2021-2022学年上海市崇明区高三（下）等级考教学资源物理试题（一）含解析

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2021学年崇明区第二学期高中等级考教学资源（1）物理考生注意：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和准考证号。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，1~8题每小题3分，9~12题每小题4分。每小题只有一个正确选项）1. 下列图示实验中，能说明原子具有核式结构的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】A．该装置是用于观测α粒子散射实验现象，α粒子散射实验说明了原子的核式结构，故A正确；B．该装置是用于观察光电效应现象，光电效应说明光具有粒子性，故B错误；C．该装置将放射线在电场中偏转，是根据带点粒子的偏转方向确定放射线的电性，故C错误；D．该装置是用于进行人工核反应的，通过它卢瑟福发现了质子，故D错误。故选A。2. 声波与光波（    ）A. 都是电磁波 B. 都能在真空中传播C. 都需要介质 D. 都能发生干涉现象【答案】D【解析】【详解】A．声波不是电磁波，故A错误；B．声波不能在真空中传播，故B错误；C．光波的传播不需要介质，故C错误；D．声波和光波都是波，都能发生干涉现象，故D正确．故选D．3. 下列属于天然放射性衰变的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】A．该反应是原子核的人工转变方程，选项A错误；B．该反应是α衰变方程，选项B正确；C．该反应是原子核的人工转变方程，选项C错误；D．该反应是轻核聚变方程，选项D错误。故选B。4. 根据爱因斯坦的光子说理论，一个光子的能量与其频率成正比，即，其中为普朗克常量，其国际单位应该是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】根据可得能量的国际单位为频率的国际单位单位为故普朗克常量国际单位为A正确，BCD错误；故选A。5. 以一定的初速度从足够高的某点竖直上抛一物体，物体受到的空气阻力与速度成正比，则物体在运动过程中的加速度大小（　　）A. 先变小后变大 B. 先变大后变小C. 一直变大 D. 一直变小，最后变为零【答案】D【解析】【详解】设物体上升时空气阻力为f1，加速度为a1，由牛顿第二定律可知    由题意可知，上升时的速度逐渐减小，则f1逐渐减小，a1逐渐减小；当物体上升到最高点时综上可得设物体下落时空气阻力为f2，加速度为a2，由牛顿第二定律可知由题意可知，下落时的速度逐渐增大，则f2逐渐增大，a2逐渐减小；当时有此时，若物体未落地，则物体将保持匀速继续下落。所以物体在运动过程中的加速度将逐渐减小，最终为零。故选D。6. 如图所示，滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑，直至底端。对于该运动过程，若用、、、、分别表示滑块下滑时的重力势能、动能、机械能和速度的大小，表示时间，取斜面底端为零势能点。则下列图像可能正确描述这一运动规律的是（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】A．滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑，物体做匀加速直线运动，设加速度为，则有设物体的质量为，斜面倾角为，初位置离底端的高度为，则有可知图像不是一条直线，A错误；BD．物体做初速度为零的匀加速直线运动，则有可知图像为过原点的直线，物体的动能为可知图像为一条过原点的抛物线，B正确，D错误；C．由于斜面粗糙，物体下滑时需要克服摩擦力做功，可知物体的机械能不断减小，C错误；故选B。7. 如图，水平面上有一水平均匀带电圆环，带电量为，其圆心为点。有一带电量，质量为的小球，在电场力和重力作用下恰能静止在点正下方的点。间距为，与圆环边缘上任一点的连线与间的夹角为。静电力常量为，则带电圆环在点处的场强大小为（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】AB．如图所示
 选取圆环上某一小微元，所带电荷量为，该微元在点的场强大小为由于整个圆环上所有带电微元在点的场强在水平方向的合成为零，故带电圆环在点处的场强大小为AB错误；CD．小球恰能静止在点，根据受力平衡可得解得带电圆环在点处的场强大小为C错误，D正确；故选D。8. 如图，气缸内封闭一定质量的气体，气缸内壁光滑。如密封气体温度保持不变，外界气压升高，则下列情况正确的是（　　）A. 密封气体体积增加 B. 活塞向下移动C. 气缸向上移动 D. 弹簧的长度增加【答案】C【解析】【详解】BD．以气缸、气缸内气体和活塞为整体，根据受力平衡可得当外界气压升高时，整体的重力保持不变，弹簧弹力不变，则弹簧的长度保持不变，活塞保持原来的位置，BD错误；AC．以气缸为对象，根据受力平衡可得当外界气压升高时，可知气缸内气体压强增大，由于气体温度保持不变，根据玻意耳定律可知气体的体积减小，故气缸向上移动，A错误，C正确；故选C。9. 如图所示，一带正电的点电荷在一匀强电场中，只在电场力作用下，沿曲线由A运动到B点，且电势能增加。则该电场方向可能是（　　）A. A指向B B. B指向AC. 水平向左 D. 竖直向下【答案】C【解析】【详解】AB．由图可知，点电荷所受合力方向应指向曲线凹侧，因为点电荷带正电，所以电场方向与点电荷在该点所受电场力方向一致，则有电场方向指向曲线凹侧；A、B错误；CD．由已知点电荷带正电，则电场方向与点电荷在该点所受电场力方向一致，因为点电荷电势能增加，所以电场力做负功，电场方向可能向左，不可能竖直向下，C正确，D错误。故选C。10. 如图，通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若b中产生逆时针方向的感应电流，且b受到的安培力合力水平向左，则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况可能是（　　）
 A. 向上，增大 B. 向上，减小C. 向下，增大 D. 向下，减小【答案】A【解析】【详解】由安培定则可知，金属环b中感应电流在环内产生的磁场方向垂直于纸面向外，由于b受到的安培力合力水平向左，可知金属环b中感应电流对通电直导线a的安培力水平向右，根据左手定则可知通电直导线a的电流方向向上，可知通电直导线a的电流在金属环b中向里的磁场强于向外的磁场，根据楞次定律可知，金属环b中的原磁通量增加，故通电直导线a的电流增大，A正确，BCD错误；故选A。11. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有相距2cm的P和Q两点，从P点振动开始计时，两点的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则由此可以判断该波的（　　）A. 频率4Hz B. 波长是4cmC. 波速是2cm/s D. 振幅是20cm【答案】C【解析】【详解】AD．由图可知，该波振幅为10cm，周期为4s，所以该波的频率为AD错误；C．由图可知这列简谐波的波速为C正确；B．综合上述分析，这列波的波长为B错误。故选C。12. 质量为物体沿竖直方向运动的图像如图所示。取向上为正方向，初始位置为零势能位置。，则前内（　　）
 A. 物体机械能守恒B. 合外力做功C. 重力的平均功率大小为D. 机械能损失【答案】D【解析】【详解】AD．由图像可得物体的加速度方向竖直向下，大小为可知物体除了受到重力外，还受到竖直向下的力，根据牛顿第二定律可得解得物体在前内向上运动的位移为此过程力做功为可知物体的机械能减少，A错误，D正确；B．此过程合力做功为B错误；C．此过程克服重力做功为重力的平均功率大小为C错误；故选D。二、填空题（20分，每题4分）13. 历史上第一个发现万有引力并推导出万有引力定律的科学家是________，第一个发现电磁感应现象的科学家是________。【答案】    ①. 牛顿    ②. 法拉第【解析】【详解】[1]历史上第一个发现万有引力并推导出万有引力定律的科学家是牛顿；[2]历史上第一个发现电磁感应现象的科学家是法拉第。14. 如上海某时刻气温为15℃，用绝对温标表示相当于________K，大气压为75cmHg，用国际单位表示相当于________Pa（已知水银密度=13.6×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2）。【答案】    ①. 288##288.15    ②. 【解析】【详解】[1]由热力学温标与摄氏温标换算关系15+273K=288K或者15+273.15K=288.15K[2]由液体压强公式15. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，，未知。若在、间连接一个理想电压表，其读数是________；若在、间连接一个理想电流表，其读数，则为________。
 【答案】    ①. 4.8    ②. 4【解析】【详解】[1]若在、间连接一个理想电压表，电压表读数为两端的电压，则有[2]若在、间连接一个理想电流表，其读数，假设通过的电流为，则有根据闭合电路欧姆定律可得联立解得16. 如图，一根轻质细绳穿过水平圆形转盘中心处的光滑小孔O，一端与转盘上光滑凹槽内的小球A相连，另一端连接物体B，已知，转盘半径OC=50cm。开始转动时B与水平地面接触，OA=25cm，且OB>AC。小球A始终在凹槽内随着转台一起运动。当转台的角速度时，此时B对地面的压力为________N。当转台转速增大到某一定值时，小球A滑到转台边缘且稳定在C点，此时小球的线速度为________m/s（g取10m/s2）。
 【答案】    ①. 6    ②. 【解析】【详解】[1] 当转台的角速度时，小球A的向心力为可知线的张力为4N，设地面对B的支持力为FN，对物体B有解得根据牛顿第三定律，可知此物体B对地面的压力为6N，方向竖直向下。[2] 当小球A滑到转台边缘且稳定在C点时，可知细线的张力等于物体B的重力，也等于小球A的向心力，则有联立解得17. 如图所示，光滑倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成角，杆上穿有质量为的小球和不计质量的环，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当、静止时，段绳与杆的夹角也为，不计一切摩擦，重力加速度为。则对杆的压力为________，对杆的压力为________。【答案】    ①. ##    ②. ##【解析】【详解】[1][2]设绳子拉力大小为，以小球为对象，根据受力平衡可得联立解得，以轻环为研究对象，根据受力平衡可得根据牛顿第三定律可知，对杆的压力为，对杆的压力为。三、综合应用题（40分）实验题（10分）18. 在“研究共点力的合成”的实验中，下列操作对减小实验误差有益的是（　　）A. 两细绳取等长B. 标记同一细绳方向的两点尽量远些C. 拉橡皮筋时，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都与木板平行D. 两个弹簧测力计同时拉时，两测力计的拉力大小尽量相差得大些【答案】BC【解析】【详解】AB．标记同一细绳方向的两点尽量远些，这些措施都有益于减小力方向的测量误差，但两细绳没有必要取等长，A错误，B正确；C．实验过程中，拉橡皮筋时，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都与木板平行，从而避免因摩擦而造成的误差，C正确；D．两个弹簧测力计同时拉时，两测力计的拉力大小尽量相差得大些，这样会造成一个弹簧测力计的示数较小，不利于减小测量力大小的相对误差，D错误；故选BC。19. 用图示装置研究小车质量一定时，加速度与受力的关系。通过安装在小车上的无线力传感器测量小车受到的拉力，用位移传感器（图中未画出）测小车的加速度。当小车匀速运动时，力传感器读数为F0。通过改变小桶中沙的质量改变拉力，多次重复实验，获得多组加速度和力的数据，描绘出小车加速度a与拉力的关系图像。则得到图像可能是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】依题意，小车在运动时所受阻力大小等于F0，设小车质量为M，对小车在水平方向受力分析，有则有依题意，小车质量M一定，可知加速度a与拉力F成线性关系，且不过原点，故ABC错误，D正确。故选D。20. 一单摆的摆长为L，将摆球向左拉至水平标志线上（图中虚线）。由静止释放摆球，当摆球运动至最低点时，摆线碰到障碍物P，摆球继续摆动。用频闪相机长时间拍摄，得到图示照片，则摆线的悬点O与障碍物P在竖直方向之间的距离为________。不计空气阻力，摆线向右碰到障碍物的瞬间，摆球的角速度突然增大，其原因是：________。【答案】    ①.     ②. 水平方向没有力的作用，线速度大小不变，但半径减小，故角速度突然增大【解析】【详解】[1] 设频闪相机闪光周期为∆T，则由图可知，单摆在左半部分摆动时在右半部分摆动时根据单摆周期公式解得[2]摆线向右碰到障碍物的瞬间，摆球水平方向没有力的作用，线速度大小不变，但半径减小，故角速度突然增大。21. 水平虚线之间是高度为h有界匀强磁场，磁感强度为B。磁场上方的竖直平面有一个梯子形导线框abcd，框宽度ad=L、总高ab=4h。两竖直边导体ab和cd电阻不计，5根等距离分布的水平导体棒电阻都为R。让导线框离磁场上边缘h高处自由下落，当bc刚进入磁场开始，线框恰好做匀速直线运动，设重力加速度为g。(1)当第一条水平边bc进入磁场时bc中的电流大小和方向？(2)导线框质量m为多少？(3)当第三条边开始进入磁场时bc棒上的电流大小和方向？(4)导线框穿过磁场过程中，bc边上产生的电热Q多少？【答案】(1)，b指向c；(2)；(3)，方向由c到b；(4) 【解析】【详解】(1)线框整体做自由落体运动，由动能定理进入磁场时的速度由法拉第电磁感应由闭合电路欧姆定律由并联电路特点解得方向：b指向c（向右）(2)线框受力平衡，磁场力等于重力解得(3)由于水平导体间距与磁场宽度相等，当一根导体出磁场时，另一根导体恰好进入磁场，且等效电路结构未变，故总电流也不变，线框受力情况也不变，因此整个线框一直做匀速直线运动，直到最后一根导体ab出磁场。所以，此时导体棒速度还是此时流过第三根导线的电流和(1)问相同，此时bc为外电阻，流过电流为总电流的方向由c到b（向左）。(4)根据能量守恒定律，线框匀速通过磁场过程中，动能没有变，在磁场中下降高度为5h，所以减少机械能为5mgh转化为线框电阻发热。5根导体在下落过程中所处地位一样，故bc发热占22. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆火星表面，这标志着我国首次火星探测任务——着陆火星取得圆满成功。它着陆前的运动可简化为如图所示四个过程，若已知着陆器质量m=1.3×103kg（降落伞质量远小于着陆器质量），取火星表面重力加速度g′=4m/s2，忽略着陆器质量的变化和g′的变化。若第2、第3和第4阶段的运动都可视为加速度不同的竖直向下匀变速直线运动。求着落器：(1)在第2阶段的加速度大小和下降的高度h2；(2)第2阶段所受总平均阻力f的大小；(3)若第4阶段为自由落体运动，经历时间为0.75s，悬停时离地面的高度h4；(4)从打开降落伞到着地前的过程中损失的机械能ΔE。
 【答案】(1)，；(2)；(3)；(4)【解析】【详解】(1)由加速度定义式代入数据得方向向上；此阶段为匀减速直线运动，由平均速度公式代入数据得(2)作受力分析图，加速度向上
 根据牛顿第二定律代入数据得(3)自由落体运动(4)损失的机械能等于动能和重力势能改变量之和，三个过程中，最后阶段机械能守恒，没有机械能损失，前两个阶段下落的高度由平均速度公式联立可得由题意，着陆时的速度及高度可忽略不计，故打开降落伞到着陆前着陆器减少的势能减少的动能所以，损失的机械能