2023年高考第三次模拟考试卷-物理（上海B卷）（全解全析）

2023年上海市高三等级考第三次模拟考试卷

物理试题（B卷）

注意事项：

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、班级、学校和准考证号。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。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题(本大题共12小题，共40分。第1至8题每小题3分，第9至12题每小题4分。每小题只有一个正确选项。)

1．静电力常量k用国际单位制的基本单位表示，正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【详解】由库仑定律 得 电流定义式得代入 得

故选D。

2．下列说法正确的是（　　）

A．物理量中表述电场强度和磁通量时均可以引入正负号，所以它们是矢量

B．有些物理量是没有单位的，如劲度系数、电阻率、静电力常量

C．在物理学的思想方法中，将物体看成质点运用了极限法

D．电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的

【答案】D

【详解】A.磁通量没有方向，属于标量，故A错误；

B.电阻率、劲度系数与静电力常量有单位，故B错误；

C.质点模型属于理想模型法，故C错误。

D. 电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的，故D正确。

3．介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻其波动图像如图所示，P为介质中一个质点。下列说法正确的是（　　）

A．这列波的波长为2m

B．这列波的振幅为4cm

C．质点P的振动频率等于波源的振动频率

D．质点P的振动方向与波的传播方向相同

【答案】C

【详解】AB．根据波形图可知，振幅是，波长是，故A错误，B错误；

C．据波的传播特点可知，各质点做受迫振动，各质点的振动频率与波源的频率相等，故C正确；

D．由于该波是横波，所以质点的振动方向与该波的传播方向垂直，故D错误。故选C。

4．甲、乙两物体距地面的高度之比为1：2，所受重力之比为1：2。某时刻两物体同时由静止开始下落。不计空气阻力的影响。下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙落地时的速度大小之比为

B．所受重力较大的乙物体先落地

C．在两物体均未落地前，甲、乙的加速度大小之比为1：2

D．在两物体均未落地前，甲、乙之间的距离越来越近

【答案】A

【详解】由于不计空气阻力，两物体均做自由落体运动

A．由可知所以甲、乙落地时的速度大小之比为，故A正确；

B．由可知所以物体做自由落体运动在空间运动的时间取决于高度，与物体所受重力的大小无关，即甲物体先落地，故B错误；

C．由于两物体都做自由落体运动，加速度均为重力加速度，故C错误；

D．由于两物体都做自由落体运动且同时下落，则在两物体均未落地前，甲、乙之间的距离不变，故D错误。故选A。

5．如图，真空中固定两个等量异种点电荷＋q、－q。其中＋q在正方形abcd的几何中心处，cd边与两电荷连线的中垂线重合。则（　　）

A．a点场强大于c点场强，a点电势大于c点电势

B．b点场强小于d点场强，b点电势小于d点电势

C．c、d两点的场强相同，电势相等

D．a、b两点的场强相同，电势相等

【答案】C

【详解】根据等量异种点电荷的电场线及等势面的分布图可知

A．a点场强小于c点场强，a点电势大于c点电势，所以A错误；

B． b点场强小于d点场强，b点电势大于d点电势，所以B错误；

C．由对称性可知，c、d两点的场强相同，c、d两点在同一等势面上，电势相等，所以C正确；

D．根据对称性可知， a、b两点的场强大小相同方向不同，则场强不同，但是电势相等，所以D错误；故选C。

6．如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　）

A．线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针（俯视）

B．线圈在位置C时感应电流的方向为顺时针（俯视）

C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最大

D．线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大

【答案】D

【详解】A．线圈在位置A时，通过线圈的磁场斜向上，线圈向下运动，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针（俯视），A错误；

B．线圈在位置C时，通过线圈的磁场斜向下，线圈向下运动，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针（俯视），B错误；

C．在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，则线圈在位置B时穿过线圈的磁通量为零，C错误；

D．A、B之间和B、C之间的距离相等，但线圈在位置C时的运动速度较大，磁通量变化较快，则线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大，D正确。故选D。

7．某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪，底座通电时球体会悬浮起来（图甲）。它的内部原理是如图乙所示，底座里面有线圈，球体是磁铁，球体的顶端是S极，底部是N极，底座通电时能让球体悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　）

A．地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力

B．球体能够悬浮是利用了电磁感应原理

C．电路中的a端点须连接直流电源的负极

D．若增加线圈的电流，则球体重新静止时受到的斥力将变大

【答案】C

【详解】A．地球仪受到重力和通电线圈给它向上的磁场力而处于静止状态，底座受向下的重力和磁铁向下的磁场力以及桌面向上的支持力而平衡，则底座对桌面的压力大小大于底座受到的重力，A错误；

B．球体能够悬浮是由于通电线圈对磁体产生的磁场力与重力平衡，B错误；

C．磁体要平衡，由图乙可知通电线圈产生的磁场方向应向上，根据右手螺旋定则可知，电路中的b端点须连接直流电源的正极，a端点须连接直流电源的负极，C正确；

D．若增加线圈的电流，则球体会悬浮到比原来高的位置重新静止，新位置受到的斥力仍与球体重力平衡，与原位置相同，D错误。故选C。

8．将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图。则从上往下可看到（　　）

A．等距的平行条纹

B．等距的环状条纹

C．内密外疏的环状条纹

D．内疏外密的环状条纹

【答案】D

【详解】从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹，从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，故干涉条纹疏密不均匀，从里到外相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，为内疏外密的环状条纹。

故选D。

9．一颗人造地球同步卫星对地球的张角能覆盖赤道上空东经θ0-θ到东经θ0+θ之间的区域。已知地球半径为R0，地球表面处的重力加速度大小为g，地球自转周期为T 。 θ的表达式为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】由

且

然后结合

可求得

cosθ= ()1/3

故C正确。

10．已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则（　　）

A．电灯L变亮 B．电流表读数减小

C．电阻R的功率增大 D．电源的输出功率一定增大

【答案】C

【详解】B．光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，电路总阻值减小，由闭合电路欧姆定律，干路电流

增大，电流表读数增大。B错误；

A．路端电压

减小，电灯L功率

减小，电灯L变暗。A错误；

C．流经电灯L的电流

减小。流经电阻R的电流

变大。电阻R的功率

变大。C正确；

D．当外电阻与电源内阻越接近电源输出功率越大，由于不知外电阻与电源内阻的关系，所以无法确定电源功率的变化。D错误。故选C。

11．如图所示，在长为1m的细绳下端拴一质量为0.6kg的小球，捏住绳子上端，使小球在水平面内做圆周运动，这样就成了一个圆锥摆。开始时使绳子跟竖直方向的夹角为，之后对小球做功，再次稳定后，使绳子跟竖直方向的夹角为，保持悬点不变。已知，，则手对小球做的功为（　　）

A．1.2J B．1.85J C．3.05J D．4.05J

【答案】C

【详解】设绳子长度为l，小球做圆周运动，由题意对其进行受力分析如图所示

则由题意有

则

由动能定理可得

故选C。

12．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则（　　）

A．， B．， C．， D．，

【答案】D

【详解】由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力

又

(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长)

所以安培力

此时加速度为

且

m＝ρ0S·4L(ρ0为材料的密度)

所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1＝v2；

由能量守恒可得

Q＝mg(h＋H)－

(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线，质量m小，产生的热量小，所以Q1< Q2；故选D。

二、填空题（共20分。每空2分，每小题4分）

13．科学家们通过大量的实践研究，估算出了整个地球表面接受的太阳辐射能主要去向的数据：

根据以上数据可估算出地球对太阳能的利用率为_________%，每年通过植物的光合作用转化的化学能为____________kJ（两空均保留三位数）．

【答案】     23.7     1.57×1018

【详解】表中提供的热量是太阳能的总能量，其中③④⑤是利用了的能量．由每秒利用的能量可以计算出每年利用的能量．

[1]．地球对太阳能的利用率为

[2]．每年通过光合作用转化为化学能的太阳能为

14．在如图所示的电路中，电源内阻为r，两个定值电阻的阻值分别为R1、R3。闭合开关S，当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为ΔI，则伏特表V2示数变化量的大小ΔU2=______。

【答案】     减小    

【详解】[1]当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，I变小，U1=IR1变小，故V1逐渐减小；

[2]因R1、R3为定值电阻，故由欧姆定律

U2＝E−I(R1+R3+r)

可知，电压表V2示数的变化量绝对值与电流表A示数的变化量比值等于R1+R3+r，故有

15．如图，物块从倾角θ=37°，高H=3m的光滑斜面顶端静止下滑，滑至底端时的速度大小为________m/s．若以斜面底端为重力势能零点，则当物块下滑________m时，其动能与重力势能之比为2:3．（g取10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

【答案】     =7.75     2

【详解】选物块为研究对象，对物块从光滑斜面顶端静止下滑至底端受力分析，由动能定理可得，解得：

设物块下滑时，其动能与重力势能之比为2:3，设物体下滑时，速度为

则、，联立解得

16．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内，两段水银柱A和C将空气柱B封闭在玻璃管左侧，平衡时A段水银有一部分在水平管中．若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则再次平衡后，水银柱C两端液面的高度差h将_________，空气柱B的长度将___________．（均选填“增大”、“减小”或“不变”）

【答案】     减小；     增大

【详解】气体的压强减小，右管与B的水银面的高度差h就会减小；温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大．

17．如图所示，电阻不计的“∠”形导轨ADC垂直于磁场固定在匀强磁场中，电阻与长度成正比的导体棒MN与导轨保持良好接触并向右匀速运动，则导体棒与导轨组成的闭合回路中的感应电动势_________（填“增大”“不变”或“减小”），感应电流_______（填“增大”“不变”或“减小”）．

【答案】     增大     不变

【详解】设“∠”型导轨的顶角为，电阻率为，匀速运动的速度为

感应电动势，，故感应电动势增大；

感应电流，

得，式中各量恒定，则感应电流不变．

三、综合题（共3题，共40分。第18题每空2分，共12分；第19题14分；第20题14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．(I)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。

①本实验采用的科学方法是_______（填字母代号）

A．理想实验法　　B．等效替代法

C．控制变量法　　D．建立物理模型法

②下列不必要的实验要求是______（填选项前的字母）；

A．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．细线方向应与木板平面平行

D．应测量重物M所受的重力

③从OB水平开始，保持弹簧测力计A和B的夹角及O点位置不变，使弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直，则在整个过程中关于弹簧测力计A和B的读数变化情况是________（填选项前的字母）。

A．A增大，B减小       B．A减小，B减小

C．A增大，B先增大后减小     D．A增大，B先增大后减小

【答案】     B     A     B

【详解】①[1]本实验目的是验证平行四边形定则，每次两根弹簧测力计的合力都要平衡重物的重力，采用的是等效替代法；故选B。

②[2]A．改变拉力，进行多次实验，无论O点位置如何，MO段细线对O点拉力的作用效果始终不变，所以不需要每次都要使O点静止在同一位置，故A不必要；

B．弹簧测力计应在使用前校零，以减小测量误差，故B必要；

C．细线方向应与木板平面平行，使实际力的平行四边形与白纸上所作的力的平行四边形平行，以减小误差，故C必要；

D．OA和OB两段细线对O点拉力的合力与M的重力平衡，实验中需要对比合力的理论值（通过平行四边形定则所作的合力的图示）与实验值（与M重力平衡的力的图示），因此应测量重物M所受的重力，故D必要。本题选不必要的，故选A。

③[3]由题意，根据平衡条件可知，O点所受三个拉力组成首尾相接的矢量三角形，如图所示，根据正弦定理有

在使弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直的整个过程中，由于保持弹簧测力计A和B的夹角及O点位置不变，所以β不变，α减小，γ从90°开始增大，根据三角函数知识可知FA和FB都减小。故选B。

(II)某同学欲探究圆锥摆的相关规律，他找来一根不可伸长的细线并测出其长度L，把细线一端固定于O点，在O点处连一拉力传感器（图中未画出），拉力传感器可以感应细线上的拉力，传感器与计算机连接，在计算机上显示出细线的拉力F，线的另一端连有一质量为m的小球（可看做质点），让小球在水平面内做匀速圆周运动．

①该同学探究发现图中细线与竖直方向夹角θ和细线拉力F的关系是：细线拉力随θ角增大而______（填“增大”、“减小”或“不变”）

②该同学用细线拉力F、线长L和小球质量m得出了小球运动的角速度ω=______．

③该同学想进一步探究θ与小球角速度ω的关系，他以为横轴，以ω2为纵轴建立直角坐标系，描点作图得到一条直线，设直线的斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g=______（用题目已知量示）．

【答案】     ①增大     ②     ③g=kL

【详解】①对小球，受力分析可知，小球受到重力和绳子的拉力，如图：

据牛顿第二定律：竖直方向：Fcosα-G=0   ；水平方向： Fsinα=ma=mω2r   得：   

所以细线拉力随θ角增大而增大．

②又由：r=Lsinθ   可得

③由上述式子得： ，即

该同学以为横轴，以ω2为纵轴建立直角坐标系，描点作图得到一条直线，设直线的斜率为k，则斜率：              所以当地重力加速度的表达式为：g=kL.

19．如图所示，在水平向右的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为的小球（可视为点电荷）。将小球拉至与O点等高的A点，保持细线绷紧并静止释放，小球运动到与竖直方向夹角的P点时速度变为零。已知、，空气阻力可忽略，重力加速度为g。求：

（1）电场强度的大小E；

（2）小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W；

（3）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力大小F。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由A到P过程中，根据动能定理

解得

（2）小球从A运动到B的过程中，电场力做的功

（3）小球从A运动到B的过程中，根据动能定理

在B点，根据牛顿第二定律

联立解得

20．如图所示，间距为L的光滑导轨水平放置，导轨一端接有阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面的匀强磁场。质量为m的导体棒在沿轨道方向拉力作用下由静止开始运动，运动过程中拉力的功率恒为P。导体棒始终与轨道垂直且接触良好，不计导体棒和轨道电阻。

（1）求回路中电流为I时拉力的大小F；

（2）从开始运动经过时间t导体棒速度已达到稳定，求t时间内电阻上产生的焦耳热Q。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）导体棒运动产生感应电动势为

又由

，

则拉力

（2）速度稳定时拉力

则

又由能量守恒

解得