2022届上海市长宁区高三上学期一模物理试卷（解析版）

这是一份2022届上海市长宁区高三上学期一模物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．直流电动机通电后，使线圈发生转动的力是（ ）
A．重力B．电场力C．磁场力D．摩擦力
2．弹簧振子在做简谐运动过程中，每次经过关于平衡位置对称的两点时，可能相同的物理量是（ ）
A．速度B．位移C．加速度D．回复力
3．铅蓄电池的电源电动势为2V，表明铅蓄电池（ ）
A．接入电路时两极间的电压为2V
B．1s内能将2J化学能转化为电能
C．1s内电源内部非静电力做功2J
D．通过1C电量时，有2J化学能转化为电能
4．如图所示，与纸面平行的匀强电场中有O、P、Q三点，其电势分别为-4V、-2V、-2V。下列过O点的电场线画法中，正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示，高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的轨迹，则图中扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的是( )
A．B．
C．D．
6．如图所示，通电长直导线右侧有一矩形线框，线框平面与直导线共面。使线框从图示实线位置向左平移到虚线位置，此时直导线正好平分线框。该过程中穿过线框的磁通量将（ ）
A．一直减小B．一直增大
C．先减小后增大D．先增大后减小
7．一个做竖直上抛运动的小球遇到天花板后被弹回。若速度取向上为正，下列描述小球从开始抛出到落回原地过程的v-t图像中，正确的是（不计空气阻力及碰撞时的能量损失）（ ）
A．B．
C．D．
8．如图所示，工人正在清洗建筑外墙，依靠固定在屋顶的绳子保障安全。墙面对工人的作用力为F1，绳子对工人的作用力为F2，不计工人和竖直墙面之间的摩擦。当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．F1减小 F2减小B．F1减小 F2增大
C．F1增大 F2减小D．F1增大 F2增大
9．如图所示，两根平行的长直导线a和b中通有大小相等、方向相反的电流I，此时导线a受到的磁场力大小为F1。当新加一个与两导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为F2。若把新加的匀强磁场反向，则此时导线b受到的磁场力大小变为（ ）
A．F1-F2B．2F1-F2C．F1+F2D．F2
10．如图所示，甲、乙两人分别站在圆周上两个位置，两位置的连线为圆的一条直径。他们同时按顺时针方向沿圆周运动。甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为v1、v2，经时间t后，甲第一次追上乙。则该圆的直径为（ ）
A．2t(v1+v2)πB．2t(v2-v1)π
C．2t(v1-v2)πD．t(v1-v2)π
11．如图所示，斜面固定且光滑。分别用力F1、F2将同一物体由静止起以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面顶端。物体到达斜面顶端时，力F1、F2所做的功分别为W1、W2，则（ ）
A．F1＜F2,W1＜W2B．F1＜F2,W1=W2
C．F1>F2,W1>W2D．F1>F2,W1=W2
12．某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动，已知电动车能够达到的最大速度为v，电动车所受的阻力是人和车总重力的110。当车速为v2时，人和车的瞬时加速度为（ ）（g取10m/s2）
A．0.5m/s2B．1m/s2C．1.5m/s2D．2m/s2
二、填空题
13．某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图所示的甲、乙两列绳波波形。则甲波的周期比乙波的周期 （选填“大”或“小”）；甲波的起振方向 （选填 “向上”或“向下”）。
14．“用DIS描绘电场的等势线”的实验中，在木板上铺有白纸、复写纸和导电纸，最下面的是 纸；该实验应选用 （选填“直流”或“交流”）电源。
15．如图所示，一端封闭的细玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱分割出两段气体柱，上端气柱长为l1，下端气柱长为l2，且l1=l2。现保持管内气体温度不变，将玻璃管竖直向上缓慢提起，保持开口端始终在水银面下方，则管内水银柱与水银槽面的高度差h （选填“变大”、“不变”或“变小”）；封闭的两段气体柱的长度l1的增长量 l2的增长量（选填“>”、“=”或“<”）。
16．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r的电源与阻值为R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、电键S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效电阻RP的关系如图乙所示。则定值电阻R消耗的最大功率Pmax= W；由图乙可知，Rx= Ω。
三、实验题
17．在“用单摆测定重力加速度”实验中，绳长为L，小球直径为d，摆球摆动过程中光电门接收到光信号强度I随时间t的变化如图，t1、t2和t3均为已知量，由此可得单摆的周期为 ，当地重力加速度大小的计算表达式g= （用上述已知的物理量表示）。
18．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S，如图。
（1）此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为 油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的 ；
（2）估算出油酸分子的直径大小是 （用以上字母表示）；
（3）（单选）用油膜法估算出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的（____）
A．质量B．体积C．摩尔质量D．摩尔体积
（4）（单选）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是____。
A．油酸中含有大量酒精
B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml油酸酒精溶液的滴数多记了10滴
四、解答题
19．如图所示，已知电源内阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝5Ω，灯L标有“3V，1.5W”，滑动变阻器最大值为Rx，当滑片P滑到最右端a时，电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光。求：
（1）电源电动势；
（2）当滑片P滑到最左端b时，电流表的读数；
（3）当滑片P滑到中点位置时，灯L消耗的功率。
20．图（a）是一个电动竹蜻蜓，质量为m，下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等，打开电源后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的推进力F，使玩具在空中飞行。该玩具有如下特性：
（ⅰ）如图（b）所示，玩具后方射出与推进力F方向相反的红外线，由此可判定玩具与沿红外线后方物体的距离h；
（ⅱ）①当h＞0.8m时，推进力F1=0.8mg；
②当h≤0.8m时，推进力F2=1.25mg；
（ⅲ）忽略空气阻力，玩具可视为质点。
（1）若将玩具从距离地面h＜0.8m处静止释放，在竖直方向形成机械振动，请通过分析、判断，说明该运动是不是简谐运动？
（2）若将玩具从距离地面h＞0.8m处静止释放，保持在竖直方向运动，为使其不撞击到地面，h应满足什么条件？
（3）某同学将此玩具装置进行了改进，将玩具从离地面高度为4h0处静止释放，使玩具在竖直方向运动，此时推进力F随离地面高度hx变化的关系如图（c）所示。求玩具离地面多高处动能最大？从释放点到动能最大处，推进力做了多少功？
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】直流电动机通电后，线圈中有电流通过，通电线圈在磁场中受到磁场力的作用开始转动，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电导线在磁场中受到磁场力导致其通电线圈转动起来。
2．【答案】A
【解析】【解答】弹簧振子在做简谐运动过程中，每次经过关于平衡位置对称的两点时，速度可能相同（即从一个点单向运动到另一个点时），位移、加速度和回复力都不可能相同，因为大小相同但方向相反.
故答案为：A。
【分析】弹簧振子经过平衡位置对称的两点其速度可能相同，但由于位移相反所以其回复力与加速度方向相反。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．由闭合电路欧姆定律可有U外=E－Ir，当电源不接入电路中时，两极间的电压等于电源电动势，当接入电路中时，两极间的电压不等于电动势，而小于电动势，A不符合题意；
BD．电源每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变成电能，不是1s内能将2J化学能转化为电能，B不符合题意，D符合题意；
C．铅蓄电池的电源电动势为2V，表示在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移送到正极时所做的功为2J，即有2J的化学能转变为电能，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】其电动势的大小等于回路断路时电源两端的电压大小；其电动势的大小表示非静电力把单位正电荷从电源的负极移送到正极时所做的功的大小。
4．【答案】A
【解析】【解答】电场为匀强电场，P、Q两点的电势相等，所以两点的连线为等势线，O点的电势低于P、Q所在的等势线电势，电场线由高电势指向低电势，所以电场线应垂直P、Q的连线向左下，即指向O点，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用其电势相等可以判别等势线的位置，利用等势线的垂直方向及电势的降低可以判别电场强度的方向。
5．【答案】A
【解析】【解答】曲线运动的物体速度方向沿切线方向，而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断BCD不符合题意，A符合题意；
故答案为：A．
【分析】本题考查物体做曲线运动的条件，根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点．
6．【答案】D
【解析】【解答】通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框靠近通电导线，线框的左侧边框没有通过导线所在位置时，穿过线框的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大，当线框平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框，故磁通量逐渐减小，直至为零，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用其安培定则可以判别通电导线周围的磁感线方向，利用其磁感应强度的大小及方向可以判别线圈磁通量的大小变化。
7．【答案】B
【解析】【解答】小球先匀减速上升，突然反向后匀加速下降，取向上方向为正方向，速度的正、负表示方向，则可知速度先是正值，不断减小，突然变为负值，且大小不断增大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】小球碰撞前后只受重力其加速度不变则斜率不变，利用其速度的方向及碰前前后速度的大小不变可以判别其对应的图像。
8．【答案】A
【解析】【解答】设绳子与墙面间的夹角为θ，屋顶到人之间的绳子长度为L，绳子与人的接触点到墙之间的距离为d，当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中，由于d不变，L增大，则θ减小，对人受力分析，如图所示
可得F1=mgtanθ
F2=mgcsθ
θ变小，tanθ变小，csθ增大，则F1、F2均减小，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用其工人的平衡方程结合角度的变化可以判别其墙面对工人的作用力及绳子对工人作用力的大小变化。
9．【答案】B
【解析】【解答】如图所示，两根长直线，电流大小相同，方向相反。则a受到b产生磁场的作用力向左大小为F1，那么b受到a产生磁场的作用力向右大小为F1'，这两个力大小相等，方向相反，即F1'=F1
当再加入匀强磁场时，设a在磁场中受到的安培力为F0，则a受到的作用力为F2=F1+F0
或F2=F1-F0
由于b的电流方向和a的电流方向相反，把新加的匀强磁场反向，b所受的安培力的方向和磁场未反向时a所受安培力方向相同，大小相等，则b受到的磁场力大小为F2'=F1'-F0=F1-F0
或F2'=F1'+F0=F1+F0
将F0=F2-F1
代入F2'=F1-F0
或F2'=F1+F0
可得F2'=2F1-F2
或F2'=2F1+F2
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用力的相互作用可以判别其a对b的安培力大小，结合a受到的磁场力大小可以判别其磁场对b的磁场力大小，结合其a对b的磁场力大小可以求出导体b受到的磁场力大小。
10．【答案】C
【解析】【解答】设该圆的直径为d，由题意，根据匀速圆周运动规律可得v1t-v2t=12πd
解得d=2t(v1-v2)π
故答案为：C。
【分析】两个小球做匀速圆周运动，利用运动路程及线速度的大小可以求出其圆的直径大小。
11．【答案】B
【解析】【解答】斜面固定且光滑，将同一物体由静止起以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面顶端。物体的速度相同，动能相同，上升的高度相同，由W=Gh+Ek
可知，F1、F2做功W1=W2
设斜面长为L，由功的公式，可得力F1做功W1=F1L
力F2做功W2= F2csαL
可有F1= F2csα
csα<1
F1< F2
ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用动能定理结合其重力做功相等可以判别其拉力做功相等，利用恒力做功的表达式可以比较两个分力的大小。
12．【答案】B
【解析】【解答】由题意可知电动车所受的阻力大小为f=110mg①
当电动车以最大速度行驶时，电机牵引力与阻力大小相等，则P=fv②
当车速为v2时，电机牵引力大小为F=2Pv③
设此时人和车的瞬时加速度为a，根据牛顿第二定律有F-f=ma④
联立①②③④解得a=1m/s2⑤
故答案为：B。
【分析】利用功率的表达式可以求出阻力的大小，结合牵引力及牛顿第二定律可以求出加速度的大小。
13．【答案】大；向下
【解析】【解答】（1）在同一介质中，波速相等通过观察可得乙波的波长小于甲波的波长， 根据v=λT
可得T=λv
所以甲波的周期比乙波的周期大；
（2）波的起振方向与波罪前面的质点图示时刻的振动方向相同，根据下坡上，上坡下的判难断方法，可得出甲的起振方向向下。
【分析】（1）利用波长的大小结合波速相等可以比较周期的大小；
（2）利用其波最前面其质点的起振方向可以判别其甲波的起振方向。
14．【答案】白；直流
【解析】【解答】本实验中探测等势点时需要探针与最上面的导电纸接触，接触时通过复写纸在最下面的白纸上留下痕迹，因此最下面的是白纸。
本实验中用恒定电流场模拟两个等量异种点电荷形成的静电场中的等势线，使用的是直流电源。
【分析】探测等势点需要探针与导电纸接触，其接触后利用复写纸在最下面的白纸留下痕迹，所以最下面是白纸；描述两个等量异种电荷形成的等势线应该使用直流电源。
15．【答案】变大；>
【解析】【解答】假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，l2的下端面水银没有上升，保持原高度即l2内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有l1的体积增大，于是l1内气体压强变小，但是l1内的气体压强始终是l2气体压强减去中间那段水银柱高度，所以假设错误，l2也会体积增大，压强减小，故管内水银柱高度差h变大，由于它们压强减小的绝对值一样，而l1气体原来压强比l2小，由玻意耳定律定律知，l1的压强变化的相对值大，故l1长度增长大于l2的增长。
【分析】当玻璃管上升时其下端液面不变则其下端气柱的压强不变，利用下端气柱的压强减去水银高度可以判别其上端其压强不变，当其上端气体体积增大则压强减小所以假设不成立；所以其下端气体的体积也会增大所以管内水银高度会增大；利用玻意尔定律可以比较其气体长度的变化量大小。
16．【答案】6；20
【解析】【解答】将定值电阻R看作电源的内阻，由图乙可知，当滑动变阻器的电阻Rp=R+r=6Ω+r=10Ω
时，r=4Ω，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率有Pmax=[E2(R+r)]2(R+r)=E24(R+r)=2.5W
解得E=10V
当电路中的电流最大时，定值电阻R消耗的功率最大，此时Rp =0，最大功率为Pmax=(ER+r)2R=(106+4)2×6W=6W
由图乙可知，当滑动变阻器的阻值为5Ω与阻值为Rx时消耗的功率相等，则有(E5+R+r)2×5=(ERx+R+r)2×Rx
解得Rx=20Ω
【分析】当其滑动变阻器的电阻等于内电阻和定值电阻之和时其消耗功率最大，利用其滑动变阻器的电阻可以求出电源内阻的大小；结合电功率的表达式可以求出电动势的大小；再利用其电功率的表达式结合功率相等可以求出其Rx的大小。
17．【答案】t3-t1；2π2(2L+d)(t3-t)2
【解析】【解答】 摆球摆动在一个周期内要两次经光电门，所以单摆的周期为t3－t1。
由单摆的周期公式T=2πlg，可得重力加速度大小的计算表达式为g=4π2(L+d2)(t3-t)2=2π2(2L+d)(t3-t)2
【分析】摆球在一个周期内运动会两次经过光电门，利用经过光电门的时刻可以求出周期的大小；利用单摆的周期表达式可以求出重力加速度的表达式。
18．【答案】（1）单分子；直径
（2）ACnBS
（3）D
（4）B
【解析】【解答】（1）此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
（2）所配制油酸酒精溶液的体积分数为AB，体积为C的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=ACB
1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V0=ACnB
油酸分子的直径大小为d=V0S=ACnBS
（3）用油膜法估算出油酸分子的直径后，可以根据体积公式估算出1个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道NA个油酸分子的总体积，即油酸的摩尔体积，故答案为：D。
（4）A．油酸中虽含有大量酒精，但只要每一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积计算准确，就不会造成实验结果明显偏大的情况，A不符合题意；
B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，S测量值偏小，会造成d测量值偏大，B符合题意；
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，S测量值偏大，会造成d测量值偏小，C不符合题意；
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积测量值偏小，会造成d测量值偏小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）利用单分子油膜法测量分子的大小，其形成的油膜近似为单分子油膜；其油膜厚度为油酸分子的直径；
（2）利用其纯油酸的体积与表面积的比值可以求出分子直径的大小；
（3）利用分子直径可以求出分子体积的大小，结合摩尔体积的大小可以求出阿伏加德罗常数的大小；
（4）当分子直径偏大时可能是其表面积测量值偏小导致；但表面积测量值偏大会导致其分子直径偏小；当其油酸酒精溶液的液滴记录多几滴时会导致其体积变小则分子直径会偏小。
19．【答案】（1）解：当滑片P滑到最右端a时，R2被短路，根据闭合电路欧姆定律得E=UL+I1(R1+r)=3V+1×（2+1）V=6V
（2）解：当滑片P滑到最左端b时，灯L、Rx、R2均被短路，此时电流表读数为I2=Er+R1=61+2A=2A
（3）解：当滑片P在中点位置时，等效电路如图，滑动变阻器右侧电阻与R2被电流表短路。
灯L的电阻为RL=UL2PL=321.5Ω=6Ω
当滑片P在最右端a时UL=URx=3V
IL=PLUL=1.53A=0.5A
通过Rx的电流为Ix=I1-IL=1A-0.5A=0.5A
所以Rx=UxIx=30.5Ω=6Ω
当滑片P在中点位置时，灯L与半个滑动变阻器并联后的等效电阻为R并=RL⋅12RxRL+12Rx=6×36+3Ω=2Ω
此时灯L两端电压为UL=R并R并+R1+r⋅E=22+2+1×6V=2.4V
灯L消耗的功率为PL=ULRL=2.426W=0.96W
【解析】【分析】（1）当滑片滑动最右端时，利用闭合电路的欧姆定律可以求出电源电动势的大小；
（2）当滑片滑动最左端时，利用其欧姆定律可以求出电流表的读数；
（3）当滑片处于中点位置时，利用其电功率的表达式可以求出灯泡的电阻，结合滑片在最右端时的电压关系可以求出流过灯泡的电流大小，结合并联电路的规律可以求出流过电阻Rx的电流大小；结合欧姆定律可以求出Rx的电阻大小；再结合并联电路的等效电阻及欧姆定律可以求出其灯泡两端电压的大小。
20．【答案】（1）解：质点做简谐运动的条件是所受合外力与偏离平衡位置的位移大小成正比，且总是指向平衡位置。由题意可知玩具在h＞0.8m和h≤0.8m时，所受合外力均为恒力，不满足F=－kx，所以玩具的运动不是简谐运动。
（2）解：当h＞0.8m时，玩具加速度方向竖直向下，大小为a1=mg-F1m=0.2g=2m/s2
当h≤0.8m时，玩具加速度方向竖直向上，大小为a2=F2-mgm=0.25g=2.5m/s2
假设玩具下落至地面瞬间的速度刚好为0，根据运动学公式可知其在距离地面h0=0.8m处的速度大小为v=2a2h0=2m/s
玩具在h＞0.8m时下落的高度为h1=v22a1=1m
所以为使玩具不撞击到地面，h应满足的条件是h≤h0+h1=1.8m
（3）解：玩具从高处静止释放后，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，当加速度为零，即推进力与重力大小相等时，玩具速度最大，动能最大，设此时玩具离地面的高度为h2，由图（c）并根据几何关系有4h0-h24h0-2h0=mg2mg
解得h2=3h0
推进力方向与速度方向相反，做负功，根据F-hx图线与hx轴所围的面积表示F的功的绝对值，可得从释放点到动能最大处，推进力做的功为W=-12mg(4h0-3h0)=-12mgh0
【解析】【分析】（1）玩具在其其对称位置其合力都为恒力且不随位置变化所以其玩具不是做简谐运动；
（2）已知其推力的大小，结合其玩具重力的大小及牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用速度位移公式可以求出玩具减速下落的速度大小，结合速度位移公式可以求出加速下落的高度；
（3）已知玩具其推力与高度变化的图线，利用其推力与重力相等时可以判别玩具其速度最大，结合几何关系可以求出对应的高度。