2022-2023学年上海市宝山区高三（上）期末物理试卷（一模）（含解析）

2022-2023学年上海市宝山区高三（上）期末物理试卷（一模）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
1. 下列物理量中能描述速度变化快慢的是( )
A. 位移 B. 速度 C. 速度的变化量 D. 加速度
2. 物体的内能包括( )
A. 分子势能 B. 重力势能 C. 核能 D. 化学能
3. 牛顿第一定律表明( )
A. 质量是物体惯性大小的量度 B. 物体具有惯性
C. 物体的运动需要力来维持 D. 物体间力的作用是相互的
4. 当重力对物体做正功时，物体的( )
A. 重力势能一定增加 B. 重力势能一定减少 C. 动能一定增加 D. 动能一定减少
5. 如图所示，均为绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线，与螺线管垂直，导线中的电流方向垂直纸面向里，开关闭合，受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向下 D. 竖直向上
6. 车和车在同一平直公路上行驶，它们的图像分别为图中直线和曲线。由图可知，在时间内( )
A. 车的速度一直小于车的速度
B. 车的速度一直大于车的速度
C. 车的速度一直等于车的速度
D. 只存在一个时刻，车的速度恰好等于车的速度
7. 小张同学对宇宙演化方面的知识感兴趣，最近阅读了“宇宙膨胀学说”，这种学说认为万有引力常量在缓慢地减小。根据这一观点，在遥远的将来太阳系中地球的公转情况与现在相比( )
A. 公转半径较大 B. 公转角速度较大 C. 公转速率较大 D. 公转加速度较大
8. 将单摆置于下列各物理情景中，其中单摆的周期不发生变化的是( )
A. 单摆处于加速下降的升降机中
B. 单摆处于减速下降的升降机中
C. 摆球带正电，且处于竖直向下的匀强电场中
D. 摆球带正电，且悬点处也有带正电的小球
9. 如图所示，一半径为的绝缘环上均匀地带有电荷量为的电荷，在位于圆环平面的对称轴上有一点，它与环心的距离，则点的场强为( )
A.
B.
C.
D.
10. 如图所示，有一固定的闭合导体圆环，一条形磁铁垂直于圆环所在的平面，且其中心在圆环圆心处。现将条形磁铁稍许竖直向上或向下抽动，则圆环中的电流从上向下看( )
A. 都沿顺时针方向
B. 都沿逆时针方向
C. 磁铁向上抽动时沿顺时针方向，向下抽动时沿逆时针方向
D. 磁铁向上抽动时沿逆时针方向，向下抽动时沿顺时针方向
11. 如图所示，有一只小试管竖直倒插在盛有足量水的烧杯中，试管恰好漂浮于水面上，试管内、外水面的高度差为，试管露出水面的高度为。若环境温度不变，大气压强缓慢减小，在不考虑烧杯中水面升降及试管壁厚度的情况下，则( )
A. 变大，不变
B. 变大，变大
C. 变小，不变
D. 变小，变大
12. 汽车在地下车库的水平地面上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上水平路面继续行驶。设全过程中汽车发动机产生的牵引力的功率恒定，汽车在所有路面所受阻力大小不变，则( )
A. 汽车开上斜坡上后，立即做匀速直线运动
B. 汽车开上水平路面后，立即做匀速直线运动
C. 汽车将要离开斜坡时发动机产生的牵引力最大
D. 汽车开上水平路面后的速率大于它在地下车库时的速率
13. 波能绕过障碍物而继续传播的现象叫做波的 。在利用发波水槽观察此现象的实验中，得到如图所示的两幅照片，观察这两幅照片，你得到的结论是： 。
14. 某同学原地跳起时先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地的运动视为匀加速直线运动，该过程中重心上升的距离为；离地后重心继续上升，上升的最大竖直距离为，此过程可看作 运动的上升过程，由此可算得从开始蹬地到离地这一运动过程的加速度大小为 。
15. 某电场的等势面如图所示，图中、、、、为电场中的个点，、、、四点中电场强度最小的点是 。若一质子从点运动到点，则电场力做功为 ，质子的电荷量为。
16. 酒精测试仪的工作原理如图所示，其中电源的电动势为、内电阻为，是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，为定值电阻。为了判断浓度增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律有请写出一个： ，当浓度趋于无穷大时电压表读数将趋于 。
17. 如图，一横截面积为、内壁光滑的圆柱形气缸竖直悬挂，开口向下，内有两个质量均为的相同活塞和，在与之间、与气缸上部顶面之间分别封有温度相同的同种理想气体，平衡时体积均为，则此时、之间气体的压强为 。若活塞发生缓慢漏气，致使与最终相互接触，但没有脱离气缸，则活塞移动的距离为 。已知气缸内气体温度始终不变，重力加速度大小为，外界大气压强为。
18. 在“用测量电源的电动势和内电阻”的实验中：
图为实验电路图，其中为定值电阻，为滑动变阻器，处连接 传感器，处连接 传感器。
某同学利用图所示的电路，测得一组实验数据，在直角坐标系上描绘的点如图所示，请在图上绘出的图像。根据所画图像，可求得电源电动势 ，内电阻 。
根据图中实验测得的数据，可以推测实验中所选滑动变阻器较为合理的型号是 。
A.
B.
C.
D.
19. 如图所示，段是长的粗糙水平轨道，段是半径的光滑半圆弧轨道，半圆弧轨道在处与相切，且处于竖直面内。质量的小滑块，受水平恒力的作用由点从静止开始运动，到达点时撤去力。已知小滑块与间的动摩擦因数为，设小滑块在上所受最大静摩擦力的大小即为滑动摩擦力的大小，取。
为使小滑块能到达点，小滑块在点时的速度至少为多大？
为使小滑块能做沿圆弧轨道返回的运动，的取值范围是什么？
第问的条件下，小滑块是否有可能返回到点？试分析说明理由。
20. 如图所示，两根相距的平行光滑导轨竖直放置，处在垂直于其平面的匀强磁场中，导轨的电阻不计。两根质量均为的金属棒和都与导轨接触良好，棒的电阻为，用绝缘细线拉住；棒的电阻不计，它正以的速度做竖直向下的匀速直线运动，其下面部分的导轨足够长。导轨下端连接阻值为的电阻和电键。忽略棒和棒之间的相互作用，取。
求电键断开时细线对棒的拉力大小；
求匀强磁场的磁感应强度大小；
求合上电键瞬间棒的加速度；
试分析说明合上电键后，棒将做怎样的运动？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：位移是描述物体位置变化大小的物理量；速度是描述物体位置变化快慢的物理量；速度变化量是描述速度变化大小的物理量；加速度是描述速度变化快慢的物理量，故ABC错误，D正确。
故选：。
加速度的定义是单位时间内速度的变化量，是反映速度变化快慢的物理量。
解决本题的关键理解加速度的概念，以及知道当加速度与速度方向无关，难度不大，属于基础题。
2.【答案】
【解析】解：物体的内能包括组成物质的所有分子具有的动能和势能的总和。机械能包括重力势能和动能、化学能、内能都属于能量的不同种类。
故选：。
根据内能包括所有分子的动能和分子势能之和来解答。
内能是指组成物质的分子具有的能量，与机械能、重力势能、化学能不同。
3.【答案】
【解析】解：牛顿第一定律又叫惯性定律，一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。牛顿第一定律说明一切物体具有惯性，但没有提出质量是物体惯性的度量，故A错误，B正确；
C.牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因，故C错误；
D.力的作用是相互的是牛顿第三定律得出的，不是牛顿第一定律，故D错误。
故选：。
牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
本题的易错点是需要知道外力的作用不会改变物体的惯性，惯性由物体的质量决定。
4.【答案】
【解析】解：根据可知，当重力对物体做正功时，高度一定下降，重力势能一定减小，故A错误，B正确；
根据即合外力的功等于动能的变化，并不只由重力做功决定，所以物体的动能变化情况不确定，故CD错误。
故选：。
重力做正功，高度一定下降，重力势能一定减小，但动能的变化等于合外力的功。
本题主要考查功能关系的应用，要注意明确各力做功与能量间的关系，如合外力的功等于动能的变化；重力做功等于重力势能的变化，重力之外的其他力做功等于物体机械能的变化。
5.【答案】
【解析】解：首先根据安培定则判断通电螺线管产生的磁场的方向向右，所以在处产生的磁场方向：水平向左。
根据左手定则判断可知：受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向上。故D正确，ABC错误。
故选：。
首先根据安培定则判断通电螺线管在处产生的磁场方向，再根据左手定则判断通电直导线受到的磁场的作用力的方向．
本题考查安培定则和左手定则综合应用的能力，对于几种定则关键要搞清两点：一是何时用；二是怎样用．
6.【答案】
【解析】解：图像切线的斜率表示速度，由图像可知，在时间内车图像的斜率先大于车图像的斜率，后小于车图像的斜率，在某一个时刻，等于车图像的斜率，则车的速度先大于车的速度，在某一个时刻，车的速度恰好等于车的速度，后小于车的速度，故ABC错误，D正确。
故选：。
图像切线的斜率表示速度，根据图像分析即可。
本题考查图像，解题关键是知道图像切线的斜率表示速度。
7.【答案】
【解析】解：、根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加，即公转半径逐渐增大，故A正确；
、研究地球绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得各运动学参数：，
即随着缓慢地减小和半径逐渐增大，地球公转时角速度减小，线速度减小，加速度减小，故BCD错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力，推导出卫星运行周期、线速度、角速度与运动半径的关系。注意万有引力常数的变化，引起动力学参数的变化。
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。
8.【答案】
【解析】解：由，可知将单摆处于加速下降的升降机中，单摆处于失重状态，等效重力加速度变小，周期将变大，故A错误；
B.单摆处于减速下降的升降机中，此时加速度的方向向上，单摆处于超重状态，等效重力加速度变大，周期将变小，故B错误；
C.摆球带正电，且处于竖直向下的匀强电场中，等效重力加速度变大，周期将变小，故C错误；
D.摆球带正电，且悬点处也有带正电的小球，静电力沿着摆绳的方向，单摆的周期不变，故D正确；
故选：。
根据单摆的周期公式判断周期的变化．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式，知道影响单摆周期的因素．
9.【答案】
【解析】解：绝缘环带电量为，单位长度所带电荷量为
如图：
单位长度所带电荷量在点的场强方向沿箭头方向，根据几何关系可知
由点电荷的电场强度公式可知点场强为
故ABD错误，C正确。
故选：。
绝缘环单位长度所带电荷量可看作点电荷，根据点电荷场强公式求出每个点电荷在处产生的场强大小，将点的场强分解到沿方向和垂直于方向，沿方向的合场强即为点的场强。
本题考查点电荷场强公式和电场的叠加，要掌握点电荷场强公式，知道电场的叠加遵循平行四边形定则。
10.【答案】
【解析】解：由题图可知，将条形磁铁由图示位置稍许竖直向上或向下抽动时，穿过圆环的磁场方向向上，且磁通量都在减少，由楞次定律可知，圆环中的感应电流的磁场方向也向上，由右手螺旋定则可知，圆环中的感应电流方向，从上向下看都是逆时针方向，故ACD错误，B正确。
故选：。
一条形磁铁垂直于圆环所在的平面，且其中心在圆环圆心处，此时圆环的磁通量最大，由楞次定律可以判断出感应电流的方向；
本题考查了楞次定律的应用，正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键。
11.【答案】
【解析】解：试管处于漂浮状态，以试管及管内气体为研究对象，根据平衡条件
重力不变，浮力不变，试管排开水的体积不变，即不变，因此即不变
假设大气压强为，则试管内气体压强为
若环境温度不变，大气压强缓慢减小时，试管内气体压强减小
由波意耳定律可知，气体等温变化，管内气体压强减小，气体体积变大，因此试管将上浮一些，即变大，故A正确，BCD错误。
故选：。
以试管及管内气体为研究对象，根据平衡条件分析的变化；以管内气体为研究对象，根据平衡条件判断管内气体压强的变化，根据玻意耳定律判断管内气体体积的变化，然后作答。
本题考查了平衡条件和一定质量气体的等温变化；关键在于合理选择研究对象。
12.【答案】
【解析】解：、汽车的功率不变，汽车在地下车库的水平地面上做匀速直线运动时，此时牵引力等于阻力大小；汽车开上斜坡上后，由于牵引力小于阻力和重力分力的合力，汽车开始做减速运动，汽车发动机的功率恒定，可知汽车的牵引力逐渐增大，汽车在斜坡上做加速度减小的减速运动，汽车将要离开斜坡时发动机产生的牵引力最大；汽车开上水平路面后，由于一开始牵引力大于阻力，汽车做加速运动，汽车的牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，故AB错误，C正确；
D、汽车的功率不变，由于汽车在斜坡上做加速度减小的减速运动，所以汽车开上水平路面时的速率小于它在地下车库匀速运动时的速率；汽车开上水平路面后，做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，汽车再次做匀速直线运动，由于汽车所受阻力一定，汽车功率不变，匀速直线运动的速率与它在地下车库时的速率相等，故D错误。
故选：。
汽车的功率不变，匀速运动时，，当在斜坡上时，牵引力小于阻力和重力分力的合力，汽车开上水平路面后，牵引力大于阻力，根据分析速度的变化情况。
解决本题的关键会根据汽车的受力判断汽车的运动，知道汽车功率不变，当加速度为零时，速度达到最大。
13.【答案】衍射 当狭缝宽度比波长大很多时水波沿直线传播，当狭缝宽度比波长小时水波产生明显衍射现象
【解析】解：波能绕过障碍物而继续传播的现象叫做波的衍射；
在利用发波水槽观察此现象的实验中，对比两张照片，第一张照片狭缝宽度比水波波长大很多，水波接近沿直线传播，而第二张照片狭缝宽度比水波波长小，水波产生了明显的衍射现象，因此可得到的结论为：当狭缝宽度比波长大很多时水波沿直线传播，当狭缝宽度比波长小时水波产生明显衍射现象。
故答案为：衍射；当狭缝宽度比波长大很多时水波沿直线传播，当狭缝宽度比波长小时水波产生明显衍射现象
理解波的衍射的概念；
根据实验现象得出对应的实验结论。
本题主要考查了波的衍射现象，理解波发生衍射现象的条件，结合衍射的概念即可完成分析。
14.【答案】竖直上抛
【解析】解：同学从离地到上升到最大竖直高度的过程中，初速度竖直向上，只受重力作用，所以可以看作是竖直上抛运动的上升过程；
蹬地过程的末速度即是上升过程的初速度，由位移速度公式得：
代入数据联立解得，蹬地过程的加速度大小为。
故答案为：竖直上抛，。
根据竖直上抛运动位移速度公式列式求解即可。
本题考查竖直上抛运动，解题关键是掌握匀变速直线运动规律并能够熟练应用。
15.【答案】
【解析】解：由等势面越疏的位置，电场线也越疏，电场线的疏密表示电场强度的大小，可知、、、四点中电场强度最小的点是。质子从点运动到点，质子带正电，由电场力做功与电势差的关系公式，可得电场力做功为。
故答案为：，。
等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大。由电场力所做的功，分析电场力做功．
本题考查了电场力做功，电场线与等势面的关系以及电场强度大小的判断，注意等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大。
16.【答案】闭合电路欧姆定律
【解析】解：酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比。酒精气体的浓度的变化会影响酒精气体传感器电阻，电路总电阻会变化，由闭合电路欧姆定律可知回路中电流会变化，电压表读数会变化。因此为了判断浓度增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律是闭合电路欧姆定律。
当浓度趋于无穷大时，酒精气体传感器电阻趋于零。由闭合电路欧姆定律得
则电压表读数为：
故答案为：闭合电路欧姆定律，。
传感器的电阻随酒精浓度的变化而变化，根据闭合电路欧姆定律分析电压表的变化；当浓度趋于无穷大时，传感器的电阻趋于零，根据闭合电路欧姆定律求解即可。
本题考查闭合电路欧姆定律，根据闭合电路欧姆定律分析即可。
17.【答案】
【解析】解：对活塞进行分析，根据平衡条件
解得
漏气前对活塞、分析，根据平衡条件
解得
漏气后对活塞、分析，根据平衡条件
解得
由于气缸内气体温度始终不变，对两部分气体有
代入数据联立解得
活塞移动的距离为
代入数据解得活塞移动的距离
故答案为：；。
漏气前，分别对活塞、活塞整体进行受力分析，根据平衡条件列式求解气体压强；漏气后把两部分气体看作整体，根据平衡条件分析气体压强，根据等温变化求气体总体积，最后求活塞运动的距离。
本题考查了平衡条件和一定质量理想气体的等温变化；能够正确确定研究对象是解题的关键。
18.【答案】电流 电压
【解析】解：处连接电流传感器，处连接电压传感器。因为串联在回路里测电流，并联在电源两端测电压。
绘出的图像如下
根据闭合电路欧姆定律有：，所以纵截距等于电源电动势：，斜率的绝对值等于电源内阻：。
因为电动势只有，根据描点可知最小电流为，最大电流为，所以回路最大电阻为：，故滑动变阻器选择：。
故选：。
故答案为：电流、电压；的图像见解答、、；。
根据实验原理，确定在处和处分别要测量电流和电压，从而选定传感器的类型；
根据题设已经描出的点，将这些点尽量画在一条件直线上，然后根据图示图象分析答题；
估算电路中的最大电流和最小电流，得到的最小电阻和最大电阻，从而选择滑动变阻器。
应用伏安法测电源电动势与内阻，由于路端电压，所以当电源内阻较小时路端电压变化不明显，为使电压表示数变化明显，应使用内阻较大的电池做实验，或给电源串联一个定值电阻，把定值电阻等效为电源内阻做实验。
19.【答案】解：要使小滑块恰好能够到达点，则小滑块在点时恰好不受轨道支持力，即恰好由重力提供向心力，根据牛顿第二定律，得：，小滑块从到的过程，根据动能定理，得：，将以上两式联立可以推得：。
要使小滑块在轨道上能动起来，必需满足，即，为使小滑块能做沿圆弧轨道返回的运动，小滑块最高只能到达与 点等高的位置，由动能定理得：，可得：。对于小滑块在轨道上的匀加速运动，有，。在水平轨道上，小滑块在运动方向上受到拉力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律得：，，，以上三式联立推得：，故F的范围是；
当时，小滑块返回到点时，，小滑块从点返回点过程中，克服摩擦力做功为：，因为，所以，小滑块不可能回到点。
当取其它值时，小滑块在点时的动能更少，更不可能返回到点，综上可知，在第问的条件下，小滑块不可能回到点。
答：为使小滑块能到达点，小滑块在点时的速度至少为；
为使小滑块能做沿圆弧轨道返回的运动，的取值范围是；
见解析。
【解析】通过点的临界条件：重力恰好提供向心力，可以求出点的速度，再根据动能定理，可求出点的速度；滑块能沿轨道返回，即不脱离轨道，则小球最高只能轨道上达到与点等高的位置，根据动能定理可求到达点的速度，再根据运动学公式求出加速度，利用牛顿第二定律可求出力的范围。通过比较滑块在点的动能与到过程克服摩擦力做功的的大小关系，可判断能否返回点。
竖直面的圆周运动，是高考的热点，以它为载体可以考察查对圆周运动的理解，也可以考查能量守恒定律或功能关系，对这一高频考点要进行深入地理解。
20.【答案】解：对于棒，有
对于棒，有
又因为
所以

因为，，
推得，，
合上电键 瞬间， 棒的受力图如图
因为，解得
所以
对于棒运用牛顿第二定律，有
解得：
合上电键 后，由于 棒所受的合力方向与速度方向相反，所以棒做减速运动；又由于对于棒的运动状态来说，有
所以随着速度的减小，加速度不断减小，直到
时 棒开始做匀速直线运动。总之，合上电键 后， 棒将做加速度减小的减速运动，并将趋于匀速直线运动。
答：电键断开时细线对棒的拉力大小；
匀强磁场的磁感应强度大小；
合上电键瞬间棒的加速度；
见解析。
【解析】根据平衡条件，对棒、棒列式，求电键断开时细线对棒的拉力大小；
根据安培力公式、欧姆定律和平衡条件联立，求磁感应强度；
合上电键 瞬间，对受力分析，结合安培力公式、牛顿第二定律，求加速度大小；
受力分析，根据牛顿第二定律，分析运动状态。
本题是一道综合性较强的题，考查学生对平衡条件、安培力公式、欧姆定律、牛顿第二定律的掌握，难度较高。
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