上海市师范大学附属外国语中学高三下学期联合考试新高考物理试题及答案解析

上海市师范大学附属外国语中学高三下学期联合考试新高考物理试题注意事项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、如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n匝。t=0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度的大小B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab（）A．在t=0时刻，Uab=B．在t=t1时刻，Uab=0C．从0~t2这段时间，Uab=D．从0~t2这段时间，Uab=2、在物理学发展过程中，有许多科学家做出了突出贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(

)A．胡克用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点B．平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动所需要的概念是牛顿首先建立的C．伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律D．笛卡尔发现了弹簧弹力和形变量的关系3、一带电粒子从电场中的A点运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，若不计粒子所受重力，下列说法中正确的是（）A．粒子带负电荷B．粒子的初速度不为零C．粒子在A点的速度大于在B点的速度D．粒子的加速度大小先减小后增大4、如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则()A．物块机械能守恒B．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块机械能减少D．物块和弹簧组成的系统机械能减少5、关于原子、原子核和波粒二象性的理论，下列说法正确的是（）A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强6、如图所示，甲为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可移动，两板中间有一狭缝。此时测得乙处点没有振动。为了使乙处点能发生振动，可操作的办法是（）A．增大甲波源的频率B．减小甲波源的频率C．将N板竖直向下移动一些D．将N板水平向右移动一些二、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，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（）A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为C．轻绳拉力FT最大为D．水平拉力F最大为8、如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.3m2，总电阻r＝2Ω，A右侧所接电路中，电阻R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝3μF，开关S1闭合．A中有横截面积为0.2m2的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场，t＝0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里．下列判断正确的是A．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由b流向aB．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为0.4AC．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电流由b流向aD．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×10－6C9、如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（）A．通过电阻R的电流方向为M→PB．回路的感应电流I＝C．通过电阻R的电量q＝D．ab杆产生的热功率P＝10、已知与长直通电导线距离为r处的磁感应强度大小为，其中I为导线中的电流，k为常数。在∠ABC=120°的等腰三角形的三个顶点处各有一条长直通电导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流I，电流方向如图所示。其中O点为AC边的中点，D点与B点关于AC边对称。现将另外一根通电导体棒垂直于纸面放在O点时，其受到的安培力的大小为F。若将该导体棒垂直于纸面放到D点，电流大小和方向与在O点时一致，则此时该导体棒受到的安培力（）A．方向与在O点受到的安培力方向相同B．方向与在O点受到的安培力方向垂直C．大小为FD．大小为2F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）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值，实验过程如下：（1）先用多用电表粗测电阻Rx的阻值，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，指针位置如图所示，电阻Rx的阻值为______kΩ。（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表V1（量程0～1V，内阻约3kΩ）B．电压表V2（量程0～10V，内阻约100kΩ）C．电流表A1（量程0～250μA，内阻Ω）D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）E．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）F．定值电阻R1（阻值R1=400Ω）G．电源E（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）①电压表选用________，电流表选用_____________（填写器材的名称）②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（________）③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。（可能用到的数据：电压表V1、V2示数分别为U1、U2；电流表A1、A2的示数分别为I1、I2）12．（12分）如图所示为一简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，其中R3=20Ω，R0为滑动变阻器。表头G的满偏电流为I0=250μA、内阻为r0=600Ω。A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1mA和2.5mA两挡。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω）。(1)由以上条件可算出定值电阻R1=____Ω、R2=____Ω。(2)将选择开关与“3”相连，滑动R6的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值R，记录不同阻值R和对应的表头示数I。在坐标纸上，以R为横坐标轴，以______为纵坐标轴，把记录各组I和R描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。测得其斜率为k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势和内阻分别为_____和__。（用k、b和已知数据表示）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，长为L的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角θ=37°。此匀强电场的空间足够大，且场强为E。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。(1)请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小q；(2)如将小球拉到O点正右方C点（OC=L）后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F；(3)O点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。14．（16分）如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆环，圆心在O点。质量均为m的A、B两小球套在圆环上，用不可形变的轻杆连接，开始时球A与圆心O等高，球B在圆心O的正下方。轻杆对小球的作用力沿杆方向。（1）对球B施加水平向左的力F，使A、B两小球静止在图示位置，求力的大小F；（2）由图示位置静止释放A、B两小球，求此后运动过程中A球的最大速度v；（3）由图示位置静止释放A、B两小球，求释放瞬间B球的加速度大小a。15．（12分）如图(a)，水平地面上固定一倾角为37°的斜面，一宽为l＝0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一正方形金属线框abcd，线框沿斜面下滑时，ab、cd边始终与磁场边界保持平行。以地面为零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E与位移s之间的关系如图(b)所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为m＝0.1kg，电阻为R＝0.06Ω。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2）求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)ab边刚进入磁场时，线框的速度v1；(3)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t；(4)线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率Pm；

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】

由图乙可知，磁感应强度在时间内均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知则时间内磁感应强度变化率与时间内的相同，则ab两端电势差相等，故ABD错误，C正确。故选C。2、C【解析】

AC．伽利略利用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点，并最早建立了平均速度、瞬时速度等描述物体运动的概念，AB错误；C．伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究出了落体运动的规律，C正确；D．胡克发现弹簧弹力与形变量的关系，D错误．3、B【解析】

A．由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向沿电场线向右，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故A错误；B．依据运动轨迹，可知，粒子的初速度不为零，否则运动轨迹与电场力共线，故B正确；C．根据沿电场线方向电势降低可知，A点电势比B点电势高，带正电的粒子在A点的电势能大于B点的电势能，由能量守恒可知，粒子在A点的动能比B点的小，即粒子在A点的速度小于在B点的速度D．依据电场线密集，电场强度大，电场力大，加速度大，所以粒子的加速度先增大后减小，故D错误。故选B。4、D【解析】

根据机械能守恒条件求解．由A运动到C的过程中，物体的动能变化为零，重力势能减小量等于机械能的减小量．整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功．【详解】A．对于物体来说，从A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹力势能，因此机械能肯定减少．故A错误；B．对于物块和弹簧组成的系统来说，物体减少的机械能为（克服空气阻力所做的功+弹簧弹性势能），而弹簧则增加了弹性势能，因此整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功．故B错误；C．由A运动到C的过程中，物体的动能变化为零，重力势能减小量等于机械能的减小量．所以物块机械能减少mg（H+h），故C错误；D．物块从A点由静止开始下落，加速度是，根据牛顿第二定律得：，所以空气阻力所做的功为，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少，故D正确。故选D。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件即可，注意题目中的研究对象的选择。学会运用能量守恒的观点求解问题，知道能量是守恒的和能量的转化形式。5、D【解析】

A．大量氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多只能辐射4种频率的光子，故A错误；B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B错误；C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C错误；D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强，故D正确。故选D。6、B【解析】

乙处点没有振动，说明波没有衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使乙处质点振动，可采用N板上移减小间距或增大波的波长，波速恒定，根据可知减小甲波源的频率即可，ACD错误，B正确。故选B。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．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg得Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小FT=4μ'mgA刚要滑动时，静摩擦力达到最大值FT=μmg联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以故C正确，D错误。故选BC。8、BD【解析】根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由a流向b，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律：，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为，选项B正确；闭合S2、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再断开S1，电容器放电，通过R2的电流由a流向b，选项C错误；电路稳定后电容器带电量，则电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×10－6C，选项D正确；故选BD.点睛：此题考查法拉第电磁感应定律以及直流电路中的含电容问题；注意用求解电动势时，S是线圈中有磁场部分的面积，不是线圈的面积；同时要搞清电容器两端的电压是哪个电阻上的电压值.9、AC【解析】

A．由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确；B．产生的感应电动势为E＝S＝kL2根据欧姆定律可得电流为故B错误；C．杆刚要运动时μmg－ktIL＝0又因q＝It，联立可得故C正确；D．根据功率公式故D错误。故选AC。10、AC【解析】

AB．由磁场叠加以及安培定则可知，AC两处的直导线在O点产生的磁场叠加结果为零，则O点的磁场是B点的直导线在O点产生的，其方向为水平向左；同理可知D点的合磁场方向也是水平向左，则导体棒在O点和D点所受安培力的方向相同（如图），选项A正确，B错误；CD．由以上分析可知，O点的磁感应强度为D点的磁感应强度为则导体棒在OD两点受安培力相等，选项C正确，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、10V2A1或【解析】

（1）[1]将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，则电阻Rx的阻值为：10×1kΩ=10kΩ；（2）①[2]因电源E的电动势12V，所以电压表选V2；[3]回路中的最大电流：A=1.2μA所以电流表选A1；②[4]根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流=1.2μA大于A1的量程，所以应并联定值电阻R1，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图所示：③[5]根据电路图可知，Rx两端的电压为流过Rx的电流为：根据欧姆定律有：代入解得：或12、80120【解析】

(1)[1][2]．选择开关与“1”、“2”相连时为电流表，量程分别为和。根据串、并联电路特点有联立解得。(2)[3]．选择开关与“3”相连，量程为，根据并联电路特点可知、串联后与表头并联的总电阻为，通过电源的电流为通过表头电流的4倍。根据闭合电路欧姆定律有变形为由此可知横轴