上海市宝山区上海大学附中高三第一次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

上海市宝山区上海大学附中高三第一次模拟考试新高考物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、下列说法正确的是（）A．由公式v＝ωr可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越大B．由公式可知，所有人造地球卫星离地球越远则其线速度越小C．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/sD．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度小于地球自转的角速度2、如图所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点（）A．φM＞φN，EM＜EN B．φM＜φN，EM＞ENC．电子的动能减小 D．电场力对电子做了正功3、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块，系统处于静止状态，现用竖直向下的力作用在上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力和运动时间之间关系的图象，正确的是（）A． B． C． D．4、甲乙两车在相邻的平行车道同向行驶，做直线运动，v－t图像如图所示，二者最终停在同一斑马线处，则（）A．甲车的加速度小于乙车的加速度B．前3s内甲车始终在乙车后边C．t=0时乙车在甲车前方9.4m处D．t=3s时甲车在乙车前方0.6m处5、如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动．则下列说法中正确的是A．两粒子电性相同B．甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点时的速率C．两个粒子的电势能都是先减小后增大D．经过b点时，两粒子的动能一定相等6、一台小型发电机的原理如图所示，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1Ω，外接标有灯泡的交流电压表，则下列说法正确的是（）A．电压表的示数为220VB．线圈转到如甲图所示位置时感应电动势为零C．当时线圈中的磁通量最小为零D．当时线圈中的磁通量最大，为二、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、2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第46颗北斗导航卫星。北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星，下列关于地球同步卫星的说法正确的是A．所有同步卫星的轨道半径都相同B．同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度C．同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态D．同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度8、如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为．线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流的有效值为B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D．线框转一周的过程中，产生的热量为9、如图所示，光滑水平面放置一个静止的质量为2m的带有半圆形轨道的滑块a，半圆形轨道的半径为R。一个质量为m的小球b从半圆轨道的左侧最高点处由静止释放，b到达半圆轨道最低点P时速度大小，然后进入右侧最高可到点Q，OQ连线与OP间的夹角=，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．滑块a向左滑行的最大距离为0.6RB．小球b从释放到滑到Q点的过程中，克服摩擦力做的功为0.4mgRC．小球b第一次到达P点时对轨道的压力为1.8mgD．小球b第一次返回到P点时的速度大于10、如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc<TbB．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C．达到稳定时b摆的振幅最大D．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0E.a摆的摆长为三、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）第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V，额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：A．电流表（量程Ⅰ:0～0.6A，内阻约为1Ω;量程Ⅱ:0～3A，内阻约为0.1Ω）B．电压表(量程为0～6V，，内阻几千欧)C．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流2A)D．滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)E.电池组(电动势为9V，内阻小于1Ω)F.开关和导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选____(选填“C”或“D”)，电流表的量程应选_____(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。（______）（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。(保留两位有效数字)12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记组号F/Nm/kga/m•s210.290.860.3420.140.360.3930.290.610.4840.190.360.5350.240.360.6760.290.410.7170.290.360.8180.2990.340.360.94(1)该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a=___m/s2；(2)如果要研究加速度与力的关系，需取表格中___组数据（填组号），做图像；如果要研究加速度与质量的关系，需取表格中____组数据（填组号），做图像。这种研究方法叫做_____法；(3)做出图像如图丙所示，由图像_____（填“可以”或“不可以”）判断a与m成正比。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，光滑水平面上有一轻质弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，滑块A以v0＝12m/s的水平速度撞上静止的滑块B并粘在一起向左运动，与弹簧作用后原速率弹回，已知A、B的质量分别为m1＝0.5kg、m2＝1.5kg。求：①A与B撞击结束时的速度大小v；②在整个过程中，弹簧对A、B系统的冲量大小I。14．（16分）如图，是游乐场的一项娱乐设备．一环形座舱装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落的高度为H=75m，当落到离地面h=30m的位置时开始制动，座舱均匀减速．在一次娱乐中，某同学把质量m=6kg的书包放在自己的腿上．g取10m/s2，不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力．（1）当座舱落到离地面h1=60m和h2=20m的位置时，求书包对该同学腿部的压力各是多大；（2）若环形座舱的质量M=4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率．15．（12分）如图所示，质量均为M＝2kg的甲、乙两辆小车并排静止于光滑水平面上，甲车的左端紧靠光滑的圆弧AB，圆弧末端与两车等高，圆弧半径R＝0.2m，两车长度均为L＝0.5m。两车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ＝0.2。将质量为m＝2kg的滑块P(可视为质点)从A处由静止释放，滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，重力加速度取g＝10m/s2。求：(1)滑块P刚滑上乙车时的速度大小；(2)滑块P在乙车上滑行的距离。

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、C【解析】

A．由公式可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越小，选项A错误；B．由公式可知，所有人造地球卫星绕地球做圆周运动时，离地球越远则其线速度越小，选项B错误；C．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s，选项C正确；D．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度等于地球自转的角速度，选项D错误；故选C。2、D【解析】

考查点电荷场强分布，电场力做功与电势能的变化。【详解】AB．在正电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM＜EN，φM＜φN，故AB错误；CD．当电子从M点向N点运动时，库仑力对电子先做正功，后做负功，运动的速度先增加后减小，根据功能关系可知，电子的电势能先减小后增加，电场力所做的总功为正，所以总的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】

在作用力F之前，物块放在弹簧上处于静止状态，即作用力F之后，物块向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有x即为物块向下运动的位移，则联立可得即F随时间变化图象为D，所以D正确，ABC错误。故选D。4、D【解析】

A．根据v－t图的斜率大小表示加速度大小，斜率绝对值越大加速度越大，则知甲车的加速度大于乙车的加速度，故A错误；BCD．设甲运动的总时间为t，根据几何关系可得解得在0－3.6s内，甲的位移0－4s内，乙的位移因二者最终停在同一斑马线处，所以，t=0时乙车在甲车前方0－3s内，甲、乙位移之差因t=0时乙车在甲车前方8.4m处，所以t=3s时甲车在乙车前方0.6m处，由此可知，前3s内甲车先在乙车后边，后在乙车的前边，故BC错误，D正确。故选D。5、B【解析】根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知，甲受到引力，乙受到斥力，则甲与Q是异种电荷，而乙与Q是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷．故A错误．甲粒子从a到c过程，电场力做正功，动能增加，而乙从a到d过程，电场力做负功，动能减小，两初速度相等，则知甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度．故B正确．甲粒子从a到b过程，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大；电场力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小．故C错误．a到b时，电场力对两粒子的做的功都是0，两个粒子的速率再次相等，由于不知道质量的关系，所以不能判定两个粒子的动能是否相等．故D错误．故选B．6、D【解析】

A．根据正弦交流电的有效值等于峰值除以，可知感应电动势的有效值为220V，电压表测的是路端电压，由于电源有内阻，所以路端电压和电动势不相等，所以电压表的示数不为220V，故A错误；B．线圈转到如甲图所示位置时，感应电动势最大，故B错误；CD．由乙图可知t=0.01s时，感应电动势为零，线圈位于中性面，与磁感线垂直，磁通量最大，由乙图可知周期T=0.02s，由可得故C错误，D正确。故选D。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】

A．所有地球同步卫星的周期相同，由可知，所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故A正确；B．由可知，轨道半径越大，线速度越小，故B错误；C．卫星虽然相对地面静止，但在做匀速圆周运动，不是平衡状态，故C错误；D．同步卫星的向心加速度地球表面的重力加速度，所以，故D正确。8、BC【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可得产生的电动势，电流，线框转过时的感应电流为，电流的有效值，故A错误；线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS，又，解得BS=，所以B正确；从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为，故C正确；转一周产生的热量代入解得：，故D错误．考点：本题考查交流电9、AD【解析】

A．滑块a和小球b相互作用的过程，系统水平方向合外力为零，系统水平方向动量守恒，小球b到达Q点时，根据动量守恒定律得滑块a和小球b的速度均为零，有2msa=msbsa+sb=R+Rsin解得sa=0.6R故A正确；B．根据功能关系得小球b从释放到滑到Q点的过程中，克服摩擦力做的功为故B错误；C．当b第一次到达半圆轨道最低点P时，根据动量守恒定律有2mva=mvb解得由牛顿运动定律得解得对轨道的压力故C错误；D．小球从P点到Q点，根据功能关系可得克服摩擦力做的功为由功能关系结合圆周运动的知识，得小球b第一次返回到P点的过程中克服摩擦力做的功W′<0.2mgR故小球b第一次返回到P点时系统的总动能解得故D正确。故选AD。10、ABE【解析】

A．由单摆周期公式，知固有周期关系为Ta=Tc<Tb，故A正确；BC．因为Ta=Tc，所以c摆共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅最小，故B正确，C错误；D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故Tb等于t0。故D错误。E．由图乙与前面的分析可知a摆的周期为t0。由解得故E正确。故选ABE。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、CⅠ2.52.6【解析】

（1）[1][2]．电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择量程Ⅰ。电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择C。（2）[3]．因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。（3）[4][5]．电压表读数小于1V时电风扇没启动，由图象可知I=0.4A。根据欧姆定律得。正常工作时电压为6V，根据图象知电流为0.57A，则电风扇发热功率P=I2R=0.572×2.5W=0.81W则机械功率P'=UI-I2R=6×0.57W-0.81W=2.61W≈2.6W。12、0.90（0.89~0.92）2、4、5、7、91、3、6、7、8控制变量不可以【解析】

(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为：T=0.02×5s=0.1s根据逐差公式可得，故加速度为代入数据可得.(2)[2]研究加速度与力的关系，需要保证质量不变，选取2、4、5、7、9组数据。[3]研究加速度与质量的关系时，需要控制力F不变，选取1、3、6、7、8组数据。[4]涉及多个变量时，需要控制其他变量恒定，改变其中一个变量，这种方法为控制变量法。(3)[5]分析丙图可知，图线为曲线，并不能说明是正比例关系，故应作图线，研究a与成正比关系。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