上海市嘉定区2022届高三物理二模试题（Word版附解析）

嘉定区2021学年等级考第二次质量调研测试

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．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、选择题（第1-8小题，每小题3分；第9-12小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个正确答案）

1. 下列不属于理想模型的是（　　）

A. 质点 B. 点电荷 C. 重心 D. 弹簧振子

【答案】C

【解析】

【详解】点电荷、弹簧振子、质点都属于理想化模型，重心运用了等效的思想方法不属于理想模型，故C正确。

故选C。

2. 太阳属于中型星，再过50亿年将步入“老年时期”，渐渐演化为（　　）

A. 白矮星 B. 中子星 C. 超新星 D. 黑洞

【答案】A

【解析】

【详解】太阳现在正值中年，等它到了老年期，它核心区氢差不多被消耗光了，此时引力和辐射压的平衡被打破，太阳内部便会坍缩。这会导致其内部的温度和压力升高，此时太阳核心区外的氢也开始点火聚变，太阳外壳将持续膨胀，成为一颗红巨星。

太阳在红巨星阶段并不会停留太久，当外壳膨胀的时候，太阳内核也在收缩，使核心区内的氦也达到聚变条件。在这一过程中，由于聚变太过剧烈，到时候太阳将抛掉一半以上的质量，形成行星状星云，最终太阳的核心区域将变成一颗白矮星。

故选A。

3. 放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，进入匀强电场中，偏转情况如图所示，由此可推断（　　）

A. ①表示γ射线，③表示α射线

B. ①表示γ射线，③表示β射线

C. ②表示γ射线，③表示α射线

D. ②表示γ射线，③表示β射线

【答案】C

【解析】

【详解】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②为γ射线；电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线。故C正确，ABD错误。

故选C。

4. 利用图a所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图b中甲和乙两种图样。则（　　）

A. 甲对应单缝，乙对应双缝

B. 甲对应双缝，乙对应单缝

C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大

D. 都是双缝，甲的双缝间距较大

【答案】A

【解析】

【详解】单缝衍射图样为中央亮纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲、乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，A正确，BCD错误；

故选A。

5. “用DIS描绘电场等势线”的实验，要把 ①复写纸、②导电纸、③白纸铺在木板上，铺好后按照自上而下的顺序排列，分别是（　　）

A. ①②③ B. ①③② C. ②①③ D. ②③①

【答案】C

【解析】

【详解】本实验的整个操作在导电纸上进行的，必须在导电纸上找到等势点，所以在木板上依次铺放导电纸、复写纸和白纸，导电纸铺在最上面，顺序为②①③，故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 颠球训练时，学生以6m/s的速度将排球竖直向上击出，忽略空气阻力，g取10m/s2，则（　　）

A. 排球上升的最大高度为3.6m

B. 排球在上升过程中处于失重状态

C. 排球在最高点速度为0，处于平衡状态

D. 排球上升和下降过程的加速度方向相反

【答案】B

【解析】

【详解】A．排球上升的最大高度为

A错误；

B．排球在上升过程中处于完全失重状态，B正确；

C．排球在最高点速度为0，加速度为g，处于非平衡状态，C错误；

D．排球上升和下降过程的加速度相同，竖直向下，D错误。

故选B。

7. 甲、乙两同学分别用手抓住绳子一端然后各自手持绳端上下振动，某一时刻形成的波形图如图所示，若甲同学的振动频率为f1，乙同学的振动频率为f2，则（　　）

A. f1 > f2甲的起振方向向上 B. f1 > f2乙的起振方向向上

C. f1 < f2甲的起振方向向上 D. f1 < f2乙的起振方向向上

【答案】D

【解析】

【详解】机械波在介质中传播的速度取决于介质，所以两列波的波速相等；由题图可以看出，甲波的波长大于乙，根据知甲的频率低，乙频率高，即f1 < f2；由波形可以看出，甲波向右传播，传播到的点先向下振动；乙波向左传播，传播到的点先向上振动，所以，甲的起振方向向下，乙的起振方向向上。

故选D。

8. 玩蹦床的小朋友，在接触床面向下运动至最低点的过程中，小朋友的动能和机械能的变化情况分别为（　　）

A. 动能减小  机械能减小 B. 动能先增大后减小  机械能减小

C. 动能减小  机械能不变 D. 动能先增大后减小  机械能不变

【答案】B

【解析】

【详解】玩蹦床的小朋友，在接触床面向下运动至最低点的过程中，合外力先做正功，再做负功，故动能先增大后减小。以小朋友作为研究对象，弹簧对小朋友的弹力做负功，机械能减小。故B正确。

故选B。

9. 用伏安法测灯泡电阻时，若将电流表和电压表的位置接成如图所示电路，可能出现的情况是(     )

A. 电流表烧坏

B. 电压表示数为零

C. 灯泡不亮

D. 灯泡烧坏

【答案】C

【解析】

【详解】由于电压表内阻很大，故电路中电流很小，故灯泡不亮；电流表中示数很小，不会烧坏；此时电压表相当于直接接在电源两端，故此时电压表的示数接近220V；故选C．

10. 如图所示，物体放在做简谐运动的振动平台上，并随平台上下振动而不脱离平台台面。若以向上的位移为正，物体的振动图像如图所示，在图像上取a、b、c、d四点，则（　　）

A. 处于a状态时物体对振动平台的压力最小

B. 处于b状态时物体对振动平台的压力最大

C. 处于c状态时物体对振动平台的压力等于物体重力

D. 处于d状态时物体对振动平台的压力最小

【答案】C

【解析】

【详解】由图像可知，物体处于a、c状态时，经过平衡位置，加速度为零，此时物体对振动平台的压力等于物体重力；物体处于b状态时，位于正向最大位移处，加速度达到负向最大值，此时物体处于失重状态，对振动平台的压力最小；物体处于d状态时，位于负向最大位移处，加速度达到正向最大值，此时物体处于超重状态，对振动平台的压力最大。故ABD错误，C正确。

故选C。

11. 如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳将书本静止悬挂，现将两环距离变大后书本仍处于静止状态，若杆对A环的支持力为FN，杆对A环的摩擦力为Ff，则（　　）

A. FN减小，Ff不变 B. FN减小，Ff增大

C. FN不变，Ff不变 D. FN不变，Ff增大

【答案】D

【解析】

【详解】对A、B和书本整体分析，根据平衡条件以及对称性可知

设两细绳的夹角为2θ，对A单独分析，根据平衡条件可得

将两环距离变大后，FN不变，θ增大，Ff增大。

故选D。

12. 如图甲，某电场的一条电场线与Ox轴重合，在O点由静止释放一电子，该电子在Ox方向各点的电势能Ep 随x变化的规律如图乙所示。若电子仅受电场力的作用，运动过程中加速度的大小为a，则（　　）

A. a先减小后逐渐增大，该电场线可能是孤立点电荷产生的

B. a先减小后逐渐增大，该电场线可能是等量同种点电荷产生的

C. a先增大后逐渐减小，该电场线可能是孤立点电荷产生的

D. a先增大后逐渐减小，该电场线可能是等量同种点电荷产生的

【答案】B

【解析】

【详解】根据功能关系可知电场力对电子做的功等于电子电势能的变化量的负值，即

所以Ep-x图像的斜率表示电子所受电场力，由图可知电子所受电场力先减小后增大，根据牛顿第二定律可知a先减小后增大。孤立点电荷产生的电场强度一定随x的增大而单调变化，不可能出现先减小后增大的情况。而等量同种点电荷产生的电场中，在两点电荷连线的中垂线上的电场强度分布存在先减小后增大的范围，所以该电场线可能是等量同种点电荷产生的。

故选B。

二、填空题（共20分）

13. 人们对光本性的认识，早期有牛顿的微粒说和惠更斯的________说。20世纪初，爱因斯坦为解释光电效应现象提出了________说。

【答案】    ① 波动    ②. 光子

【解析】

【详解】[1]人们对光本性的认识，早期有牛顿的微粒说和惠更斯的波动说。

[2] 20世纪初，爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说。

14. 2021年12月，神舟十三号乘组航天员在中国空间站进行太空授课，据航天员王亚平介绍，在空间站中每天能看到16次日出，则空间站绕地球运行一周所用的时间约为___________；若月球绕地球的公转周期为28天，由此可推算，空间站轨道半径与月球轨道半径的比值约为___________。

【答案】    ①. 1.5h（或5400s）    ②. 0.017（或0.02、0.0171等）

【解析】

【详解】[1]由题意，空间站绕地球运行一周所用的时间约为

[2]根据开普勒第三定律可得

解得

15. 在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学测得悬线的长度为，摆球的直径为，则该单摆的摆长为_________。若实验时，摆线上端未牢固地系于悬点，量好摆长后摆动中出现松动，则测得的重力加速度数值将_________（填“偏小”、“偏大”或者“不变”）。

【答案】    ①.     ②. 偏小

【解析】

【详解】[1]摆长为悬点到球心的距离，则该单摆的摆长为

[2]根据单摆周期公式

可得

若实验时，摆线上端未牢固地系于悬点，量好摆长后摆动中出现松动，使实际摆线长度增加了，使得代入计算的摆长偏小，故测得的重力加速度数值将偏小。

16. 磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示，它的驱动系统简化为如图乙所示的物理模型。当磁场以速度v匀速向右移动时，从上往下看线圈中的感应电流方向为__________（填“顺时针”或“逆时针”）；列车的运动方向_________。

【答案】    ①. 顺时针    ②. 向右

【解析】

【详解】[1]当磁场以速度v匀速向右移动，等效于线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知图示时刻线框中感应电流沿顺时针方向；

[2]根据左手定则，列车受到向右的安培力，因此列车运动的方向与磁场移动的方向相同，列车的运动方向向右。

17. 质量为1300kg跑车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度与速度的倒数的关系如图所示，已知的大小为0.0096。则赛车受到的摩擦力为_________N，发动机的输出功率为_________kW。

【答案】    ①. 3900    ②. 406.25

【解析】

【详解】[1][2]设跑车的输出功率为，受到的摩擦力为，根据牛顿第二定律可得

可知图像纵轴截距为

解得

图像的斜率为

解得

三、综合题（第18题11分，第19题13分，第20题16分，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. 用如图甲所示的装置研究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验，操作步骤如下：

①将压强传感器调零；

②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器适当刻度处；

③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；

④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。

（1）请改正以上步骤中的不妥之处：__________；

（2）实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了__________；推动活塞时要缓慢，原因是_______；

（3）图乙给出的是一次标准、正确实验操作得到的p-V图像，小明在操作过程中，误将手一直握住注射器的筒壁，猜想小明实验可能得到的p-V图像，并在图中用虚线画出_______；

（4）小明注意操作细节后重新实验，作出p-V图像，如图乙所示，能否根据绘制的图线直接得到气体压强和体积的关系？如果能，请说明是什么关系；如果不能，请简单说明处理方法。_________。

【答案】    ①. 步骤①压强传感器不需要调零，需要校准    ②. 保证封闭气体的质量不变    ③. 保持封闭气体的温度不变    ④.     ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]步骤①压强传感器不需要调零，需要校准。

（2）[2]实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了增强气密性，从而保证封闭气体的质量不变。

 [3]推动活塞时要缓慢，原因是使封闭气体能够与外界充分地发生热交换，从而保持封闭气体的温度不变。

（3）[4]小明在操作过程中，误将手一直握住注射器的筒壁，封闭气体的温度会逐渐升高， pV值会逐渐增大，实际作出的p-V图像会随V的减小而逐渐向上偏离标准图线，如图所示。

（4）[5]由于作出的p-V图像具体是何种曲线不能直观判断，进而不能直接得到气体压强和体积的关系，此时应作p-图像，如果图像是过原点的倾斜直线，则可以判断温度不变时，一定质量的气体压强与体积成反比。

19. 如图甲，一质量的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能Ep随下滑距离s变化的图线如图乙所示，若g取10 m/s2。求：

（1）物块下滑的加速度a；

（2）物块与斜面的动摩擦因数μ；

（3）物块下滑过程中机械能是否守恒？若守恒，请说明理由；若不守恒，请求出机械能变化量。

【答案】（1），方向：沿斜面向下；（2）0.25；（3）不守恒，机械能减少了16J

【解析】

【详解】（1）物块沿斜面下滑，做初速度为0的匀加速直线运动，有

得

方向：沿斜面向下；

（2）下滑过程中，物块受力如图所示，设斜面倾角为θ

根据牛顿第二定律

得

（3）物块在下滑过程中，除重力做功，还有摩擦力做功，机械能不守恒

解得

机械能减少了16J。

20. 如图甲所示，足够长但电阻可忽略平行金属导轨MN、PQ由水平部分和倾斜部分组成，且平滑连接，导轨间宽度L＝0.5m。水平部分是粗糙的，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.4T；倾斜部分是光滑的，该处没有磁场。导体棒a，b可在导轨上滑动，质量均为m＝0.2kg，电阻均为R＝0.5Ω。将b棒放在水平导轨上，a棒置于斜轨高h处，由静止释放。已知在a棒运动过程中，b棒恰能保持静止，且a，b间距离足够远。若导体棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.2，运动时始终与导轨垂直且接触良好，忽略回路中感应电流的磁场，g取10m/s2。求：

（1）由导体棒和导轨组成的回路中的最大电流Im，并在图中画出导体棒b中的电流方向；

（2）释放时导体棒a所在的高度h；

（3）若导体棒a以一定的初速度释放，经过一段时间后，b开始运动起来，当导体棒b达到最大速度时，棒a的加速度大小是多少？

（4）以导体棒b开始运动时为计时零点，在图乙中定性画出导体棒b的v-t图像。

【答案】（1）2A，沿杆方向向里；（2）5m；（3）4m/s2；（4）见解析

【解析】

【详解】（1）对b棒做受力分析，因为恰能静止，所以有

FA1=f1

即

BImL=

a棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则，先判断a中的感应电流，再判断b中的感应电流，方向如图沿杆方向向里。

（2）a进入磁场后，受重力、安培力和摩擦力，速度越来越小，回路中的电流越来越小，最大电流出现在a进入磁场瞬间。

设导体棒a此时的速度为v，有

=

解得

v=10m/s

由于斜轨光滑，棒a在斜轨滑动过程中，只有重力做功，机械能守恒以水平轨道所在平面为零势能面

mgh=

解得

h=5m

（3）当安培力等于摩擦力时，b棒速度最大。

b棒：

BIL=

a棒：

（4）a棒进入磁场时，b棒开始运动只要va>vb 根据楞次定律，b棒受到向右的安培力 当va=vb，感应电流为0，安培力为0。整个过程，b棒受力如图，安培力开始大于f1，后逐渐减小至0。

先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，最后做匀减速运动至静止，对应v-t图像如下