2023年上海市杨浦区高考物理二模试卷（等级考）（含答案解析）

这是一份2023年上海市杨浦区高考物理二模试卷（等级考）（含答案解析），共15页。试卷主要包含了 γ粒子， 分子势能的大小， 已知光速c=3等内容，欢迎下载使用。
2023年上海市杨浦区高考物理二模试卷（等级考）1.  潜艇上的声呐发出一列波由海水传入空气，其(    )A. 周期变大 B. 频率变小 C. 波速变大 D. 波长变小2.  粒子(    )A. 具有波动性 B. 能量与波长成正比
C. 可以被电场加速 D. 原子核外电子受激发产生3.  分子势能的大小(    )A. 与物体的温度有关 B. 随分子力增大而增大
C. 与分子间距离有关 D. 随分子力增大而减小4.  如图，A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动，其速度随时间均匀变化，则(    )A. A、B间相互作用力可能为零
B. A、B间相互作用力一定为零
C. A、B间相互作用力可能在水平方向
D. A、B间相互作用力一定在水平方向5.  物体做匀变速直线运动，在一段时间内方向一定相同的是(    )A. 加速度与位移 B. 平均速度与位移
C. 加速度与末速度 D. 平均速度与速度变化量6.  如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点O的力、，要使、在坐标平面内过原点O的某直线上分力之和最小，则该直线(    )A. 可能经过第一、三象限
B. 可能经过第二、四象限
C. 一定经过第一、三象限
D. 一定经过第二、四象限7.  如图，带正电小球P固定在绝缘地面上，另一带正电小球Q从P球正上方竖直下落，依次经过a、b、c三点，ab、bc间距相等，将两球均视作点电荷，Q球在(    )A. ab间动能变化量大
B. ab间电势能变化量大
C. bc间机械能变化量大
D. bc间重力势能变化量大8.  用图示电路测量电池的电动势和内阻，将二个阻值为和的定值电阻连入电路中，当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的倍.则(    )A. ，
B. ，
C. ，
D. ，9.  用活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则(    )A. 从a到b，气体分子速率都增大
B. 从b到c，气体分子动能都减小
C. 从a到b，单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小
D. 从b到c，气体分子对气缸单位面积的平均作用力增大
 10.  已知光速，引力常量，普朗克常量，用这三个物理量表示普朗克长度量子力学中最小可测长度，其表达式可能是(    )A.  B.  C.  D. 11.  如图，飞机在水平面内做半径为180米的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为。重力加速度g取。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则(    )
 A. 机翼与竖直方向的倾角约为
B. 机翼与水平方向的倾角约为
C. 飞行员对座椅的作用力约为自身重力的倍
D. 飞行员对座椅的作用力约为自身重力的倍12.  如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速(    )
 A. 一直减小 B. 先增大再减小
C. 先增大再不变再减小 D. 先减小再不变再减小13.  质子和中子相距时两者间存在的力有______ ，粒子散射实验中使粒子发生大角度偏转的力是______ 。均选填“核力”“库仑力”或“万有引力”14.  在双缝干涉实验中，双缝的作用是______ 。如果遮闭其中一条缝，光屏上条纹的变化情况为：______ 。15.  电梯以速度v匀速下降，在电梯上方高h处一小球开始自由下落，小球追上电梯时的速度为______ ，追上电梯前与电梯间的最大距离为______ 。重力加速度为16.  汽车中的电磁辅助减震系统可等效简化为如图所示俯视的装置，减震线圈处于辐射状的水平磁场中。若某时刻测得线圈内有逆时针方向且正在增大的感应电流，则图中线圈此时在竖直方向做______ 运动。已知线圈质量为、周长为5m、电阻为，线圈所处磁场的磁感应强度大小为，以竖直向下为正方向，当线圈的加速度大小为时其速度______ 。重力加速度g取17.  如图，一长为L的圆筒一端A密封，其中央有一小孔，圆筒另一端B用半透明纸密封。将圆筒A端对准太阳方向，在B端的半透明纸上可观察到太阳的像，其直径为d。已知日地距离为r，地球绕太阳公转周期为T，引力常量为G。据此估算可得太阳半径约为______ ，太阳密度约为______ 。
18.  如图1所示是“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。

图中螺线管应接______ 选填“低压直流电源”或“低压交流电源”，通电后螺线管产生的磁场可视作多个______ 的组合；
已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的______ 极；
我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其N极的指向并绘制一条虚线a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线a且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的N极偏离原来的方位转过角，如图2所示，已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为，则条形磁铁的______ 极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为______ 。19.  风洞训练可以模拟高空跳伞下落过程中人体所承受气流的状态，是跳伞初学者学习跳伞的必要项目。在空中运动的物体受到的空气阻力，式中S为迎风面积，为风阻系数，与物体的迎风面积、光滑程度和整体形状等有关.空气密度取。已知跳伞运动员的质量约为65kg。重力加速度g取。
如图1，风洞竖直向上送风，当风速达时该运动员悬浮在风洞内，取，求其身体的迎风面积S；
在室外高空跳伞时，取，跳伞总装备的质量为20kg，打开的降落伞伞面面积为。运动员身上的传感器记录了运动员由静止起在空中竖直下落的加速度a与速度v并绘制图的图像，分析并求出图2中坐标值和运动员落地时的速率。
20.  如图所示，两根相互平行的光滑金属轨道相距为L，其右侧轨道在同一水平面内，其左侧轨道为曲面，与右侧水平轨道平滑连接，电阻均不计。水平轨道上有宽度为2d、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属棒a、b均与轨道垂直放置，与轨道接触的两点间的电阻值均为R，b棒放置在磁场中间位置。a棒质量为m、b棒质量为2m。将a棒从左侧轨道某处静止释放，下滑过程中始终保持水平，当a棒进入磁场时测得流过b棒的电流为I。重力加速度为g。
求a棒进入磁场时b棒的加速度；
求a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度h；
若a棒滑到磁场中间位置原b棒位置时速率为刚进磁场时的，求此时b棒的速率并分析判断b棒是否已经离开磁场。

答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：波速由介质决定，声呐发出一列波由海水传入空气，波速变小，频率和周期由波源决定，大小不变，由可知，波长变小，故ABC错误，D正确；
故选：D。
波速由介质决定，频率和周期由波源决定，由分析波长。
本题考查波长、频率、波速的决定因素及计算公式的运用，注意波长。
 2.【答案】A 【解析】解：粒子即为光子，具有粒子性与波动性，故A正确；
B.根据ɛ，光子能量与频率成正比，频率与波长成反比，所以光子能量与波长成反比，故B错误；
C.粒子不带电，不可以被电场加速，故C错误；
D.粒子是在原子核受到激发后产生的，故D错误。
故选：A。
根据粒子的波动性、能量与波长成正比、不带电等特性可判断，根据粒子的能量以及电子跃迁的能量可判断D错误。
此题考查粒子的特点，较为简单。
 3.【答案】C 【解析】解：当分子力表现为斥力时，增大分子间的距离，分子力做正功，分子势能减小，当分子力表现为引力时，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增大，所以分子势能的大小与分子间距离有关，与物体的温度无关，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据分子力做功的正负来判断分子势能的变化，所以分子势能的大小与分子间距离有关。
本题考查了分子势能，要明确分子力做功的正负来判断分子势能的变化。
 4.【答案】A 【解析】解：AB、若空气阻力可以忽略，则它们整体的加速度为g，A、B之间没有作用力，假设存在相互作用，这两个力大小相等，方向相反，则A物体受到向上的弹力，合力小于重力，根据牛顿第二定律可知，加速度小于g，与它们整体的加速度为g矛盾，所以不考虑空气阻力作用两个物体之间也没有其它相互作用力；
若空气阻力不能忽略，整体向上运动则加速度大于g，空气阻力主要作用于A物体，这样B物体一定受到A物体对它向下的作用力，合力大于重力，根据牛顿第二定律判断B物体的加速度才能和整体一样大于g；
若空气阻力不能忽略，整体向下运动则加速度小于g，空气阻力主要作用于B物体，这样A物体一定受到B物体对它向上的作用力，合力小于重力，根据牛顿第二定律判断A物体的加速度才能和整体一样小于g；
由于题目没有说明加速度大小，也就是没有说明是否考虑空气阻力，故A正确，B错误；
CD、由于AB两个物体在竖直方向匀变速运动，水平方向不可能存在相互作用力，如果存在，这两个力方向相反，就会使两个物体在水平方向有方向相反的加速度，与竖直方向运动矛盾，故CD错误。
故选：A。
A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动，其速度随时间均匀变化，说明是匀变速运动，但是没有说加速度大小，可能整体还受到恒定的空气阻力作用。
本题难点在于是否考虑空气阻力，也要综合运用牛顿第二定律、牛顿第三定律以及假设法分析判断。
 5.【答案】B 【解析】解：A、若物体做匀减速直线运动，加速度与位移方向相反，故A错误；
B、平均速度是位移与时间的比值，平均速度与位移的方向相同，故B正确；
C、若物体做匀减速直线运动，速度未减为0时，加速度方向与末速度方向相反，故C错误；
D、平均速度的方向与位移方向相同，速度变化量方向与加速度方向相同，由A得，平均速度与速度变化量方向不一定相同，故D错误；
故选：B。
物体做匀变速直线运动，可能为匀加速直线运动，可能为匀减速直线运动，结合运动学物理量关系分析即可。
本题考查匀变速直线运动规律，解题关键是掌握匀变速直线运动规律并能够熟练应用。
 6.【答案】D 【解析】解：由题图可知，由于、的大小、方向都确定，因此由力合成的平行四边形定则可知，两力的合力大小和方向确定，则有在沿合力方向的直线上两力的分力之和最大，此时可知在过原点 O且垂直合力方向的直线上分力的合力是零，且分力之和最小，如图所示，

则该直线一定经过第二、四象限，ABC错误，D正确。
故选：D。
以、为邻边做平行四边形，则对角线表示合力，此时两个力沿垂直对角线方向的分力的和最小。
本题主要考查力的合成与分解。理解和熟练应用平行四边定则是解题关键。
 7.【答案】C 【解析】解：B、离P球越近，电场强度越大，带正电小球Q所受电场力越大，球Q带正电，向下运动过程中电场力做负功，由电场力做功得，球经过bc间电场力做功最大，克服电场力做功等于电势能的变化量，则bc间电势能变化量大，故B错误；
C、除重力和系统内弹力以外的其它力做功等于机械能的减小量，则电场力做功等于机械能的减小量，由B得，球经过bc间电场力做功最大，则bc间机械能变化量大，故C正确；
D、重力做功，ab、bc间距相等，重力做功等于重力势能的减小量，则ab和bc间重力势能变化量相等，故D错误；
A、合外力做功等于动能的变化量，运动过程中重力做正功，电场力做负功，两力做功的大小无法比较，则合力做功情况无法判断，动能的变化量无法判断，故A错误。
故选：C。
根据点电荷电场特点判断场强的大小，进而判断Q所受电场力的变化，根据电场力做功公式判断电场力做功的大小，根据克服电场力做功等于电势能的变化量判断电势能的变化；除重力和系统内弹力以外的其它力做功等于机械能的减小量；重力做功等于重力势能的减小量；合外力做功等于动能的变化量。
本题考查点电荷的电场特点和功能关系，知道电场力做功等于电势能的减小量，重力做功等于重力势能的减小量，除重力和系统内弹力以外的其它力做功等于机械能的减小量，合外力做功等于动能的变化量。
 8.【答案】A 【解析】解：当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的倍，可知，
根据闭合电路欧姆定律有


解得

电源电动势无法得出，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据闭合电路欧姆定律分析两个电阻的大小，同时解得内阻，电源电动势无法得出。
本题考查闭合电路欧姆定律的应用，解题关键掌握电路的连接和题目的理解。
 9.【答案】C 【解析】解：A、由图像得，从a到b，气体压强不变，体积增大，由理想气体状态方程得，气体的温度升高，平均动能增大，则分子的平均速率增大，但不是所有气体分子速率都增大，故A错误；
B、由图像得，从b到c，气体体积不变，压强减小，由理想气体状态方程得，气体的温度减小，平均动能减小，但不是所有气体分子动能都减小，故B错误；
C、从a到b，分子平均动能增大，则分子撞击气缸的力度增大，而压强不变，则单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小，故C正确；
D、从b到c，分子平均动能减小，则气体分子对气缸单位面积的平均作用力减小，故D错误。
故选：C。
根据图像分析体积和压强的变化，根据理想气体状态方程分析温度的变化，温度是分子平均动能的标志，温度变化，分子平均动能、平均速率变化，但不是每个分子的速率和动能都变化；根据压强的微观描述分析即可。
本题考查热力学图像问题，解题关键是能根据图像分析气体压强、体积的变化，掌握理想气体状态方程和压强的微观描述。
 10.【答案】B 【解析】解：；，，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据给定表达中的物理量及其对应的单位，然后进行单位换算，换算结果是长度单位表达式即为正确。
本题考查力学单位制，要求学生会根据物理表达式推导导出单位。
 11.【答案】D 【解析】解：AB、对飞机进行受力分析如下图所示，升力与重力的合力指向它圆周运动的圆心，提供向心力，设机翼与水平方向的夹角为，由几何关系可知升力F与竖直方向的夹角也为，根据三角函数有，则，机翼与竖直方向的夹角为
，故A错误；故B错误；

CD、对飞行员而言，座椅对他的支持力和重力的合力提供他随飞机一起圆周运动的向心力，受力情形与飞机受力类似，则有，由于飞行员对座椅的作用力和座椅对他的支持力是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力大小相等，故C错误；故D正确。
故选：D。
飞机在水平面内做匀速盘旋表演，即是做匀速圆周运动。匀速圆周运动的动力学问题，知道什么力提供向心力是解题的关键。飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，这个升力和重力的合力提供向心力。
本题考查圆周运动向心力问题，或者说是牛顿运动定律在圆周运动的应用，知道物体受什么力以及什么力提供了物体做圆周运动的向心力是解决问题的关键。
 12.【答案】D 【解析】解：管内液面到下端出水口的高度如图所示：

在管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为：随着减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；
接着当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为：，在瓶中液面下降到管下端前不变，水从孔中流出的速度不变；
当瓶中液面低于管下端后，孔处内外压强差为：，随着的逐渐减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小，故D正确、ABC错误。
故选：D。
分析管内水面到出水口处的高度的变化情况，结合压强差变化情况进行分析。
本题主要是考查液体压强的计算，解答本题的关键是知道水的流速与管口内外压强差有关。
 13.【答案】核力、万有引力  库仑力 【解析】解：中子不带电，质子和中子相距时两者间存在的力有核力、万有引力。粒子散射实验中使粒子发生大角度偏转的力是库仑力。
故答案为：核力、万有引力；库仑力。
原子核带正电荷且质量很大，粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥的库仑力使粒子发生大角度偏转。
需要知道粒子散射实验的实验现象，并能对实验现象的微观解释。
 14.【答案】形成两个振动情况相同的光源  中央亮纹更宽 【解析】解：在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源，如果遮闭其中一条缝，光屏上出现衍射条纹，中央亮纹更宽。
故答案为：形成两个振动情况相同的光源，中央亮纹更宽
双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源；闭上双缝上的其中一条缝，光屏上出现衍射条纹。
本题考查了双缝干涉、衍射等基础知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化记忆。
 15.【答案】  【解析】解：小球追上电梯时，设时间为，小球的位移为
电梯的位移为
由位移关系得：
联立解得：或舍去
小球追上电梯时的速度为
当小球与电梯速度相等时，两者间的距离最大，设时间为，由速度关系得：
解得：
小球的位移为
电梯的位移为
两者的最大距离为
故答案为：，。
当小球追上电梯时，两者位移之差为h，根据位移-时间公式求解两者位移，结合位移关系求解时间，根据速度-时间公式求解小球的速度；当小球与电梯速度相等时，两者间的距离最大，根据速度-时间公式和速度关系求解时间，根据位移-时间公式和位移关系求解最大距离。
本题考查自由落体运动和追及相遇问题，解题关键是分析好小球和电梯的速度关系和位移关系，结合运动学公式列式求解即可。
 16.【答案】加速   【解析】解：线圈内有逆时针电流，由右手定则可知线圈向上运动；感应电流增大，由，可得：
则线圈加速运动，所以线圈向上加速运动
由，，解得安培力的大小为：
当线圈的加速度大小为时，由牛顿第二定律得：
联立解得速度大小：
由于以竖直向下为正方向，则速度为
故答案为：加速；。
根据右手定则判断线圈的运动情况，根据电流的变化情况分析加速度方向；根据安培力的计算公式结合牛顿第二定律求解速度大小。
本题主要是考查电磁感应现象中的力学问题，关键是弄清楚减震线圈的受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律、安培力的计算公式等进行分析。
 17.【答案】  【解析】解：设太阳的半径为R，由几何关系可知，解得太阳的半径
地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为M，地球质量为m，则：
地球的密度
联立解得太阳的密度
故答案为：，。
根据三角形相似，结合万有引力提供向心力，可分析该题。
本题考查小孔成像原理，主要用到三角形相似和万有引力提供向心力等知识，属于基本题型。
 18.【答案】低压直流电源  环形电流产生的磁场   【解析】解：螺线管应接低压直流电源，产生的磁场是稳定的，若接低压交流电源，则产生的磁场是变化的；
螺线管产生的磁场可视作多个环形电流产生的磁场的组合；
由题可知，当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值，电螺线管的左端相当于磁铁的N极，当磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的N极。
由题可知

条形磁铁在小磁针处的磁场方向如图所示，故条形磁铁的S极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为

故答案为：低压直流电源，环形电流产生的磁场；；，
螺线管需产生稳定的磁场，螺线管产生的磁场可视作多个环形电流产生的磁场的组合；
根据磁场方向解答；
根据矢量的合成计算小磁针处产生的磁感应强度大小。
本题考查通电导线周围的磁场，解题关键掌握磁感应强度的特点，注意矢量的合成。
 19.【答案】解：当风速达时该运动员悬浮在风洞内，则重力和风力平衡，有，，
代入数据解得；
根据图像可知横坐标是加速度，坐标值实际应该是速度为0时对应的加速度，根据可知，速度为0则空气阻力为0，这时应该对应刚刚开始下落，这时只受重力，根据牛顿第二定律可知，此时加速度为重力加速度，所以；
根据图像可知运动员落地时加速度为0，则跳伞总装备和运动员的整体重力等于阻力，有，
代入数据得。
答：运动员身体的迎风面积S为；
图2中坐标值为，运动员落地时的速率为。 【解析】在竖直方向上，运动员受重力和空气反方向的作用力，若二力平衡保持悬浮；
横坐标是加速度，坐标值实际应该是速度为0时对应的加速度，根据受力分析再根据牛顿第二定律可以求解出来，根据图像可知运动员落地时加速度为0，根据受力平衡在根据阻力表达式可以求解速率。
本题阻力公式比较复杂，但解题思路还是要注重受力分析，运用牛顿第二定律以及平衡思想分析求解，另外要理解图像含义，注重图像给出的信息。
 20.【答案】解：棒进入磁场时流过b棒的电流为I，根据牛顿第二定律可得b棒的加速度为：，方向向右
根据闭合电路的欧姆定律可得：
对a棒，根据动能定理可得：
联立解得：
设b棒未离开磁场，两棒受等大、反向的安培力作用，根据牛顿第二定律可知相同时刻两棒的加速度大小的关系为：
对a棒有：
对b棒有：
联立解得：
可知，在相同时刻a棒的速度大于b棒的速度，则a棒的运动距离大于b棒的运动距离，说明b棒未离开磁场，且速度大小为。
答：棒进入磁场时b棒的加速度为，方向向右；
棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度为；
若a棒滑到磁场中间位置原b棒位置时速率为刚进磁场时的，此时b棒的速率为，b棒没有离开磁场。 【解析】根据牛顿第二定律可得b棒的加速度；
根据闭合电路的欧姆定律、动能定理求解a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度h；
根据牛顿第二定律分析相同时刻两棒的加速度大小的关系，根据运动学公式分析b棒的速度大小以及b棒位移与a棒位移大小关系。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。