上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 九 解析版

这是一份上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 九 解析版，共10页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。

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．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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（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．关于力学单位制的说法中正确的是（ ）
（A）kg、m/s、N是导出单位
（B）kg、m、J是基本单位
（C）在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g
（D）只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma
2．下列关于电磁波的说法中不正确的是（ ）
（A）麦克斯韦预言了电磁波的存在
（B）赫兹证实了电磁波的存在
（C）电磁波的传播需要介质
（D）真空中电磁波的波长λ、波速c、频率f之间满足关系式：c＝λf
3．卢瑟福α粒子散射实验装置如图1所示，荧光屏和显微镜一起转至图中的A、B、C、D四个位置时，相同时间内在荧光屏上观察到的闪光次数（ ）
（A）在A位置最多
（B）在B位置最多
图1
（C）在C位置最少
（D）在D位置观察不到闪光
4．伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，如图2所示，对于这个研究过程，下列说法正确的是（ ）
图2
（A）斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程
（B）斜面实验虽然“冲淡”了重力的作用，但仍然不便于小球运动时间的测量
（C）通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律
（D）根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律
5．如图3所示，A、B两物体叠放在一起，让它们靠在粗糙的竖直墙边，已知mA>mB，然后由静止释放，在它们同时沿竖直墙壁下滑的过程中，物体B（ ）
（A）仅受重力作用
图3
（B）受重力、物体A的压力作用
（C）受重力、竖直墙的弹力和摩擦力的作用
（D）受重力、竖直墙的弹力和摩擦力、物体A的压力作用
6．如图4所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的是（ ）
图4
7．甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动。它们的速度图像如图5所示，下列说法中正确的是（ ）
（A）开始阶段乙跑在甲的前面，2s后乙落在甲的后面
（B）2s末乙追上甲，且甲、乙的速度相等
图5
（C）4s末追上甲
（D）在追上前，2s末两物体相距最近
8. 如图6所示，实线是某电场中的电场线，虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹。若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是（ ）
（A）电荷从a到b速度增大
图6
（B）电荷从a到b加速度增大
（C）电荷从a到b电势能减小
（D）电荷从a到b电势能增加
9．下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是（ ）
（A）物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大
（B）物体的速度为，则加速度为0，所受的合外力也为0
（C）物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大
（D）物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力一定不为0
10．如图7甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力的大小F随时间t变化的图像如图7乙所示，g为重力加速度，则（ ）图7
（A）升降机停止前在向下运动
（B）0～t1时间内小球处于失重状态，t1～t2时间内小球处于超重状态
（C）t1～t3时间内小球向下运动，速度先增大后减小
（D）t3～t4时间内小球向下运动，速度一直增大
11．如图8所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则（ ）
图8
（A）B受到C的摩擦力一定不为零
（B）C所受到地面的摩擦力一定为零
（C）C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
（D）将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左
12．一定质量的理想气体，状态变化过程如V－T图像中ABC图线9所示，由图线可知（ ）
（A）A→B过程，气体吸热、压强增大
（B）B→C过程，气体放热、压强增大
（C）C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大
图9
（D）C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
二、填空题（共20分）
13．1919年卢瑟福通过如图10所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现___________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是吸收________________。
图10
图11
14．如图11所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图，已知波从O点传到D点用0.2s，该波的波速为__________m/s；t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速率最大的质点是_____________。
15．图12，展示了等量同种正点电荷的电场线和等势面。从图中可以看出，这三点的电势关系是φa ____φb ___φc（两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）
图12
图13
16．某实验小组利用如图13所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，其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，下端插入水银槽。已知B的容积远小于A的容积，水银面移动时可以忽略气体体积的变化，外界大气压p0=76cmHg维持不变。这种温度计的刻度线是_________________分布的（选填“均匀”或“不均匀”）；水银面的高度差h越大，相应的温度读数越_________________（选填“高”或“低”）。若外界大气压强变为p0′=78cmHg，读出的温度为20℃，则实际温度比20℃________________（选填“高”或“低”）。
17．如图14所示是一个电路的一部分，其中R1=5Ω，R2=1Ω， R3=3Ω，I1=0.2A， I2=0.1A，那么电流表测得的电流的大小为 A，方向向 （选填“左”或“右”）。
图14
三、综合题（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．某同学用如图15所示的装置，分别验证“牛顿第二定律”及““机械能守恒定律”，在装置中，气垫导轨上滑块的质量为M（可以添加配重片），钩码的质量为m，两光电门中心的间距为L，滑块通过两光电门记录的时间分别为Δt1和Δt2，当地的重力加速度为g。滑块上固定一宽度为d的挡光片（挡光片、滑轮、细线绳的质量忽略不计），在钩码的牵引下，滑块从气垫导轨的右端开始向左加速运动。
图15
（1）实验中，光电门1、2记录的挡光时间分别为Δt1和Δt2，则小车经过光电门1时的速度为_________，小车加速度的大小为_______________。
图16
O
m（或M）
a
O
1/m（或1/M）
a
O
m（或M）
a
O
1/m（或1/M）
a
（A） （B） （C） （D）
（2）为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变________（选填“滑块”或“钩码”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量m（或M）的数据，用这些数据绘出的图像可能是图16中的（ ）
（3）要用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式 时（用已知量表示），系统机械能守恒。
恒。
（4）在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值 （填“大”或“小”）。
图17
19．（14分）如图17所示，AB为长直轨道，与水平方向的夹角为37°，BCD为光滑曲线轨道，两段轨道在B处平滑连接。B、C、D三点离水平地面的高度分别为h1=0.50m，h2=1.75m和h3=1.50m。一质量m=0.20kg的小环套在轨道AB上，由静止释放，速度到达B点时速度大小vB=6.0m/s。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）求：
（1）小环离开轨道D处时速度vD的大小；
（2）若AB为光滑的长直轨道，使小环以最小速度落地，则小环在AB上释放处离地的高度h；
（3）若AB为粗糙的长直轨道，已知小环与长直轨道间的动摩擦因数μ=0.25，C处圆形轨道半径RC=0.4m，则为使小环运动到C处恰好对轨道的压力为零，小环在AB上释放处离地的高度H。
20.（16分）如图18所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。试解答以下问题：
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
图18
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？
参考答案
1．D
解析：kg是质量的单位，它是基本单位，所以A错误；国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量。它们在国际单位制中的单位称为基本单位，J是导出单位，B错误；g也是质量的单位，但它不是质量在国际单位制中的基本单位，所以C错误；牛顿第二定律的表达式F=ma，是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的，所以D正确。
2．C
解析：电磁波的传播不需要介质，C错误。
3．A
解析：卢瑟福α粒子散射实验的实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，故选A。
4．D
解析：“斜面实验”中小球运动的加速度较小，便于运动时间的测量，选项A、B错误；斜面倾角增大到90°时，斜面运动外推为自由落体运动，选项C错误，D正确。故选D。
5．A
解析：放手后“物体与墙面无弹力，所以与墙面间无摩擦，因此物体只受重力作用，A、B一起做自由落体运动，物体A、B之间无相互作用力，加速度等于当地的重力加速度，故A正确，B、C、D错误。对两物体进行受力分析，判断物体做自由落体运动，再分析它们之间的受力和加速度大小。
6．C
解析：A、B两点电场强度相同是指大小和方向均相同。大小相同，方向不同；错误。方向相同，大小不同；错误。场强处处大小和方向都相同；正确。大小方向均不同；错误。故选C。电场强度E是矢量，规定场强的方向是正电荷受力的方向，比较两个矢量是否相等，既要看大小，又要看方向。
7．C
解析：初始时，由图象可知甲的速度大于乙的速度，甲跑在乙的前面，2s后的一段时间内，甲仍在乙的前面，直到4s末两车相遇，故A错误；在v-t图象中，图线下面所围的面积表示位移，由图线的“面积”看出，在前2s这段时间内，甲的位移大于乙的位移，乙还没有追上甲，故B错误；两物体由同一地点向同一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇，由“面积”大小等于位移，可知4s末乙追上甲，故C正确；0-2s内，甲的速度大于乙的速度，甲跑在乙的前面，随着时间两者距离增大；2s后乙的速度大于甲的速度，甲仍在乙的前面，两者距离减小，所以在追上前，2s末两物体相距最远，故D错误。故选C。
8．D
解析：根据电场线的疏密程度可知在a处的场强大于b处的场强，即试探电荷在a处受到的电场力大于在b处的，由牛顿第二定律可知粒子在a处运动的加速度大于b处的加速度，故B错误；根据带电粒子做曲线运动的条件，合外力指向曲线内侧，可判定在a、b两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左。由此判断电场线方向发散向外，粒子在电场中从a向b点运动，电场力对电荷做负功，其动能减小，电势能不断增大，故AC错误。所以D正确，ABC错误。
9．C
解析：速度和加速度无必然的联系，则物体的速度越大，加速度不一定越大，所受的合外力也不一定也越大，选项A错误；物体的速度为0，加速度不一定为0，所受的合外力也不一定为0，例如自由落体运动刚开始的时候，选项B错误；物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，例如火箭将要发射时，选项C正确；物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力也可能为0，例如高速飞行的子弹，选项D错误；故选C。
10．C
解析：从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，故A错误。0-tl时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，t1-t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，也处于失重状态，故B错误。0-tl时间内，小球向上运动，t1-t3时间内，小球向下运动，加速度先向下后向上，则速度先增大后减小，故C正确。t3时刻处于最低点，t3-t4时间内，小球向上运动，故D错误。故选AC。本题考查力和运动的关系，知道加速度方向与速度方向相同，做加速运动，加速度方向与速度方向相反，做减速运动。掌握判断超失重的方法，关键看加速度的方向。故选C。
11．C
解析：A选项中，若，则B受C的摩擦力为零，故A错；BC选项中，以BC两物体为研究对象，有斜向右上方的拉力而静止，故C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B错C对；D选项中，若将细绳剪短，B依然静止在斜面上，以BC为整体，则知地面对C无摩擦力，D错。故选C。
12．B
解析：理想气体的内能只由温度决定，A→B过程，等压膨胀，内能增大，气体吸热，A错误；B→C过程，等温压缩，内能不变，对气体做功，气体放热、压强增大，B正确；C→A过程，体积增大，分子密度减小，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，温度降低，分子平均动能减小，CD错误；故选B。
13．质子，α。
解析：卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的α粒子，容器内充入氮气，银箔起到吸收α粒子的作用。故答案为质子，α。
14．10，D。
解析：已知波从O点传到D点用0.2s，则波速为；t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速率最大的质点有D。
15．＝，＞。
解析：由于a点和b点关于两电荷连线的中点对称，所以a点和b点的电势相同，在两电荷连线上，电势从中点往两边升高，中点最低，而在连线的中垂线上从中点往两边电势降低，中垂线上中点电势最高，故有c点电势最低。
16．均匀，低，高。
解析：气体发生等容变化，则，，而，，则与成线性关系，故刻度线的间距均匀；玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，根据平衡可得气体的压强：，h越大，P越小，由查理定律可以知道，P越小，温度T越低，故h越大，温度读数越低；大气压强增大，水银面向上移动，读数偏小，所以读出的温度为，则实际温度比高。因此正确答案是“均匀；低；高”。
17．0.2，左
解析：R1两端的电压U1=I1R1=1V，R2两端的电压U2=I2R2=0.1V，则R3两端的电压U3=0.9V，且下端电势高于上端，则R3的电流I3=U3/R3=0.3A，方向向上，则电流表测得的电流为0.3A-0.1A=0.2A，方向向左。
18．（1）eq \f(d,Δt1)，eq \f(d2,2L)（eq \f(1,Δt22) -eq \f(1,Δt12)）（2）滑块，B（3）（4）大
解析：（1）依据滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，即v1=Δs/t=d/Δt1；v1=Δs/t=d/Δt1，v2=Δs/t=d/Δt2，由vt2-v02=2as得：v22-v12=2as，a=（v22-v12）/2s=（v22-v12）/2L=eq \f(d2,2L)（eq \f(1,Δt22) -eq \f(1,Δt12)）；（2）加速度a与质量M成反比，所以a与1/M成正比，故B正确；（3）要验证机械能守恒，即钩码和滑块组成的系统，重力势能的减少量等于动能的增加量，-ΔEp=ΔEk，即验证：；（4）因为真实速度为挡光片前边缘到达光电门中心时的瞬时速度，但测量的速度却为此瞬间Δt/2之后的瞬时速度，因为滑块做加速运动，显然测量的速度偏大，所以加速度的测量值比真实值大。
（1） vD=4m/s；（2）h=1.75m；（3）H=2.675m。解析：
解析：（1）根据机械能守恒定律，设地面为零势能面，在B点的机械能为：，在D点的势能为，所以动能为，由，得：。
保证最小速度落地则小环在C点时速度应为0，小环的初始高度为：h=h2=1.75m。
（3）小环运动到C处恰好对轨道的压力为零，根据牛顿第二定律得：mg=mvC2/R，vC=2m/s，小环在粗糙的长直AB轨道滑行时，根据牛顿第二定律得：mgsin37°-μmgcs37°=ma，a=4m/s2，由B点到C点，根据机械能守恒定律，设地面为零势能面，，vB2=29(m/s)2，设小环的释放点距B点的距离为L，则有：vB2=2aL，得L=29/8 m，所以H=Lsin37°+h1=2.175m+0.5m=2.675m。
20．（1）4m/s；（2）3m/s；（3）0.5s
解析：当棒的速度为v时，则有 E=BLv，I= E/R ，F=BIL，则可求得安培力F=B2L2v/R。
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，金属棒达到稳定时做匀速运动，由平衡条件得：，得：。
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒达到稳定时水平外力大小为，由平衡条件得：，得：。
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中，水平外力做功为Pt，根据能量守恒定律得：代入解得：t=0.5s。