2023届上海市浦东新区高三上学期一模物理试题（解析版）

浦东新区2022学年度第一学期期末质量监控试卷

高三物理练习2023.01

考生注意：

1．试卷共5页，满分100分，考试时间60分钟。

2．本考试分设试卷和答题纸．全卷包括三大题，第一大题为选择题，第二大题为填空题，第三大题为综合题。

3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、学校、准考证号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每题只有一个正确选项。）

1．电场强度的定义式是（　　）

A． B． C． D．

2．如图，A轮通过摩擦带动B轮匀速转动，两轮间不发生相对滑动，A、B两轮转动周期分别为，边缘的线速度大小分别为，则（　　）

A． B．

C． D．

3．符合“研究牛顿第二定律”实验结论的图像是（　　）

A． B．

C． D．

4．空间有一个沿x轴分布的电场，其场强E随x变化的关系如图所示。其“阴影面积”的单位是（　　）

A．N B．J C．V D．

5．静止在货车上的集装箱重，当吊机对箱施加的竖直向上拉力时，箱所受合力为（　　）

A．，竖直向下 B．，竖直向下

C．，竖直向上 D．0

6．质量为m的“天宫”空间站，绕地球做匀速圆周运动的半径为r，若地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则空间站的线速度大小为（　　）

A． B． C． D．

7．一列横波向右传播，某时刻介质中质点A的位置如图．周期后，质点A位于平衡位置的

A．上方，且向上运动 B．下方，且向上运动

C．上方，且向下运动 D．下方，且向下运动

8．如图，物块A与斜面B一起水平向左做匀加速运动的过程中，物块A所受的（　　）

A．重力做负功 B．支持力做负功 C．摩擦力做负功 D．合外力做负功

9．四只完全相同的灯泡分别用图（a）、（b）两种方式连接，电路两端电压分别为和V。当灯泡都正常发光时，消耗的电功率分别为和，则（　　）

A． B． C． D．无法确定

10．如图，将橡皮筋的结点拉至O点并保持不动。水平移动滑轮C，并保持与竖直方向夹角保持不变。要使绳下悬挂物质量最小，则与竖直方向的夹角与之间满足（　　）

A． B． C． D．

11．虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，当闭合线圈由静止开始平移时，磁场对边的安培力方向如图所示。则线圈内磁通量变化及边受到的安培力方向分别为（　　）

A．变大，向左 B．变大，向右 C．变小，向左 D．变小，向右

12．如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。时，乙球以的初速度冲向原来静止的甲球，在时间内它们的图线如图（b）所示。整个运动过程中两球未相碰，设、时刻两球的总电势能分别为、，则（　　）

A．时刻两球最近， B．时刻两球最近，

C．时刻两球最近， D．时刻两球最近，

二、填空题（每空2分，共20分）

13．如图，水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。

14．在“研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，得到如图所示的图线。由图可知，螺线管内中央处的磁感应强度大小约为__________T，若螺线管内的横截面积为，则穿过中央横截面的磁通量约为__________。

15．某物体以的初速度竖直上抛，不计空气阻力，则内的路程为__________m，内的平均速度为__________。（g取）

16．如图，电源电动势为E，内阻为r，两个完全相同的灯泡电阻不变。当滑片P从最大阻值滑到中点的过程中，电压表V的变化量为，电流表A的变化量为，电压表的变化量为，电流表的变化量为，则___________，_______（选填“>”、“=”或“<”）。（电表均为理想电表）

17．利用手机中的磁传感器可测量埋在地下的水平高压直流长直电缆的深度。在手机上建立了空间直角坐标系后保持方位不变，且始终竖直向上，如图（a）所示。电缆上方的水平地面上有E、F、G、H四个点，如图（b）所示。长均为且垂直平分。电缆通电前将各分量调零，通电后测得四点的分量数据见表，其中。则电缆中电流沿____________（选填“”、“”、“”或“”）方向，距离地面的深度为__________m。

三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。

18．某同学利用DIS验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。保持摆锤释放器在P点位置不变，由静止释放摆锤，分别利用传感器（图中未画出）测出摆锤经过A、B、C、D四个位置的挡光时间t。已知摆锤的直径，质量。取D所在水平面为零势能面，A、B、C三点相对于零势能面的高度如图所示，实验获取的数据如下表：

（1）本实验使用的是__________传感器。

（2）表格中“▲”所代表的物理量的值为__________。

（3）实验中该同学发现传感器所测的位置略低于A点，则他经过计算机获得的速度数据与真实值比，__________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（4）该同学认为，如果分析t与h的关系，也能验证机械能守恒定律。所以该同学将数据进一步处理，作出“”图，图线如图所示。根据图线和相关数据，可以推算出小摆锤的机械能__________J（保留到小数点后第3位）。若该图线的斜率绝对值为k，事后另一个同学再次重复进行实验，并将释放点抬高，并保持不变，测出了新的四组数据重新作图，图线的斜率绝对值为。则k_____（选填“>”、“=”或“<”）。

19．如图，粗细相同的水平直杆与圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，直杆的AB部分长，圆弧杆BC的半径。一个质量、直径略大于杆截面直径的小环（可视为质点）穿在水平直杆上的A点。现让小环以的初速度由A向B运动的同时，在竖直面内对小环施加一个垂直杆AB的恒力F作用，运动到B点时撤去F，之后小环沿圆弧杆BC上滑的最大高度为。已知小环与直杆AB的动摩擦因数、与圆弧杆BC的摩擦不计，重力加速度g取，试求：

（1）小环在B点的速度v的大小；

（2）小环在杆AB上的加速度a的大小；

（3）小环在杆AB上所受的恒力F的大小；

（4）小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间t。

20．如图（a）所示，两根平行的光滑金属导轨上端与阻值为的电阻相连，导轨平面与水平面夹角为，导轨间距为。水平的虚线所夹区域存在两个垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，其中磁场Ⅰ磁感应强度大小为，磁场Ⅱ磁感应强度大小未知。一根水平放置的导体棒从图示位置由静止释放，经时间进入Ⅰ。以磁场Ⅰ的上边界为坐标原点，沿导轨建立轴，导体棒在磁场中运动时电阻的功率与导体棒的位置坐标的关系如图（b）所示。导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度取，求：

（1）棒进入磁场Ⅰ时受到的安培力方向及速度的大小；

（2）分析描述导体棒在磁场Ⅰ中的运动性质；

（3）磁场Ⅱ磁感应强度的大小。

1．C

【详解】

电场强度是指试探电荷在电场中所受的电场力与试探电荷电荷量的比值，即

故选C。

2．B

【详解】

根据题意可知，两轮间不发生相对滑动，所以边缘线速度相等

根据

可知，两者周期不同。

故选B。

3．A

【详解】

“研究牛顿第二定律”实验，其中外力与质量无关，根据

可知

合力一定时，加速度与质量的倒数成正比，与质量成反比。

故选A。

4．C

【详解】

结合匀强电场中电势差与场强的关系式

可知，图线与x轴所围的面积表示电势差，单位为V。

故选C。

5．D

【详解】

集装箱重，当吊机对箱施加的竖直向上拉力时，拉力小于重力，集装箱保持静止，所以合力为零。

故选D。

6．D

【详解】

根据万有引力提供向心力可得

解得

故选D。

7．C

【分析】

先根据“上下坡法”判断出图示时刻质点A的运动方向，再根据周期后，质点A的位置与图示时刻的位移关于平衡位置对称，速度反向来分析；

【详解】

横波向右传播，根据“上下坡法”知图示时刻质点A向上运动，则周期后，质点A位于平衡位置的上方，且向下运动，故ABD错误，C正确．

【点睛】

解决本题的关键要知道每经过半个周期的运动状态相反，能熟练运用“上下坡法”或波形平移法判断质点的振动方向．

8．B

【详解】

A．物块A与斜面B一起水平向左做匀加速运动的过程中，重力与位移方向垂直，不做功，故A错误；

B．支持力方向与位移方向夹角为钝角，做负功，故B正确；

C．摩擦力方向与位移方向夹角为锐角，做正功，故C错误；

D．因为速度增大，动能增大，根据动能定理可知，合外力做正功，故D错误。

故选B。

9．A

【详解】

灯泡都正常发光，根据电路结构，两电路总电流关系为

电路总功率分别为

，

得

即

故选A。

10．B

【详解】

O点受到OA向上的拉力，大小、方向固定，OB斜向右下方的拉力，方向固定，画出力的矢量三角形如图所示

可知，当FB和FC垂直时，即时，OC绳上拉力最小，即绳下悬挂物质量最小。

故选B。

11．C

【详解】

当闭合线圈由静止开始平移时，磁场对边的安培力方向如图所示，可知线框面积有增大的趋势，阻碍磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈内磁通量变小，则边受到的安培力向左，使面积有增大趋势。故C正确ABD错误。

故选C。

12．A

【详解】

由图（b）可知，时间内乙球向左减速，甲球向左加速，可知两球带同种电荷，两球间存在斥力，时刻两球速度相同，相距最近，由动量守恒定律可得

解得

整个过程电场力做负功，电势能增加，增加量为

其中

之后在斥力的作用下，甲继续向左加速，乙向左减速至速度为零后向右加速，t3时刻两球没有相距最近，过程中，电势能的增加量为

其中

，

代入数据可得

故t1时刻两球的总电势能较大，即

故选A。

13．     衍射     增加

【详解】

[1][2] 水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，说明波绕过了障碍物继续传播，是因为波发生了衍射，现象，为了使树叶停止振动，使衍射现象不明显，可以减小波长，根据

可知，波速不变，可以增加波源S的频率。

14．         

【详解】

[1]螺线管内中央区域附近磁感应强度不变，由图可知，中央处的磁感应强度大小约为。

[2]穿过中央横截面的磁通量约为

15．     40     0

【详解】

[1]物体以的初速度竖直上抛，上升到最高点时有

，

可得

，

所以根据对称性可知末物体回到了原点，则内的路程为

[2]由于末物体回到了原点，则4s内物体位移为0，根据平均速度定义可知内的平均速度为0。

16．     r     >

【详解】

[1]电压表测量的是路端电压U，电流表A测量的是干路电流I，改变滑动变阻器的值，相当于改变外电路电阻，根据

可知

即比值为电源的内阻，保持不变；

[2]将电源和干路的灯泡等效成电动势为E′，内电阻为r′的一个电源，其他电阻等效成电路外电阻，电压表A1测量的是路端电压U1，电流表A测量的是等效干路电流I，改变滑动变阻器的值，相当于改变外电路电阻，根据

可知

同理可知将干路灯泡和电源串联后再和滑动变阻器并联看成等效电源，内阻为，有

根据并联电路电阻关系可知

则

17．          1.2

【详解】

[1]如图所示为通电直导线周围的磁感线示意图

由题中数据可知，E、F两点水平方向的磁感应强度大小相等，方向均沿+x方向，竖直方向的磁感应强度大小相等，E点沿+z方向分量与F点沿-z方向分量相等，结合G、H两点在y、z方向磁感应强度均为零可知E、F点位置如图所示，G、H在EF的中垂线上，故电缆中电流沿方向。

[2]F点的磁感应强度分解如图所示

可得

EF长为，由几何关系可得

解得距离地面的深度为

18．     光电门     1.736     偏大     0.016     =

【详解】

（1）[1]本实验，采用光电门传感器来测量瞬时速度；

（2）[2]根据光电门测速原理可知

（3）[3]该同学发现传感器所测的位置略低于A点，则重力势能减小量变大，动能增加量变大，则经过计算机获得的速度数据比真实值偏大。

（4）[4][5]根据图像可知，当h=0时，重物重力势能为零，只有动能，则机械能

根据

整理得

事后另一个同学再次重复进行实验，并将释放点抬高，并保持不变，可知，改变的是，图像斜率不变，所以

19．（1）；（2）；（3）或1N；（4）

【详解】

（1）小环沿圆弧杆BC上滑过程根据动能定理有

代入数据解得

（2）小环由A向B运动时，根据运动学关系有

代入数据解得加速度的大小

（3）小环由A向B运动，当AB杆下面受到小环摩擦力时，根据牛顿第二定律有

解得

方向竖直向上；

当AB杆上面受到小环摩擦力时，根据牛顿第二定律有

解得

方向竖直向上；

（4）小环沿圆弧杆BC上滑过程可看成单摆运动过程，根据

故小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间

20．（1）安培力的方向平行于轨道斜向上；；（2）导体棒在磁场Ⅰ中向下以做匀速直线运动；（3）

【详解】

（1）棒进入磁场Ⅰ时受到的安培力应阻碍棒相对于轨道向下运动，则棒进入磁场Ⅰ时受到的安培力方向平行于轨道斜向上；设棒进入磁场Ⅰ时，电路电流为，根据图（b）可知，

解得

棒进入磁场Ⅰ时产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律可得

联立解得

（2）根据图（b）可知，内，电阻的功率保持不变，则回路电流保持不变，回路电动势保持不变，棒进入磁场Ⅰ时产生的感应电动势保持不变，故导体棒在磁场Ⅰ中向下以做匀速直线运动。

（3）根据图（b）可知，棒刚进入磁场Ⅱ时，电阻的功率为，设此时电流为，则有

解得

棒进入磁场Ⅱ时产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律可得

联立解得