2023年上海市普通高中学业水平合格性考试物理试（含答案解析）

2023年上海市普通高中学业水平合格性考试物理试卷注意事项:1.试卷满分100分，考试时间60分钟。2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。3.在试卷中标注“单选"的题每题有且仅有一个选项，“多选”的题每题有两个或两个以上的答案，但不全选；上述题目，均以字母的形式填涂在答题纸相应位置。标注“简答的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等.4.如无特殊说明，本卷中的重力加速度g均取9.8m·s-2.一、神舟十六号1.2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射升空。6.5小时后，载人飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接。核心舱绕地球的飞行可视为半径为R的匀速圆周运动。（1）在竖直起飞阶段的某一时刻，火箭的加速度大小为a，载人飞船总质量为m，此时火箭对飞船作用力大小为_______.（重力加速度用g表示）（2）当飞船即将与核心舱对接时，飞船高度增大，从核心舱正下方级慢靠近，距地面高度缓慢增加，在这个过程中①飞船绕地球飞行的角速度（）A.变小B.不变C.变大②飞船的机械能（）A.变小B.不变C.变大（3）已知地球总质量M，引力常量为G，对接完成后，飞船的向心加速度为________。（4）若对接完成后飞船距离地面距离为400km，则地面接收站接收到对接信息的时间差最可能是（）A.10sB.1sC.1msD.【答案】①②.A③.C④.⑤.C【解析】详解】（1）[1]根据牛顿第二定律有解得此时火箭对飞船作用力大小为（2）[2]飞船距地面高度缓慢增加，在这个过程中解得飞船绕地球飞行的角速度可知飞船距地面高度缓慢增加，在这个过程中飞船绕地球飞行的角速度变小。故选A。[3]在高轨道运行时的机械能较大，故飞船的机械能变大。故选C。（4）[4]根据万有引力提供向心力可得飞船的向心加速度为（5）[5]地面接收站接收到对接信息的时间差为故选C。二、篮球运动2.某学校选用直径为24.6cm，质量为0.64kg的篮球作为训练用球。（1）某同学正在单手持球使之静止，在以下三种的持球方式中，人对球的作用力分别为F1、F2、F3，请问F1、F2、F3的大小关系为（）A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F1=F2=F3（2）在原地传球训练中，某队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心水平方向位移x=5.0m，竖直方向位移h=1.5m。不考虑空气阻力和篮球转动，求：（简答，结果均保留2位有效数字）①篮球从离开双手到落地的时间t；（）②篮球离开双手时的速度大小v；（）③篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角θ；（）④篮球被水平推出过程中，该队员对篮球所做的功W。（）（3）不考虑空气阻力与篮球的自转，水平推出后，篮球动能Ek与下落距离h之间的关系为（）A.B.C.D.（4）实际上，篮球水平推出后会受到空气阻力的影响，假设空气阻力f与运动方向相反，大小不变且小于重力G的大小，篮球不转动。篮球水平推出后的运动轨迹如图所示。①画出篮球运动经过A点时的受力示意图。______②在上图篮球运动的过程中，篮球的加速度（）A.一直增大B.一直减小C.不变D.先增大后减小E.先减小后增大【答案】①.C②.0.55s③.9.1m/s④.⑤.26J⑥.B⑦.⑧.B【解析】【详解】（1）[1]篮球的重力与人对篮球的力二力平衡，故三种的持球方式中，人对球的作用力相等。故选C。（2）[2]篮球从离开双手到落地的时间为[3]篮球离开双手时的速度大小为[4]篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角[5]篮球被水平推出过程中，该队员对篮球所做的功为（3）[6]水平推出后，根据动能定理有解得可知是一条不过原点的直线。故选B。（4）[7]篮球运动经过A点时受力示意图如图所示。[8]篮球运动的过程中，空气阻力大小不变且小于重力G的大小，随着篮球下落，空气阻力与竖直方向的夹角逐渐减小，空气阻力竖直方向的分力逐渐增大，但小于重力，根据牛顿第二定律可知篮球的加速度一直减小。故选B。三、通电螺线管3.小何做了一系列与通电螺线管相关的实验，实验中所用的磁传感器测得的是磁感应强度沿探管方向的分量，磁传感器探管前段是直径为0.8cm的圆面，且端面与探管轴线垂直。（1）①根据以上原理图完成实物图的连线。_______②磁传感器应该在通电________（选填：A.前B.后）调零③如图为线圈内磁通量与时间的图像，何时G表中会有电流（）A.t1-t2B.t2-t3C.t3-t4D.t4-t5（2）闭合开关，保持通过螺线管的电流不变，将磁传感器探管沿螺线管轴线插入，记录探管前端进入螺线管不同深度d处的磁感应强度大小B，得到B随d的变化关系如图所示。当探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为________Wb。（结果保留2位有效数字）。（3）当电流以如图形式通过时，正确的是（）A.B.C.D.（4）小何想估算绕制螺线管的铜线长度。①他用多用表测量绕制螺线管所用铜线的阻值时，应选用的挡位是（）A.直流电流挡B.直流电压挡C.欧姆挡②他测得绕制螺线管铜线的阻值为48Ω，铜线直径为0.2mm。若所用铜线的电阻率为1.54×10-8Ω·m，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为________m（结果保留2位有效数字）【答案】①.②.A③.CD##DC④.⑤.C⑥.C⑦.98【解析】【详解】（1）[1]实物图连线如图所示。（2）[2]磁传感器应该在通电前调零。故选A。[3]线圈内磁通量的变化时，G表中会有电流。故选CD。[4]探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为（3）[5]根据右手螺旋定则可知，通电螺线管在小磁针的位置产生的磁场沿左下方，即小磁针的N极指向左下方。故选C。（4）[6]测量绕制螺线管所用铜线的阻值时应使用欧姆挡。故选C。[7]根据电阻定律可得绕制该螺线管的铜线长度为四、太阳能电池4.太阳能是一种清洁能源，太阳能电池可以将太阳能转变为电能并加以利用。我国在这一方面位居世界前列。（1）太阳能是依据太阳的__________活动导致的。A.核裂变B.核聚变C.化学变化（2）辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量。按照国际单位制，辐射频率的国际单位可以表示为（）A.kg·m2/s3B.kg·m2/s2C.kg·m/s2D.kg·m/s（3）小何利用如图（a）所示电路研究太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关S，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱Rx的阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，并多次重复该过程。将实验数据描在U-I图中，得到图（b）。①根据图中的数据点画出U-I图像。_______②由图线可知，当U=14.0V时，该太阳能电池的输出功率为________。（结果保留3位有效数字）③定值电阻R0为10.0Ω，当电阻箱R的阻值为90.0Ω时，电阻箱Rx两端的电压为_______（结果保留3位有效数字）【答案】①.B②.A③.④.2.38⑤.13.5【解析】【详解】（1）[1]太阳能是依据太阳的核聚变活动导致的。故选B。（2）[2]根据辐射频率的国际单位可以表示为。故选A（3）[3]U-I图像如图所示。[4]由图可知当U=14.0V时，电流为，该太阳能电池的输出功率为（5）[5]和两端的电压为做图线，交太阳能电池U-I图像于。电阻箱Rx两端的电压为五、相对论真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，v=0.9c，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。5.在地面上的观察者看来，光源发出的闪光（）A.同时到达车厢前壁和后壁 B.先到达前壁C.不会到达前壁和后壁 D.先到达后壁6.发出闪光时，开始计时，待接收器接收后结束计时，车厢内的人计时为t1，站在地面上的人计时为t2，则（）A.t1<t2 B.t1=t2 C.t1>t27.车厢内的人测得车厢长为L，则地面上的人测得车厢长为（）A.L B. C.【答案】5.D6.A7.C【解析】【5题详解】对于地面上的观察者来说，他以地面为参考系，因闪光向前、后传播的速率对地面也是相同的，在闪光飞向两璧的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些。他观测到的结果应该是：闪光先到达后壁，后到达前壁。故选D。【6题详解】根据时间延缓效应可知故选A。【7题详解】地面上的人测得车厢长为故选C。六、细胞膜电现象8.生物体内的每一个细胞在进行生命活动时都伴随着电现象。某细胞的细胞膜局部如图所示，在正常情况下细胞膜两侧所带电荷会在细胞膜内产生电场，该电场称为跨膜电场。（1）在未受电刺激时，细胞膜内侧带负电，细胞膜外侧带正电，内外两侧电势差φ内-φ外=U1，细胞膜内产生的电场可视作电场强度大小为E的匀强电场。①估算该处细胞膜的厚度为_________。②a.b两点电势________点电势高（选填:A.aB.b）；钠离子从膜外运动到膜内，电势________（选填:A.增大B.减小C.不变）。（2）受到外界剌激后，钠离子开始从细胞外侧移动到内侧，每个钠离子所带电荷量为e。最初仅少量钠离子穿过细胞膜，膜两侧电势差几乎不变，仍为U1，跨膜电场的电场强度大小仍为E。钠离子在穿过细胞膜的过程中：①跨膜电场作用于单个钠离子的电场力大小为_________；②跨膜电场对单个钠离子所做的功为__________。（3）随着大量钠离子从细胞膜各处均匀涌入，细胞膜两侧电势差在时间t内由U1迅速变为U2，若将某一局部细胞膜视为电容为C的电容器；①通过该局部细胞膜的电荷量为____________；②相应的跨膜电流的平均值为___________。【答案】①.②.A③.B④.eE⑤.-eU1⑥.⑦.【解析】【详解】（1）[1]该处细胞膜的厚度为[2]细胞膜外侧带正电，a点电势高。故选A。[3]沿电场线电势降低，可知钠离子从膜外运动到膜内电势降低。故选B。（2）[4]跨膜电场作用于单个钠离子的电场力大小为[5]跨膜电场对单个钠离子所做的功为（3）[6]通过该局部细胞膜的电荷量为[7]相应的跨膜电流的平均值为七、电动自行车9.葛老师的质量M=60kg，她骑一辆质量m=50kg，电动机最大输出功率为Pmax=400W的电动自行车上下班。（1）当该人骑自行车上坡时，坡度越大，对坡面的压力越__________。（选填:A.越小B.越大）（2）她将电动自行车推到水平平直路面后，以大小为0.6m/s2的加速度从静止开始做匀加速运动，经过8s到达一个十字路口，此时速度大小达到__________m/s。（3）①①为葛老师上班的路，②为葛老师下班的路，经过两条线路时的速度大小相同，在线路①上所受向心力大小为F1，在线路②上所受向心力大小为F2，则（）A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2②提供向心力的是（）A.摩擦力B.重力C.弹力（4）她家到学校直线距离为2.7km，某次她从家骑行4.2km到学校，用时20min，此次骑行的平均速度大小为________m/s。（5）如图为电动自行车做匀加速直线运动后P-v图像，则电动自行车的牵引力大小的变化趋势为（）A.先增大后不变B.先不变后减小C.先不变后增大（6）途中经过一倾角θ=5°的坡道，葛老师骑车上坡过程中受到的阻力大小为f=50N，若她想以v=3m/s的速度匀速上坡，分析说明她是否需要脚蹬助力。_______【答案】