上海市黄浦区2023届高三下学期高考物理模拟（二模）试题（含解析）

上海市黄浦区2023届高三下学期高考物理模拟（二模）试题
一、单选题
1．α射线是原子核放射出的（ ）
A．氦核流 B．光子流 C．质子流 D．电子流
2．布朗运动实验中记录的折线表示（ ）
A．花粉颗粒运动的轨迹
B．液体分子运动的轨迹
C．花粉颗粒各时刻位置的连线
D．花粉颗粒的位置—时间图像
3．如图，曲线I和II为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（　　）
A．曲线I对应状态的温度更高
B．曲线I对应状态的速率的分布范围更广
C．曲线I与横轴所围面积更大
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小
4．在物理学中，有些物理量与物体的状态有关，另一些物理量则与物理过程有关，下列物理量中与状态有关的是（ ）
A．势能 B．平均速度 C．功 D．热量
5．药物浓度的衰减与原子核衰变的规律相似。服用布洛芬片后药物有效成分血浆浓度下降的半衰期约为2h，若用药后血浆中浓度的最大值为20mg/L，药物浓度低于3mg/L就要补充用药。则合适的用药时间间隔为（ ）
A．2h B．4h C．6h D．8h
6．在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成氦核，并放出一个粒子，该粒子为（ ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．正电子
7．利用智能手机中的加速度传感器可以测量手机的加速度。用手掌托着手机，手掌从静止开始上下运动，软件显示竖直方向上的图像如图，该图像以竖直向上为正方向。则手机（　　）
A．在时刻运动到最高点
B．在时刻改变运动方向
C．在到时间内，受到的支持力先减小再增大
D．在到时间内，受到的支持力先增大再减小
8．如图，一昆虫悬挂在水平树枝下，其足的股节与基节间的夹角为，且六条足都处于相同的拉力下。若昆虫稍微伸直足，则足的股节部分受到的拉力（ ）
A．增大 B．减小
C．不变 D．先减小后增大
9．汽车左前轮因轮胎内压强仅1.8个大气压而触发了胎压报警，现需将轮胎内部压强提高到2.5个大气压。轮胎的容积为30L，不考虑气体温度的变化。则需充入压强为1个大气压的空气（ ）
A．15L B．18L C．21L D．24L
10．下列能量条形图表示了一作自由落体运动的物体在释放处和下落至一半高度处，其动能和重力势能的相对大小关系，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图，梦天实验舱从圆轨道I先变轨到椭圆轨道II，再变轨到圆轨道III与天和核心舱完成对接。它在圆轨道I和III上运行时的速率分别为、，周期分别为、，加速度分别为、，机械能分别为、。则（ ）
A． B．
C． D．
12．两列振幅相同的横波在同一介质中相向传播，波速为4m/s。甲从P点沿x轴正方向传播，乙从Q点沿x轴负方向传播。t=0时刻的波形如图所示，则（ ）
A．甲、乙两列波的频率之比为3:2
B．两列波的起振方向相同
C．t=3s时刻，平衡位置在x＝6m处的质点位移为2cm
D．t=3s时刻，平衡位置在x＝3m处的质点位移为2cm
二、填空题
13．中国的宇宙线观测站“拉索”在银河系内发现两个能量超过1拍电子伏特（1PeV＝eV）的光子，1PeV＝________J，焦耳用国际单位制中的基本单位可表示为_________。（e＝C）
14．下列光现象中，属于光的干涉现象的是___________，属于光的衍射现象的是___________。
A．肥皂液膜上呈现的彩色条纹
B．全新剃须刀片的影子边缘模糊不清
C．泊松亮斑
D．用标准样板和单色光检查平面的平整度
E．将指缝与白炽灯的灯丝平行，通过指缝看到明暗相间的条纹
15．四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，方向如图所示。正方形对角线的交点为O，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为___________，方向为___________。
16．如图，测得汽车蓄电池的电源电动势为14.01V。该汽车启动时，电源正、负极间的电压为11.20V，电流为360A，则该汽车电源的内阻为_________（保留2位有效数字）。该电源老化后内阻变大，电源的效率_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．摆球在竖直面内的A、C之间来回摆动，O为单摆的固定悬点，摆线与竖直方向的最大夹角为θ。摆线上拉力的大小随时间的变化如图所示，重力加速度为g，由此可得单摆的摆长为__________，摆球在最低点B处的速度大小为__________。
三、实验题
18．如图A所示，在两个相同竖直方向放置的平行导电板之间连接一电源，电源输出电压及两板间电压无法直接测得。将一个带电小球悬挂在两板之间的绝缘细线上。实验中可以改变小球的电荷量q并用静电计测量，带电小球能在两平行板内达到平衡。为了测出两带等量异种电荷的平行板间匀强电场的电场强度。
（1）除了小球的电荷量q，还需要测量的物理量是___________________和__________________；
（2）以电荷量和重力加速度之比为横轴，_______为纵轴，将实验数据绘图后，能线性拟合出一条直线。再根据图像求出直线的斜率为k，则平行板间电场强度E的大小可表示为_______。
（3）如图B所示，第1组同学将球悬挂在一根较长的绝缘细线下，使球在靠近板中心的地方达到平衡；第2组同学用一根短绝缘细线将球悬挂起来，使球在靠近板边缘的地方达到平衡。第______组（选填“1”或“2”）的实验装置更合适，理由是___________________________。
四、解答题
19．如图，在倾角为的光滑斜坡上有20个均匀分布的减速带，减速带之间的距离均为d，每个减速带的宽度远小于d。质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止下滑。小车通过减速带所损失的机械能与到达减速带时的速度有关。某同学观察发现，小车通过第17个减速带后，在相邻减速带间的平均速度不再增加。小车通过最后一个减速带后立刻进入与斜面平滑连接的水平地面继续滑行距离s后停下，小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）小车进入水平地面时速度的大小；
（2）小车通过20个减速带共损失的机械能；
（3）小车通过第17个减速带后，每经过一个减速带损失的机械能。
20．如图，两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内，电阻不计。处于磁感应强度为B的匀强磁场中。将单位长度电阻为r的导体棒与轨道成45°放置于轨道上。时导体棒位于O点位置，在水平拉力作用下，导体棒从O点沿x轴以速度v匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为a与b。
（1）t时刻导体棒中电流的大小I和方向；
（2）水平拉力F随时间t变化的关系式F（t）；
（3）分析说明导体棒上产生的焦耳热Q随时间t变化的规律并画出大致图像。
参考答案：
1．A
【详解】原子核的自然衰变有衰变和衰变两种，但不管是衰变还是衰变，都伴随有衰变，其中衰变放出的射线是氦核流，衰变放出额射线是电子流，而衰变放出的是光子流。
故选A。
2．C
【详解】布朗运动实验中记录的花粉颗粒每经过一定时间的位置，则实验中记录的折线表示的是花粉颗粒各时刻位置的连线。
故选C。
3．D
【详解】A．温度越高分子的平均动能越大，由图像可知，曲线II对应状态的温度更高，A错误；
B．由图像可知，曲线II对应状态的速率的分布范围更广，B错误；
C．分子速率分布图围成的面积为1，故曲线I、II与横轴所围面积相等，C错误；
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小，D正确。
故选D。
4．A
【详解】平均速度，功和热量都是过程量，对应一段过程；而势能是状态量，对应某一时刻，与状态有关。
故选A。
5．C
【详解】由题知，服用布洛芬片后药物有效成分血浆浓度下降的半衰期约为2h，则根据
可知经过3个半衰期即
n = 3
血浆中的药物浓度下降至2.5 mg/L，所以该药物的用药时间间隔为6h。
故选C。
6．B
【详解】根据聚变反应过程满足质量数和电荷数守恒，可得聚变反应方程为
可知该粒子为中子。
故选B。
7．D
【详解】AB．根据题意，由图可知，手机在加速度约为0，时间内，向上做加速度增大的加速运动，时间内，向上做加速度减小的加速运动，向上做加速度增大的减速运动，则在时刻没有运动到最高点，在时刻也没有改变运动方向，故AB错误；
CD．由牛顿第二定律，时间内有
解得
时间内有
解得
结合图像可知，时间内，支持力增大，时间内支持力减小，故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】设昆虫的质量为，每条股节部分受到的拉力均为，则由力的平衡条件可得
解得
而当昆虫稍微伸直足时，角变大，因此可知足的股节部分受到的拉力将减小。
故选B。
9．C
【详解】设充入气体的体积为，根据玻意耳定律
解得
故选C。
10．D
【详解】做自由落体运动的物体，机械能守恒保持不变，所以
而动能公式为
物体由静止处释放到一半高度处，重力做正功，物体的动能会增大，势能会减小，但动能和势能之和保持不变。
故选D。
11．C
【详解】A．由万有引力提供向心力，根据可得线速度
可知轨道半径小的运行速度大，即，故A错误；
B．由万有引力提供向心力，根据可得周期
可知轨道半径小的周期小，即，故B错误；
C．由万有引力提供向心力结合牛顿第二定律有
可得加速度
可知轨道半径小的加速度大，即，故C正确；
D．实验舱两次从低轨道变轨到高轨道时都需要加速，机械能增加，即，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．甲、乙两列波的波长之比为3:2，根据
可知，频率之比为2:3，选项A错误；
B．甲起振方向向下，乙起振方向向上，则两列波的起振方向相反，选项B错误；
CD．t=3s时刻，两列波各自向前传播12m，则由波形图可知，两列波平衡位置在x＝6m处的质点引起的振动都正到达平衡位置，则位移为0；平衡位置在x＝3m处的质点由乙波引起的振动正处于波峰，由甲波引起的振动正在平衡位置，则此时该质点的位移为2cm，选项C错误，D正确。
故选D。
13．
【详解】根据电子伏与焦耳之间的换算关系，可得
1PeV＝eV＝×J＝J
因为焦耳是功的单位，根据功的计算公式
W＝Fx
可得
1J＝1N·m＝
14． AD##DA BCE
【详解】[1]光的干涉是指两列频率相同、相位差恒定的光在空间相遇时相互叠加，使得某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象，肥皂液膜上呈现的彩色条纹是由于液膜前表面的入射光和后表面的反射光叠加形成的，属于薄膜干涉；而用标准样板和单色光检查平面的平整度，也属于光的干涉。
故选AD。
[2]光的衍射是指光遇到障碍物还可以继续向前传播的现象，全新剃须刀片的影子边缘模糊不清、将指缝与白炽灯的灯丝平行，通过指缝看到明暗相间的条纹，属于单缝衍射；而泊松亮斑属于圆盘衍射。
故选BCE。
15． 2B 由O指向b
【详解】[1]据安培定则可得通电电流的磁场方向如图所示
正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，所以通电导线bcd在O点产生的磁感应强度均为B，由矢量叠加可得四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为
[2]由叠加原理可得O点产生磁场的方向为由O指向b。
16． 变小
【详解】[1]根据题意，由闭合回路欧姆定律有
解得
[2]电源的效率为
由于电源老化后内阻变大，则由闭合回路欧姆定律可知，减小，则效率变小。
17．
【详解】[1]由图可知单摆振动的周期
T=4t
根据
可得
[2]根据动能定理
解得
18． 小球的质量m 细线与竖直方向的夹角 夹角的正切值 1 靠近极板中心处的电场可视为匀强电场（或极板间除边缘附近外的电场为匀强电场或极板边缘的电场分布不均匀等合理答案均可）
【详解】（1）[1][2]小球静止状态，受力分析得
除了小球的电荷量q，还需要测量的物理量是小球的质量m，细线与竖直方向的夹角；
（2）[3]根据平衡关系式得
将实验数据绘图后，能线性拟合出一条直线，故横坐标应该为夹角的正切值；
[4]根据图像求出直线的斜率为k，则平行板间电场强度E的大小可表示为
（3）[5][6]第1组的实验装置更合适，理由是靠近极板中心处的电场可视为匀强电场，极板边缘的电场分布不均匀。
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在水平地面上，小车水平方向受到摩擦力即合外力，根据牛顿第二定律
f = ma
f=μN=μmg
可得
a =μg
由公式
可得
=
（2）以水平地面为零势能面，静止下滑处小车的机械能为
通过20个减速带时小车的机械能为
小车通过20个减速带共损失的机械能为
（3）通过相邻减速带间的平均速度不再增加的大致v-t图像
或（图像不做要求）
通过第17个及之后的减速带时小车的平均速度相同，即达到减速带时小车的瞬时速度相同。
小车通过第17个减速带后，根据功能关系，每经过一个减速带损失的机械能
20．（1），方向：由b指向a；（2）；（3）Q与时间的二次方t2成正比，
【详解】（1）导体棒切割磁感线产生的电动势为
回路电阻为
电路电流为
由右手定则可知，电流方向：由b指向a
（2）在t时刻，导体棒通过的位移为
根据几何关系可得导体棒切割磁感线的长度为
由匀速运动可知
联立可得
（3）t 时刻电功率为
可得t时间内，导体棒上的热功率，所以
焦耳热为
焦耳热Q与时间的二次方t2成正比，Q-t图像大致为
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页

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