上海市2022学年下学期高三物理二模（word含答案）

上海市高考二模物理试卷本试卷共11页，满分150分，考试时间120分钟。本卷g均取10m/s2。考生注意：1．答卷前，考生务必在试卷和答题纸上用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔清楚填写学校、班级、姓名、学号，并用2B铅笔在答题纸上正确涂写学号。2．第一、二、三大题必须用2B铅笔涂写在答题纸上相应的位置，第四、五、六大题用黑色钢笔或圆珠笔填写在答题纸上（作图可用铅笔）。3．第30、31、32、33题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。一．单项选择题（共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项。）1．关于科学家的贡献，下列叙述中正确的是（）（A）牛顿创立了微积分（B）法拉第最早发现了电流的磁效应（C）库仑最先准确测出了电子的电量（D）亚里士多德首先提出了惯性的概念2．关于原子核的变化，下列说法中正确的是（）（A）温度越高，放射性元素的半衰期越长（B）天然放射现象说明原子是可以再分的（C）重核在裂变过程中向外界放出巨大的核能（D）α粒子散射实验说明了原子核是可以再分的3．有关宇宙的理解，下列说法中正确的是（）（A）质量越大的恒星寿命越长（B）太阳发出的光和热来自于碳、氧等物质的燃烧（C）在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高（D）由于光速有限，因此观察遥远的天体就相当于观察宇宙的过去19/194．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出。如果换一种频率更大、强度较弱的光照射该金属，则（）（A）单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小（B）单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能减小（C）单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能增大（D）单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能增大5．下列说法中，正确的是（）（A）只有热传递才可以改变物体的内能（B）气体温度越高，每个分子运动的速率一定越大（C）布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动（D）热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化6．伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立。于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论（）（A）自由落体运动是一种匀变速直线运动（B）力是使物体产生加速度的原因（C）力不是维持物体运动的原因（D）物体具有保持原来运动状态的惯性Z7．科学家在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成超重元素的原子核AX经过6次α衰变后的产物是253Fm。则元素AX的原子序数和质量数分别为（）100Z（A）112、265（B）112、277（C）124、259（D）124、2658．一物体在四个共点力作用下做匀速直线运动。若突然撤去一个沿运动方向的力，其余三个力保持不变，则物体做（）（A）匀速圆周运动（B）匀加速直线运动（C）类平抛运动（D）匀减速直线运动19/19二．单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。）9．电视台体育频道讲解棋局的节目中通常有一个竖直放置的棋盘。该棋盘具有磁性，每个棋子都可视为能被棋盘吸引的小磁体。对于静止在棋盘上的棋子，下列说法中正确的是（）（A）棋盘对棋子施加三个力的作用（B）磁力越大，棋子所受的摩擦力也越大（C）棋盘对棋子总的作用力比棋子的重力大（D）只要磁力足够大，即使棋盘光滑，棋子也能静止在棋盘上10．将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）（A）苹果通过第1个窗户所用的时间最短（B）苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多（C）苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大（D）苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小19/1911．用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示。在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ，a、b两端接电源，Ⅳ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使空气电离的粒子。正常情况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，在a、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩Ⅰ内，烟尘颗粒吸收其中的带电粒子，导致电流发生变化，从而报警。下列说法中正确的是（）（A）镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增强（B）镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱（C）镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增强（D）镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱12．如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上。下列说法中正确的是（）（A）O点的电场强度为零（B）A、B两点的电场强度相同（C）C点的电势高于D点的电势（D）将电荷+q沿C、D连线从C移到D的过程中，电势能先减少后增加3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（甲）是t=3s时的波形图，图（乙）是波中某质点P的振动图象，下列判断中正确的是（）（A）质点P在t=3s时沿y轴负方向振动（B）质点P在t=3s时的速度为零（C）质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm（D）该简谐波的波速为1m/s19/1914．如图所示，一圆形闭合小铜环从高处由静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的、质量为m的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中心轴线始终保持重合。则细绳中弹力F随时间t的变化关系图像可能是（）15．如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光。若将相同材料制成的标有“3V，20W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是（）（A）电源的内阻为2Ω3（B）把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光（C）把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等（D）把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小16．将一小球以20m/s的初速度竖直上抛，经3.5s落回原处。已知空气阻力的大小与速率成正比，则小球落回原处的速度大小为（）（A）5m/s（B）10m/s（C）12.5m/s（D）15m/s19/19三．多项选择题（共16分，每小题4分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。）17．英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。右图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是（）（A）N应选用遮光屏1（B）N应选用遮光屏3（C）O应选用遮光屏2（D）O应选用遮光屏418．将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上，内有可自由移动的轻质活塞，活塞通过轻杆与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离气缸底部为L。之后，缸内气体冷却至环境温度时，重物上升高度为L/4。已知环境温度恒为27℃，外界大气压为p0，缸内气体可以看作是理想气体，则（）（A）重物离开地面稳定后，气体压强可能大于p0（B）重物离开地面稳定后，气体压强一定小于p0（C）酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于120℃（D）酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于140℃19/1919．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）L（A）飞镖击中P点所需的时间为v019/19（B）圆盘的半径可能为gL202v219/192pv（C）圆盘转动角速度的最小值为0L19/19（D）P点随圆盘转动的线速度可能为5pgL4v019/1920．如图（甲）所示，相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计，OO′的左侧存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场。在OO′左侧L处垂直导轨放置一质量为m、电阻为0.5R的金属杆ab，ab在恒力F的作用下由静止开始向右运动3L的距离，其速度与位移的变化关系如图（乙）所示。下列判断中正确的是（）2B2L2v（A）ab即将离开磁场时，安培力的大小为13R19/19（B）整个运动的过程中，通过电阻R上的电量为4BL23R19/19222219/19（C）ab即将离开磁场时，加速度的大小为v2-v14L-8BLv13mR19/19（D）整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为1m(v2-3v2)621四．填空题（共20分，每小题4分。）本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按A类题计分。928621．如图所示，R为一含有238U的放射源，它能放出α、βγ三种射线，变为222Rn。LL′为一张厚纸板，MN为涂有荧光物质的光屏，虚线框内存在平行于边界ab的匀强电场若射线正对光屏的中心O点射出，在光屏上只观察到O、P两个亮点，则打在O点的是射线，虚线框内匀强电场的方向（选填“由a指向b”或“由b指向a”）。22A、22B选做一题22（A）．如图所示，气球吊着A、B两个重物以速度v匀速上升，已知A与气球的总质量为m1，B的质量为m2，且m1>m2。某时刻A、B间细线断裂，当气球的速度增大为2v时，B的速度大小为，方向。（不计空气阻力）22（B）．北斗一号卫星系统的三颗卫星均定位在距离地面36000km的地球同步轨道上，而GPS系统中的24颗卫星距离地面的高度均为20000km，已知地球半径为6400km。则北斗一号卫星线速度的大小GPS卫星线速度的大小（选填“大于”、“小于”或“等于”）；GPS卫星加速度的大小约为北斗一号卫星的倍（取2位有效数字）。19/1923．图示为一列沿x轴负方向传播的机械波，实线和虚线分别为t时刻和t+Δt时刻的波形，B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点。则t时刻质点B的振动方向为，该波的波速为。24．如图所示，在竖直平面内有两根质量相等的均匀细杆A和C，长度分别为60cm和40cm，它们的底端相抵于地面上的B点，另一端分别搁置于竖直墙面上，墙面间距为80cm，不计一切摩擦。系统平衡时两杆与地面的夹角分别为α和β，两侧墙面所受压力的大小分别为FA和FC，则FAFC（选填“大于”“小于”或“等于”），夹角β=。25．一质量为2kg的质点在0～15s内由静止开始从地面竖直向上运动，取竖直向上为正方向，得到如图所示的加速度和时间的变化关系图象。当t3=15s时，质点的速度大小为m/s；若以地面为零势能面，则t1=5s与t3=15s两个时刻质点的机械能之比为。五．实验题（共24分）26．（4分）图（甲）为《用DIS研究机械能守恒定律》的实验。（1）（多选题）下列说法中正确的是：（）（A）必须测定摆锤的直径（B）定位挡片的作用是改变摆锤的机械能（C）摆锤下落的高度可由标尺盘直接测定19/19（D）摆锤每次都必须从摆锤释放器的位置以不同的速度向下运动（2）某同学实验得到的数据界面如图（乙）所示，则摆锤经过C点的机械能约为，根据各点的数据分析，可以得出结论：。27．（6分）某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管（玻璃管的容积远小于A的容积），管的下端插入水银槽。当外界大气压p0=76cmHg，环境温度t0=27℃时，管内水银柱的高度h=46cm，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其它温度刻线。（1）此测温装置中，h越大，相应的温度读数越（选填“高或“低”）；温度刻线是分布的（选填“均匀”或“不均匀”）。（2）水银柱高度h′=36cm处的温度刻度值应为℃。（3）若外界大气压强变为p0′=77cmHg，读出温度为t℃，则实际温度应修正为℃。28．（7分）某兴趣小组查阅资料获知，弹簧振子做简谐运动的周期T=（其中m是振子的质量，k是弹簧的劲度系数，弹簧质量忽略不计），利用该19/19规律可以测定物体的质量。现有如下器材可供选择：一个带有夹子的金属块A（总质量m0为已知量）；待测质量的物体B；一根劲度系数未知的弹簧C；光电门传感器和挡光片D；位移传感器E；力传感器F；数据采集器G；电脑H。（1）本实验选用的器材：，（填写器材后面的字母）。根据选用的器材，简述测定系统振动周期的方法：。（2）简述测量物体B的质量的主要步骤（直接测量的物理量请用字母表示）：①；②。（3）根据直接测量的物理量，B的质量mB=。29．（7分）如图（甲）所示为使用DIS系统研究单摆的装置。液体槽的A、B两个侧面为铜板，其余部分为绝缘材料，槽中盛满导电液体。质量不计的细铜丝的上端固定在液体槽正上方的O点，下端连接一个小铜球，铜丝的下端稍穿出铜球一点长度，当铜球在液体上方摆动时，细铜丝始终与导电液体接触（铜丝与液体间的阻力忽略不计），将此系统接入电路。已知定值电阻R1=3Ω，滑动变阻器的总电阻R2=20Ω，变阻器两个端点a、b之间的长度为30cm，槽中导电液体接入电路的电阻R3=10Ω且恒定不变，铜丝的电阻不计。（1）将电键S2与c点连接，闭合S1，移动变阻器的滑动片，采集数据得到图（乙）所示的U-I图像，则该电源的电动势E=V，内阻r=Ω。19/19（2）将摆球拉离平衡位置，使其在垂直于A、B的竖直面内做简谐运动，变阻器的滑动片P移到距离a端为x的位置，并保持不变，电键S2与d点连接，闭合S1，在电脑屏幕上得到如图（丙）所示的电压与时间的变化关系图像。则单摆的振动周期T=s，摆长L=m（取p2约等于10），滑动片离a端的距离x=cm。六．计算题（共50分）30．（10分）如图所示，用细管连接A、B两个绝热的气缸，细管中有一可以自由移动的绝热活塞M，细管容积不计。A、B中分别装有完全相同的理想气体，初态的体积均为V1=1.0×10-2m3，压强均为p1=1.0×105Pa，温度和环境温度相同且均为t1=27℃，A中导热活塞N的横截面积SA=500cm2。现缓缓加热B中气体，保持A气体的温度不变，同时给N施加水平向右的推力，使活塞M的位置始终保持不变。稳定时，推力F=´103N，外界大气压p0=1.0×105Pa，不计活塞与缸壁间的摩擦。求：（1）A中气体的压强；（2）活塞N向右移动的距离；（3）B中气体的温度。19/1931．（12分）如图所示，甲和乙是放在水平地面上的两个小物块（可视为质点），质量分别为m1=2kg、m2=3kg，与地面间的动摩擦因数相同，初始距离L=170m。两者分别以v1=10m/s和v2=2m/s的初速度同时相向运动，经过t=20s的时间两者发生碰撞，求物块与地面间的动摩擦因数μ。某同学解法如下：因动摩擦因数相同，故它们在摩擦力作用下加速度的大小是相同的，由牛顿第二定律得到加速度的大小：a=μg，设两物体在t=20s的时间内运动路程分别为s1和s2，则有：S1=v1t-at2，s2=v2t-at2考虑到s1+s2=L即可联立解出μ。19/1919/19你认为该同学的解答是否合理?若合理，请解出最后结果；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果。32.（14分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的绝缘轨道，AB段水平且光滑，BC段为圆心角θ=37°的光滑圆弧，圆弧半径r=2.0m，CD段为足够长的粗糙倾斜直轨，各段轨道均平滑连接。质量m=2.0×l0-2kg、可视为质点的小球被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行。（1）若小球向左运动到B点的速度vB=0.2m/s，则经过多少时间小球第二次达到B点？（2）若B点左侧区域存在竖直向下的匀强电场，使小球带q=+1.0×10-6C的电量，弹簧枪对小球做功W=0.36J，到达C点的速度vC=2m/s，则匀强电场的大小为多少？（3）上问中，若小球与CD间的动摩擦因数μ=0.5，运动到CD段的最高点时，电场突然改为竖直向上但大小不变，小球第一次返回到C点的速度大小为多少？（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）19/1933．（14分）如图（甲）所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内固定一条以O点为圆心、半径为L的圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA绕O点以角速度ω匀速转动，棒的A端与导轨接触良好，OA、导轨、电阻R构成闭合电路。（1）试根据法拉第电磁感应定律E=n，证明导体棒产生的感应电动势E=BwL2。（2）某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，如图（乙）所示。车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个小灯，阻值为R=0.3Ω并保持不变，车轮半径r1=0.4m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为θ=60°的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B=2.0T，方向如图（乙）所示。若自行车前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为ω=10rad/s，不计其它电阻和车轮厚度。求金属条ab进入磁场时，ab中感应电流的大小和方向。（3）上问中，已知自行车牙盘半径r2=12cm，飞轮半径r3=6cm，如图（丙）所示。若该同学骑车时每分钟踩踏脚板60圈，车辆和人受到外界阻力的大小恒为10N，他骑车10分钟的时间内一共需要对自行车做多少功？19/19参考答案与评分标准一．单项选择题（每小题2分，共16分）题号12345678答案ACDCDABD二．单项选择题（每小题3分，共24分）题号910111213141516答案ACBBCBCD三．多项选择题（每小题4分，共16分。错选不得分，漏选得2分）题号17181920答案ACBDADBCD四．填空题（每小题4分，共20分）21．答案：γ；由b指向a（每空格2分）22（A）．答案：(m1-m2)v；竖直向下（每空格2分）m222（B）．答案：小于；2.6（每空格2分）23．答案：y正方向，(6k+5)d（其中k=1,2,3…）（每空格2分）2Dt24．答案：等于；37°（每空格2分）25．答案：40；25:28（每空格2分）五．实验题（共24分）26．答案：（1）AC（2分）；（2）0.03J（1分），在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变（1分）27．答案：（1）低（1分）；均匀（1分）。（2）127℃（2分）。（3）t+10（2分）28．答案：（1）ABCE（或D、或F）GH（1分），测量周期方法2分。19/19（2）①不放B时使用DIS系统测出振动周期T1；②将B固定在A上，使用DIS系统测出振20T2-T219/19m动周期T2。（每个步骤各1分）（3）mB=21（2分）T119/1929．答案：（1）24（1分），2（2分）。（2）2（1分），1（1分），15（2分）19/19六．计算题（共50分。）30．（10分）解答与评分标准：（1）A中气体的压强19/19p=p+F=(1.0´10+5´1033)Pa=1.33´10Pa（2分）19/1920S55500´10-419/19（2）对A气体由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，5-219/192解出V=p1V1=(1.0´10)´(1.0´10)m3=7.5´10-3m3（2分）19/192p1.33´105活塞N向右移动的距离19/19V-V(10-7.5)´10-3DL=12=m=5´10-2m=5cm（2分）19/19AS500´10-4（3）B气体温度T1=273+t1=273+27K=300K，T2=273+t2（1分）19/19p由查理定律：1=p2，得：p1.33´10519/19T=2T=´300K=400K（2分）19/1921519/19T1T2p11019/19所以：t2=T2-273=127℃（1分）31．（12分）解答与评分标准：该同学的解答不合理（2分）19/19因为四式联立，代入数据后解得a=0.175m/s2（1分）19/1919/19经过时间t=20s，两物块的速度分别为v1¢=v1-at，v2¢=v2-at（1分）19/1919/19代入数据得v1¢=6.5m/s，v¢2=-1.5m/s（1分）19/19v¢2<0，表明物块乙在20s之前就已经停止运动，故该同学解答不合理。（1分）19/19正确解答：物块2停止运动前滑行的距离s=v2222a2（1分）19/19将相碰之前的位移关系s+s=L具体为(vt-1at2)+v2=L，（1分）12122a代入数据得：100a2-15a-1=0（1分）解出a=0.2m/s2和a=-0.05m/s2（舍去），（2分）再由a=μg得μ=0.02（1分）19/1932．（14分）解答与评分标准：（1）由于vB较小，上升高度很小，沿BC向上运动的路程远小于半径r，故小球在BC上做类似单摆的运动，19/19T=2pRg（2分）19/1919/19再次返回到B点的时间t=1T=p2R=pg0.2=1.4s（1分）19/1919/19（2）小球到达C点之前的过程中，动能定理：12W-mg(r-rcosθ)-qE(r-rcosθ)=mv-02C（2分）19/19代入数据得E=1.0×l05N/C（2分）（3）设从C点到达最高点前小球滑行的距离为s，动能定理：19/19-mgssinθ-qEssinθ-μ(mg+qE)cosθ=0-1mv22C（2分）19/19代入数据得s=0.8m（1分）从最高点返回到C点过程中，动能定理：19/191mgssinθ-qEssinθ-μ(mg-qE)cosθ=mv¢2-02C（2分）19/192代入数据得vC¢=510m/s=1.265m/s（2分）19/1919/1933．（14分）解答与评分标准：（1）设金属棒OA在Δt时间内扫过的面积为ΔS，则：DS=1×qL2=1wL2Dt22磁通改变量Df=B×DS=1BwL2×Dt2根据法拉第电磁感应定律得到E=nDf=1BwL2（1分）（1分）（1分）19/19Dt2（2）根据右手定则知：ab中的电流方向为b→a（1分）ab相当于电源，电动势E=1BwL2=1´2.0´10´0.42=1.6V（2分）2219/19电路总电阻R总=R+R=4R=0.4Ω（1分）3319/19通过ab中的电流：I=ER总=1.6=4A（1分）0.419/19（3）后轮转速n=2r/s，后轮角速度ω=4πrad/s，（1分）车速v=r1ω=1.6πm/s（1分）19/19电动势122=0.64πV，总的电功率P=E128219/19E=Bwr12总=R总125pW（1分）19/1919/192总的焦耳热Q=P总(3t)=422.6π2=4.04×103J（1分）19/19克服阻力做功W=F×s=F×vt=3.016×104J（1分）19/19fff一共需要做功W总=Wf+Q=3.42×104J（1分）19/19