2020-2021学年上海市高考理综(物理)模拟试题及答案解析 11页

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年上海市高考理综（物理） 综合测试卷 一、单项选择题： 1．下列物理规律中不能直接通过实验进行验证的是（ ） （A）牛顿第一定律 （ B）机械能守恒定律 （C）欧姆定律 （ D）玻意耳定律 2．理想气体微观模型的基本假设是 ( ) （A）只考虑气体分子间的引力作用 （B）只考虑气体分子间的斥力作用 （C）既考虑气体分子间的引力又考虑分子间的斥力作用 （D）不考虑气体分子本身的大小和相互作用力 3．下列关于布朗运动的说法中，正确的是 ( ) （A）布朗运动是液体分子的无规则运动 （B）布朗运动是组成悬浮颗粒的固体分子无规则运动的表现 （C）布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的 （D）布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的 4．下列关系式中正确的是（ ） （A）室外气温：－ 2℃＜－ 5℃ （B）重力对某物体做功：－ 2J＜－ 12J （C）物体的重力势能：－ 2 J＜－ 12J （D）电场中某点的电势：－ 2V＜－ 5V 5．竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（） （A）黑白相间的水平干涉条纹（ B）黑白相间的竖直干涉条纹 （C）彩色的水平干涉条纹（ D）彩色的竖直干涉条纹 6．一个做简谐振动的弹簧振子，周期为 T，振幅为 A，已知振子从平衡位置第一次运动到 x＝ A 2处所用 的最短时间为 t1，从最大的正位移处第一次运动到 x＝ A 2处所用的最短时间为 t2，那么 t 1 与 t2 的大小关系正 确的是（） （A）t1＝ t2 （B） t1＜t 2 （C）t1＞ t2 （D）无法判断 7．一个单摆在竖直平面内做小角度摆动， 如果摆球的质量增加为原来的 4 倍， 摆球经过平衡位置时的 速度为原来的一半，则单摆的（ ） （A）频率不变，振幅不变 （B）频率不变，振幅改变 （C）频率改变，振幅不变 （D）频率改变，振幅改变 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 8．如图是简易散热排风示意电路， M 为排风扇， R0 是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小， R 是可变 电阻，则（ ） （A）环境温度升高时，排风扇两端电压减小 （B）环境温度升高时， A 点电势升高 （C）R 阻值调大时， A 点电势降低 （D）R 阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高 9．质量 m＝2kg 的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由 静止开始运动，物块动能 Ek 与其发生位移 x 之间的关系如图所示。已知 物块与水平面间的动摩擦因数 ＝0.2，重力加速度 g 取 10m/s2 ，则下列说 法中正确的是（ ） （A）x＝1m 时物块的速度大小为 2m/s （B）x＝3m 时物块的加速度大小为 2.5m/s2 （C）在前 2m 位移的运动过程中物块所经历的时间为 2s （D）在前 4m 位移的运动过程中拉力对物块做的功为 9J 10．如图所示，电动势为 E、内阻为 r 的电池与定值电阻 R0、滑动变阻器 R 串联，已知 R0=r，滑动变 阻器的最大阻值是 2r。当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时，下列说 法中正确的是（ ） （A）电路中的电流变小 （B）电源的输出功率先变大后变小 （C）滑动变阻器消耗的功率变小 （D）定值电阻 R0上消耗的功率先变大后变小 11．两个等量点电荷位于 x轴上， 它们的静电场的电势 随位置 x 变化规律 如图所示 (只画出了部分区域内的电势 )， x 轴上两点 B、C点，且 OB>OC，由图可 知（ ） (A) C 点的电势低于 B 点的电势 (B) B 点的场强大小大于 C 点的场强大小， B、C 点的电场方向相同 （C）正电荷可以在 x 轴上 B、C之间的某两点做往复运动 （D）负电荷沿 x 轴从 B 移到 C 的过程中电场力先做正功后作负功 12．如图，正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合导线框沿竖直方 向匀速运动， t＝0 时，其四个顶点 abcd 恰好在磁场边界中点。下列四个图像中能反映线框所受安培力 F的 大小随时间 t 变化规律的是（ ） 5V & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 二、多项选择题： 13．下列叙述中符合物理学史实的是（） （A）托马斯 ·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性 （B）贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子的核式结构模型 （C）卡文迪什通过扭秤实验装置测出了万有引力常量，验证了万有引力定律 （D）麦克斯韦依据电磁场理论预言了电磁波的存在，并通过实验给予了证实 14．如图所示， 竖直放置的上下固定的两气缸 A、B 之间用质量不计的活塞 和轻杆连接，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气， A 的横截面积大于 B 的横截 面积， A、B 中气体的初始温度相同。现使 A、B 升高相同温度到再次达到稳定 时， 与初态相比 A、B 中气体的体积变化量为 VA、 VB，压强变化量为 PA、 PB， 对活塞压力的变化量为 FA、 FB，则（） （A）活塞和轻杆向上移动了一段距离 （B） VA＞ VB （C） PA＝ PB （D） FA＝ FB 15．如图所示电路中，定值电阻 R 大于电源内阻 r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表 A1、 A2、 A3 的示数变化量的绝对值分别为Δ I1、Δ I2、Δ I3，理想电压表示 数变化量的绝对值为Δ U，下列说法中正确的是（ ） （A）电流表 A2 的示数一定变小 （B）电压表 V 的示数一定增大 （C）Δ I3 一定大于Δ I2 （D）Δ U 与Δ I 1 比值一定小于电源内阻 r 16．一列简谐波沿着 x 轴正向传播，振幅为 2cm。如图所示， 在 t＝0 时刻相距 30m 的两个质点 a、b 的位移都是 1cm，但运动方 向相反，其中 a 质点速度沿 y 轴负方向；在 t＝2s 时， b 质点恰好 第一次回到 y＝1cm 处，则（） （A）t＝0 时刻， a、b 两个质点的加速度相同 （B）a、b 两个质点平衡位置间的距离是半波长的奇数倍 （C）这列简谐波的周期一定小于 8s & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （D）这列简谐波的波速可能为 3.75m/s 三、填空实验题： 17．如图，甲分子固定于坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子 对乙分子的作用力 F 与两分子间距离 x 的关系如图中曲线所示， F＞0 为 斥力， F＜ 0 为引力， a、b、c、d 为 x 轴上的四个特定位置。现把乙分子 沿 x 轴负方向从 a 处移动到 d 处，则在位置分子间作用力最小，在位置 分子势能最小。 （两空均选填 “a”、“b”、 “c”或 “d”） 18．如图，实线为一列简谐波在 t＝0 时的波形，虚线表 示经过 t＝ 0.2s 后它的波形图，已知 T＜ t＜2T，则这列波传 播速度可能的最小值 v＝__________m/s；这列波的频率是 ______________Hz。 19．在外界气压为 1 标准大气压的状况下， 将半径为 0.1m 的两个马德堡半球合拢， 抽去里面一部分空 气，使得球内部气体的压强降为 0.5 个标准大气压，估算大约需要用力 N 才能将两半球拉开；未拉开时两 半球密封处每 1cm 长度受到的挤压力的大小约为 N 。 20．在竖直平面内固定一个半径为 R 的均匀带电细圆环，质量为 m 的带电小球（视为质点）通过长为 L 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当圆环、小球都带有相同的电荷量 Q（未知）时，发现小球在垂直圆环 平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示。已知静电力常量为 k，重力加速度为 g，则绝缘细线对小球的拉 力 T＝，圆环的带电量 Q＝.。 21．如图 1 所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强 度沿 y 轴方向不变，沿 x 轴方向与坐标 x 的关系如图 2 所示（图像是反比例函数图线） ；夹角 θ＝45°的光 滑金属长直导轨 OM、ON固定在水平面内， ON 与 x 轴重合，一根与 ON垂直的长导体棒在水平向右的外力 F作用下沿 x 轴向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触良好。已知 t＝0 时，导体棒处于 O 位置， 导体棒的质量 m＝2kg，导轨 OM、ON在点 O 处的接触电阻为 R＝0.5Ω，其余电阻不计；回路中产生的电动 势 E 与时间 t 的关系如图 3 所示 （图线是过原点的直线） 。由图像分析可得 1~2s 时间内通过导体棒的电量 q ＝C；导体棒在滑动过程中所受的外力 F与时间 t 的关系式 F＝。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 22．（6 分）指针式多用表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题： （1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“ ×1”挡，则测量的结果为； 若选择开关拨至“ 50mA”挡，则测量结果为。 （2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为 E、内阻为 r， R0 为调零电阻， Rg 为表头内阻，电路中电流 I 与待测电阻的阻值 Rx 关系图像如图丙所示，则该图像的函数关系式为 _____________________。 （3）（多选）下列根据丙图中 I-R x 图线做出的解释或判断中正确的是（ ） A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的刻度左小右大 B．因为 Rx 越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的刻度左密右疏 C．欧姆表调零的实质是通过调节 R0 使 Rx=0 时电路中的电流 I=Ig D．测量中，当 Rx 的阻值为丙图中的 R2 时，指针位于表盘中央位置的左侧 [ 23．（6 分）在“油膜法估测分子的直径”实验中， （1）（多选题）该实验中的理想化假设是（ ） （A）将油膜看成单分子层油膜 （B）不考虑各油分子间的间隙 （C）不考虑了各油分子间的相互作用力 （D）将油分子看成球形。 （2）（单选题）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（ ） （A）可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 （B）对油酸溶液起到稀释作用 （C）有助于测量一滴油酸的体积 （D）有助于油酸的颜色更透明便于识别 （3）某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为 0.22m2 的蒸发皿，滴管，量 筒（ 50 滴溶液滴入量筒体积约为 1 毫升） ，纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为 10－ 10m，则 该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为‰（保留两位有效数字） 。 24．（6 分）在“研究有固定转动轴物体的平衡条件实验”中： 甲 2 gI & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （1）（多选题）关于实验的注意事项中，以下说法正确的是（） A．实验前要检查力矩盘是否在任何位置都能平衡 B．实验前要检查横杆是否严格保持水平 C．实验选用的钩码要轻，各力的力臂要尽量小 D．实验中应该使弹簧秤的示数尽量大些 （2）如图甲所示，在实验装置装配时，有一组同学经检验发现，力矩盘的重心在圆盘上的 C 点，该同 学 认 为 有 一 种 不 需 调 整 力 矩 盘 重 心 的 位 置 也 能 进 行 实 验 的 方 法 ， 即 在 实 验 时 ____________________________ 。 （3）在实验中，另一组同学在一个力矩盘中的 A 点通过细绳跨过定滑 轮悬挂一组砝码，不慎将悬挂线钩挂在 P 点的大头针上，另一组砝码通过细 绳跨过定滑轮悬挂在 B 点，此时力矩盘平衡，如图乙所示。若每个砝码重为 1N，O 点到 B点悬线距离为 4cm；AP 线与竖直方向夹角为 37°，O 点和 P 点 处 在 同 一 水 平 线 上 。 则 此 时 力 矩 盘 受 到 的 顺 时 针 转 动 力 矩 之 和 为 ___________N·m。 四、计算题： 25．如图所示，在左端封闭右端开口的、粗细均匀的 U 形管中， 有一段空 气柱将水银分为 A、B 两部分， A 位于封闭端的顶部。已知在温度 t＝87℃时， 空气柱的长度 L＝12.5cm，水银柱 A的长度 h1＝25cm，B 部分的两液面的高度差 h2＝ 45cm，外界大气压强 P0＝ 75cmHg。试求： （1）当空气柱的温度为多少摄氏度时， A 部分的水银柱恰好对 U 形管的顶 部没有压力 . （2）保持空气柱在（ 1）情况下的温度不变，在右管中注入多少厘米长的 水银柱，可以使 U 形管内 B 部分的水银面相平 . 26．如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为 O、半径为 0.3m。 轨道正上方离地 0.4m 处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上 P 点处固定一定滑轮， P 点位于 O 点正上方。 A、B 是质量均为 2kg 的小环， A 套在杆上， B 套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕 过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与质量。 现在 A 环上施加一个大小为 55N 的水平向右恒力 F，使 B 环从地面 由静止沿轨道上升。 （g 取 10m/s2 ），求： （1）在 B 环上升到最高点 D 的过程中恒力 F 做功为多少？ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （2）当被拉到最高点 D 时， B 环的速度大小为多少？ （3）当 B、P 间细绳恰与圆形轨道相切时， B 环的速度大小为多少？ 27．如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为 m 的均匀绝缘棒 AB 长为 L、带有正电，电量为 Q 且均 匀分布。在水平面上 O 点右侧有匀强电场，场强大小为 E，其方向为水平向左， BO 距离为 x0，若棒在水平 向右的大小为 QE/4的恒力作用下由静止开始运动。求： （1）棒的 B 端进入电场 L/8 时的加速度大小和方向； （2）棒在运动过程中的最大动能。 （3）棒的最大电势能。（设 O 点处电势为零） 28．如图（ a）所示，倾角为θ的光滑斜面上有两个磁场区域，磁感应强度大小都为 B，沿斜面宽度都 为 d，区域Ⅰ的磁感应强度方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁感应强度方向垂直斜面向下，两磁场区域间距 为 d 。斜面上有一矩形导体框，其质量为 m，电阻为 R，导体框 ab、cd 边长为 L，bc、ad 边长为 3d/2。刚 开始时，导体框 cd 边与磁场区域Ⅰ的上边界重合； t=0 时刻，静止释放导体框； t1 时刻 ab 边恰进入磁场区 域Ⅱ，框中电流为 I1；随即平行斜面垂直于 cd 边对导体框施加力，使框中电流均匀增加，到 t2 时刻框中电 流为 I2。此时， ab 边未出磁场区域Ⅱ，框中电流如图（ b）所示。 （1）在 0- t 2 时间内，通过导体框截面的电量为多少？ （2）在 0- t 1 时间内，导体框产生的热量为多少？ （3）证明金属框在 t1-t 2 时间内做匀加速运动，并求出加速度； （4）令 t1 -t 2 时间内导体框加速度为 a , 写出 t 1-t 2 时间内施加在导体框上的力 F 与时刻 t 的函数式，并 定性分析 F 大小的变化情况。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 物理综合测试卷答案 班级姓名学号 一、单项选择题： （36 分） 1 2 3 4 5 6 A D D B C B 7 8 9 10 11 12 B C C C B B 二、多项选择题： （16 分） 13 14 15 16 AC BD BCD ACD 三、填空题： （48 分） 17． C， C ；18．25，6.25Hz 或 8.75Hz； 19． 1.59×10 3 ，25.3； 20． mgL R ， mgL3 kR ；21．6 ； 4＋4t； 22．（1）15Ω，30.8mA ；（2） xg RRRr EI 0 ；（ 3）BCD； 23．（1）ABD；（2） B ，（3） 1.1 ； 24．（1）AD；（2）保持 OC连线在竖直方向； （ 3）0.216 。 四、计算题： (10+12+14+14=50分) 25．（1） 以封闭在左管中的气体为研究对象， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 初状态： T＝360K， p1＝（ 75－45）cmHg＝30cmHg，V1＝12.5Scm3 在水银柱 A 对 U 形管的顶部没有压力时： T′＝273＋ t′，p2＝25cmHg h2’＝（ 75－ 25）cm＝ 50cm cmcmhhLL 10) 2 45505.12( 2 22 V2＝ 10Scm 3 T LP T LP 21 ， KKT LP LPT 240)87273( 5.1230 1025 1 2 Ct 33 （2） 状态 3： T3＝ T′， p3＝p0＝75cmHg，V3＝L’’Scm3 p2V2＝p3V3 cmcmL P PL 3 1010 75 25 0 2 注入的水银柱长度为 : cmcmLLhL 3.63) 3 1010(250)(22 26．（1）A 环运动的位移为 s=（0.5–0.1 ）m =0.4m 恒力 F 做功：由 WF =Fs，可解得 WF=22J （2）B 环被拉到最高点 D 时 A 环的速度为零， 由 1 2mvA 2+ 1 2mvB 2 –0 = WF–WG 可解得 vB=4m/s （3）当 B、P 间细绳恰与圆形轨道相切时位置如右图所示， 其中 sinα=0.75 由 1 2mvA 2+1 2mvB 2 –0=WF–WG 其中 vA=vB ， WF=55×(0.5– 0.42-0.3 2)J=12.95J WG=（2×10×0.3×sinα）J=4.5J 可解得 vB=2.06m/s 27．（1）根据牛顿第二定律，得 4 8 QE L QE ma L ， 8 QEa m ，方向向右。 （2）设当棒进入电场 x 时，其动能达到最大，则此时棒受力平衡，有 4 QE QEx L ， 得 x=L/4， 由动能定理： 0 0 0 4 4( ) ( ) ( ) 4 2 4 4 2 4 4 8K o QE QE LQE QE L QE LE W x x x x x （3）棒减速到零时，棒可能全部进入电场，也可能不能全部进入电场，设恰能全部进入电场， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 则有： 0( ) 0 4 2 QE QEx L L , 得 x0=L； ( ) 4 2 QE QELL L 当 x0L，棒能全部进入电场，设进入电场 x 0( ) ( ) 0 4 2 QE QEx x L QE x L ， 得： 3 20 Lxx 0 0 0 4 2 (2 )( ) 4 4 3 6 QE QE x L QE x Lx x 28．（1）0~t1 阶段： 2R BdLq1 ， t1~t2 阶段： ）（ 12 21 2 tt 2 IIq 0~t2 时间内： 2R BdLqqq 21 ）t（t2 II 12 21 （2）0~t1 阶段：∵ R 2BLvI 1 1 ∴ 2BL RIv 1 1 ⋯⋯① 根据动能定理得： 0mv 2 1Wsinθ2 dmg 2 1安 ，代入 v1 得： ）—（ 22 22 1 安 L8B RIsinθ 2 dmgW 导体框产生的热量等于克服安培力做功，即 22 22 1 L8B RIsinθ 2 dmgQ （3）t1~t2 阶段：电流均匀增大，设 I=I1+k（t-t 1）， t1≤t≤ t2，由图可得 12 12 tt IIk ∵ R 2BLvtk(tI 11 )－ ， ∴ )( 1t-t 2BL kR 2BL RIv 1 因为 v 是 t 的一次函数，故做匀加速直线运动， ∴ )t-2BL(t )I-R(I 2BL kRa 12 12 （4）t1~t2 阶段：线框做匀加速直线运动，加速度为 a R vL4BBILF 22 2安 ⋯⋯②， ）（ 11 t-tavv ⋯⋯③ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 设 F 沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得： mgsinθ＋F－F 安 =ma⋯⋯④ 将①②③代入④可 F 得表达式： )]ta(t 2BL RI[ R L4BmgsinθmaF 1 1 22 F 变化趋势讨论： 情况 1： m LBIga 12sin 时， F沿斜面向下， F 随时间 t 增大 情况 2： m LBIga 22sin 时， F 沿斜面向上， F随时间 t 减小 情况 3： m LBIga m LBIg 12 2sin2sin 时， F 随时间 t 先减小后增大