2023年上海市杨浦区高三二模物理试卷含详解

这是一份2023年上海市杨浦区高三二模物理试卷含详解，共17页。试卷主要包含了选择题，四象限，综合题要求等内容，欢迎下载使用。
杨浦区2022学年度第二学期高中等级考模拟质量调研高三年级物理学科试卷一、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。每小题只有一个正确答案。）1. 潜艇上的声呐发出一列波由海水传入空气，其（　　）A 周期变大 B. 频率变小C. 波速变大 D. 波长变小2 粒子（　　）A. 具有波动性 B. 能量与波长成正比C. 可以被电场加速 D. 原子核外电子受激发产生3. 分子势能的大小（　　）A. 与物体的温度有关B. 随分子力增大而增大C. 与分子间距离有关D. 随分子力增大而减小4. 如图，A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动，其速度随时间均匀变化，则（　　）A. A、B间相互作用力可能为零B. A、B间相互作用力一定为零C. A、B间相互作用力可能在水平方向D. A、B间相互作用力一定在水平方向5. 物体做匀变速直线运动，在一段时间内方向一定相同的是（　　）A. 加速度与位移B. 平均速度与位移C. 加速度与末速度D. 平均速度与速度变化量6. 如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点O的力、，要使、在坐标平面内过原点O的某直线上分力之和最小，则该直线（　　）A. 可能经过第一、三象限B. 可能经过第二、四象限C. 一定经过第一、三象限D. 一定经过第二、四象限7. 如图，带正电小球P固定在绝缘地面上，另一带正电小球Q从P球正上方竖直下落，依次经过a、b、c三点，ab、bc间距相等，将两球均视作点电荷，Q球在（　　）A. ab间动能变化量大B. ab间电势能变化量大C. bc间机械能变化量大D. bc间重力势能变化量大8. 用图示电路测量电池的电动势和内阻，将二个阻值为和的定值电阻连入电路中，当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的1.5倍。则（　　）A. ，B. ，C. ，D. ，9. 用活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则（　　）A. 从a到b，气体分子速率都增大B. 从b到c，气体分子动能都减小C. 从a到b，单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小D. 从b到c，气体分子对气缸单位面积的平均作用力增大10. 已知光速，引力常量，普朗克常量，用这三个物理量表示普朗克长度（量子力学中最小可测长度），其表达式可能是（　　）A.  B.  C.  D. 11. 如图，飞机在水平面内做半径为180米的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为。重力加速度g取。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则（　　）A. 机翼与竖直方向的倾角约为B. 机翼与水平方向的倾角约为C. 飞行员对座椅的作用力约为自身重力的1.1倍D. 飞行员对座椅作用力约为自身重力的2.2倍12. 如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速（　　）A. 一直减小 B. 先增大再减小C. 先增大再不变再减小 D. 先减小再不变再减小二、填空题（共20分）13. 质子和中子相距时两者间存在的力有________，粒子散射实验中使粒子发生大角度偏转的力是________。（均选填“核力”“库仑力”或“万有引力”）14. 在双缝干涉实验中，双缝的作用是________________。如果遮闭其中一条缝，光屏上条纹的变化情况为：________________。15. 电梯以速度v匀速下降，在电梯上方高h处一小球开始自由下落，小球追上电梯时的速度为________，追上电梯前与电梯间的最大距离为________。（重力加速度为g）16. 汽车中的电磁辅助减震系统可等效简化为如图所示（俯视）的装置，减震线圈处于辐射状的水平磁场中。若某时刻测得线圈内有逆时针方向且正在增大的感应电流，则图中线圈此时在竖直方向做________运动。已知线圈质量为、周长为、电阻为，线圈所处磁场的磁感应强度大小为，以竖直向下为正方向，当线圈的加速度大小为时其速度________。（重力加速度g取）17. 如图，一长为L的圆筒一端A密封，其中央有一小孔，圆筒另一端B用半透明纸密封。将圆筒A端对准太阳方向，在B端的半透明纸上可观察到太阳的像，其直径为d。已知日地距离为r，地球绕太阳公转周期为T，引力常量为G。据此估算可得太阳半径约为________，太阳密度约为________。三、综合题（共40分）要求：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。18. 如图所示是“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。（1）图中螺线管应接________（选填“低压直流电源”或“低压交流电源”），通电后螺线管产生磁场可视作多个________的组合；（2）已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的________极；（3）我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其N极的指向并绘制一条虚线a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线a且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的N极偏离原来的方位转过角，如图所示，已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为，则条形磁铁的________极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为________。19. 风洞训练可以模拟高空跳伞下落过程中人体所承受气流的状态，是跳伞初学者学习跳伞的必要项目。在空中运动的物体受到的空气阻力，式中S为迎风面积，为风阻系数，与物体的迎风面积、光滑程度和整体形状等有关。空气密度取。已知跳伞运动员的质量约为。重力加速度g取。（1）如图，风洞竖直向上送风，当风速达时该运动员悬浮在风洞内，取0.326，求其身体的迎风面积S；（2）在室外高空跳伞时，取1.26，跳伞总装备的质量为，打开的降落伞伞面面积为。运动员身上的传感器记录了运动员由静止起在空中竖直下落的加速度a与速度v并绘制图（2）的图像，分析并求出图中坐标值和运动员落地时的速率。20. 如图所示，两根相互平行的光滑金属轨道相距为L，其右侧轨道在同一水平面内，其左侧轨道为曲面，与右侧水平轨道平滑连接，电阻均不计。水平轨道上有宽度为、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属棒a、b均与轨道垂直放置，与轨道接触的两点间的电阻值均为R，b棒放置在磁场中间位置。a棒质量为m、b棒质量为。将a棒从左侧轨道某处静止释放，下滑过程中始终保持水平，当a棒进入磁场时测得流过b棒的电流为I。重力加速度为g。（1）求a棒进入磁场时b棒的加速度；（2）求a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度h；（3）若a棒滑到磁场中间位置（原b棒位置）时速率为刚进磁场时，求此时b棒的速率并分析判断b棒是否已经离开磁场。
杨浦区2022学年度第二学期高中等级考模拟质量调研高三年级物理学科试卷一、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。每小题只有一个正确答案。）1. 潜艇上的声呐发出一列波由海水传入空气，其（　　）A. 周期变大 B. 频率变小C. 波速变大 D. 波长变小【答案】D【详解】AB．潜艇上的声呐发出一列波是机械波，由海水传入空气，其频率不变，周期不变，故AB错误；C．潜艇上的声呐发出一列波是机械波，由海水传入空气，波速减小，故C错误；D．波速减小，频率不变，则波长变小，故D正确。故选D。2. 粒子（　　）A. 具有波动性 B. 能量与波长成正比C. 可以被电场加速 D. 原子核外电子受激发产生【答案】A【详解】A．粒子既具有粒子性，又具有波动性，故A正确；B．粒子能量与频率成正比，与波长成反比，故B错误；C．粒子呈电中性，不能被电场加速，故C错误；D．粒子是原子核受激发产生的，故D错误。故选A。3. 分子势能的大小（　　）A. 与物体的温度有关B. 随分子力增大而增大C. 与分子间距离有关D. 随分子力增大而减小【答案】C【详解】宏观上分子势能的大小与物体体积有关，微观上分子势能的大小与分子间距离有关。故选C。4. 如图，A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动，其速度随时间均匀变化，则（　　）A. A、B间相互作用力可能为零B. A、B间相互作用力一定为零C. A、B间相互作用力可能在水平方向D. A、B间相互作用力一定在水平方向【答案】A【详解】A．当两物体加速度相同时，A、B间相互作用力为零，故A正确；B．A、B间相互作用力可能不为零，故B错误；CD．若A、B间相互作用力在水平方向，则水平方向会有相对运动，故CD错误。故选A。5. 物体做匀变速直线运动，在一段时间内方向一定相同的是（　　）A. 加速度与位移B. 平均速度与位移C. 加速度与末速度D. 平均速度与速度变化量【答案】B【详解】A．若物体做加速运动，加速度方向与位移方向一定相同，若物体做减速运动，在一段时间内加速度方向与位移方向不相同，A错误；B．由平均速度的定义式可知，平均速度的方向由位移的方向决定，因此在一段时间内平均速度与位移方向一定相同，B正确；C．物体做匀变速直线运动，在一段时间内加速度方向与末速度方向可能相同也可能相反，C错误；D．物体做匀变速直线运动，在一段时间内平均速度的方向与位移方向相同，与加速度方向可能相同，也可能相反，加速度方向与速度变化量方向相同，因此平均速度方向与速度变化量方向可能相同，也可能相反，D错误。故选B。6. 如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点O的力、，要使、在坐标平面内过原点O的某直线上分力之和最小，则该直线（　　）A. 可能经过第一、三象限B. 可能经过第二、四象限C. 一定经过第一、三象限D 一定经过第二、四象限【答案】D【详解】由题图可知，由于、的大小、方向都确定，因此由力合成的平行四边形定则可知，两力的合力大小和方向确定，则有在沿合力方向的直线上两力的分力之和最大，此时可知在过原点O且垂直合力方向的直线上分力的合力是零，且分力之和最小，则该直线一定经过第二、四象限，ABC错误，D正确。故选D。7. 如图，带正电小球P固定在绝缘地面上，另一带正电小球Q从P球正上方竖直下落，依次经过a、b、c三点，ab、bc间距相等，将两球均视作点电荷，Q球在（　　）A. ab间动能变化量大B. ab间电势能变化量大C. bc间机械能变化量大D. bc间重力势能变化量大【答案】C【详解】A．由动能定理又由库仑定律可知小球Q所受电场力所以小球Q克服电场力做功故若小球Q一直做加速运动，则；若小球Q先做加速运动后做减速运动，且在C点处速度为0，则，故A错误；B．由功能关系所以故B错误；C．由功能关系，物体机械能的变化等于除重力以外的力所做的功，除重力以外，电场力对小球Q做负功，所以故C正确；D．由功能关系因为所以故D错误。故选C。8. 用图示电路测量电池的电动势和内阻，将二个阻值为和的定值电阻连入电路中，当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的1.5倍。则（　　）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】A【详解】当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来1.5倍，则根据得电源电动势无法得出。故选A。9. 用活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则（　　）A. 从a到b，气体分子速率都增大B. 从b到c，气体分子动能都减小C. 从a到b，单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小D. 从b到c，气体分子对气缸单位面积的平均作用力增大【答案】C【详解】AC．从a到b，压强不变，体积增大，根据可知气体温度升高，气体分子的平均速率变大，不能说明气体分子速率都变大，压强不变，则单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小，A错误，C正确；B．从b到c，体积不变，压强减小，气体分子对气缸单位面积的平均作用力减小。根据可知气体温度降低，气体分子的平均速度变小，平均动能减小，不能说明气体分子动能都减小，BD错误。故选C。10. 已知光速，引力常量，普朗克常量，用这三个物理量表示普朗克长度（量子力学中最小可测长度），其表达式可能是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【详解】根据运算单位根据量纲，普朗克长度表达式可能是。故选B。11. 如图，飞机在水平面内做半径为180米的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为。重力加速度g取。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则（　　）A. 机翼与竖直方向的倾角约为B. 机翼与水平方向的倾角约为C. 飞行员对座椅的作用力约为自身重力的1.1倍D. 飞行员对座椅的作用力约为自身重力的2.2倍【答案】D【详解】AB．设机翼与水平方向的夹角为，对飞机由牛顿第二定律，得说明，AB错误；CD．对飞行员得C错误，D正确。故选D。12. 如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速（　　）A. 一直减小 B. 先增大再减小C. 先增大再不变再减小 D. 先减小再不变再减小【答案】D【详解】在管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为随着减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；接着当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为在瓶中液面下降到管下端前不变，水从孔中流出的速度不变；当瓶中液面低于管下端后，孔处内外压强差为逐渐减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小。故选D。二、填空题（共20分）13. 质子和中子相距时两者间存在的力有________，粒子散射实验中使粒子发生大角度偏转的力是________。（均选填“核力”“库仑力”或“万有引力”）【答案】    ①. 万有引力    ②. 库仑力【详解】[1][2]质子和中子间不存在库仑力，核力的作用范围是内，所以质子和中子相距时两者间存在的力有万有引力；粒子散射实验中使粒子发生大角度偏转的力是库仑力。14. 在双缝干涉实验中，双缝的作用是________________。如果遮闭其中一条缝，光屏上条纹的变化情况为：________________。【答案】    ①. 形成相干光源    ②. 仍有明暗相间的条纹，但中央亮纹亮且宽，其余亮纹亮度迅速减弱【详解】[1][2]在双缝干涉实验中，双缝的作用是形成相干光源，如果将双缝中一条缝挡住，其他不改变，光屏上出现的图案是光的单缝衍射条纹，光屏上仍有明暗相间的条纹，但中央亮纹亮且宽，其余亮纹亮度迅速减弱。15. 电梯以速度v匀速下降，在电梯上方高h处一小球开始自由下落，小球追上电梯时的速度为________，追上电梯前与电梯间的最大距离为________。（重力加速度为g）【答案】    ①.     ②. 【详解】[1]设经过时间t小球追上电梯，则解得小球追上电梯时的速度为[2]当二者速度相等时，距离最大，经历时间最大距离为16. 汽车中的电磁辅助减震系统可等效简化为如图所示（俯视）的装置，减震线圈处于辐射状的水平磁场中。若某时刻测得线圈内有逆时针方向且正在增大的感应电流，则图中线圈此时在竖直方向做________运动。已知线圈质量为、周长为、电阻为，线圈所处磁场的磁感应强度大小为，以竖直向下为正方向，当线圈的加速度大小为时其速度________。（重力加速度g取）【答案】    ①. 向上加速    ②. -2.2【详解】[1]线圈内有逆时针电流，由右手定则可知线圈向上运动；感应电流增大，由，，可得则线圈加速运动，所以线圈向上加速运动[2]由，，，解得以竖直向下为正方向，则由牛顿第二定律得解得代入数据得17. 如图，一长为L的圆筒一端A密封，其中央有一小孔，圆筒另一端B用半透明纸密封。将圆筒A端对准太阳方向，在B端的半透明纸上可观察到太阳的像，其直径为d。已知日地距离为r，地球绕太阳公转周期为T，引力常量为G。据此估算可得太阳半径约为________，太阳密度约为________。【答案】    ①.     ②. 【详解】[1][2]如图设太阳半径R，根据相似三角形知识设太阳质量M，根据得密度三、综合题（共40分）要求：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。18. 如图所示是“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。（1）图中螺线管应接________（选填“低压直流电源”或“低压交流电源”），通电后螺线管产生的磁场可视作多个________的组合；（2）已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的________极；（3）我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其N极的指向并绘制一条虚线a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线a且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的N极偏离原来的方位转过角，如图所示，已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为，则条形磁铁的________极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为________。【答案】    ①. 电压直流电源    ②. 环形电流产生的磁场    ③. N    ④. S    ⑤. 【详解】（1）[1] 螺线管应接低压直流电源,产生的磁场是稳定的，若接低压交流电源，则产生的磁场是变化的；[2]螺线管产生的磁场可视作多个环形电流产生的磁场的组合；（2）[3]由题可知，当磁传感器探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值，电螺线管的左端相当于磁铁的N极，当磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的N极。（3）[4][5]由题可知条形磁铁在小磁针处的磁场方向如图所示，故条形磁铁的S极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为19. 风洞训练可以模拟高空跳伞下落过程中人体所承受气流的状态，是跳伞初学者学习跳伞的必要项目。在空中运动的物体受到的空气阻力，式中S为迎风面积，为风阻系数，与物体的迎风面积、光滑程度和整体形状等有关。空气密度取。已知跳伞运动员的质量约为。重力加速度g取。（1）如图，风洞竖直向上送风，当风速达时该运动员悬浮在风洞内，取0.326，求其身体的迎风面积S；（2）在室外高空跳伞时，取1.26，跳伞总装备的质量为，打开的降落伞伞面面积为。运动员身上的传感器记录了运动员由静止起在空中竖直下落的加速度a与速度v并绘制图（2）的图像，分析并求出图中坐标值和运动员落地时的速率。【答案】（1）；（2）【详解】（1）由平衡条件得身体的迎风面积为（2）运动员开始下落时速度为0，空气阻力为0，则仅在重力作用下的加速度为重力加速度，即运动员落地时的速率等于匀速下落的速率，则得运动员落地时速率为20. 如图所示，两根相互平行的光滑金属轨道相距为L，其右侧轨道在同一水平面内，其左侧轨道为曲面，与右侧水平轨道平滑连接，电阻均不计。水平轨道上有宽度为、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属棒a、b均与轨道垂直放置，与轨道接触的两点间的电阻值均为R，b棒放置在磁场中间位置。a棒质量为m、b棒质量为。将a棒从左侧轨道某处静止释放，下滑过程中始终保持水平，当a棒进入磁场时测得流过b棒的电流为I。重力加速度为g。（1）求a棒进入磁场时b棒的加速度；（2）求a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度h；（3）若a棒滑到磁场中间位置（原b棒位置）时速率为刚进磁场时的，求此时b棒的速率并分析判断b棒是否已经离开磁场。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）a棒进入磁场时流过b棒的电流为I，b棒的加速度为（2）对a棒，根据根据机械能守恒联立得（3）设b棒未离开磁场，两棒受等大、反向的安培力作用，根据牛顿第二定律可知相同时刻两棒的加速度大小的关系对棒有对棒有得可知，在相同时刻棒的速度大于棒的速度，则a棒的运动距离大于b棒的运动距离，说明b棒未离开磁场且速度大小为。