2022-2023学年上海市虹口区高三上学期期末质量监控测试（高考一模）物理试卷含详解

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2023年上海市虹口区高三上学期高考一模物理试卷


2022年12月
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
3．答题前，务必在答题纸上填写学校、班级、姓名、考号。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、单项选择题（共40分，1-8题每小题3分，9-12题每小题4分．每小题只有一个正确选项．）
1. 下列物理量中属于矢量的是（　　）
A. 振幅 B. 周期 C. 功率 D. 加速度
2. 爱因斯坦在物理学中的重要贡献有（　　）
A. 发现万有引力定律 B. 建立狭义相对论
C. 首次测定元电荷的电荷量 D. 最早发现电磁感应现象
3. 在国际单位制（SI）中，“电势”用基本单位可以表示（　　）
A. B.
C. D.
4. 关于电动势和电压的理解，下列说法正确的是（　　）
A. 电源两极间的电压就是电源的电动势
B. 家用5号干电池电动势大于7号干电池的电动势
C. 两者单位都是伏特，故电动势与电压属于同一物理量
D. 电动势的大小反映电源把其它形式能量转化为电能的本领
5. 如图，甲、乙两颗人造地球卫星在同一圆形轨道上绕地球运行，则两颗卫星（　　）

A. 动能一定相同 B. 周期一定相同
C. 加速度一定相同 D. 受地球的引力一定相同
6. 从某高处释放一粒小石子，经过2s从同一地点再释放另一粒小石子。不计空气阻力，落地前，两粒石子间的距离将（　　）
A. 保持不变 B. 不断减小
C. 不断增大 D. 先增大后减小
7. 宇航员在图示的天宫空间站内将冰墩墩抛出，则（　　）

A. 冰墩墩处于完全失重状态，是因为其不受重力
B. 冰墩墩在飞行过程中，所受外力合力不为零
C. 冰墩墩在飞行过程中，因为不受力，所以做匀速直线运动
D. 抛掷瞬间，宇航员对冰墩墩作用力大于冰墩墩对宇航员的作用力
8. 图示为时刻的波形图，波速。从图示时刻开始，质点Q领先于质点P到达平衡位置。则（　　）

A. 波沿x轴负方向传播
B. 质点P的振动周期
C. 时，质点P和Q均沿y轴正方向运动
D. 到的时间内，质点M通过的路程为6cm
9. 如图，O点固定一个点电荷，绝缘细线将另一带电小球悬挂于O点。将小球轻轻拉至A点，由静止释放后，小球在A、B间做小幅摆动，不计空气阻力。当小球向左经过最低点C时，迅速移走点电荷，则（　　）

A. 摆动周期减小
B. 小球仍能到达B点
C. 再次经过C点时，小球的速度大于此前经过C点时的速度
D. 再次经过C点时，细线的张力大于此前经过C点时的张力
10. 图示电路中，电源电动势为E，内阻不计，闭合开关S，滑动头P由中点向下移动的过程中，电表、、示数变化的大小分别为、、，则（　　）

A. 示数减小、示数增大 B. 示数减小，示数不变
C. 不变，增大 D. 、均不变，且
11. 如图，圆环均匀带正电，沿其中心轴线建立x轴。将另一点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为。取无穷远处为电势能零点，则电荷具有的电势能与位置坐标x的关系图像正确的是（　　）

A. B.
C D.
12. 如图，飞行员通过手柄控制推力F的大小和方向，可以改变单人滑板式飞行器在空中的飞行方向和速度。调节推力F，使飞行器沿与竖直成角的方向匀速飞行（），飞行员受到空气的阻力与其速度成正比，则（　　）

A. 推力F沿飞行方向指向左上方
B. 飞行方向不变，速度越大，推力F与竖直方向夹角越小
C. 若保持推力F方向不变，匀速飞行的速度较大时，角较小
D. 若保持推力F大小不变，匀速飞行的速度较大时，角较小
二、填空题（共20分，每题4分．）
13. 静电场是________周围空间存在的一种物质；描述电场力的属性和能的属性的物理量分别为________、________。
14. 图示为研究左手定则的实验装置图。闭合电键，铜棒P向右摆动，则U型磁铁的A端为______极（选填“N”或“S”）。铜棒P从静止开始起，第一次到达右侧最高点的过程中，不计空气阻力，其机械能________（选填“增大”、“减小”、“先增后减”、“先减后增”）。

15. 跳水比赛中，运动员向上离开踏板的瞬间为计时起点，竖直向上为正方向。运动员可看做质点，其竖直方向的速度v与时间t的关系如图所示，则运动员到达最高点的时刻为______，踏板距离水面的高度为______m。

16. 图示为研究电磁感应现象的实验装置图，A、B是套在同一圆形铁芯上的两个线圈。事先已经探明：电流从正极流入灵敏电流计G时，指针向右偏转。现将电键S闭合，再稳定一段时间，观察到电流计的指针先_______，最后回到中间位置不动。指针回到中间不再偏转的原因是：________。

17. 图（甲）中，粗糙程度相同的斜面固定在地面上，将小物块从斜面顶端由静止释放，经6s匀加速下滑到底端。图（乙）中的①、②两条曲线分别表示该过程重力、摩擦力对物块做功随时间的变化关系，虚线AB为时曲线①的切线，则切线AB斜率的物理意义是________。以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能时，其动能_______J。

三、综合题（共40分．）
18. 在“用DIS测量电源的电动势和内阻”的实验中，A同学将待测电源、电阻箱R、阻值为6Ω的定值电阻R0、电流传感器连成图（甲）所示的电路。

（1）B同学认为：R0阻值太小，可以去掉，你________B同学的观点（选填“赞同”、“不赞同”），理由是：_______。
（2）A同学实验时，调整电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的阻值R和电流传感器示数I，在计算机上绘出的关系图线，如图（乙）中的线a所示。将电源a换为电源b，测量多组数据，在同一坐标系中绘出图线b。
①不计电流传感器的内阻，依据图线可知，电源a的电动势Ea=________V，内阻ra=_______Ω。
②若将定值电阻R2分别与电源a、b连接，则R2两次消耗的功率Pa_______Pb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
19. 如图，长度为的光滑直杆AB固定在水平地面，与水平面的夹角，质量为m的小球套在杆上。原长为l的轻质橡皮筋下端固定在A点正下方的O点，上端与球相连。将小球从A点由静止释放，运动到底端B时速度恰为零，橡皮筋始终在弹性限度内，重力加速度为g。求：
（1）运动到杆的中点C时，小球速度的大小；
（2）运动到杆的中点C时，小球重力的功率；
（3）请分析说明：小球从A到B的过程中，其动能是如何变化的？








20. 光滑金属框架abcde置于水平面内，，各边长度如图所示。cd边接入阻值为R的定值电阻，ab边接入理想电压表V，导棒MN平行于cd，不计框架与导棒的电阻。匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为B。在外力作用下，MN沿框架以初始速度从靠近cd的位置向右运动，导棒始终与bc垂直且接触良好。MN运动到ab之前的过程中，电压表的示数恒为U。
（1）试从功和能量转化关系的角度证明：MN在d、e之间运动的过程中，切割磁感线产生的电动势；
（2）若定义“另类加速度”为通过单位位移内的速度改变量，用公式表示为。请分析说明：MN向右运动的整个过程中，A是如何变化的？
（3）MN由cd向右运动到ab的过程中，安培力对导棒所做的功为多少？


物理详解卷
一、单项选择题（共40分，1-8题每小题3分，9-12题每小题4分．每小题只有一个正确选项．）
1. 下列物理量中属于矢量的是（　　）
A. 振幅 B. 周期 C. 功率 D. 加速度
【答案】D
【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，振幅、周期和功率只有大小，没有方向，是标量，加速度既有大小，又有方向，是矢量。
故选D
2. 爱因斯坦在物理学中的重要贡献有（　　）
A. 发现万有引力定律 B. 建立狭义相对论
C. 首次测定元电荷电荷量 D. 最早发现电磁感应现象
【答案】B
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，故A错误；
B．爱因斯坦建立了狭义相对论，故B正确；
C．密立根首次测定元电荷的电荷量，故C错误；
D．法拉第最早发现电磁感应现象，故D错误。
故选B。
3. 在国际单位制（SI）中，“电势”用基本单位可以表示为（　　）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据电势的定义式

可得电势的单位为，又因

则有

所以

根据

则有

即

故选C。
4. 关于电动势和电压的理解，下列说法正确的是（　　）
A. 电源两极间的电压就是电源的电动势
B. 家用5号干电池的电动势大于7号干电池的电动势
C. 两者单位都是伏特，故电动势与电压属于同一物理量
D. 电动势的大小反映电源把其它形式能量转化为电能的本领
【答案】D
【详解】A．电源两极间的电压为路端电压，故A错误；
B．5号干电池的电动势等于7号干电池的电动势，均为1.5V，故B错误；
C．两者单位都是伏特，但电动势反映电源内部非静电力做功本领大小的物理量，而电压与静电力做功有关，不属于同一物理量，故C错误；
D．电动势的大小反映电源把其它形式能量转化为电能的本领，即非静电力做功的本领，故D正确。
故选D。
5. 如图，甲、乙两颗人造地球卫星在同一圆形轨道上绕地球运行，则两颗卫星（　　）

A. 动能一定相同 B. 周期一定相同
C. 加速度一定相同 D. 受地球的引力一定相同
【答案】B
【详解】AB．设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，对于在轨卫星有万有引力提供向心力

线速度

卫星的动能

周期

甲、乙两颗卫星的轨道半径相同而质量关系未知，故A错误，B正确；
C．卫星的加速度大小

两卫星轨道半径相同，所以加速度大小相同，但两卫星在轨道上位置不同，加速度方向不同，故C错误；
D．卫星受到的地球引力

由于两卫星质量关系未知，故D错误。
故选B。
6. 从某高处释放一粒小石子，经过2s从同一地点再释放另一粒小石子。不计空气阻力，落地前，两粒石子间的距离将（　　）
A. 保持不变 B. 不断减小
C. 不断增大 D. 先增大后减小
【答案】C
【详解】设落地前第一个小石子运动的时间为t，则第二个小石子运动的时间为（t-2）s，根据自由落体位移时间公式得


则两粒石子间的距离为

所以随着时间的增大，两粒石子间的距离将增大。
故选C。
7. 宇航员在图示的天宫空间站内将冰墩墩抛出，则（　　）

A. 冰墩墩处于完全失重状态，是因为其不受重力
B. 冰墩墩在飞行过程中，所受外力的合力不为零
C. 冰墩墩在飞行过程中，因为不受力，所以做匀速直线运动
D. 抛掷瞬间，宇航员对冰墩墩的作用力大于冰墩墩对宇航员的作用力
【答案】B
【详解】A．冰墩墩处于完全失重状态，在地球附近，仍然受地球引力，故A错误；
B．冰墩墩在飞行过程中，受地球引力作用，故所受外力的合力不为零，故B正确；
C．冰墩墩在飞行过程中受地球引力，以空间站为参考系，做匀速直线运动，故C错误；
D．抛掷瞬间，宇航员对冰墩墩作用力大小等于冰墩墩对宇航员的作用力，故D错误。
故选B。
8. 图示为时刻波形图，波速。从图示时刻开始，质点Q领先于质点P到达平衡位置。则（　　）

A. 波沿x轴负方向传播
B. 质点P的振动周期
C. 时，质点P和Q均沿y轴正方向运动
D. 到的时间内，质点M通过的路程为6cm
【答案】D
【详解】A．由于从图示时刻开始，质点Q领先于质点P到达平衡位置，可知质点P正沿y轴负方向振动，根据同侧法，可知波沿x轴正方向传播，A错误；
B．质点振动周期与波传播周期相等，则

B错误；
C．由于

根据上述结合图像，可知时，质点Q正沿y轴正方向运动，质点P正沿y轴负方向运动，C错误；
D．根据图像可知，经历

质点M开始振动，即到的时间内，质点M发生振动的时间为

则到的时间内，质点M通过的路程为

D正确。
故选D。
9. 如图，O点固定一个点电荷，绝缘细线将另一带电小球悬挂于O点。将小球轻轻拉至A点，由静止释放后，小球在A、B间做小幅摆动，不计空气阻力。当小球向左经过最低点C时，迅速移走点电荷，则（　　）

A. 摆动周期减小
B. 小球仍能到达B点
C. 再次经过C点时，小球的速度大于此前经过C点时的速度
D. 再次经过C点时，细线的张力大于此前经过C点时的张力
【答案】B
【详解】A．因为小球在A、C间受到的库仑力沿细线方向，则单摆周期公式中的g值不变，故摆动周期不变，故A错误；
B．小球在A、C间受到的库仑力沿细线方向，与速度方向垂直，对小球不做功，小球在A、B间做小幅摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以小球仍能到达B点，故B正确；
C．因为机械能守恒，所以再次经过C点时，小球的速度等于于此前经过C点时的速度，故C错误；
D．小球第一次经过C点时，根据牛顿第二定律有

小球再次经过C点时，根据牛顿第二定律有

可知再次经过C点时，细线的张力小于此前经过C点时的张力，故D错误。
故选B。
10. 图示电路中，电源电动势为E，内阻不计，闭合开关S，滑动头P由中点向下移动的过程中，电表、、示数变化的大小分别为、、，则（　　）

A. 示数减小、示数增大 B. 示数减小，示数不变
C. 不变，增大 D. 、均不变，且
【答案】B
【详解】AB．滑动头P由中点向下移动的过程中，R2电阻变大，则A1示数变小；内阻不计，A2示数不变，故A不符合题意，B符合题意；
CD．R1、R2串联，则

由

可知

故CD不符合题意。
故选B。
11. 如图，圆环均匀带正电，沿其中心轴线建立x轴。将另一点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为。取无穷远处为电势能零点，则电荷具有的电势能与位置坐标x的关系图像正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为，由电势能的定义可知，点电荷在处的电势能

又与的关系图像的斜率的绝对值表示静电力的大小，将圆环分成很多可以看成点电荷的小段，由电场叠加原理可知，处电场强度为零，且从向左、向右电场强度都变小，无穷远处电场强度为零。电荷从向左、向右受到的静电力都是先增大后减小。与的关系图像的斜率的绝对值从向左、向右都是先增大后减小。
故选A。
12. 如图，飞行员通过手柄控制推力F的大小和方向，可以改变单人滑板式飞行器在空中的飞行方向和速度。调节推力F，使飞行器沿与竖直成角的方向匀速飞行（），飞行员受到空气的阻力与其速度成正比，则（　　）

A. 推力F沿飞行方向指向左上方
B. 飞行方向不变，速度越大，推力F与竖直方向夹角越小
C. 若保持推力F方向不变，匀速飞行的速度较大时，角较小
D. 若保持推力F大小不变，匀速飞行的速度较大时，角较小
【答案】C
【详解】A．飞行器匀速直线运动，所以合力为零，又因为飞行器和飞行员受到竖直向下的重力，沿飞行速度相反方向的阻力，根据共点力平衡可知，还需要受到与竖直方向夹角小于的左上方的推力作用，A错误；
B．飞行员受到空气的阻力与其速度成正比，所以飞行方向不变，速度越大，受到的阻力越大，根据矢量求合

可知推力F与竖直方向夹角越大，B错误；
C．若保持推力F方向不变，匀速飞行的速度较大时，受到的阻力越大，根据矢量三角形可知角较小，C正确；
D．若保持推力F大小不变，匀速飞行的速度较大时，受到的阻力越大，角较大，D错误。
故选C。
二、填空题（共20分，每题4分．）
13. 静电场是________周围空间存在的一种物质；描述电场力的属性和能的属性的物理量分别为________、________。
【答案】 ①. 电荷 ②. 电场强度 ③. 电势
【详解】[1][2][3]静电场是电荷周围空间存在的一种物质；描述电场力的属性和能的属性的物理量分别为电场强度、电势。
14. 图示为研究左手定则的实验装置图。闭合电键，铜棒P向右摆动，则U型磁铁的A端为______极（选填“N”或“S”）。铜棒P从静止开始起，第一次到达右侧最高点的过程中，不计空气阻力，其机械能________（选填“增大”、“减小”、“先增后减”、“先减后增”）。

【答案】 ①. ②. 增大
【详解】[1]根据题意可知，闭合电键，铜棒P向右摆动，即铜棒P受向右的安培力，由左手定则可知，U型磁铁的A端为极。
[2]铜棒P从静止开始起，第一次到达右侧最高点的过程中，不计空气阻力，安培力做正功，机械能增大。
15. 跳水比赛中，运动员向上离开踏板的瞬间为计时起点，竖直向上为正方向。运动员可看做质点，其竖直方向的速度v与时间t的关系如图所示，则运动员到达最高点的时刻为______，踏板距离水面的高度为______m。

【答案】 ①. 0.5 ②. 10
【详解】[1]运动员0.5s时速度为0，到达最高点的时刻为0.5s。
[2]踏板距离水面的高度为

16. 图示为研究电磁感应现象的实验装置图，A、B是套在同一圆形铁芯上的两个线圈。事先已经探明：电流从正极流入灵敏电流计G时，指针向右偏转。现将电键S闭合，再稳定一段时间，观察到电流计的指针先_______，最后回到中间位置不动。指针回到中间不再偏转的原因是：________。

【答案】 ①. 向左偏转 ②. 穿过B的磁通量不再变化
【详解】[1]已知电流从正极流入灵敏电流计G时，指针向右偏转，由楞次定律可判断此时穿过B的磁通量向下减少或向上增加。电键S刚闭合时，由安培定则可判断此时穿过B的磁通量向下增加，线圈B中产生电流从负极流入灵敏电流计，由此可知电流计指针会向左偏转。
[2]而稳定一段时间后，线圈A中电流不再变化，产生磁场也就不再变化，则穿过B的磁通量不再变化，B中不再产生感应电流，电流计指针回到中间不再偏转。
17. 图（甲）中，粗糙程度相同的斜面固定在地面上，将小物块从斜面顶端由静止释放，经6s匀加速下滑到底端。图（乙）中的①、②两条曲线分别表示该过程重力、摩擦力对物块做功随时间的变化关系，虚线AB为时曲线①的切线，则切线AB斜率的物理意义是________。以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能时，其动能_______J。

【答案】 ①. 小物块的重力在时的瞬时功率 ②. 6
【详解】[1]重力做正功，摩擦力做负功，所以①图像是重力的图像，②图像是摩擦力的图像。切线AB斜率的物理意义是小物块的重力在时的瞬时功率。
[2]小物块在时下滑到斜面的最底端，重力一共做功

所以重力势能减小了18J。摩擦力一共做功

以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能时,物块处于斜面的中点位置，则从出发到中点，对物块用动能定理得

解得

三、综合题（共40分．）
18. 在“用DIS测量电源电动势和内阻”的实验中，A同学将待测电源、电阻箱R、阻值为6Ω的定值电阻R0、电流传感器连成图（甲）所示的电路。

（1）B同学认为：R0阻值太小，可以去掉，你________B同学的观点（选填“赞同”、“不赞同”），理由是：_______。
（2）A同学实验时，调整电阻箱的阻值，记录多组电阻箱的阻值R和电流传感器示数I，在计算机上绘出的关系图线，如图（乙）中的线a所示。将电源a换为电源b，测量多组数据，在同一坐标系中绘出图线b。
①不计电流传感器的内阻，依据图线可知，电源a的电动势Ea=________V，内阻ra=_______Ω。
②若将定值电阻R2分别与电源a、b连接，则R2两次消耗的功率Pa_______Pb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 ①. 不赞同 ②. 当电阻箱接入电路的阻值较小时，R0可以起到保护电路的作用 ③. 10 ④. 4 ⑤. 小于
【详解】（1）[1][2]当电阻箱接入电路的阻值较小时，R0可以起到保护电路的作用，所以不赞同B同学的观点；
（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得

变形可得

结合图线有


所以
，
[5]由图乙可得
，
作出两个电源的U-I图线，如图所示

电阻的U-I图线与两电源的交点为电阻的工作点，由图可知，图中交点的横纵坐标的乘积表示电阻R消耗的功率，且有

19. 如图，长度为的光滑直杆AB固定在水平地面，与水平面的夹角，质量为m的小球套在杆上。原长为l的轻质橡皮筋下端固定在A点正下方的O点，上端与球相连。将小球从A点由静止释放，运动到底端B时速度恰为零，橡皮筋始终在弹性限度内，重力加速度为g。求：
（1）运动到杆的中点C时，小球速度的大小；
（2）运动到杆的中点C时，小球重力的功率；
（3）请分析说明：小球从A到B的过程中，其动能是如何变化的？

【答案】（1）；（2）；（3）动能先增大，后减小到零
【详解】（1）由几何关系可知：小球在A点时，轻质橡皮筋处于原长状态，小球运动到C点时，依然是原长状态，即小球从A点运动到C点弹簧弹力不做功，根据动能定理有

代入数据解得

（2）由公式

可知小球运动到C点时，重力的功率为

（3）小球从A运动到C的过程中，轻质橡皮筋从原长变成松弛再变成原长，此过程轻质橡皮筋对小球没有力的作用，只有重力对小球做正功，其他力不做功，所以小球的动能一直增加；小球从C运动到B的过程中，轻质橡皮筋有弹力，某位置小球的受力分析如图所示

当轻质橡皮筋的弹力F在沿杆向上方向上的分力与重力mg在沿杆向下方向上的分力等大时，小球受力平衡，速度到达最大值，此后弹力F在沿杆向上方向上的分力大于重力mg在沿杆向下方向上的分力，小球开始做减速运动，直到运动到底端B时速度为零。所以小球从A到B的过程中，动能先增大，后减小到零。
20. 光滑金属框架abcde置于水平面内，，各边长度如图所示。cd边接入阻值为R的定值电阻，ab边接入理想电压表V，导棒MN平行于cd，不计框架与导棒的电阻。匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为B。在外力作用下，MN沿框架以初始速度从靠近cd的位置向右运动，导棒始终与bc垂直且接触良好。MN运动到ab之前的过程中，电压表的示数恒为U。
（1）试从功和能量转化关系的角度证明：MN在d、e之间运动的过程中，切割磁感线产生的电动势；
（2）若定义“另类加速度”为通过单位位移内的速度改变量，用公式表示为。请分析说明：MN向右运动的整个过程中，A是如何变化的？
（3）MN由cd向右运动到ab的过程中，安培力对导棒所做的功为多少？

【答案】（1）见解析；（2）MN在d、e之间运动的过程中，A为0，当MN越过e点后，A增大；（3）
【详解】（1）由于电压表的示数恒定，表明导体棒MN在d、e之间做匀速直线运动，外力与安培力平衡，安培力做功为

根据功能关系可知

有由于

解得

（2）由于MN在d、e之间运动的过程中，电压表的示数恒为U，导棒MN电阻不计，则有

此过程，导体棒做匀速直线运动，则

当导体棒越过e点后，令导体棒相对e点的位移为s，则有
，，
解得

对该函数求导数可得到

可知，当位移s增大时，增大，即，MN在d、e之间运动的过程中，A为0，当MN越过e点后，A增大。
（3）根据上述，感应电流为

MN在d、e之间运动的过程中，安培力做的功

当MN越过e点后，令导体棒相对e点的位移为s，则有

安培力与位移成线性关系，作出其图像如图所示

则次过程安培力做功为

则全过程安培力做功

解得