2021-2022学年上海市崇明区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析）

这是一份2021-2022学年上海市崇明区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析），共15页。试卷主要包含了5J，5V，U外=0，03x+2，【答案】B，【答案】C，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年上海市崇明区高三（上）期末物理试卷（一模）     随着能源危机的不断加剧，我们不但要合理节约常规能源，还要大力开发新能源，下列能源中属于新能源的是(    )A. 石油 B. 天然气 C. 太阳能 D. 煤炭    在物理学的发展史中，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，研究了落体运动的规律，这位科学家是(    )A. 伽利略 B. 牛顿 C. 亚里士多德 D. 笛卡尔    如图，在上端有活塞的玻璃管底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，可观察到硝化棉被点燃。在此过程中(    )A. 气体对外界做功，气体内能增加
B. 外界对气体做功，气体内能增加
C. 气体对外界做功，气体内能减少
D. 外界对气体做功，气体内能减少    如图是小球在水平桌面上做直线运动的频闪照片，由此可以断定小球的运动情况可能是(    )
A. 向右加速 B. 向右匀速 C. 向右减速 D. 向左减速    2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次在太空授课。若已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，在距地面高度为h的空间站内有一质量为m水球，其引力加速度大小为(    )A. 0 B.  C.  D.     如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功。则此时该电路中电源电动势E，电源内电压，电源端电压大小分别为(    )
 A. ， B. ，
C. ， D. ，    如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢逆时针旋转到虚线位置，A、B、P之间均保持相对静止，则在此过程中(    )A. B对A的支持力减小 B. B对A的作用力减小 C. P对B的作用力增大              D. P对B的摩擦力增大    如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是(    )A. M点的场强比P点的场强大
B. M点的电势比N点的电势高
C. N点的场强与P点的场强相同
D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大    一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形(    )A.  B.
C.  D. 在光滑水平桌面上有A、C两个绝缘钉子，相距2L，一根长度为的软导线固定在两个钉子之间，并通有大小为I的稳定电流。当桌面上加上一个磁感应强度为B的匀强磁场后，稳定时，钉子A上受到导线的拉力大小为(    )
 A. BIL B. 2BIL C.  D. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是(    )A.  B.
C.  D. 如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上．当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时图甲中电流所示的方向为正方向，则(    )
 A. 到时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右
B. 到时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左
C. 0到时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向也不变
D. 到时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变现有以下一些物理量和单位，特斯拉米/秒牛顿焦耳电功率秒厘米库仑等。其中属于物理量的有______；在国际单位制中被选定为基本单位的有______。两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的两个波形如图所示，其中实线为波峰，虚线为波谷，则此时图中a点的振动______，b点的振动______选填“加强”、“削弱”或“不强不弱”。
已知地球半径，假设地球是一个标准的圆球体，位于北纬附近的某地有一质点A，其随地球自转的线速度为______，A的向心加速度方向沿______方向选填AO、AB、。
 如图所示，在一水平向右匀强电场中。有两质量均为m、带等量异号电荷的小球M和N，通过两根长度均为L的绝缘轻绳悬挂在电场中O点，平衡后两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍能平衡在原位置。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，则球M带______电荷填“正”或“负”，其原来带电量大小为______。一内壁光滑、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一轻活塞。初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示。已知大气压强，环境温度不变。右侧封闭气体的压强______cmHg；为使管内两边水银柱高度相等并达到稳定，需要用力向下缓慢推活塞______ cm。
 在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中。
下图中，A代表电流传感器，B代表电压传感器，R为变阻器，为定值电阻。则下面各电路图中，图______是合理正确实验电路图。

某次实验得到的电源的图线如图所示，由实验图线的拟合方程可得，该电源的电动势______V，内阻______。

根据实验测得的该电源的U、I数据，若令，，则通过计算机拟合得出图线如图所示，则图线最高点A点的坐标______，______结果保留2位小数。

若该电池组电池用旧了，电池内电阻会明显增加，如果用这个旧电池组重做该实验，请在图中定性画出旧电池组的图线。如图，长的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为，g取。求：
小物块第一次到达B点时的速度和在BC上运动时的加速度a的大小；
小物块第一次被弹性墙弹出时的速度；
小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。
如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间距，导轨电阻不计，上端与一阻值为电阻连接。在虚线以下有一足够大匀强磁场，磁感应强度，磁场方向垂直于导轨平面。一质量，电阻导体棒水平置于导轨上，离磁场上边界的距离。静止释放导体棒，求：重力加速度g取，导体棒与导轨始终良好接触。
导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向______；选填“向左”、“向右”
导体棒刚进入磁场时的速度大小和加速度大小与方向；
简要描述金属棒进入磁场后，速度如何变化和加速度变化情况。
①速度变化情况：______；
②加速度如何变化：______。
下滑过程中电阻R上的最大功率。
答案和解析 1.【答案】C 【解析】解：常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料，故都是常规能源。故只有太阳能是新能源。故C正确。
故选：C。
新能源主要指海洋能、地热能、风能、太阳能、核能等．常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料．
解决此题主要依靠识记集中新能源的类型，并且知道什么是常规能源．
 2.【答案】A 【解析】解：伽利略通过逻辑推理证明亚里士多德理论内部存在矛盾，通过铜球从斜面滚下的实验，运用数学演算，得到自由落体运动是匀加速直线运动，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式。故A正确，BCD错误。
故选：A。
伽利略通过对自由落体运动的研究，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式。
本题考查物理学史，对于著名物理学家的理论、实验等成就要加强记忆，不在简单试题上犯错误。
 3.【答案】B 【解析】解：压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到硝化棉的燃点后，B正确，ACD错误；
故选：B。
做功可以使内能与机械能之间进行转化：对气体做功，气体内能会增加；气体对外做功，气体内能会减少，做功可以使内能与机械能之间进行转化.
解决此类问题要知道做功可以改变物体的内能.
 4.【答案】C 【解析】解：ABC、如果小球向右运动，在连续相等时间内通过的位移逐渐减小，则小球向右做减速运动，故AB错误，C正确；
D、如果小球向左运动，在连续相等时间内通过的位移逐渐增大，则小球向左做加速运动，故D错误。
故选：C。
根据小球在连续相等时间内位移变化情况，来判断小球的运动性质。
解答本题时，要能根据连续相等时间内位移变化情况，来判断小球速度变化情况。要知道向右减速等效于向左加速。
 5.【答案】B 【解析】解：根据牛顿第二定律可得：
解得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
水球受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式即可求出引力加速度。
解决本题时要建立模型，明确水球向心力的来源为万有引力。
 6.【答案】D 【解析】解：根据电动势的定义式知电源的电动势，电压，电源端电压，故ABC错误，D正确。
故选：D。
电动势，电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，与外电路的结构无关；电压，电压描述的是电场力做功的本领，将电能转化为其它形式的能量的本领的物理量，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和。
此题考查电动势与电压的区别：电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，与外电路的结构无关；电压描述的是电场力做功的本领，将电能转化为其它形式的能量的本领的物理量。
 7.【答案】A 【解析】解：设板与水平地面的夹角为。
A、以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的支持力与A的重力大小相等，方向相反；
当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，设后来B的上表面与水平方向之间的夹角是，根据平衡条件可得B对A的支持力为：，所以A受到的支持力一定减小了，故A正确；
B、根据平衡条件可知，B对A的作用力始终与A的重力等大反向、保持不变，故B错误；

C、以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力、板的支持力和摩擦力，板对B的作用力是支持力和摩擦力的合力，由平衡条件分析可知，板对B的作用力大小与总重力大小相等，保持不变，故C错误；
D、对整体根据平衡条件可得P对B的摩擦力：，减小，减小，故D错误。
故选：A。
以A为研究对象，根据平衡条件分析B对A的支持力、作用力的变化情况；
以AB整体为研究对象，由平衡条件分析板对B的作用力如何变化、以及木板对B的摩擦力的变化情况。
本题是两个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象，通过分析受力，由平衡条件分析力的变化。
 8.【答案】C 【解析】【解答】
A.如图所示M点和P点电场线的疏密程度相同，M和P点电场强度大小相同，故A错误。B. M点和N点到正负电荷的距离都相同，它们位于同一个等势面上，电势相同，故B错误。
C. 如上图所示MNP三点电场线疏密程度，场强大小相同，其中N点和P点的方向相同，故C正确。
D. 沿电场线方向电势逐渐减小，M点电势大于P点电势，电子带负电，负电荷在电势越低的地方电势能越大，故电子在P点电势能大于M点电势能，故D错误。
故选C。
【分析】
沿电场线方向电势逐渐减小，根据正负电荷所形成的电场图像分析。
熟悉等量同种电荷和异种电荷形成的电场图像以及电势图像对做题有较大帮助。  9.【答案】B 【解析】【分析】
分析在时刻位于坐标原点的质点所处的位置和振动方向，该波沿x轴正方向传播，根据“同侧法”进行分析。
本题主要是考查了波的图像；解答本题的关键是根据质点的振动方向判断出波的传播方向；一般的判断方法是根据“平移法”或“同侧法”，或者根据“走坡法”来判断。
【解答】
根据图象可知该波的波长为，则周期；时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，在时，该质点已经振动了个周期，说明在时刻位于坐标原点的质点在平衡位置处且向下振动，该波沿x轴正方向传播，根据“同侧法”可知，B选项是时的波形，故B正确、ACD错误。  10.【答案】A 【解析】解：导线在磁场内有效长度为2L，故该软导线受到安培力大小为：，其中钉子A上受到导线的拉力大小为，故A正确，BCD错误。
故选：A。
由安培力公式进行计算，注意式中的L应为等效长度。
由安培力公式进行计算，注意式中的L应为等效长度。
 11.【答案】B 【解析】解：在时间内，如果匀速，则图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据，牵引力减小；根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度；所以时间内，图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据，牵引力减小；再根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度所以在时间内，即图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，故B正确，ACD错误；
故选：B。
结合图象，按照不同时间段对汽车运动进行分析，即可求解
本题考查汽车启动功率问题，要求学生结合牛顿第二定律进行分析求解，难度适中。
 12.【答案】D 【解析】解：A、到时间内，导线的电流方向向上，在减小，产生的磁场在线框处垂直于线框平面向里，也在减小，根据楞次定律可知，导线框的感应磁场与原磁场的方向相同，根据右手螺旋定则可得，电流的方向为abcda；根据楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量的减少，线框有向左运动的趋势，则线框受力向左，故A错误；
B、到时间内，导线的电流方向向下，在增大，产生的磁场在线框处垂直于线框平面向外，也在增大，根据楞次定律可知，导线框的感应磁场与原磁场的方向相反，根据右手螺旋定则可得，电流的方向为abcda；根据楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量的增大，线框有向右运动的趋势，则线框受力向右，故B错误；
C、在0到时间内，导线的电流方向向上，在增大，产生的磁场在线框处垂直于线框平面向里，也在增大，根据楞次定律可知，导线框的感应磁场与原磁场的方向相反，根据右手螺旋定则可得，电流的方向为adcba；根据楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量的增大，线框有向右运动的趋势，则线框受力向右；结合A选项的分析，可知0到时间内，线框内感应电流方向会发生变化，线框受力方向也发生变化，故C错误；
D、结合AB选项的分析可知，在到时间内，线框内感应电流方向不变，但线框受力方向改变，故D正确。
故选：D。
根据右手螺旋定则可以判断电流产生的磁场，根据楞次定律可以判断导线框内产生的感应磁场，由此在判断导线和线框之间的作用力．
解决本题关键是要分析清楚导线框的整个的运动过程，以及在不同的过程中导线框受到的作用力的情况，根据受到的作用力就可以判断运动的情况．
 13.【答案】E F 【解析】解：根据国际单位制中的基本内容可知，属于物理量有：电功率；
属于国际单位中属于基本单位的是秒。
故答案为：E；F。
解决本题的关键知道物理学中的基本单位和基本物理量，知道哪些单位是基本单位，哪些单位是导出单位；同时明确物理量和单位的区别与联系。
国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
 14.【答案】加强  加强 【解析】解：由图可知，a为波谷和波谷相遇，b为波峰和波峰相遇，故两点均为加强点。
故答案为：加强；加强。
明确波的叠加规律，知道两波峰或波谷相遇时为加强点，波峰和波谷相遇时为减弱点。
本题只考查了波的叠加原理，注意和波的干涉加以区分，只考虑此时是否加强即可。
 15.【答案】 【解析】解：A点随地球自转的线速度，A点的向心加速度方向是指向圆心的，即沿着AB方向。
故答案为：、AB
由线速度的公式求线速度的大小；由求加速度的大小和方向。
灵活运动用运用运动学公式即线速度的定义和匀速圆周运动加速度的方向是解决本题的关键。
 16.【答案】负   【解析】解：对小球M受力分析如图

小球M受电场力水平向左，与电场线方向相反，故小球M带负电。
由几何关系，小球M和N之间距离，当两球带电量都为q时，由平衡条件：

当两球带电量都为2 q时，由平衡条件：
  
联立可得：
故答案为：负，
根据“异种电互相吸引”结合平衡条件分析匀强电场对M、N的电场力方向由此确定电性；对M受力分析如图所示，根据平衡条件列方程求解。
本题主要是考查了库仑力作用下的共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
 17.【答案】 【解析】解：以右管内水银柱为研究对象，右侧封闭气体的压强为：
当两边的水银柱高度相等时，左边水银柱下降，右边水银柱上升了，所以右侧封闭气体的高度变为，
设玻璃管的横截面积为S，对于右边封闭的气体有：，，？，
根据玻意耳定律得：
代入数据解得：
设当两边的水银柱高度相等时左边水银柱的高度为h，则此时，左右两边封闭气体的压强相等，
对于左边封闭的气体有：，，，
气体温度不变，由玻意耳定律得：
代入数据解得：
活塞下移的距离为：
故答案为：90；。
右侧封闭气体的压强等于大气压强加上左侧高出的水银柱产生的压强。
两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都作等温变化；先对右端气体研究，根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强，水银面相平时，两部分气体的压强相等，再研究左端气体，求出活塞下移的距离。
本题考查了玻意耳定律，关键要抓住两部分气体之间相关联的条件，如体积关系，运用玻意耳定律解答。
 18.【答案】 【解析】解：该实验原理为闭合电路的欧姆定律，需要测量电源的路端电压和干路电流，同时需要接入定值电阻充当保护电阻，故电路应为C；
根据闭合电路的欧姆定可得，可得
当时
时，
所以，
由题意可知，；
功率为
当时，最大，且最大值为
故图线最高点A的坐标；。
若电池用旧了，电动势变小，内阻变大，旧电池组的图线将变为

故答案为：；，；，；旧电池组的图线见解答
要测量电源的路端电压和干路电流，
根据图中电路图及图象的函数表达式，求出电源电动势与内阻。
把定值电阻等效到电源内部，充当电源内阻，则外电路中只有滑动变阻器，再根据当内外电阻之和相等时，电源输出功率最大分析。
若该电池组电池用旧了，电动势变小，内阻变大，旧电池组的图线将变为如图示的图像。
本题考查了求电源电动势与内阻实验，分析清楚电路结构、知道实验原理是解题的前提与关键，应用闭合电路欧姆定律求出图线的函数表达式。
 19.【答案】解：小物块由A到B的过程，由动能定理得：
代入数据解得：
小物块在BC上运动时，由牛顿第二定律得：µ
代入数据解得：
小物块由B到C的过程，由动能定理得：

代入数据解得：
弹回后动能：
代入数据解得：
小物块沿光滑曲面AB运动时机械能守恒，无能量损失，设小物块第一次被弹性墙弹出后在BC面上运动路程为时停下来。
由动能定理得：
代入数据解得：
由于，说明小物体没有和弹性墙面发生第二次碰撞，
所以小物块停止的位置离C点距离为：。
答：小物块第一次到达B点时的速度为和在BC上运动时的加速度a的大小为；
小物块第一次被弹性墙弹出时的速度为；
小物块最终停止时的位置离开C点的距离x为。 【解析】对小物块由A到B的过程，由动能定理解得末速度；对小物块进行受力分析，由牛顿第二定律求得加速度；
对小物块由B到C的过程，由动能定理求得到达C点的动能，依题意求得碰撞后动能，进而求得第一次被弹性墙弹出时的速度；
由动能定理求得小物块第一次被弹性墙弹出后在BC面上运动的最大路程，判断是否和弹性墙面发生第二次碰撞，根据运动的路程和s的关系求解。
本题主要考察了动能定理的应用，应用动能定理时，先确定研究的运动过程，确定物体在此过程的初末状态以及过程的各力的做功情况，注意力做功的正负，依据所有力做功的代数和等于末动能减初动能列式。
 20.【答案】向左  速度逐渐增大，增加越来越慢，最好保持不变，做匀速直线运动  加速度逐渐减小，最后变为零 【解析】解：由右手定则可知，导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向向左。
导体棒进入磁场前只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
代入数据解得，导体棒刚进入磁场时的速度大小：
导体棒切割磁感线产生的感应电动势：
由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流：
导体棒受到的安培力大小：
代入数据解得：
导体棒所受合力向下，对导体棒，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得加速度大小：，方向竖直向下
导体棒进入磁场后所受合力竖直向下，导体棒向下做加速运动，所受安培力增大，
导体棒所受合力减小，由牛顿第二定律得：，加速度a减小，当安培力与重力相等时，
导体棒所受合力为零，加速度为零，导体棒做匀速直线运动，速度达到最大值。
最大导体棒做匀速直线运动，设速度大小为v，由平衡条件得：
代入数据解得：
最大感应电流：
电阻R的最大功率
答：导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向向左。
导体棒刚进入磁场时的速度大小是，加速度大小是，方向竖直向下；
①速度逐渐增大，增加越来越慢，最好保持不变，做匀速直线运动；
②加速度逐渐减小，最后变为零。
下滑过程中电阻R上的最大功率是5W。
应用右手定则判断出电流方向。
应用机械能守恒定律求出导体棒刚进入磁场时的速度大小；应用牛顿第二定律求出加速度。
根据导体棒是受力情况与运动过程分析答题。
导体棒速度最大时感应电动势最大，感应电流最大，电阻R的功率最大。
本题是电磁感应与力学相结合的一道综合题，分析清楚导体棒的运动过程，应用机械能守恒定律、、闭合电路的欧姆定律与牛顿第二定律即可解题。