上海市杨浦区2021届高三上学期期末教学质量检测（一模）（12月）物理试题 Word版含答案

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高中等级考质量调研物理学科试卷 第 1 页（共 6 页） 保留版权 杨浦区 2021 届高三上学期期末教学质量检测（一模）物理学科 试卷 2020 年 12 月 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卡。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，考生务必在答题卡上用钢笔或圆珠笔清楚填写姓名、准考证号，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卡上，在试卷上作答一律 不得分。第一部分的作答必须涂在答题卡上相应的区域，第二、三部分的作答必须写 在答题卡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．牛顿第一定律是 A．直接通过理论推导得到的 B．实验定律，可以通过实验来验证 C．描述惯性大小的，又叫惯性定律 D．以实验为基础，通过推理、想像总结出来的 2．如图，a、c 是通电螺线管轴线上的两点，b、d 是 通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点，其中 A．a 点磁感应强度最大 B．b、d 两点磁感应强度相同 C．b、c 两点磁感应强度方向相同 D．a、c 两点磁感应强度方向相反 3．如图，一个物体在水平推力 F 的作用下静止在粗糙斜面上，该物体受到的力的个 数是 A．2 个或 3 个 B．2 个或 4 个 C．3 个或 4 个 D．4 个或 5 个 4．物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是 A．简谐运动中加速度与速度始终同向 B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向 C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直 D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反 a b c d F 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 2 页（共 6 页） 保留版权 5．质量为 m 的砝码挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时将砝码由静止释放，弹簧始终 在弹性限度内，不计空气阻力。重力加速度为 g。当砝码下降到最低点时（未到地面） A．砝码在最低点时弹簧拉力大小为 mg B．下降过程中砝码始终处于失重状态 C．下降到最低点时砝码的加速度大于 g D．下降过程中砝码克服弹簧弹力做的功等于砝码机械能的减少量 6．已知两个共点力 F1、F2 的合力 F 大小为 10N，F1 的大小为 6N。F2 的方向与合力 F 的方向的夹角为θ，则θ的值可能为 A．30 B．45 C．60 D．90 7．如图，在观察水面波的衍射的实验装置中，AC 和 BD 是 两块挡板，AB 是一个小孔，O 是波源。图中已画出波源所 在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距 离等于一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列表 述中正确的是 A．不能观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔 AB 扩大，能观察到更明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象 8．如图，电路中电源电动势 E 恒定，内阻不计。外电阻 R 为可变电 阻，电源输出功率为 P，回路电流为 I。下列图像中可能正确的是 9．某同学在 100 米短跑时采用蹲踞式起跑，发令枪响后，向前加速的同时提升身体 重心。设该同学质量为 m，在起跑前进的这段距离内重心上升高度为 h，获得速度为 v，克服阻力做功为 W 阻，重力加速度为 g。则在此过程中 A．该同学的重力势能减小量为 mgh B．该同学的动能增加量为 21 2 mv mgh E R S 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 3 页（共 6 页） 保留版权 0v  （a） C．该同学的机械能增加量为 +W mgh阻 D．该同学自身提供的能量至少为 21+ + 2W mgh mv阻 10．如图，ABC 为等边三角形，电荷量为+Q 的点电 荷固定在 A 点。将一电荷量为+q 的检验电荷 Q1 从 无穷远处（电势为 0）移到 B 点，此过程中电场力做 功为-W。下列说法正确的是 A．Q1 移入之前，B 点的电势为 -W q B．将 Q1 从 B 点移到 C 点，所受电场力先做正功、后做负功 C．移除 Q1，将另一个电荷量为-2q 的检验电荷 Q2 从 C 点移到无穷远处，此过程中 Q2 所受电场力做的功为 2W D．移除 Q1，将另一个电荷量为-2q 的检验电荷 Q2 从无穷远处移到 C 点，Q2 在 C 点 的电势能为-2W 11．下列物理量的单位采用国际单位制的基本单位，其中正确的是 A．功率 P 的单位是 kg·m2/s2 B．电阻 R 的单位是 kg·m2/（A2·s2） C．电场强度 E 的单位是 kg·m/（A·s3） D．磁感应强度 B 的单位是 kg·m/（A·s2） 12．如图（a），一物体以某一初速度由斜面底端沿斜面向上滑动， 其动能和重力势能随位移的变化图线如图（b）。根据图像所给信息， 可求出 A．斜面的倾角 B．物体所受的重力 C．物体上滑的初速度 D．物体与斜面间的滑动摩擦力 E/J 10 8 O x/m1（b） +Q A B C 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 4 页（共 6 页） 保留版权 二、填空题（共 20 分） 13．如图是探究电源电动势和电源外电压、内电压关 系的装置，通过调节电池两极之间的挡板高度来调节 电池的内阻。图中“电压传感器 1”测量的是_______ 电压（选填“外”或“内”）。 某同学的实验步骤如下： ①先对电池充足电； ②改变内、外电阻的阻值，记录两个电压传感器的读 数，将测得的多组数据填入下表。 根据表格数据，可以得到的结论是：_______________________________________。 14．有一种加速度传感器通过测量作用在质量块上的力，根据质量块的质量求得加速 度，其依据的物理定律是______________。这类加速度传感器_________（选填“能” 或“不能”）用于研究加速度与力、加速度与质量的关系的实验。 15．如图（a），商场半空中悬挂的钢丝上挂有可以自由滑动的夹子，各个柜台的售货 员将票据和钱夹在夹子上通过钢丝传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方 向，钢丝的形状如图（b），其左侧与水平夹角为θ，右侧处于水平位置，已知铁夹的 质量为 m，重力加速度为 g，则铁夹的加速度方向__________，大小为____________。 16．已知月球质量约为地球质量的 1/81，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速 度的 1/6，地球半径约为 6.4×106m，则月球半径约为___________m。嫦娥五号是中国 首个实施无人月面取样返回的月球探测器，其发射初期贴着地球表面飞行的环绕速度 约为 7.9×103m/s，后经过约 112 小时奔月飞行、实施二次近月制动后进入离月球表面 200km 高度的环月圆轨道飞行，其速度约为____________m/s。 U 外（V） 1.99 1.91 1.84 1.76 1.66 1.54 U 内（V） 0.10 0.15 0.23 0.32 0.42 0.53 （b） θ （a） 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 5 页（共 6 页） 保留版权 17．两个摆长不同的单摆 1、2 同轴水平悬挂，两单摆摆动平面相互平行，振动图像 如图（a），两单摆摆长之比 l1:l2=__________。t=0 时把单摆 1 的摆球向左、单摆 2 的摆球向右拉至相同的摆角处，如图（b）。同时释放两摆球，两摆球同时摆到最右 侧所经历的时间为____________s。 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．（10 分）如图为“探究感应电流产生 的条件”的实验装置。 （1）请在图中用实线将所缺的导线补接 完整。 根据你的连线，在闭合电键 S 前，滑 动片 P 应置于滑动变阻器的__________ （选填：“最左端”、“中间”或“最右端”）。 （2）在完成“探究感应电流产生的条件”这一实验后，接下来继续使用这一实验装 置进行“研究磁通量变化时感应电流的方向”这一实验。闭合电键 S、使 A 放置在 B 线圈中保持静止，减小滑动变阻器的阻值，观察到检流计 G 的指针向左偏转。根据 这一现象判断，当 A 线圈相对 B 线圈向上运动时，检流计的指针_________（选填： “向左”或“向右”）偏转，并写出你的判断依据： _______________________________________________________________________。 19．（14 分）如图，固定于竖直平面内的粗糙斜杆与水平 方向夹角为 30，处在水平向左的匀强电场中。质量为 110－3kg、带电量为+510－6 C 的小球套在杆上，小球沿 杆下滑过程中未受摩擦力作用。重力加速度 g 取 10m/s2。 求： E 30 P S A B 0.9 t/s x/cm O （a） 1 单摆 1 单摆 2 单摆 1 单摆 2 l1 l2 （b） 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 6 页（共 6 页） 保留版权 （1）电场强度 E 的大小； （2）小球下滑的加速度大小； （3）若电场大小不变，方向变为水平向右。为使小球能由静止起沿杆向上运动，杆 与小球之间的动摩擦因数μ的取值范围（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 20．（16 分）如图（a），磁力刹车是为保证过山车在 最后进站前的安全而设计的一种刹车形式。磁场很强 的钕磁铁长条安装在轨道上，刹车金属片安装在过山 车底部或两侧。简化为图（b）的模型，相距为 l、水 平放置的导轨处于磁感应强度大小为 B、方向竖直的 匀强磁场中，整个回路中的等效电阻为 R，将过山车 上的刹车金属片等效为一根金属杆 AB，过山车的质 量为 m。不计轨道摩擦和空气阻力。 （1）求水平磁力刹车减速的加速度 a 大小随速度 v 变化 的关系式； （2）试比较用磁力刹车和用摩擦力刹车的区别； （3）若过山车进入水平磁力刹车轨道开始减速时， 速度为 30m/s，刹车产生的加速度大小为 15m/s2。过 山 车 的 速 度 v 随 位 移 x 的 变 化 规 律 满 足 ： 2 2 0 B lv v xmR   （设水平轨道起点 x=0）。在图（c） 中画出水平磁力刹车减速的加速度大小随速度变化 的图线，并求出过山车在水平轨道上减速到 10m/s 时滑行的距离。 物理学科参考答案及评分标准 一、单项选择题（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。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B C C D A B C 题号 9 10 11 12 答案 D D C D A     R  v  l    B （b） （a） O v/ m•s-1 a/m•s-2 （c） 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 7 页（共 6 页） 保留版权 二、填空题 （共 20 分。本大题有 5 小题，每小题 4 分，每空格 2 分。） 题 号 答 案 13 内 在误差允许范围内，内、外电压之和是一个恒量（2 分）。（仅回答“内、外电 压之和等于电源电动势”，给 1 分；仅回答“外电压减小时内电压增大”，给 1 分） 14 牛顿第二定律，不能 15 向右， tan 2g  16 1.7×106（1.742×106），1.6×103（1.593×103） 17 100:81，4.5+9n（n=0，1，2……） 三、综合题（共 40 分，第 18 题 10 分，第 19 题 14 分，第 20 题 16 分） 18.（10 分） （1）见右图（2 分）， 根据学生答卷上的连线情况，滑动 变阻器置于最大阻值处（2 分）。 （2）指针向右偏转（2 分）， 减小滑动变阻器的阻值，流过 A 线圈的电流增大，穿过 B 线圈的 磁通量增大（1 分）。根据楞次定 律，B 线圈中产生的感应电流的磁 场与原磁场反向，此时感应电流流 过检流计时使指针左偏（1 分）。 当 A 线圈相对 B 线圈向上运动时，穿过 B 线圈中的磁通量减小（1 分），B 线圈中产 生的感应电流的磁场与原磁场同向，感应电流流过检流计时，使指针右偏（1 分）。 19.（14 分） （1）小球的受力分析如右图（1）所示，小球和杆之间没有弹力 作用，所以未受摩擦力作用。 o osin30 cos30Eq mg （2 分） P S A B Eq E mg 图（1） 30 高中等级考质量调研物理学科试卷 第 8 页（共 6 页） 保留版权 o -3 -6 cot30 1 10 10 3 N / C5 10 mgE q      =3.46×103N/C；（2 分） （2）小球的加速度沿杆向下，根据牛顿第二定律： osin30 mgF ma   （2 分） 2 o 10 m / s1sin30 2 ga    20m/s2（2 分）； （3）电场大小不变，方向变为水平向右，小球的受力分析如 右图（2）所示。可得： o ocos30 sin30N mg Eq  （1 分） f N （1 分） 为使小球能沿杆向上运动，应满足： o ocos30 sin30Eq mg f （ ）（2 分） 可得：μ＜ 3 3 （2 分）。 20.（16 分） （1）金属杆 AB 在磁场中切割磁感线运动，产生感应电动势： E Blv （2 分） 根据牛顿第二定律： 2 2 BlvB lF BIl B lRF ma a vm m m mR        安 ；（2 分） （2）磁力刹车：速度越大，减速的加速度越大。（2 分）【当速度减到一定程度时， 加速度过小，不足以阻止列车。依赖于磁性的基本属性，除电磁铁外，使用永磁体的 刹车不需要电力。】 摩擦力刹车：摩擦力恒定，与速度无关。存在不稳定性，比如下雨天刹车打滑等。（2 分） （3）水平磁力刹车减速的加速度大小随速度变化的图线 如右图所示（3 分）。 由金属杆减速的加速度： 2 2B la vmR   ，从图（c）中可得： 斜率 2 2 -10.5sB lk mR   （3 分） 代入 2 2 0 B lv v xmR   ，得：x=40m。（2 分） N E f Eq mg 图（2） 30 15 O v/ m•s-1 a/m•s-2 （c） 302010 10 5