2021-2022学年上海普陀区高三二诊模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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.工在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、

B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（电源电压小于材料的击

穿电压）。当流水线上通过的产品厚度减小时，下列说法正确的是（）

A.A、B平行板电容器的电容增大

B.A、B两板上的电荷量变大

C.有电流从a向》流过灵敏电流计

D.A、B两板间的电场强度变大

2.如图为甲、乙两个物体同时从同一地点出发，沿同一直线运动的速度一时间图象。则（）

A.在2〜4s内，甲处于静止状态

B.在2s时刻，甲在乙的正前方

C.在0〜6s内，甲和乙相遇一次

D.在0--6s内，甲和乙的位移相同

3.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光.带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分

能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光.极光的光谐线波长范围约为310nm〜670nm.据此推

断以下说法不正确的是

A.极光光谐线频率的数量级约为IO"Hz

B.极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关

C.原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光

D.对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分

4.已知天然材料的折射率都为正值（々〉0）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为

负值（%<0），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即

折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。

如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）

A.1B.2C.3D.4

5.如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b,球b静止在槽中位置「。球a以

一定初速度沿槽运动，在位置尸与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置。与球b再次碰撞。已知/尸。。=90°,

忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（)

B.1：3C.5：3D.3：5

6.已知长直导线中电流/产生磁场的磁感应强度分布规律是3=左上（4为常数，r为某点到直导线的距离）。如图所示,

r

在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2/和/且方向相反的电流，。点到两导线的

距离相等。现测得。点的磁感应强度的大小为稣。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（）

甲乙

2/

A.里B.如C地D.胆

6432

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.如图甲所示为一台小型发电机的构造示意图，其线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙

所示。发电机线圈内阻为1O,接灯泡的电阻为9Q,则（）

A.电压表的示数为6V

B.发电机的输出功率为3.24W

c.r=ixio-2s时刻，穿过线圈的磁通量最大

D.f=2xio-2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大

8.如图所示，三根长均为L的轻杆组成支架，支架可绕光滑的中心转轴。在竖直平面内转动，轻杆间夹角均为120。,

轻杆末端分别固定质量为机、2,"和3,"的〃、p、g三个小球，〃球位于。的正下方，将支架从图示位置由静止开始释

放，下列说法中正确的是（）

7

A.从释放到g到达最低点的过程中，g的重力势能减少了

B.g达到最低点时，q的速度大小为必

c.q到达最低点时，轻杆对q的作用力为5mg

D.从释放到q到达最低点的过程中，轻杆对夕做的功为-3机且心

9.一交流发电机组为某用户区供电的示意图如图所示，发电机组能输出稳定的电压。升压变压器原、副线圈匝数之比

为“I：“2=1：10.线圈两端的电压分别为S、.输电线的总电阻为r,降压变压器的原、副线圈匝数之比为“3：«4=10：

1,线圈两端电压分别为S、04,L是用户区里一常亮的灯泡，三个回路的干路电流分别为11、h.h,随着用电高峰

的到来，用户区开启了大量的用电器，下列说法正确的是（）

A.电压。4不变，始终等于S

B.电流几始终等于13

C.L变暗

D.输电线的电阻消耗的功率减小

10.2019年7月25日，北京理工大学宣布：“北理工1号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入

地球轨道。如图所示，“北理工1号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，此时恰好相

距最近。已知地球的质量为M,高轨道卫星的角速度为。，“北理工1号”卫星的轨道半径为刈，引力常量为G,则下

列说法正确的是（）

高轨道卫星

“北理工1号“卫星

A.“北理工1号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期

“北理工1号”卫星的机械能小于高轨道卫星的机械能

“北理工1号”卫星的加速度和线速度大于高轨道卫星的加速度和线速度

从此时到两卫星再次相距最近，至少需时间

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）某同学欲测量一阻值大约为1000,粗细均匀的漆包金属线的电阻率。

⑴该同学用螺旋测微器测量金属线的直径，该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，然后测量金属线的直径时示

数如图（b）所示，则该金属线的直径应该为_______mm。

该同学拿来一块多用电表，表盘如图（c）所示。若将多用电表的开关拨到欧姆档的X1K档，则欧姆表的内阻为

Q。若用此多用电表的欧姆档测量待测金属线的电阻R,测量之前，应该将多用电表的开关拨到欧姆档的

（填xlO或X10O）档位。

⑵若用欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M,黑表笔接触金属线的右端点N,流经金属线的电流（）

A.由M到NB.由N到M

⑶若该同学在测量金属线直径时，没有完全去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该金属线的电阻率与真实值相

比（填“偏大，或“偏小

12.（12分）某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒

⑴下列实验器材中，不必要的是

A.刻度尺B.交流电源C.秒表

⑵实验中，小白先接通电源，再释放重物,得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、5、C,

测得它们到起始点0的距离分别为加、加、he.已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的周期为7。设重物的质

量为机。从打0点到打3点的过程中，重物的重力势能减少量AEp=.动能增加量AEk=

（3）小白同学通过比较得到，在误差允许范围内AEp与AEk近似相等他又在纸带选取多个计数点。测量它们到起始点0

的距离；计算出各计数点对应的速度V,画出"2—人图像，则该图像斜率的物理意义是;

⑷小白同学又从纸带上读出计数点5到起始点。的时间f,根据片gf,计算出动能的变化AEk',则AEk'、AEp、A£k

的大小关系是o

A.AEp>AEk>AEk'

/

B.AEp>AEk>AEk

Z

C.AEk>A£p>A£k

D.AEk'>AEp>AEk

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(a),一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨，导轨间距为七；两根相同的导体棒M、N置于

导轨上并与导轨垂直，长度均为L;棒与导轨间的动摩擦因数为“(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)；整个装置处于竖

直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为3。从f=0时开始，对导体棒M施加一平行于导轨的外力E歹随时间变化

的规律如图(b)所示。已知在fo时刻导体棒M的加速度大小为时，导体棒N开始运动。运动过程中两棒均与导

轨接触良好，重力加速度大小为g,两棒的质量均为“，电阻均为R,导轨的电阻不计。求：

(l)fo时刻导体棒M的速度VM；

⑵O~fo时间内外力F的冲量大小；

(3)0~旬时间内导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。

14.(16分)如图所示，水平传送带右端与半径为R=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于。点，传送带以某一速

度顺时针匀速转动。将质量为m=0.2kg的小物块轻轻放在传送带的左端尸点，小物块随传送带向右运动，经0点后恰

好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为"=0.5,g=10m/s2„

⑴求传送带的最小转动速率vo

⑵求传送带PQ之间的最小长度L

⑶若传送带尸。之间的长度为4m,传送带以(1)中的最小速率vo转动，求整个过程中产生的热量。及此过程中电动机

对传送带做的功W

15.（12分）如图所示，棱镜的截面为直角三角形ABC,NA=30°,斜边棱镜材料的折射率为"=0。在此

截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点拉左侧射入棱镜。（不考虑光线沿原路返回的情况，已知

光速为c）

⑴画出光在棱镜中传播的光路图；

⑵求光在棱镜中传播的时间。

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.根据C=----可知当产品厚度减小，导致£减小时，电容器的电容C减小，A错误；

4兀kd

BC.根据。可知极板带电量。减小，有放电电流从“向》流过，B错误，C正确；

D.因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间电场强度为石=且不变，D错误。

a

故选C。

2、C

【解析】

A.在修图象中，斜率代表加速度，纵坐标表示速度大小，故在2〜4s内，甲处于匀速运动状态，故A错误;

B.因图像的面积等于位移，可知在0-2s内乙的位移大于甲，则在2s时刻，乙在甲的正前方，选项B错误；

CD.开始阶段乙比甲运动的快，乙在前，甲在后，此后乙做减速运动，甲做加速，再做匀速；而在0~6s内，甲的位

移为24m,乙的位移为18m,说明甲的位移大于乙的位移，且在两个物体同时停止前甲追上乙，此后甲一直在前，故

只相遇一次，故C正确，D错误。

故选C。

3、D

【解析】

c3X1()8

A.极光光谐线频率的最大值Hzy9.7xl0i4Hz；极光光谐线频率的最小值

A3.1xlO3xlO-10

3x108

Hz4.5xlO14Hz.则极光光谐线频率的数量级约为10i%z,故A正确.

6.7xl03xl010

B.来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极.当他们进入极地的高

层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光.极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力

有关，故B正确；

C.地球大气层中的原子吸收来自太阳带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光故C项正确；

D.地球大气层中的原子吸收来自太阳的带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光.对极光进

行光谱分析可以鉴别地球大气层的组成成分，故D错误。

本题选不正确的，答案为D。

4、D

【解析】

ABCD.由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能

是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据

折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以

折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。

故选D。

5、D

【解析】

由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有

为=一3匕

由动量守恒定律有

mav^mbvb+mava

由能量守恒有

121212

-maV=3mM+3mM

联立解得

吆=3

%5

故ABC错误，D正确。

故选D。

6、C

【解析】

设两导线间距为d,根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在。点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠

加有

八,21,I6kl

B=k-z-+k—=--

Q°ddd

22

乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小

则甲导线单位长度受到的安培力大小

F二=-B-x2-I-L=~B^—J

L3

C正确，ABD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、BC

【解析】

A.由题图乙知，交流发电机电动势的有效值为6V,则灯泡两端电压的有效值

[/=—^-E=5.4V

R+r

A项错误；

B.灯泡消耗的功率

uz

P=—=3.24W

R

B项正确；

c.由题图乙知，f=lxl(T2s时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，c项正确；

D.2xl(T2s时刻，电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D项错误。

故选BC。

8^BD

【解析】

A.从释放到q到达最低点的过程中，q的重力势能减少了

9

=3m乳L+Lsin300)=—mgL

故A错误；

B.九、P、q三个小球和轻杆支架组成的系统机械能守恒，n、P、q三个小球的速度大小相等，从释放到q到达最

低点的过程中，根据机械能守恒则有

1,

3mg(L+£sin30°)-mg(L+£sin30°)=—(m+2m+3m)v~

解得

故B正确；

C.q到达最低点时，根据牛顿第二定律可得

解得

FN=6mg

故C错误；

D.从释放到4到达最低点的过程中，根据动能定理可得

1,

W+3mg(L+£sin30°)=--3mv2

解得轻杆对q做的功为

W=-3mgL

故D正确;

故选BDo

9、BC

【解析】

将远距离输电的电路转化为等效电路

由闭合电路的欧姆定律

“（厂+R效）

故随着用电高峰的到来用户区开启了大量的用电器，R用减小，导致R效变小，则输电电流A变大。

A.由变压器的变压比可知

U,=1=10。］

，%

。3=2。4=1。。4

%

但输电线上有电阻r,产生损失电压，故有

。2〉。3

即且用电高峰U1不变，。4变小，故A错误；

B.根据变压器上的电流与匝数成反比，有

T-H1.T-AT―殳/-A

n110n310

可得电流力始终等于4故B正确；

TJ2

C.则输电电流变大会导致损失电压变大，而S不变，故S减小，可得。4变小，即并联用户的电压减小，由P=?土

R

可知L的功率变小，L变暗，故C正确；

D.由扁=/力可知，输电电流乙变大会导致输电线的电阻消耗的功率增大，故D错误。

故选BC。

10、CD

【解析】

A.由

厂Mm4/

亍r

可知

T_4〃

卫星的轨道越高，周期越大，A项错误;

B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，故B项错误;

C.由

-Mm

Or——=ma

可知轨道半径越大，向心加速度越小，故“北理工1号”卫星的加速度较大，由

Mmv2

CJ-^-=m——

rr

可知

GM

V=K

轨道半径越小，线速度越大，故“北理工1号”卫星的线速度较大，c项正确;

D.设“北理工1号”卫星的角速度为。-根据万有引力提供向心力有

iviru2

G—="国电

可得

可知轨道半径越大，角速度越小，两卫星由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2兀，即

一。r=2"

可得经历的时间

2兀

故D项正确。

故选CDo

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。

11.1.762150001.5xl04)xlOB偏大

【解析】

⑴口北2]网螺旋测微器的读数为固定刻度的毫米数与可动刻度的7/xO.Olmm的和，由图示螺旋测微器可知，其直径为

(1.5mm+27.2-l)x0.01mm=1.762mm

(相减的是图a的1格);欧姆表盘的中值电阻就是欧姆表的内内阻，所以欧姆表的内阻为3000Q;由于待测电阻大约只有

10012,要使指针偏在中央左右，则倍率选xlO。

(2)[4]欧姆表的红表笔接的是内接电源的负极，所以当欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M,黑表辖接触金属线的

右端点N,流经金属线是从N到M,故选B。

⑶[5]若该同学在测量金属线直径时，没有完全去漆包线袤面的绝缘漆，这样导致直径测量值偏大，截面积偏大，根据

电阻定律

得到

7id-R

p=-------

4L

所以电阻率的测量也偏大。

12、CmghB'"(=一-)2gD

8T2

【解析】

(1)口]因为打点计时器有计时功能，所以不需要秒表，故选C。

⑵⑵根据重物的重力势能减少量即为重力做的功AEp=mgh,.

[3]B点速度为

A

V%—"

B=2T

根据动能公式

121(h-hS-%)。

^AEjr,=-mv-=-m\—c——-=v

k2B2{2TJ8T2

(3)［4］根据动能定理

,12

mgn=~mv

2

得l=2g,所以图像斜率的物理意义是2g。

h

(4)［5］根据

=；m(g/)22f2

温［mV?

可以看出，影响AE/的只有时间f,时间是通过打点计时器打的点输出来的，相对准确，所以AEJ的计算最准确,

误差最小。AEp是根据下落的高度计算出来的，由于受到阻力等影响，实际下落高度会略小于AEJ中对应的下落高

度。根据

2(由-4)2

AE,=1mvB=1m期一4

2T-8T2

可知，影响A&有饱和色两个数据，所以导致误差比AEp更大，从而AEp>A&,所以综上得到AEj>\Ep>\Ek,故

ABC错误，D正确。

故选D。

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。

lumgR32/jmg

13、(1)"；(2)-//mgr0；(3)Q=R

BL2BL

【解析】

⑴设fo时刻棒中的感应电流为io,由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势

鲸=BLVM

根据闭合电路欧姆定律

i=生

°2R

导体棒受到的安培力大小为

F安=bZio

对导体棒N,由平衡条件得

F后Nmg

整理得m时刻导体棒M的速度

_2/LimgR

VM=B2L2;

⑵设t0时刻导体棒M受到的拉力大小为尸0,根据牛顿第二定律得

FQ-F^~]umg=ma

解得

Fo=34mg

0to时间内外力F的冲量大小为

p3

/=寸。

(3)设导体棒M开始运动的时刻是此时导体棒M受到拉力大小等于摩擦力

F