理量与试探电荷有关的是（　　）

A．电势能 B．电势 C．电势差 D．电场强度

3．把五个同等质量的塑料小球用不可伸长的轻绳悬挂在空中，它们在恒定的水平风力（向右）的作用下发生倾斜，则关于小球和绳子的位置正确的是（　　）

A． B． C． D．

4．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（ ）

A．水 B．镉 C．氧 D．氢

5．一物体在恒力F作用下沿该力方向做初速度为零的匀加速直线运动，经时间t，运动位移为s，速度变为v。这段时间内F做功的平均功率为（　　）

A． B． C． D．

6．一定质量的气体保持体积不变，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为∆p1；当温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为∆p2。则∆p1与∆p2之比是（　　）

A．1︰1 B．1︰10 C．10︰110 D．273︰283

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

A．17% B．83% C．90% D．117%

8．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E、内电阻为r的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（　　）

A．电源的输出功率为EI

B．电动机的总功率为I2RM

C．电动机消耗的热功率为I2r

D．电动机输出的机械功率为

9．以不同初速度将Ⅰ、Ⅱ两个小球同时竖直向上抛出并开始计时，Ⅰ球所受空气阻力可忽略，Ⅱ球所受空气阻力大小与速率v成正比。下列小球上升阶段的v-t图像中，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

10．直导线L与线圈P所在的平面垂直且间隔一段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动。当同时通以如图所示的电流时，从左向右看线圈将（　　）

A．顺时针转动并靠近观察者

B．顺时针转动并远离观察者

C．逆时针转动并靠近观察者

D．逆时针转动并远离观察者

11．一横波的波源位于坐标原点O，t=0时波源开始作简谐运动。当t=0.3s时波的图像如图所示，此时波刚好传到P点。则t=5s时，（　　）

A．质点P在平衡位置

B．波已传到x=53m处

C．在x=33m处的质点速度沿轴负方向

D．在x=26m处的质点完成了6个周期的全振动

12．如图所示，真空中两个点电荷+Q1、-Q2固定在x轴上的A、B两点，其带电量Q1=4Q2，P为Q2右侧一点，且。a、b、c为P点两侧的三点，且aP=Pb=bc。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　）

A．a、b两点场强大小相等，方向相反

B．b点电势低于c点电势

C．将+q沿x轴从a点移动到b点，其电势能先减小后增大

D．将-q由a点静止释放，则其经过P点时动能最大

二、填空题

13．生活中电磁波的使用非常普遍，医院里常用_____对病房和手术室进行消毒，飞机场常用_____对行李进行安全检查。（选填“无线电波”、“红外线”、“紫外线”、“X射线”、“γ射线”）

14．图中是两波源S1、S2在发波水槽中形成的水面波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。由图可知，波源__形成的水面波波长较大；为观察稳定的干涉图样，可调小波源__的振动频率。（均选填“S1”或“S2”）

15．一物块从高为3m、长为5m的斜面顶端由静止开始下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。则物块开始下滑2m过程中，摩擦力做功为____J；物块沿斜面下滑的加速度为___m/s2。（重力加速度g取10m/s2）

16．如图，半径为R的圆盘上绕有一根轻绳，轻绳的另一端与放在水平桌面上物体相连，物体质量为m，绳子处于水平状态，物体与桌面的摩擦系数为开始，圆盘以角速度为常数转动，绳子上拉力为______；经过时间t，圆盘转过的圈数______．

三、实验题

17．某同学要测定一组干电池的电动势和内电阻，提供的器材有：待测的干电池、两个电流传感器、滑动变阻器R（0－20Ω，2A）、定值电阻R0（2000Ω）以及开关和导线若干。他根据这些器材设计了图甲所示的电路，并利用测出的实验数据绘出I1-I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），如图乙所示。则由图线计算被测电池的电动势E=___V，内阻r=___Ω。

18．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图所示。

（1）该实验使用的是___传感器；

（2）由于实验中没有注意始终满足小车质量M>>m（钩码质量）的条件，得到图像可能是图___；

A． B．

C． D．

（3）小王同学想用该装置来验证。他将钩码换成小桶，在小车中放入沙子，将小车中的沙子逐次放入小桶中，但保持小车、小桶及沙子的总质量不变。记录小桶和沙子的总质量为m，小车和沙子的总质量为M，则小车的加速度可表示为a=____（用“m、M、g”表示）。实验中测量不同的m对应的加速度a，此时___要求M>>m（选填“不必”或“仍然”），作出a-___图像（选填“m”、“M”、“M+m”、“”、“”或“”），如果图像是过原点的直线，说明成立。

四、解答题

19．如图所示，U型玻璃细管竖直放置，底部与足够长的水平细管相连通，各部分细管内径相同。水平细管内用小活塞封有长为10cm的气体A，U型管左管上端封有长为10cm的气体B。右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为15cm。已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度变化。

（1）A气体的压强是多少？

（2）将活塞缓慢向左拉，使气体B的长度变为11cm，重新平衡后气体B和A的压强各是多少？

（3）活塞向左拉动的距离是多少？

20．如图所示，两根距离为d=1m的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内，一端接有阻值为R=2Ω的电阻。在y>0的一侧存在垂直纸面的磁场，磁场大小沿x轴均匀分布，沿y轴大小按规律分布。一质量为m=0.05kg、阻值为r=1Ω的金属杆与金属导轨垂直，在导轨上滑动时接触良好。金属杆始终受一大小可调节、方向竖直向上的外力F作用，使它能保持大小为a=2m/s2、方向沿y轴负方向的恒定加速度运动。t=0时刻，金属杆位于y=0处，速度大小为v0=4m/s，方向沿y轴的正方向。设导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）当金属杆的速度大小为v=2m/s时直杆两端的电压；

（2）该回路中感应电流持续的时间；

（3）当时间分别为t=3s和t=5s时，外力F的大小；

（4）电阻R的最大电功率。

参考答案：

1．D

【详解】原子核符号中，12表示质量数。

故选D。

2．A

【详解】A．根据电势能公式，可知电荷在电场中某点的电势能与试探电荷的电量、电性和该点的电势都有关系，故A正确；

B．电势是描述电场能的性质的物理量，电势是由电场本身决定的，电场中某点电势的高低与零势点的选取有关，与试探电荷无关，故B错误；

C．电势差是电势的差值，是由电场本身决定的，与试探电荷无关，故C错误。

D．电场强度是描述电场力的性质的物理量，由电场本身决定的，与试探电荷无关，故D错误。

故选A。

3．D

【详解】以从下往上n个小球为整体研究对象，根据小球的受力可知

设绳子的拉力方向与竖直方向夹角为θ，则

故所有小球所受拉力的方向相同，斜向右下方。

故选D。

4．A

【详解】试题分析：在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，A正确.

考点：可控核反应堆.

5．D

【详解】这段时间内F做功的平均功率为

故选D。

6．A

【详解】一定质量的气体保持体积不变，根据查理定律的推论式有

两种情况温度变化量相同，故可得

故选A。

7．B

【详解】设地球质量为M，月球质量为m，初始轨道半径为r，有

当轨道半径增加后

解得

故选B。

8．D

【详解】A．电源的输出功率为

A错误；

B．电动机的总功率为

B错误；

C．电动机消耗的热功率为

C错误；

D．电动机输出的机械功率为

D正确。

故选D。

9．C

【详解】Ⅰ球所受空气阻力可忽略，加速度为重力加速度，Ⅱ球所受空气阻力大小与速率v成正比，加速度始终比Ⅰ球大，减速到零加速度为g，且速度减小加速度逐渐减小，v-t图像斜率代表加速度。

故选C。

10．A

【详解】取靠近直导线一侧线圈的上下一很小的一段为研究对象，上段电流方向竖直向上，直线电流在此处产生的磁场方向为左上方，根据左手定则可知该处线圈受到的安培力垂直纸面向外；下段电流方向也向上，直线电流在此处产生的磁场方向为右上方，根据左手定则可知该处线圈受到的安培力垂直纸面向里，所以线圈顺时针转动；当线圈转动到与直导线平行时，此时线圈右侧部分与直导线电流方向相同，根据左手定则可知右侧部分所受安培力向左；线圈左侧部分与直导线电流方向相反，根据左手定则可知左侧部分所受安培力也向左；所以合力向左，从左向右看时会靠近观察者，所以可知线圈将顺时针转动并靠近观察者。

故选A。

11．D

【详解】A．根据题意可知

故波的周期为，从t=0.3s到t=5s经过的时间为

t=0.3s时质点P在平衡位置沿y轴负方向振动，故可知t=5s时，质点P在正向最大位移处，A错误；

B．波速为

故此时波传播的距离为

即波已传到x=50m处，B错误；

C．波刚传到x=33m处的质点时，经过的时间为

可得

故此时该处质点达到负向最大位移处，速度为0，C错误；

D．波刚传到x=26m处的质点时，经过的时间为

可得

即该处的质点完成了6个周期的全振动，D正确。

故选D。

12．D

【详解】A．取向右为正方向，设bc间距离为，根据电场的叠加原理，可得a点场强为

b点场强为

故可知a、b两点场强方向相反，但是大小不等，A错误；

BC．根据前面分析可知P点右侧任意点的场强方向水平向右，PB间的场强方向水平向左；沿着电场线方向电势降低，故b点电势高于c点电势；同理可知从a点到b点，电势先增大后减小，故可知将+q沿x轴从a点移动到b点，其电势能先增大后减小，BC错误；

D．P点场强为

将-q由a点静止释放，在P点左侧时受到的电场力水平向右，做加速运动，到达P点时加速度为0，在P点右侧时受到的电场力水平向左，做减速运动，故经过P点时速度最大即动能最大，D正确。

故选D。

13．     紫外线     X射线

【详解】[1][2]医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，飞机场常用X射线对行李进行安全检查。

14．     S1     S2

【详解】[1]由图可知波源S1形成的水面波相邻波峰或波谷之间的距离较大，所以波长较大。

[2] 为观察稳定的干涉图样，应使两列波的频率相同，而根据可知，所以可调小波源S2的振动频率。

15．     -8     2

【详解】[1]初始重力势能为30J，动能为零，s=2m时重力势能为18J，动能为4J，根据能量守恒，摩擦力做功为-8J；

[2]初始重力势能为

Ep=30J

根据

Ep=mgh

得

m=1kg

根据

得

a=2m/s2

16．     ；    

【详解】根据公式：得：

结合匀变速直线运动的速度公式：可得：

物体在运动的过程中水平方向受到拉力与摩擦力，则：

联立得：

经过时间t，圆盘转过的角度：

圆盘转过的圈数

点睛：该题结合牛顿第二定律考查变速圆周运动的线速度、角速度之间的关系，在解答的过程中要注意公式的变换．

17．     3     1

【详解】[1][2]I2的数值远远大于I1的数值，故干路中的电流可认为等于，根据闭合电路欧姆定律有

变形可得

结合图像可得

，

解得

，

18．     位移     C          不必     m

【详解】（1）[1]该实验使用的是位移传感器；

（2）[2]当M>>m时，可以近似认为拉力等于钩码重力，此时有

解得

所以只有当M>>m时，图像才为过原点的一条直线，当不满足该条件时，绳子拉力明显小于钩码重力，小车此时实际的加速度会小于，故图线会向下弯曲。

故选C。

（3）[3]对小车、小桶和沙子整体为研究对象，根据牛顿第二定律有

解得

[4][5]因为不变，此时作出图像为过原点的直线，说明成立，本实验没有系统误差，不必满足。

19．（1）90cmHg；（2）68cmHg，82cmHg；（3）10cm

【详解】（1）设大气压强为，A气体的压强为

（2）设活塞横截面积为S，活塞缓慢向左拉的过程中，气体B做等温变化，由玻意耳定律

即

解得

（3）活塞缓慢向左推的过程中，气体A做等温变化，有

即

解得

末状态时气体B和C的液面高度差为

活塞拉动的距离

20．（1）；（2）；（3）1.1N，；（4）W

【详解】（1）当金属杆的速度大小为v=2m/s时，以y轴正方向为正，此时，位移

磁场

感应电动势

金属直杆两端的电压

（2）感应电流持续的时间为从直杆开始运动到再次回到出发点的时间，即

（3）当t=3s时，速度

直杆向上运动，此时，位移

磁场

直杆受竖直向下的重力G、竖直向上的外力F、竖直向下的安培力F安，由牛顿第二定律得

当t=5s>4s时，直杆已向上离开磁场区域，此时只受重力G和外力F作用，由牛顿第二定律得

（4）电阻R的功率

其中

，

代入，得

当v2=8，即时P最大

Pm=W