2021-2022学年上海市松江区高三（上）期末物理试卷（一模）（含答案解析）

2021-2022学年上海市松江区高三（上）期末物理试卷（一模）

1.     伽利略研究自由落体运动过程中，主要采用的科学方法是(    )

A. 等效替代法 B. 类比法 C. 实验推理法 D. 控制变量法

2.     下列单位中属于国际单位制基本单位的是(    )

A. 韦伯 B. 库仑 C. 牛顿 D. 安培

3.     为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法(    )

A. 振幅适当加大 B. 摆长适当加长 C. 摆球质量增大 D. 从上海移到北京

4.     运动员立定跳远起跳瞬间示意如图，能表示双脚对地面作用力方向的是(    )

A.
B.
C.
D.

5.     下列现象中能表明物理过程具有单向性的是(    )
   ①摩擦生热
   ②弹簧振子振动
   ③热传递
   ④气体自由膨胀

A. ①、②和③ B. ②、③和④ C. ①、②和④ D. ①、③和④

6.     2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是(    )

A. 用DIS研究加速度和质量的关系 B. 用DIS研究机械能守恒定律
C. 研究共点力的合成 D. 用单分子油膜估测分子的大小

7.     如图，a、b、c为一定质量的气体在图中的三个状态，其中体积最小的是(    )

A. a状态 B. b状态 C. c状态 D. 无法确定

8.     物体沿x轴做减速运动，可能反映这一运动的图是(    )

A.  B.
C.  D.

9.     长直导线与环形导线固定在同一竖直平面内，分别通有图示方向的稳恒电流(    )

A. 两导线有相互吸引的趋势
B. 两导线有相互排斥的趋势
C. 两导线有水平移动的趋势
D. 因电流恒定，两导线没有相互作用

10. 如图，带电小球用绝缘丝线悬于匀强电场中静止，当剪断丝线后，小球将(    )

A. 一定竖直下落
B. 一定斜向下做匀加速直线运动
C. 可能做曲线运动
D. 可能保持静止不动

11. 如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a的位移为，经周期，质点a位于平衡位置的(    )

A. 上方，且位移大于
B. 上方，且位移小于
C. 下方，且位移大于
D. 下方，且位移小于

12. 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关K，将变阻器滑片向右缓慢滑动过程中，、分别表示电压表和电流表与初始示数的变化量，则与的比值将(    )

A. 不变
B. 变大
C. 变小
D. 先变大后变小

13. ______运动间接反映了物质分子的无规则运动；分子无规则运动的剧烈程度与______有关。
14. 在做托里拆利实验时，玻璃管中有些残存的空气。如图若把竖直玻璃管以管顶为轴向右旋转一个较小角度，玻璃管下端仍浸没在水银中，环境温度保持不变，则管内空气柱的长度将______；管内外水银面的高度差将______。选填“变大”、“变小”或“不变”

15. 雨滴从高空云层下落，到达地面时的速度大小约为。雨滴的运动______看做自由落体运动选填“能”、“不能”、“无法判断”，请说明理由：______。
16. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则：卫星a的周期______卫星c的周期；卫星a的加速度______卫星b的加速度。选填“大于”、“等于”或“小于”

17. 快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电动车的图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为，则电动车的额定功率为______ W；返回时电动车的最大速度为______。取
18. 如图1所示为用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的实验：
    
    该实验用的是______传感器；实验时要确保传感器的探管与螺线管的______重合；
    甲、乙两位同学实验得到的磁感应强度随传感器伸入的距离变化关系如图2所示。甲同学得到的图像在第四象限的原因是______；乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是______。
    若将通电螺线管内部的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，已知：螺线管长度L、匝数N、横截面积S、电阻R，则穿过通电螺线管的磁通量为______。
19. 如图，带电量为的小球可视为点电荷固定在光滑绝缘水平面上O处。已知：O、B间距离为L，A是OB的中点。静电力恒量
    画出A、B两点电场强度的示意图；
    若质量为m、电量为q的小球以初速从B点运动到A时速度恰为0，求它在A点的加速度；
    请分析说明上述过程中电势能的变化情况。

20. 如图，水平轨道ABC、EG与内、外略微错开的竖直圆轨道CDE平滑连接，倾角为的斜面GH与水平轨道EG也平滑连接。一质量为的物体受到与水平方向成的恒力F作用，由A点静止出发，经运动到B点，此时撤去恒力F，物体继续向前运动。已知水平轨道AB、斜面GH与物体间的动摩擦因数均为，BCDEG为光滑轨道，AB的长度为，圆轨道半径取。求：
    物体在水平轨道AB上运动的加速度；
    恒力F的大小；
    物体能否沿图示轨道运动到斜面上高为的P点？试分析说明；
    若仅改变恒力F的大小，要使物体沿图示轨道运动到斜面上的P点，F大小应满足的条件。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：伽利略在研究自由落体运动的过程中，运用实验验证和逻辑推理包括数学演算相结合的方法，得出了落体运动的规律，主要采用的科学方法是实验推理法，故C正确，ABD错误。
故选：C。
伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，即是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法．
本题考查物理学史，对于著名物理学家、经典实验和重要学说要记牢，还要学习他们的科学研究的方法．
 

2.【答案】D 

【解析】解：韦伯、库仑、牛顿分别是磁通量的单位、电荷量的单位和力的单位，都是国际单位制中的导出单位，安培是电流的单位，国际单位制基本单位，故ABC错误，D正确；
故选：D。
单位制包括基本单位和导出单位，基本量的单位叫基本单位，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。
解决本题的关键要掌握国际单位制中七个基本单位，要了解七个基本单位。要注意牛顿不是基本单位。
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、根据单摆的周期公式可知，单摆的周期与振幅无关，故A错误；
B、将单摆的摆长加长，根据单摆的周期公式知，周期变长，故B正确；
C、根据单摆的周期公式可知，单摆的周期与摆球的质量无关，故C错误；
D、将单摆从上海移到北京，重力加速度变大，根据单摆的周期公式知，周期变短，故D错误。
故选：B。
根据单摆的周期公式判断周期的变化．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式，知道影响周期的因素．
 

4.【答案】C 

【解析】解：依据受力分析，运动员受到竖直向下的重力，垂直地面的向上的支持力，因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间，有相对地面向左运动的趋势，还受到水平向右的静摩擦力。作用力与反作用力方向相反，所以双脚对地面的压力竖直向下，摩擦力水平向左，即双脚对地面作用力方向的是斜向左下，故ABD错误，C正确。
故选：C。
依据重力竖直向下，弹力垂直接触面指向受力物体，摩擦力与相对运动趋势方向相反，作用力与反作用力方向相反分析求解。
考查受力分析的内容，掌握摩擦力的方向判定，注意理解相对运动趋势的判定。
 

5.【答案】D 

【解析】解：①、摩擦生热是其他能量转化为内能，可以达到百分百，而内能在转化为其他能量是有损失的；
②、简谐运动是理想化的模型，一般做简谐运动的物体的机械能是守恒的，没有损失，动能势能可相互转化；
③、不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；
④、气体膨胀后，我们必须对气体做功，使之恢复原来的状态，所做的功转化为气体向外界传出的热量，根据热力学第二定律，我们无法通过循环过程再将这热量完全转化为功，所以这个过程是不可逆的，
所以①③④的物理过程具有单向性；
故ABC错误，D正确；
故选：D。
热力学第二定律的内容：①不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；②不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其它影响；
本题考查热力学第二定律，解题关键掌握热力学第二定律，注意单向性的含义。
 

6.【答案】C 

【解析】解：A、由于空间站处于完全失重状态，没法通过物体的重力测量加速度与质量的关系，故无法完成实验，故A错误；
B、研究机械能守恒定律，需要利用物体的重力做功，而在空间站中物体处于完全始终状态，故无法完成实验，故B错误；
C、研究共点力平衡时，利用的是橡皮筋和弹簧的弹力完成的，可以完成实验，故C正确；
D、用单分子油膜估测分子的大小，需要利用分子的重力和浮力，故无法完成实验，故D错误；
故选：C。
在绕地球做匀速圆周运动的空间站内，所有的物体处于完全失重状态，由重力引起的现象全部消失。
此题考查的是在空间站内的物体处于完全失重状态，解题关键是看哪一种实验工具是利用重力来工作的，那么这种实验工具就不能使用．
 

7.【答案】A 

【解析】解：等容变化过程中，压强与热力学温度成正比，在P与t图象中，等容线的反向延长线都过坐标，过abc三点作出等容线如图所示：
斜率反映体积的倒数，过a点的直线的斜率最大，所以体积最小，所以状态a的体积最小，故A正确，BCD错误；
故选：A。
等容变化过程中，压强与热力学温度成正比，在P与t图象中，等容线的反向延长线都过坐标，作出分别过abc三点作出等容线然后利用理想气体状态方程分析即可．
本题关键是作出分别过ABC三点作出等容线，根据理想气体状态方程知道等容线的斜率与体积有关即可做出正确判断．
 

8.【答案】A 

【解析】解：根据位移-时间图像的斜率表示速度，可知若物体沿x轴做减速运动，位移增大，速度减小，故斜率逐渐减小，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据位移-时间图像的斜率表示速度，由斜率的变化分析速度变化，确定物体的运动情况。
解答本题的关键要知道位移-时间图像的斜率表示速度，斜率正负表示速度方向，斜率大小表示速度大小。
 

9.【答案】B 

【解析】解：直导线固定不动，根据右手螺旋定则知，直导线下方的磁场垂直纸面向里，在环形导线的上方和下方各取小微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向上，由于离直导线越远，磁场强度越小，根据可知，环形导线所受合力向下，根据力的作用是相互的，可知两导线有相互排斥的趋势，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据右手螺旋定则得出固定直导线周围的磁场，采用微元法，得出环形导线所受的安培力，从而判断出两导线的受力情况。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流和周围磁场方向的关系，以及会运用左手定则判断磁场方向、电流方向和安培力方向的关系．
 

10.【答案】D 

【解析】解：对带电小球受力分析，有两种可能性，一种是受到重力、电场力和丝线的拉力且三力平衡，重力和电场力的合力一定与丝线拉力等大反向共线，当剪断丝线后，小球将会沿原来丝线方向斜向右下做匀加速直线运动；另一种是带电小球受到重力和电场力且二力平衡，丝线无拉力，当剪断丝线后，小球受力不变，则保持静止不动。
故ABC错误，D正确
故选：D。
根据小球处于静止状态对其受力分析，可能受重力、电场力和丝线的拉力，也可能只受重力和电场力，结合力的平衡判断剪断丝线后，小球的运动状态。
本题考查电场力的受力分析，解题关键掌握根据小球的运动状态分析受力，剪短丝线后再根据受力判断运动状态。
 

11.【答案】A 

【解析】解：由于简谐横波向左传播，经过周期后，波形如图

则可知质点a位于平衡位置的上方，且位移大于，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据平移法得经过周期后波形图，即可判断a的位置。
本题考查波的传播图象，掌握平移法得经过周期后波形图是解题关键。
 

12.【答案】A 

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律得：，则干路电流为，通过的电流为，则电流表的示数为
则不变，则不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据闭合电路欧姆定律得到干路电流与内阻的关系，由欧姆定律得到通过的电流，从而求得电流表示数的表达式，再进行分析。
本题是一道电路动态分析问题，关键要根据闭合电路欧姆定律和欧姆定律得到电流表示数的表达式，再结合数学知识进行分析。
 

13.【答案】布朗  温度 

【解析】解：布朗运动间接的反应了物质分子的无规则运动；
分子无规则运动的剧烈程度与温度有关。
故答案为：布朗；温度。
布朗运动间接的反应了物质分子的无规则运动；
分子无规则运动的剧烈程度与温度有关。
明确什么是布朗运动，布朗运动的意义，影响分子的无规则运动的因素。
 

14.【答案】变大  变大 

【解析】解：假设旋转过程管内液面相对玻璃管静止不动，则管内外水银面的高度差就会增大，管内的气体压强，管内气体压强会减小，气体体积会增大，则管内空气柱的长度将变大；
因管内气体压强会减小，则会增大，故管内外水银面的高度差就会变大。
故答案为：变大；变大。
理解水银面的高度差的影响因素，从而判断出空气柱的长度变化。
本题主要考查了托里拆利实验，解题的关键点是理解压强关系，应用假设法解答。
 

15.【答案】不能  空气阻力的影响不能忽略 

【解析】解：不能；若做自由落体运动，则下落的高度为：，h较小，与题设不符，说明空气阻力的影响不能忽略，所以不能看做自由落体运动。
答：不能，空气阻力的影响不能忽略。
假设雨滴做自由落体运动，求落地速度是对应的高度，然后比较即可。
雨滴的下落过程是先加速后匀速的过程，空气阻力的影响不能忽略。
 

16.【答案】等于  小于 

【解析】解：根据开普勒第三定律可得，由于a和c的轨道半径相同，可知a的周期等于c的周期；
根据牛顿第二定律可得，解得，由于a的轨道半径大于b的轨道半径，a的加速度小于b的加速度。
故答案为：等于；小于。
根据开普勒第三定律分析周期关系；根据牛顿第二定律分析加速度大小关系。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力定律结合牛顿第二定律进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法。
 

17.【答案】 

【解析】解：已知送货和返回过程匀加速段最大速度相同，由知送货和返回牵引力相同，由牛顿第二定律，送货： ，返回：，由图像得，，联立得：，，电动车的额定功率为，
返回时达到最大速度时满足牵引力等于阻力，即，最大速度
故答案为：720；
匀加速段达到额定功率，由斜率求得送货和返回加速度，由牛顿第二定律求得阻力系数，然后求解牵引力，再求额定功率；
根据知P一定，v增大，F减小，电动车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，速度最大，
本题考查了机车的启动问题，解决本题的关键知道整个过程中的运动规律，知道发动机功率和牵引力、速度的关系，当加速度为零时，速度最大。
 

18.【答案】磁  中心轴线  甲同学将探管从螺线管的另一端插入或通过螺线管的电流方向相反螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零  BS 

【解析】解：因实验研究的是通电螺线管的磁感应强度，则该实验用的是磁传感器；
实验中测量的是螺线管轴线上每个点的磁感应强度，故实验时要确保传感器的探管与螺线管的中心轴线重合；
甲同学得到的图像在第四象限，磁感应强度方向为负，其原因是甲同学将探管从螺线管的另一端插入或通过螺线管的电流方向相反；
乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零。
穿过螺线管的磁通量为
故答案为：磁；中心轴线；
甲同学将探管从螺线管的另一端插入或通过螺线管的电流方向相反；螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零；
。
用磁传感器测量磁感应强度；
根据图像判断磁感应强度方向，由此判断螺线管的运动；
根据磁通量定义判断。
本题在判断螺线管的磁通量时注意其与匝数无关。
 

19.【答案】解：两点电场强度示意图如图所示

电量为q小球在A点时，受到的库仑力为：
根据牛顿第二定律有：
，方向向右
电量为q小球在由B运动到A的过程中，只有库仑力做负功，所以电势能逐渐增大。小球的动能转化为电势能，故电势能增加
答：、B两点电场强度的示意图见解析；
小球在A点的加速度为，方向向右；
电势能增加。 

【解析】根据点电荷电场线分布可知A、B两点电场强度的示意图；
根据牛顿第二定律可解得小球在A点的加速度；
库仑力做负功，电势能逐渐增大。
本题考查电势能与电场力做功，解题关键掌握牛顿第二定律的应用，注意库仑力做负功，电势能逐渐增大。
 

20.【答案】解：物体由A到B匀加速运动，根据运动学公式有

整理代入数据可得
物体由A到B，受力如图1，根据牛顿第二定律有

竖直方向 
水平方向 
又
整理代入数据可得
物体运动到B点的速度为
物体由B点经过C到D，机械能守恒，有

代入数据可得
物体刚好通过D点时，重力提供向心力，有

代入数据可得，因为，故物体到达D点前已离开圆轨道，所以物体不能沿图示轨道运动到斜面上的P点；
由可知，物体刚好通过D点时，速度为，然后物体继续运动，沿斜面上升的最大高度为，根据能量守恒有

代入数据可得，这时能运动到斜面上的P点。
物体由B经过C到D，机械能守恒，有

代入数据可得
物体由A到B，根据运动学公式有

代入数据可得
由有
代入数据可得
物体刚好不离开水平轨道AB，则有
代入数据可得
故物体要沿图示轨道运动到P点，恒力F的大小必须满足
答：物体在水平轨道AB上运动的加速度为；
恒力F的大小为20N；
物体不能沿图示轨道运动到斜面上高为的P点；分析说明见解析；
若仅改变恒力F的大小，要使物体沿图示轨道运动到斜面上的P点，F大小应满足的条件为。 

【解析】根据运动学公式求出物体在水平轨道AB上运动的加速度；
根据受力分析，结合牛顿第二定律求出恒力的大小；
根据机械能守恒求出物体经过D点的速度，再和D点的临界速度比较，进而判断物体不能沿图示轨道运动到斜面上的P点；
先求出临界条件对应的恒力的大小，再分析物体刚好不离开水平轨道对应的恒力大小，综合可得恒力的范围。
在处理多过程问题时，要注意分析各过程的运动性质，根据运动学公式分别分析处理；另外要注意竖直面内圆周运动最高点的临界速度。