上海市浦东新区2020届高三上学期一模考试物理试题

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上海市浦东新区2020届高三上学期一模考试物理试题

浦东新区2019学年度第一学期期末教学质量检测 高三物理试卷 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.下列选项中属于物理模型的是 A. 电场 B. 电阻 C. 磁感线 D. 元电荷 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素,忽略问题的次要因素。物理学是一门自然学科,它所研究的对象、问题往往比较复杂,受诸多因素的影响有的是主要因素,有的是次要因素。为了使物理问题简单化,也为了便于研究分析,我们往往把研究的对象、问题简化,忽略次要的因素,抓住主要的因素,建立理想化的模型如质点、电场线、磁感线、理想气体、点电荷等。 A.电场,与结论不相符,选项A错误;‎ B.电阻,与结论不相符,选项B错误;‎ C.磁感线,与结论相符,选项C正确;‎ D.元电荷,与结论不相符,选项D错误;‎ 故选C ‎2.把一玻璃板水平放置在蹄形磁铁上面,在玻璃板上均匀地撒上一些铁粉,轻轻地敲击玻璃板,铁粉分布如图所示,这个实验 A. 证明磁感线是真实存在的 B. 说明磁铁内部不存在磁场 C. 说明铁粉分布的地方才有磁场 D. 用铁粉的分布模拟了磁感线的分布 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.磁感线是人们根据磁铁周围铁粉分布的形状假想的曲线,磁感线不是真实存在的,选项A错误;‎ B.此实验能说明磁铁外部存在磁场,但是不能说明磁铁内部不存在磁场,选项B错误;‎ C.铁粉分布的地方和没有铁粉的地方都有磁场,选项C错误;‎ D.此实验是用铁粉的分布模拟了磁感线的分布,选项D正确;‎ 故选D.‎ ‎3.观察水面波衍射的实验装置如图所示,CA、BD是挡板,它们之间有一个缝,S是波源,相邻两波纹之间的距离表示一个波长。则波穿过缝之后 A. 波纹间距变大 B. 波的振幅变大 C. 观察不到衍射现象 D. 偏离直线传播路径 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.波穿过AB缝之后发生衍射;但是波的周期不变,因波速不变,可知波长不变,即波纹间距不变,波的振幅不变,选项AB错误;‎ C.因波长不变,则波能饶过缝之后仍能观察到衍射现象,选项C错误;‎ D.波发生衍射后将偏离直线传播路径,选项 D正确;‎ 故选D.‎ ‎4.把一桶20L的纯净水从一楼搬到四楼,水的重力势能约增加了 A. 20J B. 200J C. 2×103J D. 2×106J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】四楼高度约为h=10m,则水重力势能约增加 W=mgh=20×10×10J=2×103J.‎ A.20J,与结论不相符,选项A错误;‎ B.200J,与结论不相符,选项B错误;‎ C.2×103J,与结论相符,选项C正确;‎ D.2×106J,与结论不相符,选项D错误;‎ 故选C.‎ ‎5.如图所示,船夫站在水平甲板上撑杆使船离岸,该过程中 A. 船夫和船之间存在摩擦力 B. 岸对杆的作用力大于杆对岸的作用力 C. 杆的弯曲是由杆对岸的作用力引起的 D. 船夫对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.船夫和船之间有运动趋势,则存在摩擦力,选项A正确;‎ B.岸对杆的作用力与杆对岸的作用力是一对作用和反作用力,则岸对杆的作用力等于杆对岸的作用力,选项B错误;‎ C.杆的弯曲是由岸对杆的作用力引起的,选项C错误;‎ D.船夫对杆的力和岸对杆的力都作用在杆上,不是相互作用力,选项D错误;‎ 故选A.‎ ‎6.如图所示,长直导线中通有向右的电流I,金属线圈①与直导线垂直放置于其正下方,线圈②中心轴线与直导线重合,线圈③直径与直导线重合,线圈④与直导线共面放置于其正下方。在电流I均匀增大的过程中 A. 从左向右看,线圈①中产生顺时针方向电流 B. 从左向右看,线圈②中产生逆时针方向电流 C. 正视线圈③中产生逆时针方向电流 D. 正视线圈④中产生逆时针方向电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.穿过线圈①磁通量为零,则电流I均匀增大的过程中,线圈①中无感应电流产生,选项A错误;‎ B.穿过线圈②的磁通量为零,则电流I均匀增大的过程中,线圈②中无感应电流产生,选项B错误;‎ C.穿过线圈③的磁通量为零,则电流I均匀增大的过程中,线圈③中无感应电流产生,选项C错误;‎ D.电流I均匀增大的过程中,线圈④磁通量向里增加,根据楞次定律可知,正视线圈④中产生逆时针方向电流,选项D正确;‎ 故选D.‎ ‎7.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻。当R3的滑片向右移动时 A. R1消耗的功率减小 B. R2消耗的功率增大 C. R3消耗的功率可能减小 D. 电源内阻消耗的功率增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当R3的滑片向右移动时,R3的电阻变大,则电路的总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,则R1两端电压变大,则消耗的功率变大,选项A错误;‎ B.因R1电流变大,总电流减小,则R2电流减小,则R2消耗的功率减小,选项B错误;‎ C.将R1和R2等效为电源内阻,则R3与等效内阻的关系不能确定,可知R3消耗的功率可能减小,也可能变大,选项C正确;‎ D.因通过电源的电流减小,则电源内阻消耗的功率减小,选项D错误;‎ 故选C.‎ ‎8.我国2018年发射的“高分五号”卫星轨道高度约为705km,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km,它们都绕地球做圆周运动。下列物理量中,“高分五号”比“高分四号”小的是 A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 向心加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据, “高分五号”比“高分四号”的轨道半径小;‎ A.由可得,“高分五号”比“高分四号”的线速度大,选项A错误;‎ B.由可得,“高分五号”比“高分四号”的角速度大,选项B错误;‎ C.由可知,“高分五号”比“高分四号”的周期小,选项C正确;‎ D.由可得,“高分五号”比“高分四号”的加速度大,选项D错误;‎ 故选C.‎ ‎9.甲、乙两单摆的振动图像如图所示,由图像可知 A. 甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B. 甲、乙两单摆的摆长之比是2:3‎ C. tb时刻甲、乙两摆球的速度相同 D. ta时刻甲、乙两单摆的摆角不等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图像可知,甲、乙两单摆的周期之比是2:3,选项A错误;‎ B.根据,则,则甲、乙两单摆的摆长之比是4:9,选项B错误;‎ C.因乙摆摆长大,振幅小,则在最高点时离开平衡位置的高度小,则到达最低点时的速度较小,即tb时刻甲、乙两摆球的速度不相同,故C错误;‎ D.ta时刻甲、乙两单摆的位移相等,但是由于两摆的摆长不等,则摆角不等,选项D正确;‎ 故选D.‎ ‎10.如图所示,在A、D两点分别固定+Q和+3Q的点电荷,B、C在AD的连线上,且AB=BC=CD。一质子从B点由静止释放,不计重力,在其向右运动的过程中 A. 加速度一直在减小 B. 动能先增加后减小 C. 电场力一直做正功 D. 电势能先增加后减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设AB=BC=CD=L,且在两点荷的连线上场强为零的点距离A点的距离为x,则 解得 x≈1.2L 即此位置在BC之间的某点,则从A到D场强先向右减小到零,后向左逐渐变大;则质子从B点由静止释放,在其向右运动的过程中 A. 加速度先减小后增加,选项A错误; ‎ BC. 电场力先做正功后做负功,则动能先增加后减小,选项B正确,C错误;‎ D. 电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增加,选项D错误;‎ 故选B.‎ ‎11.如图所示,小球沿不同倾角θ的光滑斜面滑下,小球的加速度a及对斜面的压力N与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应y-θ图中的 A. ①和② B. ①和④ C. ②和③ D. ③和④‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球进行受力分析,则有:‎ N=mgcosθ 随着θ的增大,N减小,对应②.‎ 根据牛顿第二定律得:‎ 随着θ的增大,a增大,对应①.‎ A.①和②,与结论相符,选项A正确;‎ B.①和④,与结论不相符,选项B错误;‎ C.②和③,与结论不相符,选项C错误;‎ D.③和④,与结论不相符,选项D错误;‎ 故选A。‎ ‎12.甲、乙两小球在两条平行直线上向右运动,用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下两小球每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔相等。由图可知 A. 甲在t7时刻与乙相遇 B. 甲、乙相遇了2次 C. t4到t5之间某时刻甲、乙相遇 D. t4之前乙的速度大于甲的速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.甲在t7时刻已经超过乙球,选项A错误;‎ B.从图象可以看出,甲球做加速运动,乙球做匀速运动;两球同时出发,但初位置甲球靠前,故刚出发不久乙球追上甲球,由于甲球不断加速,故最终会再次超过乙球,故两球相遇两次,选项B正确; C.t4到t5之间乙一直在甲前面,则甲、乙没有相遇,选项C错误;‎ D.在t3到t4之间的时间内甲乙的位移相等,平均速度相等,则在t4之前甲的速度大于乙的速度,选项D错误;‎ 故选B。‎ 二、填空题(共20分)‎ ‎13.电流所做的功叫做电功,从本质上讲是______对定向移动的电荷所做的功。若导体两端的电压为U,时间t内通过导体的电荷量为q,则时间t内电流做的功W=__________。‎ ‎【答案】 (1). 电场力 (2). qU ‎【解析】‎ ‎【详解】[1].电流所做的功叫做电功,从本质上讲是电场力对定向移动的电荷所做的功。‎ ‎[2].若导体两端的电压为U,时间t内通过导体的电荷量为q,则时间t内电流做的功 W=IUt=qU ‎14.波源S位于介质Ⅰ和Ⅱ的分界面上,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波,某时刻波的图像如图所示。两列波波长不同的原因是两列波的______,从该时刻起经时间t质点a振动了6次,则质点b振动了____次。‎ ‎【答案】 (1). 频率相同而波速不同 (2). 6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1].根据λ=vT=v/f,两列波波长不同的原因是两列波的频率相同而波速不同;‎ ‎[2].因相同时间内两侧质点振动的次数相同,则波从该时刻起经时间t质点a振动了6次,则质点b也同样振动了6次。‎ ‎15.如图所示,一只质量为m的小虫子沿弧形树枝缓慢向上爬行,A、B两点中在_____点容易滑落;弧形树枝某位置切线的倾角为θ,则虫子经该位置时对树枝的作用力大小为________。‎ ‎【答案】 (1). B (2). mg ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2].设树枝上某点的切线的倾角为θ,则在某点时重力沿树枝向下的分量F1=mgsinθ;最大静摩擦力,在B点时θ角较大,则F1‎ 较大,而最大静摩擦力fm较小,则虫子容易滑落;虫子经该位置时对树枝的作用力与重力平衡,则大小等于mg。‎ ‎16.爸爸带小明荡秋千,可以简化成如图所示的单摆模型。将小球拉到A点由静止释放,让小球自由摆动,第一次恰能回到B点,A、B两点间的高度差为H。要使小球每次都恰能回到A点,需在A点推一下小球。若小球质量为m,绳子质量不计,阻力大小恒定,则推力每次对小球做的功_______mgH,小球在另一侧能到达的最大高度________A点的高度。(选填“大于”、“等于”或“小于”)‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1].小球不能回到原来的位置是由于摆动过程中有阻力做功;若从A到B无机械能损失,则需要对小球做功mgH,但是由于在A到B过程中有阻力功,则推力每次对小球做的功大于mgH;‎ ‎[2].因为从右侧最高点到回到A点的过程中有阻力做功,则要想回到A点,在小球在另一侧能到达的最大高度要大于A点的高度.‎ ‎17.如图为“用电流表测电动机效率”的实验示意图,电源电动势为E,内阻为r,电动机线圈电阻为R0。调节变阻器,当其阻值为R时,电动机牵引质量为m的钩码匀速上升,测得钩码匀速上升高度H所需时间为t,电流表示数为I,则此过程中电动机的输入功率为_____,电动机损耗的能量为________。‎ ‎【答案】 (1). IE-I2(R+r) (2). IEt-I2(R+r)t-mgH ‎【解析】‎ ‎【详解】[1].电路的总功率为EI;变阻器R和内阻r上消耗的功率I2(R+r),则电动机的输入功率为:IE-I2(R+r).‎ ‎[2] .在时间t内电动机输入的能量:IEt-I2(R+r)t,其中转化的机械功为mgH,则电动机损耗的能量为IEt-I2(R+r)t-mgH.‎ 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的过程中,要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。‎ ‎18.“用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图所示,电源正、负极分别与圆柱形电极A、B连接。‎ ‎(1)在导电纸上产生的恒定电流场模拟了_____________产生的________;用_______传感器探测等势点。‎ ‎(2)若用该装置描绘该电场的等差等势线(相邻等势线间电势差相同),下列操作正确的是__________‎ A.在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸 B.导电纸有导电物质的一面向下 C.在电极A、B之间的连线上等距离地选取5个基准点 D.连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正 ‎(3)若以A、B连线为x轴,A、B连线的中点O为坐标原点。将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点,沿x轴移动黑色探针,记录x坐标和相应的传感器示数,y轴坐标表示传感器示数,则做出的y-x图线最接近下列哪个图像?_________‎ ‎【答案】 (1). 等量异号点电荷 (2). 静电场 (3). 电压 (4). AD (5). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2][3].在导电纸上产生的恒定电流场模拟了等量异号点电荷产生的静电场;用电压传感器探测等势点。‎ ‎(2)[4].A.在板上自下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸,选项A正确;‎ B.导电纸有导电物质的一面向上,选项B错误;‎ C.因为要画出等差等势线,则选取的5个基准点距离不应该是等距的,选项C错误;‎ D.连接传感器正、负极的红、黑色探针分别接触高、低电势处时示数为正,选项D正确;故选AD.‎ ‎(3)[5].将连接传感器正极的红色探针固定在A、B连线中垂线上的某一点,沿x轴移动黑色探针,探针越靠近O点示数越小,越远离O点示数越大,且示数关于O点对称,指针偏转情况相反,B图正确;‎ ‎19.一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下,然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动,直到停止。小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ,下表给出了不同时刻小物块的速率。g取10m/s2,求小物块 时刻t (s)‎ ‎0‎ ‎……‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎……‎ ‎1.4‎ ‎1.5‎ ‎1.6‎ ‎……‎ 速率v (m/s)‎ ‎0‎ ‎……‎ ‎1.5‎ ‎20‎ ‎2.5‎ ‎……‎ ‎3.0‎ ‎2.5‎ ‎2.0‎ ‎……‎ ‎(1)在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2;‎ ‎(2)与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α; ‎ ‎(3)滑到斜面底端时的速率v1;‎ ‎(4)损失的机械能。‎ ‎【答案】(1);(2)0.5;(3)5.0m/s(4)2.0J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由得物块在斜面上的加速度大小 物块在水平面上的加速度大小 ‎(2)物块在水平面上,由牛顿第二定律得 μmg=ma2 ‎ ‎ ‎ 物块在斜面上,由牛顿第二定律得 mgsinα-μmgcosα=ma1 ‎ ‎2sinα-cosα=1‎ α=53°‎ ‎(3)设物块到斜面底端的时刻是t1,速度为v1,由代入数据得 在斜面上做匀加速运动 ‎  ‎ 在水平面上做匀减速运动 ‎ ‎ 解得 v1=5.0m/s ‎(4)设物块在斜面上的位移为s1‎ 由代入数据得 以水平地面为零势面,由机械能的概念,减少的机械能 ΔE=E1-E2=mgs1sinα-0=0.1×10×2.5×0.8J=2.0J ‎20.如图所示,固定的直角金属轨道足够长,左侧倾角θ1=37°,右侧倾角θ2=53°,轨道宽均为L=1.0m,整个装置处于B=1.0T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。质量分别为m1=1.0kg、m2=0.4kg的导体棒ab、cd,水平放在左、右两侧轨道上并与轨道垂直。已知ab、cd棒的电阻均为R=1.0Ω,其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。由静止同时释放两棒,在棒下滑过程中 ‎(1)判断cd棒中感应电流的方向;‎ ‎(2)通过分析说明cd棒下滑过程中的运动情况,并计算ab棒中电功率的最大值;‎ ‎(3)通过分析、推理和计算,说明ab棒在下滑过程中的运动情况。‎ ‎【答案】(1)沿cd方向(2)做加速度逐渐减小的加速运动,4.0W(3)见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)cd棒下滑切割磁感线,ab棒下滑不切割磁感线,根据右手定则,在cd棒中I沿cd方向。‎ ‎(2)cd棒在右侧轨道上受力情况如图所示 f2=μN2=μm2gcos53°=0.5×0.4×10×0.6N=1.2N 由牛顿第二定律得 m2gsin53°-f2-FA2=m2a2   ‎ FA2=BIL=‎ v增大,a2减小,cd棒做加速度逐渐减小的加速运动 当FA2==m2gsin53°-f2=(0.4×10×0.8-1.2)N=2.0N时速度最大 此后cd棒以最大速度匀速运动,最大电流 Im==2.0A ‎ ab棒最大电功率 Pm=Im2R=4.0W ‎(3)ab棒在左侧轨道上受力情况如图 ab棒刚释放时 m1gsin37°=6N 最大静摩擦力 fmax=μN1=μm1gcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N 因为fmax
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