2020-2021学年上海市高考理综(物理)模拟试题及答案解析一.pdf

&知识就是力量！&学无止境！上海市最新年第二学期高三年级模拟练习 物理试卷(A卷)考生注意：本试卷共9页，满分150分，考试时间120分钟。全卷包括六大题，第一、二大题为单项选择题，第三大题为多项选择题，第四大题为填空题，第五大题为实验题，第六大题为计算题。第30、31、32、33题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要 演算过程的，不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。本卷g均取10m/s2。一.单项选择题(共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项。)1.有关物理学史的描述，下列说法中正确的是()(A)伽利略通过实验证实了力是维持物体运动的原因(B)卢瑟福最早发现了原子核的裂变(C)安培最早发现磁场对电流可以产生力的作用(D)奥斯特最早研究电磁感应现象，并发现感应电动势与磁通量变化率成正比 2.从下列物理规律中演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论的规律是()(A)机械能守恒定律(B)牛顿第一定律(C)牛顿第二定律(D)牛顿第三定律 3.关于大体及其演化，下列说法中正确的是(A)红色的恒星温度最高(C)红巨星最终一定会变成中子星 4.某种元素具有多种同位素，能正确反映这些同位素的质量数()B)恒星的寿命随其质量的增大而增大 D)超新星爆发后会形成中子星 A与中子数 N关系的图是&知识就是力量！&学无止境！5.如图所示，电子束经过窄缝后，穿过特制 的晶体材料，在涂有荧光的底板上观察到明 暗相间的圆环。这是1927年戴维逊和革末完 成的非常著名的实验，二人因此荣获了诺贝 尔物理学奖，关于此项实验的论述，下列说&知识就是力量！&学无止境！法中正确的是()(A)明暗相间的圆环是电子形成的衍射条纹(B)亮条纹是电子到达概率小的地方(C)此项实验证实了电子具有粒子性(D)电子所具有的波动性与机械波没有区别 6.如图所小，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两 个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两个分子间引力、斥力的大小随 分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，贝U下列说法中正确的是()(A)ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为 10-1m(B)ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为 10-1m(C)若两个分子间的距离大于 e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力(D)若两个分子间的距离越来越大，则分子势能越来越大 7.如图是观察水波衍射的实验装置。AB和CD是两块挡板，BC是两块挡 板之间的空隙，O为水波的波源，图中已画出波源附近区域波的传播情况，实线波纹表示波峰。关于水波经过 BC空隙之后的传播情况，下列说法中 正确的是()(A)观察不到明显的衍射现象(B)水波经过空隙 BC后波纹间距变小(C)若保持波源的频率不变，而增大空隙 BC的宽度，有可能观察不到明显的衍射现象(D)若保持空隙BC的宽度不变，而增大波源的频率，可以观察到更加明显的衍射现象 8.一个质量为1kg、初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为水平方向的共点力作用，则该物体(A)可能做匀速直线运动(C)不可能做匀变速曲线运动 二.单项选择题(共24分，每小题(B)可能做匀减速直线运动(D)加速度的大小不可能是 2m/s2 3分。每小题只有一个正确选项。)1N、3N和5N的三个&知识就是力量！&学无止境！9.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵，图中 AB、AG AD为 等长的三条直线，小黑点表示晶体分子。下列说法中正确的是()(A)A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动(B)三条直线上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的(C)三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的(D)以上说法均不正确 10.飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体。如果以第一个 物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系。如下图所示是第 5个物体e离开飞机时，抛出的 5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图,其中不可能的是()&知识就是力量！&学无止境！11.图甲为伽利略研究自由落体运动的实验示意图。实验时，让小球从光滑斜面顶端由静止开始 滑下，改变斜面倾角。，其他条件不变，多次重复测量。若小球对斜面的压力为 FN、最大压力为 a、一随。变化的关系分别对应图乙中的 am 13.如图所示，电源的电动势和内阻分别为 下列各物理量变化情况为()(A)电流表的读数逐渐减小(B)R)的功率逐渐增大(C)电源的输出功率可能先减小后增大(D)电压表与电流表读数的改变量的比值 14.阴极射线示波管的聚焦电场是由电极 A、A2形成的，其 中虚线为等势线，相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场 的中心轴线(管轴)。电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场 力的作用下会聚到 z轴上，沿管轴从右侧射出。图中 P、Q、R是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三个点，则可以确定()(A)电极AI的电势高于电极 A2的电势(B)电场中Q点的电场强度大于 R点的电场强度(C)电子在R点处的动能大于在 P点处的动能(D)若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚焦 FNm,小球运动的加速度为 FN a,最大加速度为 am,则 h 12.某同学看到一只小鸟落在树枝上的 P处，树枝在10s内上下振动了 次，小鸟飞走后，他把50g的石去码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动 了 12次。将50g的石去码换成500g石去码后，他发现树枝在15s内上下振动 了 6次，由此估计出小鸟的质量最接近()(A)50g(B)200g(B)500g(D)550g E、r,在滑动变阻器的滑片 U 侦先增大后减小 P由a向b移动的过程中,&知识就是力量！&学无止境！15.如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道 AB滑下，从B端水平 飞出，撞击到一个与地面呈。=37。的斜面上，撞击点为Co已知斜面上&知识就是力量！&学无止境！端与曲面末端 B相连，A、B间的高度差为 h,B、C间的高度差为 H,不计空气阻力，贝U h与H的 h 比值一为(H)3 4 9 4 (A)；4(B)3(C)4(D)&16.如图所示，当激光束从固定方向入射到镜鼓的一个反射面 上时，由于反射镜绕垂直轴旋转，反射光即在屏幕上扫出一条 水平线，每块反射镜都将轮流扫描一次。如果要求扫描的范围 0=45，且每秒钟扫描48次，则镜鼓上反射镜的数目和镜鼓 旋转的转速分别为()(A)8 块，360 转/分(B)16 块，180 转/分(C)16 块，360 转/分(D)32 块，180 转/分 三.多项选择题(共 16分，每小题4分。每小题有二个或三 个正确选项。全选对的，得 4分；选对但不全的，得 2分；有 选错或不答的，得 0分。)17.若以固定点为起点画出若干矢量，分别代表质点在不同时刻的速度，这些矢量的末端所形成 的轨迹被定义为“速矢端迹”，则以下说法中正确的是()(A)匀速直线运动的速矢端迹是点(C)匀速圆周运动的速矢端迹是圆(B)匀加速直线运动的速矢端迹是射线(D)平抛运动的速矢端迹是抛物线 B被绝缘细线悬吊起来，与一个螺 线管共同套在圆柱形塑料杆上，他们的中心轴线重合且在水平方向上，可以左右自由摆动。现将电键闭合，贝U下列说法中正确的是(A)电键闭合瞬间，A中感应电流小于 B中感应电流(B)电键闭合瞬间，A、B之间的距离缩小(C)电键闭合瞬间，两环有扩张趋势(D)电键闭合瞬间，A环受到总的磁场力水平向左 19.如图所示，一粗细均匀的 U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封 有一定质量的理想气体 A、B,水银面a、b间的高度差h1,水银柱cd的长度为 h2=h1,a面与c面恰处于同一高度。现向右管开口端注入少量水银达到重新平 衡，则()(A)水银面c下降的高度大于水银面 a上升的高度(B)水银面a、b间新的高度差等于右管上段新水银柱的长度(C)气体A的压强一定大于外界大气压强(D)气体A的压强变化量等于气体 B的压强变化量 18.如图所示，两个相同的闭合铝环&知识就是力量！&学无止境！20.光滑水平面上固定两个等量正电荷，其连线中垂线上有 A、B、C三点，如图(甲)所示。一 个带电量q=+2C、质量m=1kg的小物块自C点由静止释放，其运动的v-t图线如图(乙)所示。若经过B点的切线斜率最大(图中虚线为经过 B点的切线)，贝U下列说法中正确的是()&知识就是力量！&学无止境！(A)由C到A,场强逐渐增大(B)由C到A,电势逐渐降低(C)B、A两点间的电势差为 8.25V(D)B点为中垂线上电场强度最大的点，且最大场强为 1V/m 四.填空题(共20分，每小题4分。)本大题中第 22 题为分叉题，分 A、B 两类，考生可任选一类答题 若两类试题均做，一律按 A 类题计分。21.自然界中一些放射性重元素往往会发生连续的衰变，形成放射 系。右图是钢系图，横坐标 Z表示核电荷数，纵坐标 N表示中子数，则Th的核子数为，从U”20782Pb有 次6衰变。22A、22B选做一题 22(A).将两根完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，小车置于光滑的水平面上。初始 时刻，甲车速度大小 v甲=3m/s，方向水平向右；乙车速度大小 v乙=2m/s，方向水平向左，v甲、v乙在同一条直线上。当乙车的速度减小为零时，甲车的速度大小为 m/s,方向。22.(B).一颗人造卫星在某行星上空绕行星做匀速圆周运动，经过时间t,卫星运动的弧长为 s,卫星与行星的中心连线扫过的角度为a,万有引力常量为G。则卫星的环绕周期T=，该行星&知识就是力量！&学无止境！的质量 M=。23.A、B两列脉冲波相向而行，在 t=0时刻的波形与位置如图所示，已知波的传播速度均为 v=1.0m/s，图中标尺每格宽度为 l=0.1m。请在图中画出t=0.6s时刻的波形图。&知识就是力量！&学无止境！（1）结束操作后，该同学绘制了这两个等温过程的 p-1/V关系图线，如图。则反映气体在第二次24.如图所示，物块在斜向上的恒力 F作用下从A点由静止 起沿光滑水平面运动，经过一小段弧形轨道后进入倾角为37。的光滑斜面（弧形轨道很短，图中未画出），到达E处速度减 为零。已知物块在水平面和斜面上的加速度大小分别为 ai=2m/s2、a2=4m/s2,贝U AC长度与 CE长度的 比值为。若物块经过 B点和D点的速度大小相等，机械能随时间的变化率分别为 kB和 kD,贝U kB和kD之间的大小关系为。25.如图甲所示，光滑绝缘水平面上一单匝矩形金属 线圈abcd的质量为m、电阻为R、面积为S,ad边 长度为L,其右侧是有界的匀强磁场，磁场方向垂直 纸面向外，磁感应强度大小为 B,ab边长度与有界磁 场的宽度相等，在 t=0时刻线圈以初速度 V0进入磁 场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为 VI,乙 此时对线圈施加一沿运动方向的变力 F,使线圈在t=2T时刻全部离开磁场，v-t图像如图乙所小，整个图像关于 t=T轴对称。在t=0至t=T的时间内,若上述过程中线圈的 通过线圈导线截面的 电量q=，在t=T至t=2T的过程中，外力F所做的功为 W=五.实验题（共24分）26.（4分）1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了 原子核的人工转变，并由此发现。图中A为放射源发 出的射线，银箔的作用是吸收。27.（6分）寒假前，某同学利用 DIS系统对封闭在注射器内的一定质量的气体作了两次等温过 程的研究。第一次是在室温下通过推、拉活塞改变气体体积，并记录体积和相应的压强；第二次 在较高温度环境下重复这一过程。-3&知识就是力量！&学无止境！实验中的p-1/V关系图线的是 （选填 A”或“B”）；（2）若该同学通过开启室内暖风空调实现环境温度升高，将注射器水平放置在桌面上，活塞可以 自由伸缩，则管内的气体经历了 （选填“等压”“等温”或“等容”）变化的过程。28.（6分）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，实验步骤如下：I.选取一个摆线长约 1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂。.用米尺量出悬线长度，精确到毫米，作为摆长。川.将小球拉起约 30，由静止释放，测出摆球做3050次全振动所用的时间，计算出平均摆动 一次的时间。W.变更摆长，重做几次实验，根据单摆的周期公式，计算出每次实验测得的重力加速度并求出 平均值。（1）上述实验步骤有二点错误，请列举：错误1:;错误2:。（2）按正确的实验步骤，将单摆全部浸入水中做实验，测得的重力加速度变。若 测得单摆的周期为 T,摆长为L,摆球质量为 m,所受浮力为F,则当地重力加速度的真实值 g=。（水的阻力可以忽略）29.（8分）某同学通过实验测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择 的器材有：电流表（00.6A3.0A）、电压表（03V15V）、滑动变阻 器 R1（10Q,2A）、滑动变阻器 R2（100Q,2A）、定值电阻 R。（1.5Q,2A）、电键S及导线若干。（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填 R1”或“R2”）。（2）按照如图甲所示的电路连接线路，测得数据如下表所示：待前-顼r 1 2 3 4 5 I/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 U/V 1.46 1.45 1.43 1.42 1.39 由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，其原因可能是:_ O（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图（乙）中画出改动后的 实物连接图。图&知识就是力量！&学无止境！(4)实验中改变滑动变阻器的阻值，根据所测数据绘出 内阻r=Q。(保留两位小数)六.计算题(共50分)30.(10分)如图所示，在固定的气缸 A和B中分别用活塞封 住一定质量的理想气体，活塞面积之比为 SA:SB=1:2。两活塞 用穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两 个气缸都不漏气，初始时 A B中气体的体积均为 V。，温度均为 To=300K,大气压强为p。，A中气体压强PA=1.5p。现对A加热，使其中气体的压强增加为 PA=2p，同时保持 B中气体的温度 不变，求：(1)未加热前B内部气体的压强；(2)加热后B部分气体体积的变化量;(3)最后A中气体温度TA。31.(12分)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量 m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以 V1=90km/h的速度匀速行驶，发动机的输出功率为 P=50kW。当驾驶员看到前方有 80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁 阻尼带动的发电机给电池充电，使轿车做减速运动，运动 L=72m后，速度变为 V2=72km/h。此 过程中发动机功率的1/5用于轿车的牵引，4/5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量 有50%转化为电池的电能，假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求：(1)轿车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，所受阻力 Ff的大小；(2)轿车的速度从90km/h减速到72km/h过程中，电池充电所获得的电能；(3)若轿车仅用其上述减速过程中获得的电能维持 72km/h的匀速运动，可以前进的距离为多少？U-I图线如图(丙)所示，则此干电池的 图(乙)B&知识就是力量！&学无止境！32.(14分)如图所示，光滑绝缘水平面上静止放 置一根长为L、质量为m、带+Q电量的绝缘棒 AB,棒的质量和电量分布均匀，O点右侧区域存在大小 为E、水平向左的匀强电场，B、O之间的距离为X0。1 _ 现对棒施加水平向右、大小为F=-QE的怛力作用，4 求：(1)B端进入电场-L时加速度的大小和方向。8(2)棒在运动过程中获得的最大动能。(3)棒具有电势能的最大可能值。(设。点处电势为零)33.(14分)如图(a)所示，两条足够长的光滑水平轨道 MN和PK相距L=0.5m,右端接一阻 值为R=0.3 Q的电阻，导轨上放一质量为 m=2kg、电阻为r=0.1 Q的导体棒ef,在虚线区域abcd 内存在垂直于导轨的匀强磁场，初始时刻导体棒 ef与磁场右边界 bc之间的距离xo=0.4m,磁感 应强度变化规律如图(b)所示(规定磁感应强度向上为正)。(1)01.0s内，在棒上施加一个大小随时间变化的水平外力 F的作用，保持棒处于静止状态，求t=0.6s时通过电阻R的电流；(2)写出01.0s内，外力F随时间t变化的关系式(规定向右为力的正方向)。(3)若导体棒与导轨之间存在一定的摩擦，动摩擦因数0.5,t=1.0s时撤销外力F,磁感应 强度不再变化，但磁场立即以 a=4m/s2的加速度由静止开始向左运动，求导体棒刚刚开始运动的 时刻t(假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。(4)在第(3)问中，若t2=2.0s以后导体棒运动的加速度恒定不变，求t3=2.5s时导体棒的速度。&知识就是力量！&学无止境！答案暨评分标准.单项选择题（每小题 2分，共16分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C C D B A B C B .单项选择题（每小题 3分，共24分）题号 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 C B C B C C D B 三.多项选择题（每小题 4分，共16分。错选不得分，漏选得 2分）题号 17 18 19 20 答案 ABC ABD AC BCD 四.填空题（每小题 4分，共20分）28.答案：（1）测量摆球直径，摆长应为摆线长加摆球半径；在细线偏离竖直方向小于 5位置释 放小球（各1分）；(2)小(2 分)，4-TrL+m(2 分)24.2:1,kB=kD BS 25.,m(vo2 V12)五.实验题（共24分）26.质子；a粒子（每空 2分)27.(1)A;(2)等压（每空3分）21.231,4 22（A）.1,水平向右 22（B）.2 兀 Ma,s3/Gt2 a 23.如图&知识就是力量！&学无止境！29.（1）Ri（2 分）;（2）新电池的内阻很小，内电路的电压降很小（2分）；（3）如图（2 分）；图（乙）（4）0.20（2 分）六.计算题（共50分）30.（10分）解答与评分标准：（1）活塞平衡时，有 PA,SA+PB,SB=P（SA+SB）3，八、解出PB=-p0（1分）4（2）活塞再次平衡时，PA,SA+PB,SB=P（SA+SB）解出 PB=p0/2 B气体玻意耳定律：PB-V0=PB-VB 解出VB=3V0/2,B的体积增加了 V0/2（3）两活塞向右移动相等的距离，A的末态体积VA=5V0/4 A气体气态方程：也丑-PAV TA TA 解得 TA?=PA VA TA=500K pM 31.（12分）解答与评分标准：（1）平衡：Ff=P/VI=2000N（3 分）（2）动能定理：W Ff L 1mv2 mv：（2 分）2 2 解出牵引力做功 W=31500J（2分）电池获得电能为 E电=4W 50%=63000J（2分）（3）匀速过程中，E电=Ff L 解出 L=31.5 m（1 分）（2分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（2分）32.（14分）解答与评分标准：（1）根据牛顿第二定律：匪 4（L）E ma（1 分）8 L&知识就是力量！&学无止境！解出a 匹，方向水平向右。8m(2)设棒进入电场x时，其动能达到最大，x qE,L（2分）此时棒所受合力应为零，即：qE 4 E(0%动能定理：笙(x0 x)x 4 2 得 x=L 4（2分）（2分）解出动能最大值 E qE(x0-)4 8（1分）(3)设绝缘棒恰好能够全部进入电场,动能定理：qE(x0 L)qEL 4 2 存在三种可能性：0,解出得 x0=Lo 1 qEL 2 可能2,xL,棒全部进入电场，qE(x。x)设进入电场x,动能定理:电势能最大值Em 空(x0 4 x）qE 4x qE 2 2L qE（x qE（2x L）0,解得:x0 2L -,4 3 L）八（2 分）33.(14分)解答与评分标准：(1)01.0s 内，k 8T/s,08TS t 感应电流I=I-E=kLx=8 0.5 0.4V=1.6V（2分）10 1.6“-A=4A（1 分)R r 0.3 0.1(2)01.0s内，磁感应强度表达式为 B=8t-4 安培力 FB=BIL=8(2t-1)牛(1 分)导体棒受力平衡，施加外力 F=FB=8(1 2t)牛(3)导体棒受到的最大静摩擦力 mg,I R r Ff=p mg,刚启动时安培力恰好与静摩擦力（1 分)(1 Ff大小相等，BIL=分)此时磁场的速度VI BLVI R r mg（R r）2 2 B2L2（1分）0.5 2 10（0.3 0.1）,.,L m/s=1m/s,42 0.52（1分）&知识就是力量！&学无止境！磁场由静止开始运动的时间 ti=兰 Is 0.25s,（1分）a 4 导体棒启动时刻为 t=to+ti=1.0+ti=1.25s（1分）（4）导体棒t2=2.0s以后做匀变速运动的加速度与磁场运动的加速度相同，也为 a=4m/s2,磁场 与导体棒速度的差值 v将保持不变，根据牛顿第二定律：BIL-mg=ma,B2L2 v.即-mg ma,（1 分）（R r）m(g a)(R r)2(0.5 10 4)(0.3 0.1)/，用牛出 v -2-2-m/s=1.8m/s B2L2 42 0.52 t3=2.5s 时磁场运动的速度 V3 a(t3 t)4(2.5 1.0)m/s 6m/s,(1 分)导体棒速度 v=v v3 v(6-1.8)m/s 4.2m/s=4.2m/s(1分)(1分)