2022届上海市闵行区高三二模物理试卷及答案

2022届上海市闵行区高三（下）等级考试在线模拟练习（二模）物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列现象可作为“原子核可再分”的依据的是（　　）

A．阴极射线实验 B．α 粒子散射实验 C．天然放射性现象 D．原子发光

2．下列现象能反映“光具有粒子性”的是 （　　）

A．光能同时发生反射和折射 B．光的干涉 C．光的衍射 D．光电效应

3．下列说法正确的是 （　　）

A．气体难以被压缩说明分子间存在斥力

B．当分子力表现为引力时，分子势能随着分子间距的增大而增大

C．气体温度升高，分子平均动能增大，气体压强也增大

D．若一定质量的气体膨胀对外做功 50J，则气体内能一定减小50J

4．如图为蹦床运动示意图。A 为运动员到达的最高点，B 为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C 为运动员到达的最低点。运动员自 A 落至 C 的过程中，下列说法正确的是 （　　）

A．A 至 B，运动员加速运动；B 至 C，运动员减速运动

B．运动员在 C 点，速度为零，加速度也为零

C．A 至 C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒

D．B 至 C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小

5．图（a）为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图（b）为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是 （　　）

A．图（a）中支持力对人不做功

B．两人受到电梯的作用力的方向不相同

C．图（b）中支持力对人不做功

D．图（b）中摩擦力对人做负功

6．在卢瑟福 α 粒子散射实验中，发生大角度偏转的 α 粒子，靠近金原子核时 （　　）

A．受到原子核的库仑引力越来越大 B．速度越来越大

C．电势能越来越大 D．加速度越来越小

7．如图所示，用轻绳悬挂一个小球，在悬点正下方 A 点固定一颗钉子，钉子与悬点的距离d 小于绳子的长度 L，把小球与轻绳拉到与悬点 O 平行的水平位置由静止释放，当小球下落到悬点正下方绳子碰撞钉子的瞬间，下列说法正确的是 （　　）

A．小球角速度大小保持不变

B．小球向心加速度的大小保持不变

C．小球受到拉力、重力、向心力

D．d 越大，钉子的位置越靠近小球，绳子就越容易断

8．近年来，机器人逐渐走人我们的生活。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）

A．电动机消耗的热功率为UI

B．电源的输出功率为I2R

C．电源的效率为1－

D．电动机消耗的总功率为EI

9．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动质点 2、3、4……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。 时，质点 9 刚要开始运动。下列说法正确的是 （　　）

A． 时，质点 9 开始向下运动

B． 时，质点 3 的加速度方向向上

C．波长为质点 1 到质点 9 沿绳方向的距离

D． 时，质点 13 开始向上运动

10．如图是中国为老挝设计制造的“澜沧号”动车组。在水平测试轨道上，动车组以额定功率 7200kW 启动，总质量 540t，测得最高时速为 216km/h， 若运动阻力与速率成正比，当其加速到 108km/h时，动车组的加速度约为多大（g=10m/s2） （　　）

A．0.09 m/s2 B．0.22 m/s2 C．0.33 m/s2 D．0.44 m/s2

11．通电螺线管外套着 a、b 两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关 S，在移动滑动变阻器的滑动头 P 时，下列说法正确的（　　）

A．磁通量Φa < Φb

B．a、b 两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同

C．当 P 向右滑动时，b 环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）

D．当 P 向右滑动时， a、b 两环的面积有扩张的趋势

12．如图所示，A、B、C、D、E、F 是正六边形的顶点，O 为正六边形的中心。两根分别固定在 A、D 两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线（图中未画出），通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与 B 点磁感应强度相同的点是 （  ）

A．O 点 B．C 点 C．E 点 D．F 点

二、填空题

13．如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为 1×103W。这里的“W”是物理量__________的单位，用国际单位制基本单位的符号来表示 W，1W=_________。

14．位移传感器利用两种脉冲的传播速度不同来测量距离，图（a）代表发射红外线脉冲和超声波脉冲时刻，图（b）表示接收红外线脉冲和超声波脉冲时刻，其中脉冲________（选填“脉冲1”或“脉冲2”）对应表示超声波脉冲，已知脉冲1和2在空气中的传播速度分别为v1和v2，结合图中时刻t1和t2，计算机利用公式s=____________运算即可得到发射端到接收端的距离。

15．图（a）中盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙子在板上形成曲线，显示出摆的位移随时间变化的关系。图（b）表示两个摆中的沙子在各自木板上形成的曲线，若板N1和N2拉动速度v1和v2的关系v1∶v2=4∶3，则板N1、N2对应曲线所代表的振动周期关系为T1∶T2=________，若漏斗作小幅度摆动，则两摆对应的等效摆长关系为L1∶L2=________。

16．为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为 0.9mL，内装有 0.5mL 的药液，瓶内气体压强为 1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为 0.3cm2、长度为 0.4cm、压强为 1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强为__________Pa；当药液全部抽取完之前的一瞬间药瓶内气体的压强为_________Pa。（保留两位有效数字）

17．如图所示，一个均匀导电金属圆环接入电路中，初始接入点a、b 是圆环直径上的两个端点。金属圆环处在磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直，此时整个金属圆环受到的安培力大小为 F。若接入点 a 保持不动，电路中总电流I 保持不变，接入点 b 沿圆环转过 ，则金属圆环受到的安培力方向转过角度为________，安培力的大小变为_______。

三、实验题

18．实验“测量电源电动势和内阻”所需器材、电路图和数据如下图（a）（b）（c）所示。

（1） 图（a）中电源由两节干电池组成，部分器材已用导线连接，请在图（a）中补充完成剩余连线_______。用电流表和电压表的符号，在图（b）中补充完成实验电路图______。

（2）根据实验测得的数据绘制U-I图线如图（c）所示，则该电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。

（3）闭合电键S开始实验，滑动变阻器的滑片P应该从_____________（选填“a端滑至b端”或“b端滑至a端”），若有一组同学发现，刚开始移动滑片P时，电压表的示数变化非常小，请分析可能的原因是_________________________________。

四、解答题

19．2021 年 5 月 15 日，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功，图为“祝融号”火星车和“天问一号”着陆巡视器。（本题结果保留一位有效数字）

(1)“天问一号”需要完成 9 分钟减速软着陆，若其在“降落伞减速”阶段，垂直速度由396m/s 减至 61m/s，用时 168s。计算此阶段减速的平均加速度。

(2)若火星质量为地球质量的 0.11 倍，火星半径为地球半径的 0.53 倍，地球表面重力加速度g = 10m/s2，估算火星表面重力加速度大小。

(3)“天问一号”质量约为 5.3 吨，请估算“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力。

20．有一边长为 L、质量为 m、总电阻为 R 的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，区域Ⅰ宽度为 L，区域Ⅱ宽度 H ＞L ，但具体值未知。已知导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，线框穿过磁场全过程产生焦耳热为Q，重力加速度为 g，求：

（1）导线框下边缘距离区域Ⅰ上边界的高度 h；

（2）导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度；

（3）磁场区域Ⅱ的宽度 H；

（4）导线框自开始进入区域Ⅰ至完全离开区域Ⅱ的时间。

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故A错误；

B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，故B错误；

C．天然放射现象是原子发生衰变之后会放出三种射线，这说明原子核可再分，故C正确；

D．氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误。

故选B。

2．D

【解析】

【详解】

光具有波粒二象性，光的折射和反射、光的干涉、光的衍射体现的是光的波动性；光电效应则反映了光的粒子性。

故选D。

3．B

【解析】

【详解】

A．气体难以被压缩是气体分子频繁撞击容器壁的结果，固体液体难以被压缩说明分子间存在斥力，故A错误；

B．当分子力表现为引力时，距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故B正确；

C．气体温度升高，分子平均动能增大，不知道体积，不能确定单位体积内分子数如何变化，压强变化无法确定，故C错误；

D．气体内能变化的途径有两个，一个是做功，一个是热传递，不确定气体吸放热情况，气体内能变化无法确定，故D错误。

故选B。

4．D

【解析】

【详解】

A．接触蹦床的之后，开始蹦床对运动员的弹力小于运动员的重力，运动员仍向下加速，直到弹力与重力相等，之后运动员再向下减速，一直减速至零，所以B 至 C，运动员先加速后减速，故A错误；

B．运动员在 C 点，速度为零，但是蹦床对运动员向上的弹力大于运动员的重力，进而能够向上运动，所以在C点，运动员具有向上的加速度，故B错误；

C．A 至 C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员和蹦床系统机械能守恒，当蹦床弹性势能变大时运动员的机械能减小，故C错误；

D．B 至 C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小，故D正确。

故选D。

5．A

【解析】

【详解】

A．a、b两种受力情况如图所示

图（a）中支持力方向垂直履带向上，与运动方向垂直，支持力不做功，Ａ正确；

B．（a）图中电梯的作用力包括支持力与摩擦力，根据力的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力平衡，即电梯的作用力的方向竖直向上，（b）图中人受到电梯竖直向上的支持力，由此可知两人受到电梯的作用力的方向相同，均为竖直向上，B错误；

C.图（b）中支持力与人的位移夹锐角，根据做功的定义

可知，支持力对人做正功，C错误；

D．根据力的平衡可知，（b）图中的人不受摩擦力的作用，D错误。

故选A。

6．C

【解析】

【详解】

A．在卢瑟福 α 粒子散射实验中，部分粒子由于受到原子核库仑斥力的作用而发生大角度偏转，根据库仑定律可知，靠近金原子核时受到原子核的库仑斥力越来越大，故A错误；

B．靠近金原子核时，库仑斥力与速度方向之间夹角为钝角，库仑力做负功，粒子动能减小，速度减小，故B错误；

C．靠近金原子核时，库仑力做负功，则电势能越来越大，故C正确；

D．因为受到原子核的库仑力越来越大，根据牛顿第二定律可知，加速度越来越大，故D错误。

故选C。

7．D

【解析】

【详解】

A．当小球下落到悬点正下方绳子碰撞钉子的瞬间，由于小球水平方向受力为零，则小球的线速度不变，而因转动半径减小，则角速度变大，选项A错误；

B．根据

因线速度不变，转动半径减小，则向心加速度变大，选项B错误；

C．小球只受拉力和重力作用，两个力的合力充当向心力，选项C错误；

D．d 越大，钉子的位置越靠近小球，小球的转动半径越小，根据

可知，绳子拉力越大，则绳子就越容易断，选项D正确。

故选D。

8．C

【解析】

【详解】

A．电动机消耗的热功率是

A错误；

B．电源的输出功率等于电动机的输入功率，得

B错误；

C．电源的总功率为IE，内部发热的功率为 ，所以电源的效率为

C正确；

D．电动机消耗的总功率是

D错误。

故选C。

9．D

【解析】

【详解】

A．机械波向右传播， 时，质点 9 刚要开始运动，根据“同侧法”可以判断质点9的运动情况，如图所示

由此可知， 时，质点 9 开始向上运动，A错误；

B．根据题意可知，时，机械波传播到质点5的位置，波形图如图所示

此时质点3处于位移大于0的位置，质点3的回复力指向平衡位置，即 时，质点 3 的加速度方向向下，B错误；

C．由波形图可知，质点 1 到质点 9 沿绳方向的距离为半波长，C错误；

D．设质点平衡位置间的距离为，由图可知，波长为

质点9与质点13之间相差

质点在 时的振动情况经过传到质点13处，即 时，质点 13 开始向上运动，D正确。

故选D。

10．C

【解析】

【详解】

最高时速216km/h，即，此时牵引力等于阻力

当其加速到 108km/h时，即，此时牵引力

此时加速度

解得

故ABD错误，C正确。

故选C。

11．D

【解析】

【详解】

A．如图，螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则

Φ=Φ内-Φ外

因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故

Φa >Φb

故A错误；

B．移动滑动变阻器的滑动头P，电路总电阻变化，线圈电流变化，电流磁场的变化使金属环a、b发生电磁感应现象。若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，螺线管内部磁场比外部磁场变化快，则两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向。故B错误；

C．P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大。如图，根据安培定则，可知通过b 环中的磁通量向左变大，在根据楞次定律，可知b 环中的感应电流方向为顺时针方向（从左向右看），故C错误；

D．金属环处在螺线管外部磁场当中，螺线管外部磁场与螺线管内部磁场方向相反，根据左手定则，判断出a、b 两环的面积有扩张的趋势。（也可理解为：金属环向外扩张时，螺线管内部磁场的磁通量不变，外部磁场的磁通量变大，使金属环的磁通量减小，正好满足阻碍磁通量变大，故两金属环由扩张趋势），故D正确。

故选D。

12．C

【解析】

【详解】

根据安培定则，固定在 A点的导线在B点产生的磁感应强度与固定在 D点的导线在E点产生的磁感应强度大小相同，方向相同；固定在 D点的导线在B点产生的磁感应强度与固定在A点的导线在E点产生的磁感应强度大小相同，方向相同；根据磁场的叠加原理知，与 B 点磁感应强度相同的点是E 点。同理可知，O 点、C 点、F 点磁感应强度与B 点磁感应强度不相同。

故选C。

13．     功率    

【解析】

【详解】

[1] 这里的“W”是物理量功率的单位；

[2]根据公式

又

可得功率的单位

14．     脉冲2    

【解析】

【详解】

[1]红外线速度是光速，所以从发射到接收的时间间隔极短，故脉冲1为红外线脉冲，脉冲2为超声波脉冲。

[2]根据图像可知超声波从发射到接收到的时间为，故距离有

15．     3:2     9:4

【解析】

【详解】

[1]设板长为l，则

根据题意，有

联立解得

[2]根据周期公式

可得

则两摆对应的等效摆长关系为

16．         

【解析】

【详解】

[1]以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知气体发生等温变化，设瓶内原有气体体积为V1，有

注射器内气体体积为V2，有

根据玻意耳定律有

代入数据解得

[2] 当药液全部抽取完之前的一瞬间，气体体积为

根据玻意耳定律有

解得瓶内气体的压强

17．         

【解析】

【详解】

[1]若接入点 a 保持不动，接入点 b 沿圆环转过 ，电流的方向转过，金属圆环受到的安培力方向转过角度为；

[2]根据题意，电路中总电流I 保持不变，设金属环的半径为r，b点移动前后金属环受到的安培力分别为

解得

18．               2.94     1.17     a端滑至b端     滑动变阻器阻值太大

【解析】

【详解】

（1）[1]电源由两节干电池组成，故电压表选用0~3V量程，由图（c）可知，电流不超过0.6A，故电流表选用0~0.6A量程，实物连接图如图所示

[2]电路图如图所示

（2）[3]根据闭合电路的欧姆定律

可得

则U-I图像中的纵截距为电源电动势，由图可知；

[4]U-I图像中图线斜率的绝对值表示内阻，则内阻为

（3）[5]闭合电键S前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，即a端，所以闭合电键S开始实验，滑动变阻器的滑片P应该从a端滑至b端；

[6]可能的原因是滑动变阻器阻值太大，导致刚开始移动滑片P时，电路电流几乎不变，路端电压几乎不变，即电压表的示数变化非常小。

19．(1)2m/s2，方向与运动方向相反；(2)4 m/s2；(3)3×104N

【解析】

【详解】

(1)减速阶段的平均加速度

方向与速度方向相反；

(2)根据

可得

则

(3)根据牛顿第二定律可得

解得

F=3×104N

20．（1）；（2） 方向竖直向上；（3）；（4）

【解析】

【详解】

（1）据题意有，因为导线框匀速进入区域Ⅰ，安培力与重力平衡，则有

导线框穿过之前自由落体有

联立解得

（2）导线框刚进入区域Ⅱ时，速度瞬间可视为不变，与区域Ⅰ时速度相同，仍为v，则有导线框下边切割区域Ⅱ的磁场，上边切割区域Ⅰ的磁场，相当于两个串联的电源，故电流为

根据楞次定律可知，导线框的安培力向上，则有

根据牛顿第二定律有

解得

方向竖直向上；

（3）

如图1所示，线框穿过整个磁场由于是匀速进入、匀速穿出，速度不变，所以由刚开始进入磁场时与刚穿出磁场时线框动能不变，据能的转化及守恒有

解得

（4）如图1所示，设线框由磁场区域Ⅰ到完全出磁场区域Ⅱ用时为t，由于始末的速度相同，则根据动量定理有

其中为线框进入区域Ⅰ安培力的冲量，为由区域Ⅰ到区域Ⅱ时的安培力的冲量，为线框穿出区域Ⅱ时安培力的冲量，则有

联立解得