2022屆上海市虹口區(qū)高三（下）學生學習能力診斷測試（二模）物理試題（解析版）

虹口區(qū)2021學年度第二學期學生學習能力診斷測試

高三物理試卷

考生注意：

1.答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、學校、班級，并將條形碼貼在規(guī)定位置處。

2.試卷滿分100分，考試時間60分鐘，共7頁。

3.本考試分設(shè)試卷和答題紙。試卷包括三大部分,第一部分為單項選擇題,第二部分為填空題,

第三部分為綜合題。

4.作答必須涂或?qū)懺诖痤}紙上相應(yīng)的位置，在試卷上作答一律無效！

一、單項選擇題（共40分，1-8題每小題3分，9-12題每小題4分。每小題只有一個正確選

項。）

1.下列現(xiàn)象中，屬于原子核變化的是（）

A.光電效應(yīng)B.天然放射現(xiàn)象

C.a粒子散射D.陰極射線在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)

【答案】B

【解析】

【詳解】A.光電效應(yīng)是光照射到金屬表面產(chǎn)生光電子的現(xiàn)象，和原子核變化無關(guān)，故A錯誤；

B.天然放射現(xiàn)象中放射出的三種射線均來自于原子核，屬于原子核變化，故B正確；

C.a粒子散射實驗，是用a粒子轟擊金屬箔，研究原子結(jié)構(gòu)，與原子核變化無關(guān)，故C錯誤；

D.陰極射線在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為受到了洛倫茲力，與原子核變化無關(guān)，故D錯誤。

故選B。

2.按照恒星演化的不同階段進行分類，目前的太陽是（）

A.主序星B.原恒星C.白矮星D.紅巨星

【答案】A

【解析】

【詳解】太陽現(xiàn)在正處中年或壯年階段，處于恒星演化的中期，叫主序星階段，A正確，BCD錯誤；

故選Ao

3.緝毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不僅由于其嗅覺靈敏，還因為（）

A.分子之間有間隙B.分子的質(zhì)量很小

C.分子的體積很小D.分子不停地運動

【答案】D

【解析】

【詳解】緝毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不僅由于其嗅覺靈敏，還因為分子不停地運動。故ABC錯誤；D

正確。

故選D。

4.圖示為中國運動員在2022年北京冬奧會上參加男子短道速滑1000米比賽中，過彎道時的情景，則（）

A.運動員受到重力、彈力、摩擦力的作用

B.運動員受到重力、彈力、向心力的作用

C.向心力的大小與運動員的速度成正比

D.向心力的大小與運動員的角速度成正比

【答案】A

【解析】

【詳解】A.對運動員受力分析，運動員受重力、彈力、摩擦力作用，故A項正確；

B.向心力是按作用效果命名的力，其不是一個新的性質(zhì)力，故B項錯誤；

C.根據(jù)公式

V2

%=加：

可知，當半徑一定時，向心力與運動員的速度成正比，故C項錯誤；

D.根據(jù)公式

F]：t]-morr

可知，當半徑一定時，向心力與運動員的角速度成正比，故D項錯誤。

故選Ao

5.某種“冷光燈”如圖。其后面的反光鏡表面涂有一層透明的薄膜，利用干涉原理，可將燈光中具有明顯

熱效應(yīng)的那部分電磁波疊加相消。被疊加相消的是（）

,"23^反射薄膜

燈管

A.紅外線B.紅光C.紫光D.紫外線

【答案】A

【解析】

【詳解】紅外線具有明顯熱效應(yīng)，被疊加相消的是紅外線。

故選Ao

6.關(guān)于電流周圍產(chǎn)生的磁場分布，下列圖示正確的是（

X

X

X

A.通電直導線產(chǎn)生的磁場

XB

X

X

B.:8!:通電直導線產(chǎn)生的磁場

X

X?e\x

C.XX環(huán)形導線產(chǎn)生的磁場

XX

X

【解析】

【詳解】A.根據(jù)通電直導線周圍磁場強度分布規(guī)律可知，從導線向遠處延伸，磁場強度逐漸減弱，表示磁

感線的X和?逐漸稀疏，根據(jù)安培定則可知導線左側(cè)磁場強度應(yīng)垂直紙面向里，右側(cè)磁場強度應(yīng)垂直紙面

向外，且故A錯誤；

B.根據(jù)安培定則可知通電直導線產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)為逆時針方向，且從導線向遠處延伸，磁感線應(yīng)逐漸稀

疏，故B錯誤；

C.根據(jù)安培定則可知環(huán)內(nèi)部磁場方向應(yīng)垂直紙面向里，環(huán)外側(cè)磁場強度應(yīng)垂直紙面向外，且環(huán)內(nèi)磁感線分

布應(yīng)當不是均勻的，故c錯誤；

D.根據(jù)安培定則可知該環(huán)形導線產(chǎn)生的磁場方向大致向右，且靠近上方磁感線向上彎曲，靠近下方磁感線

向下彎曲，故D正確。

故選D。

7.小明乘坐摩天輪，由最低點A勻速轉(zhuǎn)動到最高點8的過程中（）

A.動能轉(zhuǎn)化為勢能，機械能增大

B.動能轉(zhuǎn)化為勢能，機械能不變

C.動能不變，勢能增大，機械能增大

D.動能、勢能、機械能均保持不變

【答案】C

【解析】

【詳解】小明乘坐摩天輪，由最低點A勻速轉(zhuǎn)動到最高點8的過程中，動能保持不變，重力勢能增加，機

械能增大，C正確，ABD錯誤;

故選c。

8.“加速度的變化率”可以表示加速度隨時間變化的快慢。汽車加速度的變化率越小，乘客舒適感越好。

某轎車由靜止啟動，前3s內(nèi)加速度隨時間的變化關(guān)系如圖所示，則（）

A.2s~3s內(nèi)轎車做勻速運動

B.第3s末，轎車速度達到10m/s

C.加速度變化率的單位為m2/s3

D.乘客感覺0~2s內(nèi)比2s~3s內(nèi)更舒適

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由圖像知2s~3s內(nèi)，加速度不變，轎車做勻加速運動，故A錯誤;

B.圖像圍成的面積表示速度的變化量，O~3s內(nèi)圖像的面積為

Av=S=-^-^x5m/s=10m/s

2

因初速度為0，即第3s末，轎車速度達到10m/s,故B正確；

C.加速度變化率為加速度變化量覆除以時間f,Az單位為mA?,時間單位為s,故加速度變化率的單

位為m/s"故C錯誤;

D.由圖像知0~2s內(nèi)的加速度變化率為

包=3而

A?2

而2s~3s內(nèi)加速度變化率為0,由題知加速度變化率越小乘客感覺越舒適，即2s~3s內(nèi)乘客感覺更舒適，故

D錯誤。

故選B。

9.如圖，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，BC連線水平，上、下區(qū)域1、II分別存在垂直軌道

的水平磁場。將一銅質(zhì)小球從A端由靜止釋放，經(jīng)足夠長的時間后，小球僅在BC的下方往復(fù)運動。則（）

D

BII7c

A.I、II區(qū)域內(nèi)均存在勻強磁場

B.I、n區(qū)域內(nèi)均存在非勻強磁場

c.I內(nèi)存在勻強磁場，II內(nèi)存在非勻強磁場

D.I內(nèi)存在非勻強磁場，H內(nèi)存在勻強磁場

【答案】D

【解析】

【詳解】由題意知，小球在區(qū)域I中有機械能損失，可知在區(qū)域I中有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即產(chǎn)生了焦耳熱，

則知小球在I內(nèi)磁通量發(fā)生了變化，所以I內(nèi)存在非勻強磁場。而小球在區(qū)域n中沒有機械能損失，即沒

有產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，則知小球在n內(nèi)磁通量不發(fā)生變化，即n內(nèi)存在勻強磁場。

故選D。

10.如圖，帶電金屬小球A套在傾角a=30。的光滑絕緣桿上，與。點等高的位置固定另一帶電小球B。A處

于靜止狀態(tài)時,A、B連線與桿的夾角夕=30。1受桿的彈力大小為FN,A、B間的庫侖力大小為金，則（）

A.公與尸庫相等

B.A、B兩球可能帶異種電荷

C.將A球移至。點，A球仍能保持靜止狀態(tài)

D.將A球移至。點的過程中，A、B間的電勢能減小

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.由題意，對小球A受力分析如圖

可見，想讓A球處于平衡狀態(tài)，A、B兩球只能是同種電荷。對A球建立直角坐標系如圖，由幾何關(guān)系知

Zl=Z2=60°

所以

FNCOS60°=F陣cos60°

解得

外嗎

故A正確，B錯誤；

C.將A球移至O點時，同理對小球A受力分析可知，此時B球?qū)球的庫侖力水平向左，又因為重力豎

直向下，支持力垂直于桿，則由三力平衡條件可知，此時小球A不能受力平衡，故C錯誤；

D.由題可知，B球?qū)球的庫侖力先做負功再做正功，故A、B間的電勢能先增大后減小，故D錯誤。

故選Ao

H.圖示裝置中，接通電路后，最初平行的導線M、N均發(fā)生彎曲形變。若將該裝置放置在垂直于M、N所

在平面的勻強磁場中，M、N又恢復(fù)成未通電時的平行狀態(tài)。關(guān)于通入M、N中電流的大小和方向，下列判

斷正確的是（）

接電源

QQL

I..1

MN

H摟電源

A.大小相等，方向可能相同B.大小相等，方向一定相反

C.大小可能不等，方向可能相同D.大小可能不等，方向一定相反

【答案】B

【解析】

【詳解】AC.若兩導線中的電流同方向，根據(jù)安培定則可知，兩導線在對方導線處產(chǎn)生磁場的方向相反，

再根據(jù)左手定則可知，在未加磁場時，兩導線受到的安培力方向相反，使得兩導線有靠近的趨勢，從而發(fā)

生彎曲形變。但若將其放入磁場中時，無論磁場方向向哪里，都無法使得M、N兩處的合磁感應(yīng)強度均為

零，即導線M、N至少有一個導線，會受到安培力的作用而發(fā)生形變，無法使導線M、N都恢復(fù)成未通電

時的平行狀態(tài)，故AC錯誤；

BD.若兩導線中的電流方向相反，根據(jù)安培定則可知，兩導線分別在M、N處產(chǎn)生磁場的方向相同，再根

據(jù)左手定則可知，在未加磁場時，兩導線受到的安培力方向相同，使得兩導線有遠離的趨勢，從而發(fā)生彎

曲形變。若將其放入磁場中時.，存在一個磁場，其方向與M、N兩處磁場方向相反，且若導線M、N兩導

線的電流大小相等，則存在一個磁場使得M、N兩處的合磁感應(yīng)強度為零，即M、N兩導線不受安培力的

作用，從而恢復(fù)成未通電時的平行狀態(tài)，故B項正確，D項錯誤。

故選B。

12.如圖，用輕質(zhì)絲線與小鐵球組成單擺，將擺球拉開一個微小的角度后由靜止釋放，不計空氣阻力，擺球

到達最低點B時的動能為Ek、加速度為第一次到達8點所用的時間為％僅改變擺長3將擺線拉開相

同角度后由靜止釋放擺球，多次重復(fù)實驗。下列圖像正確的是()

【解析】

【詳解】A.第一次到達5點所用的時間應(yīng)當為單擺周期的工，即

4

發(fā)現(xiàn)r與L并不成線性關(guān)系，故A錯誤:

D.根據(jù)動能定理

Ek=/〃gL(l-cos6)

故Ek-乙圖線應(yīng)是一條直線，故D錯誤；

BC.在最低點加速度為向心加速度，為

a--==2g(l-cos0)

LmL

故a-L圖線為平行于橫軸的一條直線，故B正確，C錯誤。

故選Bo

二、填空題（共20分，每題4分。）

13.圖示為英國物理學家盧瑟福設(shè)計的實驗裝置圖。實驗中，金箔的厚度約為4.0xm（選

填力0-“”、“10-6”、力0一3，，）。用高速飛行的a粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)：a粒子產(chǎn)生超過90。的

大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回（選填“絕大多數(shù)”、"少數(shù)”、“極少數(shù)”）。

熒光屏

【答案】?.IO6（2）.極少數(shù)

【解析】

【詳解】［1］a粒子散射實驗中,金箔的厚度約為4.0xl（）6m；

⑵實驗現(xiàn)象是絕大多數(shù)的a粒子幾乎沿直線通過，只有極少數(shù)a粒子產(chǎn)生超過90。的大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈

回。

14.雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場，其等勢面的分布如虛線所示。4、B、C三點中，場強最大的位置是

。一帶電量為20x1（y7c的點電荷g,由B運動到到C,則其電勢能的變化

【答案】①.A點②.40x10-4

【解析】

【詳解】［1］等勢線越密集的地方場強越大，A、B、C三點中，場強最大的位置是A點。

［2］由8運動到到C,則其電勢能的變化

A￡p=4-/=4Ge--%）=-2x10-7x（9kV-7kV）--4.0x1（尸J

15.圖（a）為中國古代的魚洗：有節(jié)奏地摩擦魚洗雙耳，可以看到盆內(nèi)水波蕩漾，甚至噴出水柱。原理是：

搓雙耳時，產(chǎn)生兩列相向傳播的同頻率水波，相遇時產(chǎn)生的（選填“干涉”、“衍射”）

現(xiàn)象。圖（b）為某時刻相向傳播的兩列水波的波形圖，A、B、C、D、E、尸六個質(zhì)點中，可能“噴出水柱”

的是點。

【答案】①.干涉②.BDF

【解析】

【詳解】［1］有節(jié)奏地摩擦魚洗雙耳，產(chǎn)生兩列相向傳播的同頻率水波，相遇時會發(fā)生干涉現(xiàn)象；

⑵由題意知“噴出水柱”是因為兩列波的波峰與波峰或波谷與波谷發(fā)生了相遇，即振動加強。由圖像可知，

A、C、E三質(zhì)點是波峰與波谷相遇，這三點是振動減弱點。而8、D、P三質(zhì)點經(jīng)過!T后即為波峰與波峰

4

相遇處，即為振動加強點。所以可能“噴出水柱”的是8。尺

16.如圖，一輛汽車以恒定的速度在公路上高速行駛，突然駛?cè)胱枇^大、廣闊的水平沙地。若保持恒定功

率繼續(xù)行駛，且行駛方向不變，則汽車在沙地的運動情況為：,理由是：因質(zhì)量，"、功

率尸恒定，阻力R突然增大，。

【答案】①.先做加速度減小的減速運動，最后以較小的速度勻速行駛②.加速度與速度反向，則

汽車做減速運動，又因為功率不變，隨著速度口減小，牽引力增大，則可得加速度減小，當加速度減小到零

時，速度不再變化，因阻力Ff增大，所以最終勻速的速度小于開始勻速運動的速度。

【解析】

【詳解】［1］由題意知，原來汽車勻速行駛時，滿足

F=耳

?=尸%=4?

當駛?cè)胱枇^大、廣闊的水平沙地時，由牛頓第二定律得

Ff'-F=ma

可見加速度與速度反向，則汽車做減速運動，又因為功率不變，則由

P=FV

可知，隨著速度V減小，牽引力增大，則可得加速度減小，當加速度減小到零時，速度不再變化，且速度為

,P

即汽車先做加速度減小的減速運動，最后以較小的速度勻速行駛。

⑵由⑴分析知，理由是：因質(zhì)量加、功率P恒定，阻力在突然增大，加速度與速度反向，則汽車做減速運

動，又因為功率不變，隨著速度V減小，牽引力增大，則可得加速度減小，當加速度減小到零時，速度不再

變化，因阻力a增大，所以最終勻速的速度小于開始勻速運動的速度。

17.圖（a）電路中，電源電動勢E=3V,內(nèi)阻片0.50,定值電阻凡的阻值為8C,滑動變阻器的最大阻

值為20C,小燈泡L的U-/圖線如圖（b）所示。閉合電鍵S,將變阻器的滑動片由。移到。端的過程中,

滑片在一一（選填““端”、“6端”、““匕中央”）時，燈泡的電阻最大；燈泡最暗時，其

【答案】①.6端②.0.24

【解析】

【詳解】［1］伏安特性曲線上點與原點連線的斜率表示電阻，由圖（b）可知燈泡電阻隨電流的增大而增大,

當滑片在6端時，&和R都不接入電路，此時通過燈泡的電流最大，燈泡的電阻最大。

⑵設(shè)生滑片上部分接入電路的阻值為&上，則R和&混聯(lián)的等效電阻為

n=（一+-2上）（一一一2上）

12-

N+R2

根據(jù)數(shù)學知識可知，當&上=6C時，&2有最大值為

“max=7。

此時通過燈泡的電流最小，燈泡功率最小，最暗。當燈泡與等效電阻R21rax串聯(lián)接在電路中時，設(shè)燈泡兩端

電壓為U,通過燈泡的電流為/,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E=U+/(k+r)

代入數(shù)據(jù)有

U=3—7.5/(V)

將上述表達式反映的圖線作入題圖（b）中如圖所示，兩圖線交點即為此時燈泡的工作點，可得此時燈泡的

功率為

P=0.3Ax0.8V=0.24W

三、綜合題（共40分。）

注意：第19、20題在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字

說明、公式演算等。

18.圖（a）是“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積關(guān)系”的實驗裝置。

圖（a）

（1）實驗中，連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略。移動活塞，多次記錄注射器上的體積

1?

（2）用第（1）問中獲得的數(shù)據(jù)繪制-一V圖像，如圖（b）所示，則連接注射器與壓強傳感器之間軟管

P

內(nèi)氣體的體積為________________

圖（b）圖（c）

（3）若用天平測出若干粒大米的質(zhì)量為孫然后將這些米粒裝入上述裝置中的注射器內(nèi)，移動活塞，多次

記錄注射器上的體積刻度V和壓強傳感器讀數(shù)P，繪出圖（c）所示的圖像。則可求出大米的密度為

（用機、-、L表示）。

（4）第（3）問中，若讀出注射器上的體積刻度為匕之后，用手握住注射器左側(cè)的大部分位置，向外拉動

活塞，其余操作無誤，繼續(xù)采集若干數(shù)據(jù)，請在圖（c）中大致畫出大于匕部分的圖線。（）

【詳解】（1）[1]由于連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略，當壓強增加后，連接部分軟管

內(nèi)的氣體體積也減小，但連接部分體積未變，則注射器中有氣體進入連接部分，相當于注射器漏氣，當V

減小時，5增大，P隨之增加的程度不是線性關(guān)系，當V越小時，壓強越大，進入軟管內(nèi)的氣體越多，

壓強增加程度越小，斜率越小，故繪出的5圖像可能為C。

故選C。

（2）[2]設(shè)連接注射器與壓強傳感器之間軟管內(nèi)氣體的體積為％,根據(jù)玻意耳定律

p(v+K)=c

則有

2=c（v+%）

1

當一為0時，V=-V1,代入上式得

P

%=吊

（3）[3]設(shè)大米的體積為V采，以注射器內(nèi)及軟管內(nèi)封閉的氣體為研究對象，由玻意耳定律

山+匕-唳）=C

則有

1=C(V+K-^)

當一0時，V=V2,代入上式得

P

勿=匕+匕=匕+%

則可求出大米的密度為

mm

p--=-----

唳匕+匕

（4）[4]用手握住注射器左側(cè)的大部分位置，向外拉動活塞時，氣體的溫度會增加，由理想氣體狀態(tài)方程

知隨著體積增加，,-V圖像的斜率減小，故圖像如圖

19.如圖（a）,軌道A8C固定于豎直平面內(nèi)，其中AB段水平，BC段足夠長且與水平方向夾角a=30。，兩

軌道間平滑連接，一質(zhì)量〃?=lkg的小物塊靜置于8端?，F(xiàn)對小物塊施加一平行于斜面的拉力F=12N,當物

塊沿8c向上運動2m時撤去凡取4B所在水平面為零勢能面，物塊沿8C向上運動2m的過程中，其機械

能E隨位移大小x的變化情況如圖（b）所示，g取10m/s2,物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)處處相等，且最大

靜摩擦力與同等壓力下的滑動摩擦力大小相等。求：

（1）撤去拉力瞬間，物塊速度大小片

（2）物塊與軌道之間的動摩擦因數(shù)〃；

（3）若從小物塊開始運動的時刻計時，請在圖（c）畫出0~3s的過程中，小物塊的機械能E隨時間，的變

化關(guān)系圖線（僅要求正確畫出圖線）。

2

【答案】(1)2m/s;(2)->/3;(3)

【解析】

【詳解】（1）物塊沿8C向上運動2m過程中，重力勢能增加量為

\E^=mgxs\na=10J

由圖（b）可知物塊動能增加量為

12

AEk=—mv''=AE-AE=2J

2P

解得

V=J絲線=2m/s

Vm

（2）拉力作用時物塊的加速度大小為

?=—=lm/s2

2x

物塊受力分析如圖所示，在垂直于斜面方向根據(jù)平衡條件有

4-mgcosa-5

在沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律有

F-Ff-mgsma=ma

解得

F,=6N

物塊與軌道之間的動摩擦因數(shù)為

〃=及=26

氏5

-?\、

、

1噩

(3)撤去拉力的時刻為

「得2s

0~2s時間內(nèi)尸與Ff的合力沿斜面向上，物塊機械能的變化量等于該合力對物塊做的功，即

22

E=(F-F()-at=3r(J)(0<Z<2s)

所以E隨/成二次函數(shù)關(guān)系增大，圖線為開口向上的拋物線的一部分。

撤去拉力后，物塊做勻減速運動的加速度大小為

，F(xiàn)+mgsina

a=—{------2-------=1lm/s2

m

物塊速度減為零的時刻為

v24

6=A—=—S

-a11

24

在2~五s時間內(nèi)物塊機械能的變化量等于摩擦力對物塊做的功，即

￡-12J=-77--?V-2S)2

整理得

E=-33產(chǎn)+132r-l20(J)(2s<Z<|^s)

所以E隨/成二次函數(shù)關(guān)系減小，圖線為開口向下的拋物線的一部分，且根據(jù)數(shù)學知識可知f=2s剛好為上

式對應(yīng)拋物線的對稱軸。

由題意可知

F(mm=Ff>mgsina

所以當物塊速度減為零后將靜止在軌道上，此后機械能將不變，而物塊在時刻的機械能為

綜上所述作出E-f圖像如圖所示。

20.如圖，兩根質(zhì)量、電阻均相同的金屬棒MN、PQ分別置于光滑的金屬導軌上，導軌水平和傾斜部分均

處在垂直于導軌、強度相同的勻強磁場中，傾斜導軌與水平方向的夾角a=37。，不計導軌的電阻，MN與固

定在水平導軌上的力傳感器連接?，F(xiàn)對PQ施加平行于傾斜導軌的隨時間由0開始逐漸增大的作用力Fi,使

其在距導軌底端x=3m處由靜止開始運動，棒與導軌始終垂直且接觸良好，電腦顯示MN受到力傳感器水平

向右的拉力B與時間成正比，即B=0.5f。MN始終保持靜止狀態(tài)，重力加速度g取10m/s2。

（