2022届上海市十三校高三最后一模物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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.某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也

恰好位于滑动变阻器的中点.实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是

光电管

A.若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大

B.若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大

C.若将滑动触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大

D.若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为0

2.为了纪念物理学家对科学的贡献，许多的单位是用家的名字来命名的，在，下列单位所属于基本物理量的是

A.安培B.库仑C.牛顿D.焦耳

3.如图所示，A、3两滑块质量分别为2kg和4kg,用一轻绳将两滑块相连后分别置于两等高的光滑水平面上，并用

手按着滑块不动，第一次是将一轻质动滑轮置于轻绳上，然后将一质量为4kg的钩码C挂于动滑轮上，只释放A而按

着8不动；第二次是将钩码C取走，换作竖直向下的40N的恒力作用于动滑轮上，只释放5而按着A不动。重力加

速度g=10m/s2,则两次操作中A和3获得的加速度之比为（）

AB

n-----——n

c

A.2：1B.5：3C.4：3D.2：3

4.用两个相同且不计重力的细绳，悬挂同一广告招牌，如图所示的四种挂法中，细绳受力最小的是（）

HD.否。

5.如图所示，一直角三角形“cd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷0、0固定

在c、d两点上。一质量为机、带负电的小球尸在。点处于静止状态，取重力加速度为g,下列说法正确的是（）

B.。1、。2的电荷量之比为走

3

C.将尸从a点移到〃点，电场力做正功

D.将尸从a点沿直线移到入点，电势能先增大后减小

6.“太极球”运动是一项较流行的健身运动。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，球拍上放一橡胶太

极球，健身者舞动球拍时，保持太极球不掉到地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球

在竖直面内始终不脱离平板做匀速圆周运动，则（）

A.小球的机械能守恒

B.平板对小球的弹力在A处最大，在C处最小

C.在两处，小球可能不受平板的摩擦力

D.小球在此过程中做匀速圆周运动的速度可以为任意值

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.地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义，已知地球质量根地，地球半径R,引力常量

以下说法正确的是（）

A.若地球自转角速度为。，地球赤道处重力加速度的大小为T-"R

R2

Gm

若地球自转角速度为。，地球两极处重力加速度的大小为

R2

C.若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方处的5点为球心，«/<〃）为半径挖一个球形的防空洞，则A处重

3

力加速度变化量的大小为Ag=G镌亍

D.若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方力处的3点为球心、«「</，）为半径挖一个球形的防空洞，则A处重

力加速度变化量的大小为Ag=G

(R-h)3h2

8.如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m,其左端用导线接有两个阻值为4Q的电阻,

整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的

电阻为2。，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动,

杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。则

A.M点的电势高于N点

B.杆运动的最大速度是10m/s

C.杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等

D.当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V

9.如图所示，光滑、平行的金属轨道分水平段（左端接有阻值为R的定值电阻）和半圆弧段两部分，两段轨道相切于N

和V点，圆弧的半径为r,两金属轨道间的宽度为d,整个轨道处于磁感应强度为3,方向竖直向上的匀强磁场中.质

量为小、长为d、电阻为R的金属细杆置于框架上的MM，处，MN=r.在U0时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水

平向右的初速度之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和P;在UG时

刻，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速

度为g.以下说法正确的是（）

R

竺

A.U0时刻，金属细杆两端的电压为

B.Ufi时刻，金属细杆所受的安培力为理？

2R

C.从U0到时刻，通过金属细杆横截面的电量为我

1,5

D.从U0到f=f2时刻，定值电阻R产生的焦耳热为一根埼--mgr

44

10.下列说法中正确的是O

A.光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变

B.对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同

C.雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象

D.光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象

E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理

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）某实验小组利用电流传感器（可视为理想电流表）和定值电阻凡以及电阻箱、待测电池等器材，设计了

如图甲所示的电路测定电池电动势和内阻。电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的

影响可忽略。他们连接好电路，闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R,计算机中显示电流均为零，由此判断电

路可能出现了故障。经小组讨论后，尝试用多用电表的欧姆档来检测电路。已知保护电阻凡=15.0。，电流传感器量

程为100mA。操作步骤如下:

①将多用电表挡位调到电阻“xl”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零;

②断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在。、c上，多用电表的指针不偏转;

③断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、bl.,多用电表的示数如图乙所示;

④断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在从c上，多用电表的指针不偏转;

⑤断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在c、d上,计算机中显示电流不为零。

（1）操作步骤③中,多用电表内阻

（2）操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接（选"c”或“d”点）；

（3）电路的故障可能是:

A.保护电阻凡短路

B.保护电阻凡断路

C.电阻箱R短路

D.电阻箱R断路

（4）排除电路故障后，该小组按照图甲的电路测量电源的电动势和内阻。改变电阻箱R的阻值，得到多组实验数据。

根据数据作出图像，如图所示，则电源电动势E=V,内阻厂=Q（结果保留2位有

效数字）。

12.（12分）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固

定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示.向左推小球，使弹簧压缩

一段距离后由静止释放.小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

图（a）

回答下列问题：

（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能用,与小球抛出时的动能琦相等.已知重力加速度大小为g,为求得

Ek,至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）.

A.小球的质量机

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度九

D.弹簧的压缩量Ax

E.弹簧原长Zo

（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek,得&=.

（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—Ax图线.从理论上可推出，如果九不变.机增加，s—图线的斜率

会（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果加不变，%增加，s—图线的斜率会—（填“增大”、“减小”或“不

变”）.由图（b）中给出的直线关系和1的表达式可知，石,与Ax的次方成正比.

ffl(b)

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）如图所示，在平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场，

电场强度的方向沿y轴负方向。原点。处有一粒子源，可在平面内向y轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在

o~%之间，质量为加，电荷量为+q的同种粒子。在y轴正半轴垂直于平面放置着一块足够长的薄板，薄板上

有粒子轰击的区域的长度为乙。已知电场强度的大小为石=婴&,不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。

⑴求匀强磁场磁感应强度的大小B；

⑵在薄板上处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过X轴负半轴的最远

点的横坐标；

（3）若仅向第四象限各个方向发射粒子：方=0时，粒子初速度为%，随着时间推移，发射的粒子初速度逐渐减小，变

为5时，就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞，若穿过薄板上y=作处的小孔进入电场的粒子排列成一条与y轴

平行的线段，求t时刻从粒子源发射的粒子初速度大小V（Z）的表达式。

14.（16分）如图所示，一车上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圆弧轨道BCD组成，车紧靠台阶静止在光滑水

平地面上，且左端与光滑圆弧形轨道末端等高，圆弧形轨道末端水平，一质量为〃4=5kg的小物块P从距

圆弧形轨道MN末端高为/z=L8m处由静止开始滑下，与静止在车左端的质量为m2=1kg的小物块。（可视为质点）

发生弹性碰撞（碰后立即将小物块P取走，使之不影响Q的运动），已知长为L=10m,车的质量为M=3kg,

取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.

（1）求碰撞后瞬间物块。的速度;

（2）若物块Q在半圆弧轨道5CD上经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），最终停在车水平部分

的中点，则半圆弧轨道的半径至少多大?

15.（12分）实验室内有一容积为匕的储气罐，里面充有压强为6Po的空气（可视为理想气体），现用该储气罐给原来

气体压强为为的篮球充气，使篮球内气体的压强达到L5p。。已知每个篮球的体积为不考虑温度变化及篮球体

积的变化。

（1）求给两个篮球充气后，储气罐中气体的压强大小？

（2）该储气罐最多能给几个这种篮球充足气？

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、B

【解析】

用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，说明绿光的频率大于该光电管的极限频率，若换用紫光照射，则一定可产

生光电效应，但光电流大小与光强有关，所以光电流大小变化情况不能确定，选项A错误；增大绿光的光照强度，则

单位时间内从阴极逸出的光电子的数量一定增多，光电流变大，电流计的示数一定变大，选项B正确；此时加在光电

管两端的电压为零，若将滑动触头P向右移动，加在光电管两端的电压为正向电压，则在电场力的作用下，到达阳极

的光电子数会增多，而达到饱和光电流后，光电流的大小不会随着正向电压的增大而增大，选项C错误；若将滑动触

头P向左滑动，加在光电管两端的电压为反向电压，则在电场力作用下，到达阳极的光电子数会减小，电流计的示数

不断减小，若最大反向电压小于遏止电压，则电流计的示数不能减为零，选项D错误；故选B.

【点睛】

发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，从而判断是

否有光电流；知道饱和光电流是由光强决定的.

2、A

【解析】

物理学中共有七个基本物理量分别为：质量，长度，时间，电流强度，物质的量，热力学温度，发光强度，其中电流

强度的单位就是以科学家的名字来命名的即安培，故A正确.

3、C

【解析】

第一种方式：只释放A而5按着不动，设绳子拉力为乃，。的加速度为“，对A根据牛顿第二定律可得

Tl=/MAaA

对。根据牛顿第二定律可得：

mcg-2Ti=mca

根据题意可得

a\=2a

联立解得：

2

第二种方式：只释放3而A按着不动，设绳子拉力为为，对5根据牛顿第二定律可得

Ti=m^a^

而

T=40N=2T2

联立解得：

1

在以上两种释放方式中获得的加速度之比为4A：«B=4：3,故C正确、ABD错误。

故选C。

4、B

【解析】

由题意可知，两绳子的拉力的合力与广告招牌的重力大小相等，方向相反，是相等的，根据力的平行四边形定则，可

知当两绳子的夹角越大时，其拉力也越大。因此对比四个图可知，B图的拉力方向相同，拉力的大小最小，故B正确,

ACD均错误。

故选B。

5、B

【解析】

A.由于P处于平衡状态，可知。2对尸的静电力大小为

凡=mgcos60=—mg

选项A错误；

B.同理可知0对P的静电力大小为

uan6

r,=mgcos30=——mg

设ac=L,则=由库仑定律

F=&

1AL2

月=这母

23L2

联立解得。1、。2的电荷量之比为

旦=3

Q,~3

选项B正确；

CD.将尸从a点移到B点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项CD错误;

故选B。

6、C

【解析】

A.小球在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，但重力势能变化，机械能变化，故A错误；

B.对小球受力分析可知，小球在最高点A处时，其重力和平板对它的压力的合力提供向心力，而在最低点C处时，

平板对小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，故在A处最小，C处最大，故B错误；

C.小球在两处时，若平板的支持力与小球的重力的合力恰好提供向心力，小球相对平板没有相对运动趋势，摩

擦力为零，故C正确；

D.小球在最高点，速度有最小值，其最小值满足

解得

%n=旅

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、ABC

【解析】

AB.在赤道处

Gm^m9门

区々=加且赤+根0R

得出

g赤=普_°沱

在两极处

中Gm^m-=，咫极

得出

。：G”地

占极R2

选项AB正确;

CD.若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方无处的3点为球心r(r</z)为半径挖一个球形的防空洞，该球形防

空洞挖掉的质量

加=4—=粤，

臼苗3R3

3

A处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的

选项C正确，D错误。

故选ABCo

8^BC

【解析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为N,则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点,

故选项A错误；

B-l}v

B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：F=jumg+BIL=jumg+——

R思

由于K单=工氏+r=4。

忠2

代入数据整理可以得到最大速度V=10/71/5,故选项B正确；

C、由于杆上电阻厂与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，

杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；

D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：

E=BLv=2xlxlOV=20V

TE20“一

根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：/总===TA=5A

R总4

则此时MN两点间的电势差大小为：UNM=E-I&r=20V-5X2V=10V,故D错误。

9、CD

【解析】

A.U0时刻，金属细杆产生的感应电动势

E=Bdv0

金属细杆两端的电压

E1

U=R=—Bdv。

2R20

故A错误；

B.时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以此时，金属细杆不受安培力，故B

错误;

C.从U0到UA时刻，电路中的平均电动势

-△①Bdx2r

E=----=-----------

A/,I

回路中的电流

/噎

在这段时间内通过金属细杆横截面的电量

q=[.或

解得

Bdr

q=-----

R

故C正确;

D.设杆通过最高点速度为岭，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，对杆受力分析，由牛顿第二定律可得

mg=m—

r

解得

场二而

从U0到U/2时刻，据功能关系可得，回路中的总电热

1212

2=—m%——mv2—mg-2r

定值电阻氏产生的焦耳热

QR=；Q

解得

QR=；*一5『

故D正确

故选CDo

【点睛】

-EA①AtA①

感应电量4=/•加=丁•A/=〃丁•二=〃二，这个规律要能熟练推导并应用.

R旭A?&R&

10、ACE

【解析】

A.光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，选项A正确；

B.对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度不同，选项B错误；

C.雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项C正确；

D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D错误；

E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，选项E正确；

故选ACE„

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、15.0cD1.53.0

【解析】

(1)[1].操作步骤③中，多用电表内阻等于中值电阻，大小为15.0Q；

(2)[2].因c端是电流传感器的负极，则操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接。点；

(3)[3],根据实验步骤的分析可知，电路的故障可能是电阻箱R断路，故选D；

(4)[4][5].根据闭合电路欧姆定律可得：

E=I(R+Ro+r)

即：

由图像可知：

E=—=1.5V

12

%/=18。

则

r=3.0fl

12、(1)ABC⑵鳖-(3)减小增大2

4/z

【解析】

(1)由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要

测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h,故选ABC.

(2)由平抛规律可知：竖直方向上：h=-gt2,水平方向上：s=vt,而动能Ek=^mv2联立可得Ek='”；

224A

(3)由题意可知如果h不变，m增加，则相同的AL对应的速度变小，物体下落的时间不变，对应的水平位移s变小，

shL图线的斜率会减小；只有h增加，则物体下落的时间增加，则相同的AL下要对应更大的水平位移s,故s-AL

图线的斜率会增大.弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能，即Ep=2对，可知Ep与As的2次方成正比，而As与

4/1

△L成正比，则Ep与AL的2次方成正比.

【点睛】

本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表

达式，弹性势能转化为物体的动能，从而得出结论.根据x与4L的图线定性说明m增加或h增加时x的变化，判断

斜率的变化.弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能和动能的表达式，得出弹性势能与Ax的关系，△x与△L成正比,

得出Ep与AL的关系.

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。

⑶⑴於二；(2)%=-*4；⑶2sin(—)或者2疝(兀+~)

6Lo6Lo

【解析】

⑴速度为%的粒子沿％轴正向发射，打在薄板的最远处，其在磁场中运动的半径为为，由牛顿第二定律

2

qv°B=口①

%

4若②

联立，解得

3=2③

QLO

⑵如图a所示

速度为V的粒子与y轴正向成0角射出，恰好穿过小孔，在磁场中运动时，由牛顿第二定律

„mv2公

qvB=④

r

而

⑤

4sina

粒子沿x轴方向的分速度

vx=vsina⑥

联立，解得

%=%⑦

2

说明能进入电场的粒子具有相同的沿x