上海市2023学年高三物理模拟试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,轻绳一端固定在O点,另一端拴有质量为m的球。在最低点给小球一水平初速度,使其在竖直平面内做圆周运动。小球运动到某一位置时,轻绳与竖直方向成角。关于轻绳的拉力T和角的关系式你可能不知道,但是利用你所学过的知识可以确定下列哪个表达式是正确的( )
A.T=a+3mgsinθ(a为常数) B.T=a+(a为常数)
C.T=a+3mgcosθ(a为常数) D.T=a+(a为常数)
2、如图所示,P球质量为2m,物体Q的质量为m,现用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,物体Q位于墙壁和球P之间,已知P、Q均处于静止状态,轻绳与墙壁间的夹角为30°, 重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.P对Q有方向竖直向下的摩擦力,大小为mg
B.若增大P球的质量,则P对Q的摩擦力一定变大
C.若增大Q球的质量,则P对Q的摩擦力一定变大
D.轻绳拉力大小为
3、如图,质量为m、带电荷量为+2q的金属块a,在绝缘光滑水平台面上以水平初速度v0向右匀速运动,正碰完全相同的不带电的静止金属块b,碰后金属块b从高台上水平飞出,金属块a恰好无初速度下落(金属块a,b均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小E=,碰撞前后两金属块之间的库仑力不计,空气阻力不计。则( )
A.在水平台面上碰后金属块b带电荷量为+2q
B.在水平台面上碰撞后金属块b的速度为
C.第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞
D.碰撞后运动过程中金属块b距高台边缘的最大水平距离
4、如图所示,由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef,它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上,be为圆形区域的一条直径,be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场,磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流,则金属线框受到的安培力的大小为
A. B. C.BIR D.0
5、如图所示,一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上,在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中,导体棒ab均静止,则下列判断错误的是
A.四种情况导体受到的安培力大小相等
B.A中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
C.B中导体棒ab可能是二力平衡
D.C、D中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
6、如图所示,电荷量相等的两个电荷Q1和Q2,两者连线及中垂线上分别有A点和B点,则下列说法正确的是()
A.若两者是同种电荷,则A点的电势一定高于B点的电势
B.若两者是同种电荷,则A点的场强一定大于B点的场强
C.若两者是异种电荷,则A点的电势一定高于B点的电势
D.若两者是异种电荷,则A点的场强一定大于B点的场强
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、夏天,从湖底形成的一个气泡,在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面,湖内水的温度越高,大气压强没有变化,将气泡内看做理想气体。则上升过程中,以下说法正确的是_______________。
A.气泡内气体对外界做功
B.气泡内气体分子平均动能增大
C.气泡内气体温度升高导致放热
D.气泡内气体的压强可能不变
E.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小。
8、图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V.一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
9、如图(a),质量m1=0.1kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上,质量m1=0.1kg的小物块静止于小车上,t=0时刻小物块以速度v0=11m/s向右滑动,同时对物块施加一水平向左、大小恒定的外力F,图(b)显示物块与小车第1秒内运动的v-t图象。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g =10m/s1.则下列说法正确的是( )
A.物块与平板小车间的动摩擦因数μ=0.4
B.恒力F=0.5N
C.物块与小车间的相对位移
D.小物块向右滑动的最大位移是
10、如图所示.轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B,让细线恰好伸直然后由静止释放B,直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是( )
A.B物体的动能增加量小于B物体重力势能的减少量
B.B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的増加量
C.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量
D.合力对A先做正功后做负功
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)某中学实验小组成员在应用多用电表测电阻实验。如图为一多用电表的表盘,其中表盘上的三个重要部件分别用三个字母A、B、C标记了出来,然后在测量电阻时操作过程如下:
①在测量电阻以前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件_________,使多用电表的指针指在表盘最_________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置;
②然后同学将旋钮C调节到“×100”的挡位;
③将红表笔插到_____(“+”或“—”)孔,黑表笔插到_____(“+”或“—”)孔,将两表笔短接,调节部件______,使多用电表的指针指在表盘最_________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置;
④完成以上的操作后,然后将两表笔与被测量的电阻良好接触,多用电表的指针几乎没有发生偏转,为了减小测量的误差。从下列选项中选出正确的部分操作步骤,并进行正确的排序__________,最后测出待测电阻的阻值。
A.用两表笔与待测电阻相接触 B.将两表笔短接进行欧姆调零
C.将旋钮C调节到“×1”的挡位 D.将旋钮C调节到“×1k”的挡位
12.(12分)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,有如下实验器材:
待测干电池一节
电流表(量程(0~0.6A,内阻)
电压表(量程0~3V,内阻约3k)
滑动变阻器
开关、导线若干
(1)某同学用图甲所示电路进行实验,由于电表内阻的影响产生系统误差,其主要原因是______________;
(2)为消除系统误差,结合所给电表参数,另一同学改用图乙所示电路进行实验,根据实验数据得出如图丙所示的图像,则可得电源电动势E=_________V,内阻r=_________。(结果均保留2位有效数字)
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,一质量为m的小物块,以v0=15m/s的速度向右沿水平面运动12.5m后,冲上倾斜角为37o的斜面,若物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为0.5,斜面足够长,物块从水平面到斜面的连接处无能量损失。求
(1)物块在斜面上能达到的最大高度;
(2)物块在斜面上运动所需的时间。(g=10 m/s2,sin37o=0.6,cos37o =0.8)
14.(16分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管和。长为,顶端封闭,上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与相通;逐渐提升R直到中水银面与顶端等高,此时水银已进入,且中水银面比顶端低,如图(b)所示。设测量过程中温度、与相通的待测气体的压强均保持不变。已知和的内径均为,M的容积为,水银的密度为,重力加速度大小为。求:
(i)待测气体的压强
(ii)该仪器能够测量的最大压强
15.(12分)假设某星球表面上有一倾角为θ=37°的固定斜面,一质量为m=2.0kg的小物块从斜面底端以速度12m/s沿斜面向上运动,小物块运动2.0s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=0.125,该星球半径为.
试求:
(1)该星球表面上的重力加速度g的大小;
(2)该星球的第一宇宙速度.
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
当θ=0°时(最低点),L为绳长,根据牛顿第二定律
当θ=180°时(最高点)
从最高点到最低点的过程,由动能定理得
可以得出
因此利用特殊值代入法可知C选项满足上述结论,ABD错误,C正确。
故选C。
2、C
【解析】
A.Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和向上静摩擦力,即P对Q的摩擦力的方向向上,大小为mg.故A错误.
B.由A的分析可知,增大P的质量,P对Q的摩擦力不变,故B错误.
C.由B的分析可知,增大Q的质量,Q受到的静摩擦力增大,故C正确.
D.P、Q整体受到重力、支持力和绳子的拉力,共3个力作用,设绳子的拉力为F,在竖直方向:
Fcos30°=3mg
所以绳子的拉力:
F=2mg.
故D错误.
3、D
【解析】
A.由于金属块与金属块完全相同,根据接触后先中和再平分可知金属块与金属块的电荷量相等,即在水平台面上碰后金属块带电荷量为,故A错误;
B.金属块与金属块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
解得在水平台面上碰撞后金属块的速度为:
故B错误;
C.碰后金属块在竖直方向做自由落体运动,在水平方向受到电场力和高台边缘对金属块的支持力,处于静止状态;碰后金属块在竖直方向做自由落体运动,在水平方向受到向左电场力,做匀减速直线运动,所以第一次碰撞后两金属块会发生第二次碰撞,故C错误;
D.碰撞后运动过程中金属块在水平方向有:
距高台边缘的最大水平距离:
故D正确。
故选D。
4、A
【解析】
根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流:
流过abcdef边的电流:
de、ab边受到的安培力等大同向,斜向左下方,同理bc、ef边受到的安培力等大同向,斜向右下方,则de、ab、bc、ef边所受的安培力合力为:
方向向下;cd边受到的安培力:
方向向下,;af边受到的安培力:
方向向上,所以线框受到的合力:
A正确,BCD错误。
故选A。
5、D
【解析】
A.导体棒受到的安培力F=BIL,因B大小相同,电流相同,故受到的安培力大小相等,故A正确,不符合题意;
B.杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.杆子受竖直向下的重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,故C正确,不符合题意;
D.杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,D杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故D错误,符合题意;
故选D.
【名师点睛】
此题是物体的平衡及安培力的问题;解决本题的关键掌握安培力的方向判定,以及能正确地进行受力分析,根据受力平衡判断杆子受力;此题难度不大,考查基本知识的运用能力.
6、D
【解析】
设两个点电荷和连线的中点为O.若两电荷是同种电荷,且都是正电荷,则A点的电势高于O点电势,O点电势高于B点电势,则A点的电势高于B点的电势.若两个点电荷都带负电,则A点的电势低于B点的电势,A错误.若两者是同种电荷,B点处电场线分布情况不能确定,所以不能确定两点场强的大小,B错误.若两者是异种电荷,且为正电荷,则A点的电势高于B点的电势.若为负电荷,则A点的电势低于B点的电势,C错误.若两者是异种电荷,A处电场线比B处电场线密,则A点的场强一定大于B点的场强,D正确.选D.
【点睛】若两电荷是同种电荷,根据电场的对称性分析电场强度的关系,电场线越密,场强越大.若两电荷是异种电荷,根据顺着电场线方向降低,分析电势的高低;在两电荷的连线上,O点场强最小,在连线的中垂线上O点的场强最大.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、ABE
【解析】
AD.气泡内气体压强p=p0+ρgh,气泡升高过程中,其压强减小,温度升高,根据理想气体状态方程,体积一定增大,故气泡内气体对外界做功,故A正确,D错误。
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,泡内气体分子平均动能增大,故B正确。
C.温度升高,气泡内气体内能增大,即△U>0,体积增大,即W<0,根据热力学第一定律△U=W+Q,可得Q>0,故气泡内的气体吸热,故C错误。
E.根据气体压强定义及其微观意义,气泡内气体压强减小,气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小,故E正确。
故选ABE。
8、AB
【解析】
A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV,动能减小了6eV,电势能增加了6eV,因此等势面间的电势差为2V,因平面b上的电势为2V,由于电子的电势能增加,等势面由a到f是降低的,因此平面c上的电势为零,故A正确.B、由上分析可知,当电子由a向f方向运动,则电子到达平面f的动能为2eV,由于题目中没有说明电子如何运动,因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动,则可能不会到达平面f,故B正确.C、在平面b上电势为2V,则电子的电势能为-2eV,动能为8eV,电势能与动能之和为6eV,当电子经过平面d时,动能为4eV,其电势能为2eV,故C错误.D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍,电子经过平面b时的速率是经过d时的倍,故D错误.故选AB.
【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系,掌握电势能与动能之和不变,理解电势为零处的电势能为零是解题的关键.
9、ABD
【解析】
AB.根据图像可知,在前1s内小车向右做匀加速直线运动,小物体向右做匀减速直线运动,小车和小物块的加速度分别为
对小车根据牛顿第二定律有
对小物块根据牛顿第二定律有
代入数据联立解得
故AB正确;
C.根据图像可知,在t=1s时小车和小物块的速度相同,两者不再发生相对运动,在前1s内小车发生的位移为
小物块发生的位移为
则物块与小车间的相对位移
故C错误;
D.当小车与小物块的速度相等后,在外力的作用下一起向右减速运动,其加速度为
当速度减小到0时,整体发生的位移为
所以小物块向右滑动的最大位移是
故D正确。
故选ABD。
10、AC
【解析】
A.由于A、B和弹簧系统机械能守恒,所以B物体重力势能的减少量等于A、B增加的动能以及弹性势能,故A正确;
B.整个系统机械能守恒,所以B物体杋楲能减少量等于A物体与弹簧机械能的增加,故B错误;
C.根据功能关系除重力和弹簧弹力以外的力即绳子的拉力等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量,故C正确;
D.由题意由静止释放B,直至B获得最大速度,该过程中A物体的速度一直在增大,所以动能一直在增大。合力一直对A做正功,故D错误。
故选AC。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、A 左 + — B 右 DBA
【解析】
①[1][2]使用前要进行机械调零(部件A),使指针指向左边的零刻度处;
③[3][4][5][6]将红、黑表笔分别插入“+”、“—”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮(部件B),使电表指针对准电阻的“0”刻线,即表盘最右端的零刻度线;
④[7]使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零,使指针指向右边的零刻度处;由于测量时,指针从无穷大电阻开始偏转,偏角过小,说明需增大倍率,使指针指向欧姆表中间刻度附近,故正确的排序是DBA。
12、由于电压表分流导致测得电流比实际干路电流偏小 1.5 1.0
【解析】
(1)[1].图甲采用相对电源的电流表外接法,由于电压表内阻不是无穷大,所以电压表分流导致电流表中电流比实际干路电流偏小;
(2)[2][3].改用图乙实验时,根据闭合电路欧姆定律U=E-I(r+rA),再由图所示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5V,电源电动势E=1.5V,图象的斜率表示电动势,故
;
故电源内阻
r=3.0-2.0Ω=1.0Ω。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1)3m(2)3.2s
【解析】
(1)物体在水平面上做匀减速运动,然后滑上斜面做减速运动,根据牛顿第二定律求解在水平面和斜面上的加速度,根据运动公式求解物块在斜面上能达到的最大高度;(2)物块滑上斜面最高点后继续向下滑动,根据牛顿第二定律结合运动公式求解物块在斜面上运动所需的时间.
【详解】
(1)小物块在水平面上:
解得:
小物块在斜面上向上运动:
可解得:
所以:
小物块在斜面上向上运动时间:
小物块在最高点时:> 所以物块会匀加速下滑
加速度
向下匀加速运动时间:
解得:
小物块在斜面上运动所需时间为:
【点睛】
此题是典型的牛顿第二定律应用问题,关键是求解在每个阶段的物块的加速度,联系运动公式求解.
14、 (i)(ii)
【解析】
(i)中气体等温变化。初态为
末态为
由等温变化有
解得
(ii)气体等温变化。初态为
末态为
有,解得
15、 (1)(2)
【解析】
解:(1)对物体受力分析,由牛二律可得:
根据速度时间关系公式有:
代入数据解得:
(2)第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,根据重力等于万有引力有:
解得:
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