上海市普陀区2023届高三上学期期末质量调研高考物理模拟（一模）物理试题（原卷+解析）

上海市普陀区2023届高三上学期期末质量调研高考物理模拟（一模）物理试题

一、单选题

1．现今核电站的核能主要来源于核燃料的（　　）

A．聚变反应 B．裂变反应 C．衰变反应 D．化学反应

2．用一束单色光照射某金属板，金属板表面没有电子逸出，这可能是因为光的（　　）

A．频率太低 B．波长太短 C．光强不够强 D．照射时间不够长

3．一定质量的气体保持温度不变，在将其压缩的过程中，气体（　　）

A．压强增大，分子平均动能不变 B．压强增大，分子平均动能增大

C．压强减小，分子平均动能不变 D．压强减小，分子平均动能减小

4．甲、乙两单摆在同一地点做简谐振动，其振动图像如图所示。两摆的摆长和摆球质量分别为和，它们之间可能的关系是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

5．如图，起重机用钢索在竖直方向上吊装重物，在重物减速下降的过程中（不计钢索的重力），钢索对重物的作用力（　　）

A．小于重物对钢索的作用力 B．小于重物的重力

C．大于重物对钢索的作用力 D．大于重物的重力

6．如图，将一质量为m的小球从a点以初速度v斜向上抛出（不计空气阻力），小球先后经过b、c两点。已知a、c之间的高度差和b、c之间的高度差均为h，重力加速度为g，取a点所在的水平面为零势能面，则小球在（　　）

A．b点的机械能为2mgh B．b点的动能为

C．c点的机械能为mgh D．c点的动能为

7．质量为m0的某元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其关系如图所示。该元素的半衰期约为（　　）

A．67d B．101d C．115d D．124d

8．如图，波源O垂直于介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0时，离O点5m的A点开始振动；t=1s时，离O点10m的B点也开始振动，此时A点第五次回到平衡位置。则波的（　　）

A．周期为0.4s，波速为5m/s

B．周期为0.4s，波速为5m/s

C．周期为0.2s，波速为5m/s

D．周期为0.2s，波速为5m/s

9．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系如图所示，其中P点电势最高，且AP<PB。由图像可知（　　）

A．两点电荷均带正电，且q1>q2

B．两点电荷均带正电，且q1<q2

C．两点电荷均带负电，且q1>q2

D．两点电荷均带负电，且q1<q2

10．如图，装有水银的玻璃细管位于竖直平面内，其中a管水平、左端用活塞封闭了一段气柱；b、c管竖直，b管上端封闭了一定量的气体、c管上端与大气相通。最初b、c两管中水银面恰好相平，现保持温度和大气压不变，将活塞缓慢向左拉动一小段距离（b、c管仍有水银），稳定后b管中水银面将（　　）

A．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变短

B．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变长

C．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变短

D．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变长

11．三个完全相同的小物体A、B、C如图放置。大小为F的水平力作用于A，使三物体一起向右匀速运动。经过一段时间撤去力F，三物体仍一起向右运动，此时A、B间摩擦力Ff与B、C间作用力FN的大小分别是（　　）

A．Ff=0、FN= B．Ff=、FN=0

C．Ff=、FN= D．Ff=、FN=

12．两根通电直导线a、b相互平行，a通有垂直纸面向里的电流，固定在O点正下方的地面上；b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且Oa=Ob，b静止时的截面图如图所示。若a中电流大小保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中（　　）

A．细线对b的拉力逐渐变小 B．地面对a的作用力变小

C．细线对b的拉力逐渐变大 D．地面对a的作用力变大

二、填空题

13．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其能较长时间漂浮在空中做无规则运动，这种无规则运动是________（选填“分子热运动”或“布朗运动”），影响这种无规则运动剧烈程度的因素有_____________________________。

14．一个经过一系列的α、β衰变后变为了，在此过程中放射出电子的总个数为________，每放射出一个电子原子核内就多了一个________。

15．如图（a），电路中电源的内阻可忽略不计，其电动势E=6V，R1为可变电阻。电阻R的U –I特性曲线如图（b）所示。当通过电阻R的电流强度为2.0mA时，R的阻值为________Ω。将可变电阻阻值调到750Ω时，R两端的电压为_________V。

16．2021年8月20日出现了“木星冲日”，即木星、地球和太阳几乎排列成一线，且地球位于太阳与木星之间的现象。已知木星与地球几乎在同一平面内绕太阳近似做匀速圆周运动，且绕行方向相同。木星、地球相关数据见表格。

不考虑木星与地球间的引力作用及自转影响，木星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的________倍；大约再经过________年可再次看到“木星冲日”现象。（均保留1位小数）

17．如图，空间中存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。五根长为L、阻值为R金属杆，其中四根杆组成正方形闭合框架，固定在绝缘水平桌面上；另一根杆ab搁在框架上且始终接触良好。ab杆在外力作用下以速度v匀速从框架最左端运动到其最右端。在此过程中，正方形框架产生的总热量________（选填“大于”“等于”或“小于”）ab杆产生的总热量；正方形框架所受安培力最小值为________。

三、实验题

18．“用DIS研究物体加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示。

（1）第一组、第二组同学分别将轨道水平、倾斜放置（A端垫高）进行实验，根据实验数据分别绘制了图线，如图（b）所示。图线①是轨道__________（选填“水平”或“倾斜”）放置实验时获得的图线，其横轴截距的物理含义是____________________；图线②没过原点的原因是_________________________。

（2）两组同学思考后，调整装置，重新实验，获得实验图线③和④，如图（c）所示，图线③和④不重合的原因是_______________________________________________。

（3）实验时小车所受拉力的实际值________（选填“大于”“等于”或“小于”）测量值。

四、解答题

19．如图，两光滑金属导轨平行放置在绝缘水平面上，导轨间距为L，左侧接一阻值为R的电阻。MN与PQ相距为d，其间有磁感应强度为B，垂直轨道平面的匀强磁场。一质量为m、阻值为r的金属棒ab置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。棒ab受水平力的作用，从磁场的左边界MN由静止开始向右边界PQ运动。（不计导轨的电阻）

（1）若棒ab在大小为F的水平恒力作用下运动，运动到PQ时的速度为v，求在此过程中电阻R产生的热量Q；

（2）若棒ab通过磁场的过程中，电阻R两端电压U与棒从静止开始运动的时间t满足U=kt的关系。

① 写出U=kt式中k的单位（用国际单位制中基本单位表示）；

② 分析说明棒ab在匀强磁场中的运动情况；

③ 求当棒ab运动到磁场中间时，所受水平力F的大小。

20．如图（a），一质量为m=1.5kg的物块在沿斜面向上的恒力F作用下，从倾角为θ=37°的光滑斜面底端由静止开始运动。当恒力做功48J后撤去F，再经过一段时间后物块又返回斜面底端。已知物块沿斜面上滑和下滑所用的时间的比是2∶1。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）

（1）求撤去力F后物块的加速度；

（2）求物块返回到出发点时的速度大小；

（3）在图（b）中画出，物块从开始运动到返回底端过程中的速度与时间的v –t图像；

（4）求恒力F的大小。

参考答案：

1．B

【详解】核电站的核能主要来自铀235的裂变，是裂变反应。故选B。

2．A

【详解】当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，与入射光的强度以及照射的时间无关，则用一束单色光照射某金属板，金属板表面没有电子逸出，这可能是因为光的频率太低、波长太长的缘故。

故选A。

3．A

【详解】根据玻意耳定律可知，温度不变情况下，体积减小时压强增大。分子的平均动能只与温度有关，温度不变，分子平均动能不变。

故选A。

4．C

【详解】根据题意，由图可知

由单摆周期公式可得

由于单摆的周期与摆球的质量无关，无法确定摆球质量关系。

故选C。

5．D

【详解】AC．根据牛顿第三定律可知，钢索对重物的作用力与重物对钢索的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故AC错误；

BD．根据题意可知，重物减速下降，则加速度方向向上，重物处于超重状态，则钢索对重物的作用力大于重物的重力，故B错误，D正确。

故选D。

6．D

【详解】AC．不计空气阻力，小球在斜上抛运动过程中只受重力作用，运动过程中小球的机械能守恒，则小球在B点的机械能等于在C点的机械能，均为

AC错误；

B．小球由a到b过程中，根据机械能守恒定律有

解得小球在B点的动能为

B错误；

D．小球由b到c过程中，根据机械能守恒定律有

解得小球在C点的动能为

D正确。

故选D。

7．C

【详解】由题图可知，元素的质量从衰变至所用时间为

有半数发生衰变了，根据半衰期定义可知，元素的半衰期约为115d。

故选C。

8．A

【详解】t=1s时，A点第五次回到平衡位置，所以

解得

t=1s时，离O点10m的B点也开始振动，则波传播了,波速为

故选A。

9．D

【详解】根据图像的切线斜率表示电场强度，可知P点场强为零，可知两点电荷为同种电荷，且有

由于

可得

由图像可知，两点电荷连线上各点电势均为负值，则两点电荷均带负电。

故选D。

10．B

【详解】设开始时a管中的压强为，b、c管水银高度为cm，大气压强为，则

将a管活塞缓慢向左拉动时，a管中气体压强减小，b、c管中水银下降，设稳定后a管中的压强为，c管水银高度为cm，则

故

该过程a管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得

因此

即a管中的气柱变长，设b管中气体初始压强为，稳定后为，由题意可知

由于b管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得

由于b管中水银下降，因此

故

因此稳定后b管中水银面高于c管中水银面。

故选B。

11．B

【详解】以A、B、C为整体，三物体一起向右匀速运动时，地面对整体的摩擦力大小为

撤去力，，三物体仍一起向右运动，以A、B、C为整体，根据牛顿第二定律可得

以A对象，根据牛顿第二定律可得

以C为对象，根据牛顿第二定律可得

解得

故选B。

12．D

【详解】由题意可知导线中电流方向与导线中相反，在中电流缓慢增大的过程中，对导线受力分析如下图所示

易得与矢量三角形相似，根据相似三角形的性质有

由此可知细线对b的拉力不变，而在逐渐增大，故导线间相互作用的安培力逐渐增大，因此可知导线对地面的作用力变大，根据牛顿第三定律可知，地面对a的作用力变大。

故选D。

13．     布朗运动     温度和颗粒大小

【详解】[1]这种无规则运动是布朗运动。

[2]影响这种无规则运动剧烈程度的因素有温度和颗粒大小。

14．     6     质子

【详解】[1][2]一个经过一系列的α、β衰变后变为了，设发生α、β衰变的次数分别为x、y，则

238-206=4x

92-82=2x-y

解得：

x=8， y=6

每发生一次β衰变就放出一个电子，则在此过程中放射出电子的总个数为6，每放射出一个电子原子核内就多了一个质子。

15．     1000     3

【详解】[1]由图知，当通过电阻R的电流强度为2.0mA时，电阻R的电压为2V，根据欧姆定律

[2]将可变电阻等效到电源的内阻，在图中画出等效电源的U –I特性曲线

通过交点可知，此时R两端的电压为3V。

16．     2.6     1.1

【详解】[1]行星对表面物体的万有引力等于物体在表面时受到的重力，有

解得

木星质量是地球质量的320倍，木星半径是地球半径的11倍，则木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度之比为

[2]根据开普勒第三定律有

可得

T木≈11.2T地=11.2年

设从木星冲日到下次木星冲日的时间间隔为t，则

解得

t≈1.1年

17．     小于    

【详解】[1]ab杆向右匀速运动，产生的感应电动势为E=BLv是定值，ab杆可以看作电源，框架构成外电路，当ab杆运动到框架的中间位置时，外电路电阻最大，等于ab杆的电阻，除此之外，外电阻总是小于内电阻的，由U=IR可知，外电压小于等于内电压，由Q=UIt可知正方形框架产生的总热量总是小于ab杆产生的总热量。

[2]当ab杆运动到框架的中间位置时，外电路电阻最大，电路电流最小

此时正方形框架所受安培力最小值

18．     水平     水平轨道与小车之间的摩檫力大小     轨道倾角过大（A端垫得过高）     两组同学实验时所用小车（及配件）的总质量不同     小于

【详解】（1）[1][2]由图线①可知，当增大到一定值后，物体才有加速度，可知没有平衡摩擦力，则为轨道水平放置实验时获得的图线，根据牛顿第二定律

可得

当时

可知其横轴截距的物理含义是水平轨道与小车之间的摩檫力大小；

[3]由图线②可知，合外力为零时，小车的加速度不为零，可知为平衡摩擦力过度，即轨道倾角过大（A端垫得过高）；

（2）[4]根据牛顿第二定律

可得

图线③和④斜率不同，可知质量不同，故原因为两组同学实验时所用小车（及配件）的总质量不同；

（3）[5]实验中是以钩码的重力作为物体所受的合外力，设钩码质量为，物体质量为,以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有

解得

以物体为研究对象，得绳子的拉力为

可知

即实验时小车所受拉力的实际值小于测量值。

19．（1）；（2）①kg·m2/（A·s4）；②金属棒ab做初速度为零的匀加速运动；③

【详解】（1）根据能量守恒定律有

由于棒ab与R串联，则电阻R产生的热量为

解得

（2）①根据单位运算可知，k的单位为kg·m2/（A·s4）；

②ab切割磁感线产生的感应电动势为

E=BLv

由闭合电路欧姆定律可得，回路中的电流

由部分电路欧姆定律可得，电阻R两端电压

由题意有

U=kt

则有

由于B、L、R、r是恒定值，则金属棒的速度应随时间均匀增大。因此金属棒ab做初速度为零的匀加速运动。

③根据上述有

则有

故ab做匀加速运动的加速度

ab所受安培力

由牛顿第二定律得

F–F1=ma

解得

由于匀变速直线运动

解得ab运动到磁场中间时

因此ab运动到磁场中间时水平力F的大小为

20．（1）6m/s2，方向沿斜面向下；（2）8m/s；（3）；（4）12N

【详解】（1）撤去力F后，物块受重力和斜面的弹力作用，受力如图1所示

由牛顿第二定律得

mgsinθ=ma

解得

a=gsinθ=10×0.6m/s2=6m/s2

撤去力F后物块的加速度大小为6m/s2，方向沿斜面向下。

（2）物块从静止开始运动到返回出发点的过程中，由功与能量变化的关系可得

WF=∆Ep+∆Ek

由题意可知

∆Ep=0

∆Ek=Ekt−Ek0=Ekt

故返回到出发点时的动能

Ekt=WF=48J

又

Ekt=mv2

∴返回到出发点时的速度

（3）如图所示

（4）由（3）的图像可得撤去力F前后物块加速度的比为

aʹ∶a=1∶3

则

aʹ=a=2m/s2

物块撤去力F前受力如图2所示

由牛顿第二定律得

F–mgsinθ=maʹ

解得

F=ma'+mgsinθ=(1.5×2+1.5×10×0.6）N=12N

或因为aʹ=2m/s2，所以

sʹ=aʹtʺ2=×2×22m=4m

由WF=Fsʹ得