上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 һ 解析版

这是一份上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 һ 解析版，共10页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。
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．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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、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.下列说法错误的是（ ）
A．密立根发现了电子
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C．贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
D．伦琴发现了X射线
图1
2. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。下列说法正确的是：（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较小
C．α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大
D．α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小
3.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是（ ）
（A）质子 （B）中子 （C）粒子 （D）粒子
4.如图2所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验（ ）
图2
A．只能证明光具有波动性
B．只能证明光具有粒子性
C．只能证明光能够发生衍射
D．证明光具有波粒二象性
5、从下列物理规律中哪一个可演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论（ ）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律 D．机械能守恒定律
6、当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电量为q´=2q的负试探电荷时，测得该点的场强（ ）
A.大小为2E，方向与E相同 B.大小为2E，方向与E相反
C.大小为E，方向与E相同 D.大小为E，方向与E相反
图3
7.如图3所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述不正确的是 ( )
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象
8．一质点做简谐运动的图像如图4所示，下列说法正确的是( )
图4
A．质点振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度是零
D．在t＝1 s末和t＝3 s末两时刻，质点位移大小相等、方向相同
图5
9. 一质量不计的直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图5所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是( )
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
10. 质量相同的两个物体，分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛，已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A.物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大
B.物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长
F1
l1
图6
C.落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等
D.在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等
11．如图6所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为l1，弹簧测力计示数为F1。若将水银槽中的水银缓慢地抽走，使槽内水银面降低（管口不露出水银面），则管内外水银面高度差为l2，弹簧测力计示数为F2 ，则（ ）
A. l2= l1，F2= F1 B. l2< l1，F2< F1
C. l2< l1，F2>F1 D. l2> l1，F2> F1
图8
12.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图7所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R．整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动．重力加速度为g．以下说法正确的是( )
A.ab杆所受拉力F的大小为
B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为
D.μ与v1大小的关系为
二、填空题（共20分，每题4分）
13.如图8所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力______的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子与玻璃的分子间存在____________作用。
图9
14.如图9所示，在带电量为Q的点电荷B的电场中，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在电场力作用下以速度v绕B沿顺时针方向作匀速圆周运动，则B带_____（选填“正”或“负”）电，电荷A作圆周运动的半径r=__________。（静电力常量为k）
图10
15.装在容器中的气体，体积为4升，压强为2.0×105Pa，温度是300k，先让气体等容变化，压强增大为原来的2倍，然后让气体等温变化，压强又降低到原来数值，则气体在末状态时的体积为 ，温度为
16. 如图10甲所示，初始有一质量m＝5 kg的物块以速度v0＝10 m/s在水平地面上向右滑行，在此时刻给物块施加一水平外力F，外力F随时间t的变化关系如图乙所示，作用3 s时间后撤去外力F，规定水平向右为正方向，已知物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2。则撤去拉力F时物块的速度大小v= ；从施加水平力开始物块能向右滑行的总位移为 。
17.如图11所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg．表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，根据图表中的数据可知雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为 ；设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，则阻力大小为 （g＝10m/s2）
图11
三、综合题（共40分，其中18题10分，19题14分，20题16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.某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图12所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。
图12
(1) 实验时将小车从图示位置由静止释放，由光电门传感器测出遮光条通过光电门的时间Δt，设光电门遮光条的宽度d，则小车经过光电门时的速度为__________(用字母表示)。
(2) 实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为__________。
图13
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2－m线性图像(如图13所示)，从图线得到的结论是：在小车质量一定时，__________。
(4)某同学作出的v2－m线性图像不通过坐标原点，挂某一质量钩码时加速度仍为零，那么开始实验前他应采取的做法是__________。
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
19.如图14所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点间的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F＝keq \f(Qq,4l02)(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．
(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；
(2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离；
(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的情况)．
图14
图15
20.如图15所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。
（1）说明导体棒从静止释放后的运动情况（速度加速度变化情况）
（2）电流稳定后ｔ秒内电路中产生的热量和流过电路的电量
（3）电流稳定后，导体棒中的电流方向和运动速度的大小v；
（４）流经电流表电流的最大值
答案
1. A解析： 密立根测出了电子的电量，汤姆孙发现了电子， 卢瑟福提出了原子的核式结构模型， 贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，伦琴发现了X 射线。所以答案为 A
2. D 解析: α粒子在接近金原子核的过程中，斥力越来越大，加速度越来越大，做负功；在远离金原子核的过程中，斥力越来越小，加速度越来越小，斥力做正功。故答案选D
3.B解析:链式反应指的是由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代连续下去的过程.因此选B
4.D 解析 弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确。
5.B解析：我们从牛顿第二定律的公式可以得出，物体的质量的大小直接决定了改变其运动的难易程度。故选B．
6.C 解析：当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电量为q′=2q的负试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为E，方向与E相同．故选C
7.D解析 发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸小于或接近于波长；发生衍射后不改变机械波的性质，如波长、频率、周期等均不改变；若孔AB扩大，可能会由于孔的直径大于波长而不能观察到明显的衍射现象；能否发生明显衍射，取决于孔的大小和波长之间关系，波源频率增大，波长变小，不能更明显地观察到衍射现象，根据以上分析，答案选D
图1
8.B 解析 读图可知，该简谐运动的周期为4 s，频率为0.25 Hz，在10 s内质点经过的路程是2.5×4A＝20 cm。第4 s末经过平衡位置，速度最大。在t＝1 s末和t＝3 s末两时刻，质点位移大小相等、方向相反。由以上分析可知，选项B正确，A、C、D错误。
9.D解析 判断导线的转动方向可用电流元法：如图1所示，把直线电流等效为aO、OO′、O′b三段(OO′段极短)电流，由于OO′段电流方向与该处的磁场方向相同，所以不受安培力作用；aO段电流所在处的磁场方向斜向上，由左手定则可知其所受安培力方向垂直纸面向外；O′b段电流所在处的磁场方向斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里。再用特殊位置法分析：当导线转过90°与纸面垂直时，判断导线所受安培力方向向下。综上可知导线将以OO′段为轴逆时针转动(从上向下看)并靠近通电螺线管。
10.D 解析：两个物体质量相同，惯性相同，选项A错误；由于月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间短，选项B错误；落回抛出点时，速度相等，而月球表面重力小，所以落回抛出点时，月球上重力做功的瞬时功率小，选项C错误；由于抛出时动能相等，由机械能守恒定律可知，在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等，选项D正确。
11.D 解析：因为玻璃管内封闭了一段空气，因此，大气压=玻璃管中水银柱产生的压强+封闭空气的压强，大气压不变的情况下，在水银槽中缓慢地抽出水银，封闭空气的体积变大，压强变小，同时水银柱的高度h也会适当增大，故l2>l1；（2）若不计玻璃管的重力和浮力，向上的拉力F与水银柱的重力相平衡，而水银柱的高度h变大，所以水银柱的重力变大，拉力F的大小会变大，故F2>F1．故选D．
12.D 解析：由题意可知，只有ab杆切割磁感线产生感应电动势，则有：E=BLv1；由闭合电路欧姆定律，那么导体切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为：I= BLv1/2R,故C错；导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：F= BIL+mgμ,将I= BLv1/2R代入知A错；导体棒cd运动时，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：f=BILμ=mg，故B错，将I= BLv1/2R代入上式可得，故答案选D
13. 大，引力 解析：当玻璃板被拉动时，由于存在分子间距变大，分子间的作用表现为引力，从而使拉力必须大于玻璃板重力
14. 正， eq \f(kqQ, mv2) 解析：因为要给点电荷A向心力。只有正负电荷才相吸，才能产生向心力，A带的是负电，Q就必须是正的。要是排斥就不可能会作圆周运动了。 向心加速度是a，向心力(吸引力)就是ma，所以:ma=k×Qq/r²。因为圆周运动的向心加速度:a=V²/r，代入前式就能得出:r=kQq/(mv²)
15. 8L，600K
解析：气体的状态参量：p1=2×105Pa，V1=4×10-3m3，P2=4×105Pa，T1=300K，由等容变化P/T=C得T2=600K；发生等温变化，压强又降低到原来的数值，由PV=C知：V2=8×10-3m3=8L
16.2 m/s 19 m 解析 (1)在第1 s内物体的加速度大小为
a1＝eq \f(F＋μmg,m)＝4 m/s2
第1 s末的速度v1＝v0－a1t＝6 m/s
在第2 s内加速度大小为a2＝eq \f(F－μmg,m)＝0，即物块做匀速直线运动。在第3 s内加速度大小为a1＝4 m/s2
图2
所以撤去F时物块的速度大小为v＝v1－a1t＝2 m/s
(2)撤去F之后，物块的加速度大小为
a3＝eq \f(μmg,m)＝2 m/s2 运动时间t′＝eq \f(v,a3)＝1 s
物块运动的v－t图像如图2所示，物块向右滑行的总位移为
x＝eq \f(v0＋v1,2)t＋v1t＋eq \f(v1＋v,2)t＋eq \f(v,2)t′＝19 m
17.9100J 140N
解析：（1）从A到B的过程中，人与雪撬损失的机构能为
ΔE=mgh＋①
②
（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度
③
根据牛顿第二定律，f =ma=70×(－2)N=-140N
18.(1) eq \f(d,Δt) (2) m≪M (3)加速度与合外力成正比 (4)C
解析 (1) 光电门记录小车上遮光条通过光电门的时间，由位移公式计算出小车通过光电门的平均速度，用该平均速度代替小车的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时小车的瞬时速度为v＝eq \f(d,Δt)。
(2) 该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究。当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系。为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力。根据牛顿第二定律得：对m：mg－F拉＝ma
对M：F拉＝Ma，解得：F拉＝eq \f(mMg,m＋M) ，当m≪M时，即重物重力要远小于小车的重力，细线的拉力近似等于重物的重力。
(3)由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，若是匀加速运动，有：v2＝2ax＝eq \f(2mg,M)x，由题意可知，M、x不变，因v2－m图像为过原点的直线，则说明加速度与合外力成正比。
(4)v2－m线性图像不通过坐标原点，挂某一质量的钩码时，加速度仍为零，说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，采取的方法是将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动。故C正确。
19. 解析 (1)由牛顿第二定律得：keq \f(qQ,l02)－F＝ma，
解得：a＝eq \f(3kQq,4ml02)
(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力大小与恒力F相等时，乙球的速度最大，设此时两电荷间的距离为x，
则有：
keq \f(qQ,x2)＝keq \f(qQ,4l02)，
解得：x＝2l0
(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远端之间做往复运动．
20. 解析：（1）导体棒进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后，由于电流表读减少，说明导体棒做减速运动，最终做匀速运动
（2）由焦耳热公式可得Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ，电量为ｑ＝Ｉｔ
（3）导体棒中的电流方向向右（或逆时针流过导体棒）。 电流稳定后，导体棒做匀速运动 ①
解得 ② 感应电动势 E=BLv ③
电流 = 4 \* GB3 ④ 由②③④式解得
（４）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为
机械能守恒 感应电动势的最大值
感应电流的最大值
解得 位置
A
B
C
速度（m/s）
2.0
12.0
0
时刻（s）
0
4
10