2022-2023学年上海市五校联合教学调研高三下学期联合考试物理试题含解析.pdf

2023 年高考物理模拟试卷 注意事项：1 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 05 毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度 301m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在 t0 时由静止开始上升，at 图像如图所示。则下列相关说法正确的是（）At4.5s 时，电梯处于失重状态 B555s 时间内，绳索拉力最小 Ct59.5s 时，电梯处于超重状态 Dt60s 时，电梯速度恰好为零 2、2019 年 2 月 15 日，一群中国学生拍摄的地月同框照，被外媒评价为迄今为止最好的地月合影之一。如图所示，把地球和月球看做绕同一圆心做匀速圆周运动的双星系统，质量分别为 M、m，相距为 L，周期为 T，若有间距也为 L的双星 P、Q，P、Q 的质量分别为 2M、2m，则（）A地、月运动的轨道半径之比为Mm B地、月运动的加速度之比为Mm CP 运动的速率与地球的相等 DP、Q 运动的周期均为22T 3、如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车 A、B 并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度 v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车 A 保持原来的牵引力不变，玩具车 B 保持原来的输出功率不变，当玩具车 A 的速度为 2v0时，玩具车 B 的速度为 1.5v0，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则正确的是（）A在这段时间内两车的位移之比为 65 B玩具车 A 的功率变为原来的 4 倍 C两车克服阻力做功的比值为 1211 D两车牵引力做功的比值为 31 4、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 15，交流电源电压不变，电压表为理想交流电表，白炽灯和电风扇的额定电压均为220V，额定功率均为 44W，只闭合开关1S时，白炽灯正常发光，则（）A白炽灯和电风扇线圈的内阻均为1100 B交流电压表示数为 44V C再闭合开关2S，电压表示数增大 D再闭合开关2S，原线圈的输入功率变小 5、如图所示，四根相互平行的固定长直导线 L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为60的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为 O。L1中电流方向与 L2中的相同，与 L3、L4，中的相反，下列说法中正确的是（）A菱形中心 O 处的磁感应强度不为零 B菱形中心 O 处的磁感应强度方向沿 OL1 CL1所受安培力与 L 3所受安培力大小不相等 DL 1所受安培力的方向与 L 3所受安培力的方向相同 6、如图甲所示，在匀强磁场中有一个 N=10 匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴 O1O2直于磁场方向，线圈电阻为 5。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（）A线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热210Q B在0.2st 时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变 C所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为10 cos(5)et D线圈从图示位置转过 90 时穿过线圈的磁通量变化率最大 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。7、一氘核21H自 A 点以某一初速度垂直进入场强为 E 的匀强电场，运动过程中经过 B 点。忽略空气阻力，不计重力，下列说法正确的是（）A把氘核换成动能相同的氕核11H，其他条件不变，氕核还能经过 B 点 B把氘核换成动量相同的氕核11H，其他条件不变，氕核还能经过 B 点 C把氘核换成动能相同的氦核42He，其他条件不变，氦核还能经过 B 点 D把氘核换成速度相同的氦核42He，其他条件不变，氦核还能经过 B 点 8、如图，平行金属板中带电质点 P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时，下列说法正确的是（）A电压表读数减小 B小球的电势能减小 C电源的效率变高 D若电压表、电流表的示数变化量分别为U 和I，则1UrRI 9、如图所示，卫星 a 没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星 b 发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（）Aa 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期 Bb 做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度 g Ca、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小相等 Da、b 做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度 10、如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，M是平衡位置为2mx 处的质点，N是平衡位置为8mx 处的质点，若N点相继出现两个波峰的时间间隔为8s，则下列说法正确的是（）A该波的传播速度2m/sv B若波沿x轴正方向传播，则7mx 处的质点经过0.5s即可与M点位移相等 CM、N两质点的振动方向总是相反 D从图示位置计时，若M点比N点先到达波谷，则波的传播方向沿x轴负方向 E.若波沿x轴正方向传播，从图示时刻计时，再经过0.5s，M、N两质点的位移相同 三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11（6 分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接_：(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3V、内阻为 1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W（保留小数点后两位）.12（12 分）多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。如图所示，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，a、b 为红、黑表笔的插孔。G 是表头，满偏电流为 Ig，内阻为 Rg，R0是调零电阻，R1、R2、R3、R4分别是挡位电阻，对应挡位分别是“1”“10”“100”“1000”，K 是挡位开关。(1)红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片 P，使得表头达到满偏电流。设滑片 P 下方电阻为 R，满偏电流 Ig与流经电源的电流 I 的关系是_（用题设条件中的物理量表示）。(2)已知表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。在挡位开关由低挡位调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻 R0的滑片 P 应向_（填“上”或“下”）滑动，调零后，滑片 P 下方的电阻 R为原来挡位的_倍。(3)把挡位开关调到“100”，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。要更准确测量该电阻的阻值，请写出接下来的操作过程_。(4)要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的_极。四、计算题：本题共 2 小题，共 26 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13（10 分）角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹45角，且只考虑纸面内的入射光线。(1)为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？(2)若尾灯材料的折射率2n，光线从右侧面以角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求sin满足的条件。14（16 分）如图所示，水平面上固定一倾角为=37的斜面体，在其左侧一定距离有一水平桌面，现将一可视为质点的物块 A 由水平桌面的左端以初速度 v0=6m/s 向右滑动，滑到右端时与物块 B 发生弹性碰撞，物块 B 离开桌面后,经过一段时间，刚好无碰撞地由光滑固定的斜面体顶端 C 点滑上斜面体已知桌面两端之间的距离为 x=4.0m，mB=1kg，物块 A 与水平桌面之间的动摩擦因数为=0.25，桌面与斜面体 C 点的高度差为 h=0.45m，重力加速度取 g=10m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8，忽略空气阻力。求：（1）物块 A 的质量；（2）如果斜面体 C 点距离水平面的高度为 H=4.8m，求从物块 A 开始运动到物块 B 到达 D 点的总时间。15（12 分）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为0.1mkg的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数0.8，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为053的拉力 F，使小环以24.4/m s的加速度沿杆运动，求拉力 F 的大小(已知重力加速度210/gm s，sin370.6，cos370.8)参考答案 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】A利用 at 图像可判断：t4.5s 时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项 A 错误；BC05s 时间内，电梯处于超重状态，拉力重力；555s 时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力重力；5560s 时间内，电梯处于失重状态，拉力重力；综上所述，选项 B、C 错误；D因 at 图线与 t 轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在 t60s 时为零，选项 D 正确。故选 D。2、D【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期，对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，进行求解即可。【详解】A对于地、月系统，两者具有相同的角速度和周期，万有引力提供向心力 2222244MmGMmMrmrLTT 则地、月系统，两者运动的轨道半径之比为:m:MMmrr 故 A 错误；B对于地、月系统，根据牛顿第二定律，得 2MmGMmMamaL:m:MMmaa 故 B 错误；D同理，P、Q 系统，万有引力提供向心力 22222224422PQMmGMrmrLTT P、Q 系统的轨道半径 PQLrr 运行周期 32(22)LTGmM 同理，对于地、月系统，运行周期 32()LTG Mm 联立解得 22TT 故 D 正确；C根据 MmLrr:m:MMmrr 得：MmLrMm 地球的运动速率 22()MrmLvTT Mm 同理可得 P 运动速率 22()PrmLvTT Mm 联立解得 2vT 故 C 错误。故选 D。3、C【解析】B 设玩具车、货车质量都为 m，动摩擦因数为，那么两车的挂钩断开与货车分离，玩具车的速度为 v0，牵引力 F=2mg，加速度为 a=g，电机输出功率 P=Fv0=2mgv0 变为原来的 2 倍，则 B 错误；A玩具车 A 保持原来的牵引力不变前进，那么加速度不变，那么当玩具车 A 的速度为 2v0时，位移 2200202322()AvSgavv 功率 PA=F2v0=2PA 克服摩擦力做的功 2032fAWmgSmv 牵引力做的功：WFA=FsA=3mv02；玩具车 B 保持原来的输出功率不变前进，当玩具车 A 的速度为 2v0时，玩具车 B 的速度为 1.5v0，由动能定理可得：2200002111.522BvvPmgSmvmva 所以位移 20118BvSg 所以 sA：sB=12：11；则 A 错误 CD克服摩擦力做的功：20118fBBmWmgSv 所以 WfA：WfB=12：11；牵引力做的功：200022FBvvWPmva 所以 WFA：WFB=3：2 故 C 正确，D 错误；故选 C。4、B【解析】A白炽灯电阻 22220=110044UrP 但是电风扇是非纯电阻电路，其内阻要小于1100，A 项错误；B白炽灯两端电压为220V，原、副线阔匝数比为 15，由变压器原理知，原线圈两端电压为 44V，交流电压表示数为 44V，故 B 正确；C再闭合开关2S，交流电源电压不变，则电压表示数不变，故 C 错误；D再闭合开关2S后，副线圈输出功率增大，则原线圈输入功率增大，故 D 错误。故选 B。5、A【解析】AB根据安培定则，L2、L4导线在菱形中心 O 处的磁应强度方向沿 OL3斜向上，L3、L1导线在菱形中心 O 处的磁应强度方向沿 OL2斜向下，由叠加原理可知，菱形中心 O 处的合磁场的磁感应强度不为零，且不沿 OL1方向，故 A 正确，B 错误；CD根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，L1与 L3受力如图所示，由各导线中电流大小相等，则每两导线间的作用力大小相等，由平行四边形定则合成可知，L1所受安培力与 L 3所受安培力大小相等，方向相反，故 CD 错误。故选 A。6、C【解析】A 最大感应电动势为：222100.210(V)0.4mmENBSNBSNTT 感应电动势的有效值为：105 2(V)22mEE 线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热 222(5 2)0.44J)5(EQtR 故 A 错误；B t=0.2s 时，磁通量为 0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故 B 错误；C 由图知角速度 22rad/s5 rad/s0.4T 因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为 e=10cos（5t）V 故 C 正确；D 线圈在图示位置磁通量为 0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过 90，磁通量最大，磁通量变化率为 0，故 D 错误。故选：C。二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。7、AD【解析】根据粒子的运动特点 0 x vt 212qEytm 整理得到 222220242kqExqExmqExymvEp A该项动能和电荷量均相等，则 y 相同，即氕核还能经过 B 点，选项 A 正确；B该项动量相等，但是质量和电荷量的乘积不相等，则 y 不同，氕核不能经过 B 点，选项 B 错误；C该项动能相同，但是电荷量加倍，则 y 不同，氦核不能经过 B 点，选项 C 错误，D该项速度相等，比荷也相等，则 y 相同，即氦核还能经过 B 点，所以 D 正确 故选 AD。8、AD【解析】A 项：由图可知，R2与滑动变阻器 R4串联后与 R3并联后，再由 R1串连接在电源两端；电容器与 R3并联；当滑片向b 移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时 R1两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故 A 正确；B 项：由 A 项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据UEd，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为 0，由带电质点 P 原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故 B 错误；C 项：电源的效率：=PIUUPIEE出总,由 A 分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故 C 错误；D 项：将 R1和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为 r+R1，电压表测的为新电源的路端电压，如果电流表测的也为总电流，则1UrRI总,由 A 分析可知3=RAIII总，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以 R3中的电流减小，则 IA增大，所以AII 总，所以1AUrRI，故 D 正确 点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧姆定律EUIR 确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合部分电路欧姆定律进行处理 9、AB【解析】Aa 在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以 a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，A 正确；B对卫星 b 重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力 2MmGmgR 所以向心加速度等于重力加速度 g，B 正确；C两卫星受到地球的万有引力相等。卫星 a 万有引力的一部分充当自转的向心力，即 2MmGFmgR向赤 卫星 b 万有引力全部用来充当公转的向心力，因此 a、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，C 错误；Da 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据2 rvT可知 avv同 万有引力提供向心力 22MmvGmrr 解得线速度表达式 GMvr 因为 brRr同 所以 b 卫星的速度等于第一宇宙速度 bavvv同 D 错误。故选 AB。10、ADE【解析】A某点相继出现两个波峰的时间间隔为机械波的传播周期，即8Ts，故 2m/svT A 正确；C只有两个质点间的距离是半波长的奇数倍时，两质点的振动方向才会总是相反，C 错误；D如果 M 点比 N 点先到达波谷，说明此时 M 点正在往下振动，N 点正在往上振动，则波的传播方向沿x轴负方向，D 正确；BE若波沿x轴正方向传播，经过 0.5s 后波形图往右平移 1m，此时 x=1m 处的质点正处于平衡位置，而 x=2m 处的质点 M 与 x=1m 处的质点的振动时间差是116T，其sin22.5MyA；x=8m 处的质点 N 与 x=1m 处质点的振动时间差是716T，其sin 18022.5NMyAy，E 正确，B 错误。故选 ADE。三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.44 4 2.222.28 【解析】（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，实物图如图所示；（2）由图知电流表量程为 0.6A，所以读数为 0.44A；（3）电源内阻为 1 欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于 1.5V，由图知当小电珠电压等于 1.5V 时电流约为 0.38A，此时电阻约为3.95URI，并联后的总电阻为 1 欧，所以需要4 个小电珠，小电珠消耗的总功率约为221.52.251UPWR外（2.22-2.28W 均可）12、g0gRIIRR 上 10 把挡位开关调到“10”，将红黑表笔短接，调节0R滑片P，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量 正 【解析】（1）1表头电阻与0R的上部分电阻串联，与R并联，根据电流关系 0gggIRRRIIR 得 oggRIRIR（2）23高一级挡位内阻是原级别的 10 倍 ogggoRREIRRIRRR内 所以R应变为原来的 10 倍，所以应向上调节（3）4指针偏转较大，说明所测量的电阻比较小，应换低一级挡位，即把挡位开关调到“10”，将红黑表笔短接，调节0R滑片P，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量；（4）5测量二极管反向电阻，要求电流从二极管负极流入，正极流出，所以红表笔接二极管正极 四、计算题：本题共 2 小题，共 26 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)1.414n；(2)sin2sin15【解析】(1)垂直尾灯右侧面入射的光线恰好发生全发射时，由折射定律 minsin90sin45n 解得 min21.414n 故尾灯材料的折射率 1.414n (2)尾灯材料折射率 2n 其临界角满足 1sinCn 30C 光线以角入射，光路如图所示 设右侧面折射角为，要发生第一次全反射，有 2C 要发生第二次全反射，有 4C 解得 015 由折射定律 sinsinn 解得 sin2sin15 14、（1）1kg；（2）2.1s。【解析】（1）由平抛运动规律，物块 B 离开桌面后在竖直方向做自由落体运动，则有 21112hgt 代入数据解得1t=0.3s 竖直方向速度 1yvgt3m/s 根据几何关系，可知此时速度与水平速度的夹角等于斜面的倾角，即=37，则有 3tan4yxvv 解得物块 B 离开桌面时速度为4xv m/s 设滑块在平台上滑动时的加速度为 a，滑块到达 B 点的速度Av，根据牛顿第二定律有 mgma 解得2.5a m/s2 根据速度位移公式有 2202Avvax 解得4Av m/s 根据动量守恒得 AAABxm vm vm v 根据机械能守恒得 222111222AAABxm vm vm v 代入数据解得0v，1Am kg（2）物块 A 在水平桌面上运动的时间为 020.8Avvtas 物块 B 到达斜面体 C 点的合速度为 22xyvvv 代入数据解得 v=5m/s 物块 B 在斜面上运动时，根据牛顿第二定律有 sinmamg 代入数据解得加速度6a m/s2 根据几何关系，有斜面的长度 4.8sin0.6Hlm=0.8m 根据运动学公式有 23312lvtat 解得3t 1s（383t s 舍去）从物块 A 开始运动到物块 B 到达 D 点的总时间 1232.1tttts 15、1N 和 9N【解析】对环进行受力分析得，环受重力、拉力、弹力和摩擦力令sin53Fmg，得1.25FN，此时环不受摩擦力的作用 当1.25FN时，杆对环的弹力NF竖直向上，由牛顿第二定律可得：cosNFFmasinNFFmg得1FN 当1.25FN时，杆对环的弹力NF竖直向下，由牛顿第二定律可得：cosNFFmasinNFmgF得9FN 则 F 的大小可能值为 1N 和 9N.【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确本题中可能存在的两种情况，明确拉力过大时，物体受杆下部的挤压，而拉力较小时，受杆上端的挤压，要求能找出这两种情况才能全面分析求解