2021-2022学年上海市同济大学附属七一中学高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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．光滑水平面上，一质量为的滑块以速度与质量为的静止滑块相碰，碰后两者粘在一起共同运动。设碰撞过程中系统损失的机械能为。下列说法正确的是（）A．若保持M、m不变，v变大，则变大B．若保持M、m不变，v变大，则变小C．若保持m、v不变，M变大，则变小D．若保持M、v不变，m变大，则变小2．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学知识，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是（）A．英国物理学家卢瑟福第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念B．法拉第最早在实验中观察到电流的磁效应现象，从而揭开了电磁学的序幕C．爱因斯坦给出了光电效应方程，成功的解释了光电效应现象D．法国学者库仑最先提出了电场概念，并通过实验得出了库仑定律3．木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为，若木星和土星的质量之比为，则下列关于“木卫三”和“土卫二”的相关说法正确的是（）A．运行周期之比为 B．向心加速度之比为C．环绕速度之比为 D．表面重力加速度之比4．生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（）A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用D．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用5．2019年4月21日，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44颗北斗导航卫星。若组成北斗导航系统的这些卫星在不同高度的转道上都绕地球做匀速圆周运动，其中低轨卫星离地高度低于同步卫星。关于这些卫星，下列说法正确的是（）A．低轨卫星的环绕速率大于7.9km/sB．地球同步卫星可以固定对一个区域拍照C．低轨卫星和地球同步卫星的速率相同D．低轨卫星比同步卫星的向心加速度小6．一质点做匀加速直线运动，在通过某段位移x内速度增加了v，动能变为原来的9倍。则该质点的加速度为（）A． B． C． 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．如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为）分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流与通电直导线上的电流在正方形中心处产生的感应磁场的大小关系为，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（）A．和通电电流都为，和通电电流为都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左B．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方C．和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方D．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方8．在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图．长度为L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球．初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）．已知细线所能承受的最大张力为7N，则下列说法中正确的是：A．细线断裂之前，小球角速度的大小保持不变B．细线断裂之前，小球的速度逐渐减小C．细线断裂之前，小球运动的总时间为0.7π（s）D．细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9（m）9．在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω。已知通过R4的电流i4=2sin100πtA，下列说法正确的是（）A．a、b两端电压的频率可能为100HzB．a、b两端电压的有效值为56VC．若a、b两端电压保持不变，仪减小R2的阻值，则R1消耗的电功率减小D．若a、b两端电压保持不变，仪减小R1的阻值，则R2两端电压增大10．如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB间距离为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN棒具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，MN棒第一次运动至最右端，在这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q，则（）A．初始时刻棒受到安培力大小为B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于C．当棒再次回到初始位置时，AB间电阻R的功率小于D．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为三、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）实验：用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．（1）实验时，一定要进行的操作是___________（填选项前的字母）．A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．B．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（1）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图所示，已知相邻计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，则小车加速度的大小为a=_______m/s1．（结果保留3位有效数字）（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是下图中的__________图线．（4）下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，P为光电计时器的光电门．已知当地重力加速度为g．①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度___________cm．②实验中除了遮光条的宽度，还需要测量的物理量有__________．A．小物块质量B．遮光条通过光电门的时间C．遮光条到C点的距离D．小物块释放点的高度③为了减小实验误差，同学们选择图象法来找出动摩擦因数，那么他们应该选择_____关系图象来求解（利用测量的物理量表示）．12．（12分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中A为质量为M的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码P的质量为m，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。(1)在实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。(2)乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为f，由纸带可得小车的加速度表达式为a=__________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）。(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。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，水平面上固定着一条内壁光滑的竖直圆弧轨道，BD为圆弧的竖直直径，C点与圆心O等高。轨道半径为，轨道左端A点与圆心O的连线与竖直方向的夹角为，自轨道左侧空中某一点水平抛出一质量为m的小球，初速度大小，恰好从轨道A点沿切线方向进入圆弧轨道已知，，求：（1）抛出点P到A点的水平距离；（2）判断小球在圆弧轨道内侧运动时，是否会脱离轨道，若会脱离，将在轨道的哪一部分脱离。14．（16分）如图所示，内径相同的两U形玻璃管竖直放置在空气中，中间用细软管相连，左侧U形管顶端封闭，右侧U形管开口，用水银将部分气体A封闭在左侧U形管内，细软管内还有一部分气体。已知环境温度恒为27℃，大气压强为76cmHg，稳定时，A部分气体长度为20cm，管内各液面高度差分别为h1①求A部分气体的压强；②现仅给A部分气体加热，当管内气体温度升高了50°C时，A部分气体长度为21cm，求时右侧U形管液面高度差h15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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、A【解析】

两滑块组成的系统在水平方问动量守恒，有而此过程中系统损失的机械能联立以上两式可得系统损失的机械能AB．根据以上分析可知，若保持M、m不变，v变大，则变大，故A正确，B错误；CD．根据以上分析可知，若保持m、v不变，M变大，或若保持M、v不变，m变大，则变大，故CD错误。2、C【解析】

玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项A错误；奥斯特最早在实验中观察到电流的磁效应现象，从而揭开了电磁学的序幕，选项B错误；爱因斯坦给出了光电效应方程，成功的解释了光电效应现象，选项C正确；法拉第最先提出了电场概念，库伦通过实验得出了库仑定律，选项D错误；故选C.3、A【解析】

ABC．根据解得则运行周期之比为，向心加速度之比为，线速度之比为，故A正确，BC错误；

D．根据星球表面万有引力等于重力可知由于不知道“木卫三”和“土卫二”的半径之比，所以无法求出表面重力加速度之比，故D错误。

故选A。4、C【解析】

A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等，方向相反，故A错误；

B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力，不受桌面摩擦力，故B错误；

C．高铁匀减速行驶时，手机具有与前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力，共三个力的作用，故C正确；

D．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共四个力的作用，故D错误；故选C。5、B【解析】

AC．根据万有引力提供向心力，则有解得可知轨道半径越大，运行的速度越小，低轨卫星轨道半径大于近地卫星的半径，故低轨卫星的环绕速率小于7.9km/s，低轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故低轨卫星的环绕速率大于同步卫星的环绕速率，故A、C错误；B．同步卫星的周期与地球的周期相同，相对地球静止，可以固定对一个区域拍照，故B正确；D．根据万有引力提供向心力，则有可得低轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，低轨卫星向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故D错误；故选B。6、A【解析】

设质点的初速度为，则动能由于末动能变为原来的9倍，则可知，末速度为原来的3倍，故，故平均速度根据位移公式可知根据加速度定义可知A正确，BCD错误。故选A。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.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在点产生的磁感应方向分别为：导线产生的磁感应强度方向沿方向；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；根据平行四边形定则可知：和通电电流都为，和通电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左，故A正确；B.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故B错误；C.和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故C错误；D.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方，D正确。故选：AD。8、CD【解析】试题分析：A、B细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，不改变小球的速度大小，故小球的速度大小保持不变，由圆周运动的速度与角速度的关系式v=r，随r减小，小球角速度增大，故A、B错误；绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由F=m，解得此时的半径为r=m，由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，则小球运动的总时间为t=，其中r1=1m，r2=0.7m，r3=0.4m，v0=2m/s，解得t=0.7π（s），故C正确；小球每转120°半径减小0.3m，细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9m，故D正确．故选CD考点：牛顿第二定律圆周运动规律9、BD【解析】

A．通过的电流，则角速度频率为变压器不会改变交流电的频率，故、两端电压的频率为50Hz，故A错误；B．通过的电流最大值为，则有效值为根据并联电路的规律可知，通过的电流有效值为2A，副线圈的输出电流：根据变流比可知，原线圈的输入电流两端电压为副线圈两端电压根据变压比可知，原线圈的输入电压则、两端电压故B正确；C．若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈的输出电流增大，根据变流比可知，原线圈的输入电流增大，则消耗的电功率增大，故C错误；D．若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则原线圈输入电压增大，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，则两端的电压增大，故D正确；故选BD。10、AC【解析】

A．初始时刻棒产生的感应电动势为：E=BLv0、感应电流为：棒受到安培力大小为：故A正确；B．MN棒第一次运动至最右端的过程中AB间电阻R上产生的焦耳热Q，回路中产生的总焦耳热为2Q。由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于故B错误；C．设棒再次回到初始位置时速度为v。从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于：根据能量守恒定律有：棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：E′=BLv，AB间电阻R的功率为：联立解得：故C正确；D．由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为故D错误。故选：AC。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、A1.93C1.015BCB【解析】

（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，A正确；B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改变小车的质量，B错误；C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故CD错误．故选A；（1）由于相邻计数点间还有4个点没有画出来，计数点间的时间间隔：T=5×0.01=0.1s，

由匀变速直线运动的推论：△x=aT1可得，加速度（3）实验时，若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则需要先用一定的力克服掉摩擦力后才能产生加速度，即，a—F图象中横轴会有截距，故选C；（4）①遮光条的宽度②实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：，解得：，即，还需测量的物理量是遮光条通过光电门的时间t和遮光条到C点的距离s，故选BC．③要通过图象来求动摩擦因数，那么图象最好为倾斜的直线，便于计算，依据可得：,即，在图象中，为直线的斜率，即可求得动摩擦因数，所以应画图象，故选B．12、不需要不变【解析】

(1)[1]该实验可以用弹簧测力计测量绳子的拉力，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量的条件。

(2)[2]根据逐差法可知，小车的加速度为(3)[3]根据(2)中所得到的加速度的