2023年上海市静安区高三二模测试物理试题含详解

静安区2022学年第二学期教学质量检测

高三物理试卷

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.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号等。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。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）

1．科学家常用中子轰击原子核，主要是因为中子（　　）

A．质量较大 B．速度较大 C．能量较大 D．不带电

2．下列实验中，能证实光具有粒子性的是（　　）

A．α粒子散射实验 B．光电效应实验

C．光的单缝衍射实验 D．光的双缝干涉实验

3．单色光分别入射到直径为dA和dB的圆孔，形成如图所示的图A和图B，由图可知（　　）

A．A图是衍射图像，dA<dB

B．A图是干涉图像，dA>dB

C．B图是衍射图像，dA<dB

D．B图是干涉图像，dA>dB

4．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，室内气体（　　）

A．分子势能减小 B．分子势能增大

C．速率小的分子所占比例增大 D．速率小的分子所占比例减小

5．如图，可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经a点爬到b点，蚂蚁经过这两点所受摩擦力Ffa、Ffb和弹力FNa、FNb的情况是（　　）

A．Ffa >Ffb，FNa>FNb

B．Ffa >Ffb，FNa<FNb

C．Ffa <Ffb，FNa>FNb

D．Ffa <Ffb，FNa<FNb

6．静置在粗糙水平面上的物体，受到一个方向不变的水平拉力F作用而运动，F的大小随时间变化的规律如图所示。在0~t1时间内物体的加速度大小（　　）

A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小

7．一种新型合金材料的磁性随温度升高而减弱。如图，A为由这种合金材料制作的长方体，B为位于A左侧的金属线圈。若对A加热，则从左向右看（　　）

A．B中一定产生逆时针方向电流 B．B中一定产生顺时针方向电流

C．B线圈一定有收缩的趋势 D．B线圈一定有扩张的趋势

8．A、B是电场中的一条电场线，若将一个带负电的点电荷由A点静止释放，它在沿电场线从A向B运动过程中的图像如图所示，A、B两点的电势和场强E的大小关系是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

9．两列均由一次全振动产生的简谐横波相向传播，振幅相等、波长均为λ、周期均为T，t = 0时的波形如图所示，的波形为（　　）

A． B．

C． D．

10．如图，一端开口的U形管内装有水银，开口向下竖直放置时左侧水银面更低，右侧封有一段气柱压强为，保持温度不变，在左管K处开一小孔后（　　）

A．仅K点下方的水银全部流出，增大

B．仅K点下方的水银全部流出，减小

C．左侧虚线下方的水银全部流出，减小

D．左侧虚线下方的水银全部流出，增大

11．稳定运行的空间站中，有如图所示的装置：甲、乙两个光滑圆形轨道安置在同一竖直平面内，甲的半径更小，轨道之间有一条粗糙的水平轨道CD相通。一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过CD段后滑上乙轨道，最后离开圆轨道。不计空间站内的空气阻力，若小球经过甲、乙最高点时的速度为v甲、v乙，与轨道间的弹力为FN甲、FN乙，则（　　）

A．v甲 > v乙，FN甲 >FN乙 B．v甲 > v乙，FN甲 <FN乙

C．v甲 < v乙，FN甲 <FN乙 D．v甲 = v乙，FN甲 >FN乙

12．如图，甲、乙两个单摆悬挂在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，两摆线与竖直方向的夹角θ1>θ2.，当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，以水平地板为参考面，可知（　　）

A．甲摆的周期等于乙摆的周期

B．甲摆球的最大重力势能等于乙摆球的最大重力势能

C．甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度

D．甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能

二、填空题（共20分）

13．天然放射性现象的发现揭示了___________内部是有复杂结构的。某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为___________天。

14．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，要先将纯油酸配置成油酸酒精溶液再滴入水中，原因是油酸酒精溶液___________。一滴浓度为η、体积为V的油酸酒精溶液在水中最终形成的油膜面积为S，则估测出油酸分子的直径为___________。

15．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b产生的磁场在导线a处的磁感应强度大小为B，导线a受到的磁场力大小为F。当新加一个与纸面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为3F，则此时导线b受到的磁场力大小为___________，新加匀强磁场的磁感应强度大小为___________。

16．如图，三根轻绳一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O点，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成37°，Ob处于水平状态。已知B物体的质量为m，则A物体的质量为___________；如果将左边的滑轮a缓慢水平向左移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，重力加速度为g，则装置的机械能变化的大小为___________。（取sin37=0.6，cos37=0.8.）

17．某同学在解决物理问题的过程中，计算出一颗人造地球卫星绕地球做圆周运动的周期是70分钟。已知地球半径约为6400km，该同学的答案___________（选填“合理”或“不合理”），理由是_____________。

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．某同学做“用DIS测定电源的电动势和内阻”实验，实验电路如图（a）所示。

（1）图（a）中乙是___________传感器，定值电阻R1的作用是___________。

（2）该同学记录了6组实验数据，其中有两组数据是在滑片分别位于滑动变阻器两端时记录的，实验测得的路端电压U与相应电流I的数据描点及拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω，定值电阻的阻值R1=___________Ω。

（3）若要使实验过程中，电路的路端电压U的变化范围尽量大一些，从而减小实验误差，下列操作最有效的是(      )

A．滑动变阻器换成阻值范围为0~10Ω       B．滑动变阻器换成阻值范围为0~100Ω

C．定值电阻换成阻值为1Ω                    D．定值电阻换成阻值为10Ω

19．如图，固定在竖直平面内半径R=0.8m的光滑圆弧轨道AB，其最低点B与足够长的粗糙水平轨道BC无缝连接，OA为圆弧轨道的水平半径。可视为质点的小物块从A点由静止释放，经B点进入水平轨道BC，小物块与BC间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2求：

（1）小物块经B点时的速度vB的大小；

（2）小物块刚要到B点时加速度a的大小和方向；

（3）小物块过B点后3s内所滑行的距离s。

20．如图，MN与PQ是两条水平放置彼此平行间距L=1m的金属导轨，导轨电阻不计，导轨左端接R=1Ω的定值电阻，电压表接在电阻两端。质量m=0.2kg，电阻r=1Ω的金属杆ab置于导轨上，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。t=0时刻ab杆受水平向右的拉力F作用，由静止开始做匀加速直线运动，ab杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，整个过程ab杆始终与导轨接触且垂直于导轨。已知第4s末，ab杆的速度v=2m/s，电压表示数U=1V。（取重力加速度g=10m/s2.）

（1）在第4s末，ab杆产生的感应电动势E和受到的安培力F安各为多大？、

（2）若第4s末以后，ab杆做匀速运动，则在匀速运动阶段的拉力F为多大？整个过程拉力的最大值Fm为多大？

（3）若第4s末以后，拉力的功率保持不变，ab杆能达到的最大速度vm为多大？

（4）在虚线框内画出上述第（2）、（3）题中，0~6s内拉力F随时间t变化的大致图线，并标出相应的纵坐标数值。

1．D

【详解】

因为中子不带电，原子核内部粒子不会对其产生其他作用，所以科学家常用中子轰击原子核。

故选D。

2．B

【详解】

A．α粒子散射实验说明原子具有核式结构，与光的性质没有关系，A错误；

B．光电效应实验证实光具有粒子性，B正确；

CD．光的单缝衍射实验和光的双缝干涉实验都说明光具有波动性，CD错误。

故选B。

3．A

【详解】

对衍射现象的研究表明，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以近似认为光是沿直线传播的。但是，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，题中A图发生明显衍射现象，故dA<dB。

故选A。

4．C

【详解】

AB．气体分子间距很大，分子势能几乎为零，所以分子势能不变，A、B错误；

CD．冷气从空调中吹进室内，室内温度减小，分子热运动剧烈程度减小，分子平均动能减小，即速率小的分子数所占的比例增大，故C正确，D错误。

故选C。

5．C

【详解】

该过程中蚂蚁受力平衡，设碗弧的切线与水平面的夹角为θ，则

由几何可知

所以可得

Ffa <Ffb，FNa>FNb

故选C。

6．C

【详解】

依题意，物体在拉力作用下先加速，由牛顿第二定律可知

由图可知，拉力一直减小，所以加速度先减小，当拉力与摩擦力等大时，加速度为零，然后拉力小于摩擦力，物体将做减速运动，有

易知，随着拉力的减小，加速度将变大。

故选C。

7．D

【详解】

AB．因为未知A产生的磁场的方向，故而无法判断B中感应电流的方向，A、B错误；

CD．因为A加热后温度升高，故而磁性减弱，B线圈中的磁通量减少，由“增缩减扩”可知，线圈B一定有扩张的趋势，故C错误，D正确。

故选D。

8．B

【详解】

由图像可知负电荷从A向B运动的过程中做加速度逐渐减小的加速运动，由

可知，电场强度逐渐减小，则

从A向B负电荷做加速运动，负电荷受到的电场力方向水平向右，电场强度方向水平向左，沿电场线方向电势降低，故

故选B。

9．C

【详解】

时，波向前传播的距离，两列波的波峰和波谷相遇，相遇处质点位移为零。

故选C。

10．A

【详解】

因为在左管K处开一孔后，K处与大气相通，故K处压强为标准大气压，而左管下端也与大气相通，所以左管下端压强也为标准大气压，设K孔下方水银柱质量为m，则对K孔下方的水银柱受力分析得

所以K孔下方的水银柱将向下流出；设K孔与右侧水银面高度差为，则此时右管中封闭气体压强为

而原来右管中封闭气体压强为

因为

所以

即右管中封闭气体压强变大，因为温度保持不变，所以对右管中封闭气体由玻意耳定律得

所以

所以右管中封闭气体体积减小，故K孔上方的水银柱将上升。

故选A。

11．D

【详解】

小球在空间站里面处于完全失重状态，经过水平轨道CD时对水平轨道的压力为零，没有能量损失，在圆轨道中运动，轨道的弹力提供向心力，可得

v甲 = v乙

由牛顿第二定律，有

由图可知

易知

FN甲 >FN乙

故选D。

12．D

【详解】

A．由图可知，两个单摆静止时离天花板的高度相同，则有

因，故，可得，即甲单摆的摆长更长，根据单摆周期公式

可知甲摆的周期大于乙摆的周期，故A错误；

BD．两球开始处于平衡，设绳子拉力为T，根据共点力平衡知

因，故，可得，以水平地板为参考面，由题可知，两球离水平的高度相等，根据

故甲球的最大重力势能小于乙球的最大重力势能，又两球在摆动过程中，机械能守恒，故甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能，故B错误，D正确；

C．根据机械能守恒有

解得

因甲球下降的高度大于乙球下降的高度，故甲摆球的最大速度大于乙摆球的最大速度，故C错误。

故选D。

13．     原子核     3.8

【详解】

[1] 天然放射性现象的发现揭示了原子核内部是有复杂结构的。

[2] 某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，则有的原子核没衰变，由

则

该元素的半衰期为

14．     更易扩散成单分子油膜     ##

【详解】

[1]将纯油酸配置成油酸酒精溶液,稀释的目的是油酸酒精溶液更易扩散成单分子油膜；

[2]一滴浓度为η、体积为V的油酸酒精溶液中，油酸的体积为

则油酸分子的直径为

15．     3F     2B或4B

【详解】

[1][2]由左手定则可知，导线a受到b对它的磁场力方向向上，则导线b受到a对它的磁场力方向向下。设新加的匀强磁场的磁感应强度大小为B1，若该磁场方向垂直纸面向里，则对a

解得

对b则有

方向向下；

若新加磁场方向垂直纸面向外，则对a

解得

对b则有

方向向上。

所以导线b受到的磁场力大小为3F，新加匀强磁场的磁感应强度大小为2B或4B。

16．         

【详解】

[1]三根细线对O点的拉力等于三个物体的重力，对O点受力分析如图

根据平衡条件可知

解得

，

[2]将左边的滑轮a缓慢水平向左移动s的距离，结合平衡条件可知三个拉力的大小和方向都不变，故物体A、B高度不变，物C上升s，故系统机械能的增加量为

17．     不合理     见解析

【详解】

[1][2]答案根据

得

可知环绕半径越小，周期越小，所以在地面附近绕地球飞行时的周期最小，根据

可得最小周期约为84分钟。故该同学的答案不合理。

18．     电压     保护电路     1.5     1##1.0     5##5.0     C

【详解】

（1）[1]由实验电路可知，该实验用伏安法测电源电动势和内阻，故乙是电压传感器。

[2]定值电阻R1的作用是保护电源，防止短路。

（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律

可得

所以图（b）中图线的纵截距即为电源电动势，图线的斜率即为电源内阻

[5]当滑动变阻器的阻值为零时，路端电压U最小，由图（b）可知，此时

，

所以定值电阻的阻值

（3）[6]由图（b）可知，本实验所测路端电压范围偏高，故要增大电压U的变化范围需减小路端电压U的最小值，故需减小定值电阻R1的阻值，故C正确。

故选C。

19．（1）4 m/s；（2）20m/s2，沿过B点的半径指向圆心；（3）4m

【详解】

（1）从A到B，只有重力对小物块做功，小物块机械能守恒

代入数据得

vB=4 m/s

（2）小环刚要到B点时，处于圆周运动过程中，向心加速度

代入数据得

a=20m/s2

加速度方向沿过B点的半径指向圆心。

（3）小物块过B点后，做减速运动的加速度大小

小物块滑行至停下所用时间

小物块滑行2s停下

20．（1）2V，1N；（2）1.4N，1.5N；（3）2.08m/s；（4）见解析

【详解】

（1）4s末回路中感应电流

得

由

得

4s末ab受的安培力

（2）ab杆匀速运动，受力平衡

代入数据得

整个过程中，匀加速至第4s末时拉力最大

，

代入数据得

（3）若第4s末开始，拉力的功率不变，此时

当ab达到最大速度vm时，此时拉力为F

又

联立得

（4）上述两种情况拉力F随时间t变化大致图线如图所示

在（3）情形中最终拉力为。