2022届上海市青浦区高三一模物理试卷及答案

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一、单选题
1．（2022·青浦模拟）2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对物理学的贡献。爱因斯坦对物理学的贡献之一是（ ）
A．发现“电流的磁效应”B．创立“相对论”
C．发现“能量守恒定律”D．发现“万有引力定律”
2．（2022·青浦模拟）世界权威科学杂志《Nature》2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为1.40×1015 eV，即（ ）
A．2.24×10-4JB．2.24×10-4 V
C．2.24×10-4 CD．2.24×10-4 W
3．（2022·青浦模拟）一辆汽车运动的v-t图象如图，则汽车在0~2s内和2s~3s内相比（ ）
A．位移大小相等B．平均速度相等
C．速度变化相同D．加速度相同
4．（2022·青浦模拟）鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，水对鱼的作用力方向合理的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（2022·青浦模拟）如图所示,两根可自由移动的靠的很近得平行长直导线通以相反方向的电流,且 I1>I2 ,则两根导线所受的安培力 F1 和 F2 的大小关系及其运动方向为（ ）
A．F1>F2 ，且相互靠近B．F1θ1 。
答案解析部分
1．【答案】B
【考点】物理学史
【解析】【解答】爱因斯坦对物理学的贡献之一是创立“相对论”。
故答案为：B。
【分析】根据物理学史进行分析判断。
2．【答案】A
【考点】电场力做功
【解析】【解答】根据 W=qU
结合γ射线能量值的单位可知能量值的单位是焦耳，代入数据得 W=2.24×10-4J
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用电场力做功得出以及单位关系得出能量值为1.40×1015 eV是多少焦。
3．【答案】B
【考点】v-t图象
【解析】【解答】A．速度图象与坐标轴所围的“面积”物体的位移大小，由图知， 0~2s 内位移较大，A不符合题意；
B．汽车在 0~2s 内平均速度为 v=v0+v2=0+52m/s=2.5m/s
汽车在 2s~3s 内平均速度为 v=v0+v2=5+02m/s=2.5m/s
B符合题意；
C．汽车在 0~2s 内速度变化量 Δv=5m/s-0=5m/s ，在 2s~3s 内速度变化量为 Δv=0-5m/s=-5m/s
故速度变化量不同，C不符合题意；
D．根据速度图象的斜率等于加速度可知，在 0~2s 内汽车的加速度沿正方向，而在 2s~3s 内加速度沿负方向，所以加速度不相等，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，结合平均速度的定义式进行分析计算。
4．【答案】C
【考点】共点力平衡条件的应用；物体的受力分析
【解析】【解答】鱼在水中受水的浮力保持鱼在竖直方向的平衡，由于水平方向向左加速，故鱼受水平方向向左的外力；故水对鱼的作用力应是浮力与向左推动力的合力，故应斜向左上方，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对鱼进行受力分析以及共点力平衡得出水对鱼的作用力方向。
5．【答案】D
【考点】安培力
【解析】【解答】A、通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，AB不符合题意；
C、由右手螺旋定则可知： I1 在 I2 处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知， I2 所所受安培力向右；由右手螺旋定则可知： I2 在 I1 处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知， I1 所所受安培力向左，则两导线相互远离，C不符合题意，D符合题意．
故答案为：D
【分析】根据通电导线周围的磁场方向得出两导线所受的安培力大小关系，结合两个安培力的方向得出两导线的运动方向。
6．【答案】D
【考点】理想气体的状态方程；气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】A．图A是双曲线，故为等温过程，A不符合题意;
B．图线为等容过程A状态的压强小于B，A的温度比B低，B不符合题意；
C．A状态压强大但体积小，B压强小但是体积大，故由 pV=nRT
知无法判断温度的高低，C不符合题意；
D．A状态压强大但体积大，B压强小体积小，故由 pV=nRT
可知，状态A的温度一定高于状态B，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据p-V图像以及理想气体状态方程判断温度关系。
7．【答案】C
【考点】卫星问题；天体的匀速圆周运动的模型
【解析】【解答】核心舱和地球同步卫星绕着地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对核心舱和同步卫星万有引力提供，则有：GMmr2=mv2r=m(2πT)2r=ma=mω2r
可得 ω=GMr3,T=2πr3GM,a=GMr2,v=GMr
根据题目信息不难得出 r舱ω同 ， T舱a同 ， v舱>v同
则核心舱角速度比地球同步卫星的大，周期比地球同步卫星的短，向心加速度比地球同步卫星的大，线速度比地球同步卫星的大，ABD不符合题意，C符合题意；
故答案为：C。
【分析】该题属于卫星参量比较题目，截图只需要弄清对于绕地球做匀速圆周运动的卫星其受到地球对卫星的万有引力提供向心力，再根据圆周运动规律求解出卫星运动周期、向心加速度、线速度、角速度，然后根据其随着卫星距离变化情况即可解答。
8．【答案】A
【考点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】由机械能守恒定律可知 mgh=12mv2
即 v2=2gh
则v2-h图像是过原点的直线。
故答案为：A。
【分析】根据机械能守恒定律得出 v2－h的关系式，并判断图像。
9．【答案】C
【考点】电路的动态变化分析
【解析】【解答】AB．将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表的示数变大，内阻上的电压变大，则路端电压减小，即电压表示数减小，则AB不符合题意；
C．根据 η=IUIE=UE=R外R外+r
可知，外电阻减小，则电源的效率变小，C符合题意；
D．将定值电阻等效为电源的内阻，则当滑动变阻器电阻等于2r时消耗的功率最大，因滑动变阻器的阻值从2r处减小，可知滑动变阻器消耗的功率减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据滑动变阻器滑片的移动过程以及闭合电路欧姆定律得出路端电压的变化情况，根据电源效率的计算公式得出电源效率的变化情况。
10．【答案】C
【考点】电场强度和电场线
【解析】【解答】已知两个等量异种点电荷产生的电场规律，根据电场线规定方向可以画出电荷周围电场线的分布，如图所示：
对于AC．根据电场线的疏密和切线方向可得：由于M与P点对称，则M点的场强与P点的场强大小相等，N点的场强与P点的场强大小相等，方向相同，A不符合题意C符合题意；
BD．根据等量异种点电荷的电势分布特点可知，由于M与N点对称，M点的电势与N点的电势相等，又由于电场线从M到P，所以M点的电势高于P点的电势，根据 Ep=φq 可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用电场线的分布可以比较电场强度和电势的大小；利用电势结合电性可以比较电势能的大小。
11．【答案】D
【考点】匀速圆周运动；向心加速度
【解析】【解答】A．在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，根据 v=st
可知，线速度大小之比为4:3，A不符合题意；
B．因速度方向的改变量等于转过的圆心角，快艇在相同时间内运动方向改变的角度之比是3∶2，根据 ω=θt
可知，角速度大小之比为3∶2，B不符合题意；
C．根据v=ωr
可得 r=vω
可知，圆周运动的半径之比为8∶9，C不符合题意；
D．根据a=ωv
可知，向心加速度大小之比为2∶1，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据匀速圆周运动的线速度表达式的出线速度之比，利用角速度的定义式得出角速度之比；结合线速度与角速度的关系式得出轨道半径之比；通过向心加速度的表达式得出向心加速度之比。
12．【答案】D
【考点】共点力平衡条件的应用；库仑定律；物体的受力分析
【解析】【解答】滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示
对Q物体在沿着斜面方向根据平衡条件有mgcs30°=Fcs30°
解得 F=mg
而对P物体动摩擦因素最小时根据平衡条件有 N2=F+mgsin30°
根据题中 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 有f=μN2
f=mgcs30°
联立解得 μ=33
故答案为：D。
【分析】该题属于库仑力作用下的共点力平衡问题，解决该题的重点时受力分析，然后根据平衡条件列式求解答案，在解题中还需要依据 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 以及 摩擦因数至少 得出两物体保持静止的临界条件是物体与斜面摩擦力达到最大静摩擦力。
13．【答案】非静电力；内
【考点】电动势
【解析】【解答】合电路中，电源把其他形式的能转化为电能，这种转化是通过非静电力做功来实现的；若外电路是纯电阻电路，则通过电流做功，外电路将电能转化为内能．
【分析】，电源把其他形式的能转化为电能通过非静电力做功来实现；若是纯电阻电路外电路将电能转化为内能。
14．【答案】4；0.2
【考点】简谐运动
【解析】【解答】根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过A点， 2s 后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，则A、B两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个周期的运动，则周期为 T=2t=4s
从A到B经过了半个周期的振动，路程为 s=0.4m ，而一个完整的周期路程为0.8m，为4个振幅的路程，有 4A=0.8m
解得振幅为 A=0.2m
【分析】根据简谐运动的对称性得出AB两点速度的大小关系，从而得出简谐运动的周期；根据简谐波的周期得出简谐波的振幅。
15．【答案】20；40
【考点】机械波的形成
【解析】【解答】因A点为峰峰相遇点，则振动加强，此时的位移为2A=10cm；B点为谷谷相遇点，则振动加强，此时的位移为-2A=-10cm；则图示时刻A、B两质点的竖直高度差为20cm；
周期为 T=λv=0.5s
因E点振动加强，则从图示时刻起经0.5s=T，E质点通过的路程为4×2A=8A=40cm。
【分析】根据水波振动的加强得出水波的位移，从而得出AB两质点的竖直高度差，利用水波的波长和水波速度的关系得出该波的周期，从而得出E质点通过的路程。
16．【答案】2:1；1:2
【考点】共点力平衡条件的应用；自由落体运动；物体的受力分析
【解析】【解答】设AB的质量分别为4m和m，对A分析可知，绳子的拉力 T1=4mgsin30∘=2mg
对B物体 T1=mg+T2
解得下边绳子的拉力为 T2=mg
则B物体上、下两绳拉力之比为2:1；
设开始时AB距离地面的高度分别为h，则B落地时间 t=2hg
B落地速度 vB=2gh
此时A的速度 vA=at=gsin30∘t=122gh
即当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为1:2。
【分析】对A受力分析，根据共点力平衡得出绳子的拉力；对B进行受力分析根据共点力平衡得出下边绳子的拉力，从而得出B物体上、下两绳拉力之比；结合自由落体运动的规律得出AB的速度。
17．【答案】90；17.4
【考点】气体实验定律
【解析】【解答】 封闭气体压强为 p1=p0+15cmHg=90cmHg
在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔， 设最终气柱长为 l2 cm，气体的压强 p2=75cmHg+(20-l2)cmHg=(95-l2)cmHg
根据玻意耳定律 p1l1S=p2l2S
则 90×15=(95-l2)l2 解得 l2≈17.4cm
【分析】利用平衡得出气体的压强；根据玻意耳定律得出稳定时空气柱的长度。
18．【答案】（1）能测出电源电动势，能测出电源内阻；能测出电源电动势，不能测出电源内阻
（2）2.5；0.5
【考点】测电源电动势和内阻
【解析】【解答】（1） 由图(1)所示电路图可知，电压表测路端电压，电流表测电路电流，该电路可以求出电源电动势与内阻；由图(2)所示电路图可知，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，由闭合回路的欧姆定律可得 E=U+I(r+R1)
可以看出当电流为零时路端电压即为电动势，图像的斜率为 k=r+R1 ，由于 R1 阻值未知，该电路可以测出电源电动势，但不能测出电源内阻；
（2）在图3电路中，电源电动势 E=U1+U2+U1R1r
整理得 U2=E-(1+rR1)U1
结合图4可得 E=2.5V
1+rR1=ΔU2ΔU1=2.52=1.25
解得电源内阻 r=(1.25-1)×2Ω=0.5Ω
【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及图像判断该电路可以测出电源电动势；
（2）根据电路的分析得出电动势的表达式，结合图像得出电源的电动势以及电源的内阻。
19．【答案】（1）解：电动机的输入功率P入=UI=36×6W=216W
所以电动机效率 η=P出P入×100%=180216×100%=83.3%
（2）解：电动自行车匀速行驶时，设水平方向自行车的牵引力为F，自行车受到的阻力为f，由平衡条件可得F=f
而自行车的输出功率P出=Fv
可得 f=F=P出v=1805N=36N
由题意f=kmg
可得 k=fmg=36120×10=0.03
（3）解：车速v′=2m/s时，设牵引力为F′，则 F'=P出v'=1802N=90N
由牛顿第二定律F′-f=ma
可得 a=F'-fm=90-36120m/s2=0.45m/s2
【考点】电功率和电功；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）根据功率的表达式以及电动机效率的表达式得出电动机正常工作时，电动机的效率；
（2）利用瞬时功率的计算得出自行车受到的阻力大小，结合阻力的表达式得出k的大小。
（3）利用瞬时功率以及牛顿第二定律得出加速度 的大小。
20．【答案】（1）解：在最高点时受力如图
此时加速度垂直于摆线沿轨迹切线方向， 由牛顿第二定律：mgsinθ=ma
所以 a=gsinθ
（2）解：摆角小于5°，单摆做简谐振动，周期 T=2πlg
所以蹲着摆动时t时间内振动次数 n1=tT1=t2πgl1
站着摆动时t时间内振动次数 n2=tT2=t2πgl2
因为l1>l2，所以站着摆动时振动次数多。
多了次数 Δn=n2-n1=t2π(gl2-gl1)
（3）解：设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小为v，根据功能关系（或机械能守恒） 人蹲在踏板上从最大摆角 θ1 开始运动到最低点的过程中，有 mgl1（1-csθ1）=12mv2
保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为 θ2 的过程中，有： mgl2（1-csθ2）=12mv2
由此可得 mgl1（1-csθ1）=mgl2（1-csθ2）
因为l1>l2，得 csθ1>csθ2
所以 θ2>θ1
【考点】机械能守恒及其条件；单摆；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）在最高点时根据牛顿第二定律得出加速度的表达式；
（2）根据单摆的周期表达式以及蹲着摆动的次数和站着摆动的次数，从而得出次数差；
（3）人运动到最低点的过程和 保持站立姿势摆到另一边 的过程中根据机械能守恒得出摆角的大小关系。 额定车速
整车质量
载重
额定输出功率
电动机额定工作电压和电流
18km/h
40kg
80kg
180W
36V/6A