2022屆上海市十三校高三最后一模物理試題含解析

2021-2022學年高考物理模擬試卷

注意事項

1.考生要認真填寫考場號和座位序號。

2.試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑

色字跡的簽字筆作答。

3.考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。

一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1.某同學設計了如圖所示的電路來研究光電效應現(xiàn)象，結(jié)點Q位于滑動變阻器的中點，初始狀態(tài)時，滑動觸頭P也

恰好位于滑動變阻器的中點.實驗過程中，當該同學用綠光照射光電管時，靈敏電流計有示數(shù)，下列說法正確的是

光電管

A.若換用紫光照射光電管，則電流計的示數(shù)一定增大

B.若增大綠光的光照強度，則電流計的示數(shù)一定增大

C.若將滑動觸頭P向右滑動，則電流計的示數(shù)一定不斷增大

D.若將滑動觸頭P向左滑動，則電流計的示數(shù)一定能減小為0

2.為了紀念物理學家對科學的貢獻，許多的單位是用家的名字來命名的，在，下列單位所屬于基本物理量的是

A.安培B.庫侖C.牛頓D.焦耳

3.如圖所示，A、3兩滑塊質(zhì)量分別為2kg和4kg,用一輕繩將兩滑塊相連后分別置于兩等高的光滑水平面上，并用

手按著滑塊不動，第一次是將一輕質(zhì)動滑輪置于輕繩上，然后將一質(zhì)量為4kg的鉤碼C掛于動滑輪上，只釋放A而按

著8不動；第二次是將鉤碼C取走，換作豎直向下的40N的恒力作用于動滑輪上，只釋放5而按著A不動。重力加

速度g=10m/s2,則兩次操作中A和3獲得的加速度之比為（）

AB

n-----——n

c

A.2：1B.5：3C.4：3D.2：3

4.用兩個相同且不計重力的細繩，懸掛同一廣告招牌，如圖所示的四種掛法中，細繩受力最小的是（）

HD.否。

5.如圖所示，一直角三角形“cd在豎直平面內(nèi)，同一豎直面內(nèi)的a、b兩點關(guān)于水平邊cd對稱，點電荷0、0固定

在c、d兩點上。一質(zhì)量為機、帶負電的小球尸在。點處于靜止狀態(tài)，取重力加速度為g,下列說法正確的是（）

B.。1、。2的電荷量之比為走

3

C.將尸從a點移到〃點，電場力做正功

D.將尸從a點沿直線移到入點，電勢能先增大后減小

6.“太極球”運動是一項較流行的健身運動。做該項運動時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，球拍上放一橡膠太

極球，健身者舞動球拍時，保持太極球不掉到地上?，F(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓小球

在豎直面內(nèi)始終不脫離平板做勻速圓周運動，則（）

A.小球的機械能守恒

B.平板對小球的彈力在A處最大，在C處最小

C.在兩處，小球可能不受平板的摩擦力

D.小球在此過程中做勻速圓周運動的速度可以為任意值

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

7.地球表面重力加速度的測量在軍事及資源探測中具有重要的戰(zhàn)略意義，已知地球質(zhì)量根地，地球半徑R,引力常量

以下說法正確的是（）

A.若地球自轉(zhuǎn)角速度為。，地球赤道處重力加速度的大小為T-"R

R2

Gm

若地球自轉(zhuǎn)角速度為。，地球兩極處重力加速度的大小為

R2

C.若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點正下方處的5點為球心，?/<〃）為半徑挖一個球形的防空洞，則A處重

3

力加速度變化量的大小為Ag=G鐫亍

D.若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點正下方力處的3點為球心、?「</，）為半徑挖一個球形的防空洞，則A處重

力加速度變化量的大小為Ag=G

(R-h)3h2

8.如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩平行長直金屬導軌，間距為1m,其左端用導線接有兩個阻值為4Q的電阻,

整個裝置處在豎直向上、大小為2T的勻強磁場中。一質(zhì)量為2kg的導體桿MN垂直于導軌放置，已知桿接入電路的

電阻為2。，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為0.5。對桿施加水平向右、大小為20N的拉力，桿從靜止開始沿導軌運動,

桿與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，重力加速度g=10m/s2。則

A.M點的電勢高于N點

B.桿運動的最大速度是10m/s

C.桿上產(chǎn)生的焦耳熱與兩電阻產(chǎn)生焦耳熱的和相等

D.當桿達到最大速度時，MN兩點間的電勢差大小為20V

9.如圖所示，光滑、平行的金屬軌道分水平段（左端接有阻值為R的定值電阻）和半圓弧段兩部分，兩段軌道相切于N

和V點，圓弧的半徑為r,兩金屬軌道間的寬度為d,整個軌道處于磁感應強度為3,方向豎直向上的勻強磁場中.質(zhì)

量為小、長為d、電阻為R的金屬細桿置于框架上的MM，處，MN=r.在U0時刻，給金屬細桿一個垂直金屬細桿、水

平向右的初速度之后金屬細桿沿軌道運動，在時刻，金屬細桿以速度v通過與圓心等高的P和P;在UG時

刻，金屬細桿恰好通過圓弧軌道的最高點，金屬細桿與軌道始終接觸良好，軌道的電阻和空氣阻力均不計，重力加速

度為g.以下說法正確的是（）

R

竺

A.U0時刻，金屬細桿兩端的電壓為

B.Ufi時刻，金屬細桿所受的安培力為理？

2R

C.從U0到時刻，通過金屬細桿橫截面的電量為我

1,5

D.從U0到f=f2時刻，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為一根埼--mgr

44

10.下列說法中正確的是O

A.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，其頻率不變

B.對同一種光學材料，不同顏色的光在該材料中的傳播速度相同

C.雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象

D.光學鏡頭上的增透膜是利用光的衍射現(xiàn)象

E.光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理

三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

11.（6分）某實驗小組利用電流傳感器（可視為理想電流表）和定值電阻凡以及電阻箱、待測電池等器材，設計了

如圖甲所示的電路測定電池電動勢和內(nèi)阻。電流的值通過數(shù)據(jù)采集器輸入到計算機，數(shù)據(jù)采集器和計算機對原電路的

影響可忽略。他們連接好電路，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R,計算機中顯示電流均為零，由此判斷電

路可能出現(xiàn)了故障。經(jīng)小組討論后，嘗試用多用電表的歐姆檔來檢測電路。已知保護電阻凡=15.0。，電流傳感器量

程為100mA。操作步驟如下:

①將多用電表擋位調(diào)到電阻“xl”擋，再將紅、黑表筆短接，進行歐姆調(diào)零;

②斷開甲圖電路開關(guān)S,將多用電表兩表筆分別接在。、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn);

③斷開甲圖電路開關(guān)S,將多用電表兩表筆分別接在a、bl.,多用電表的示數(shù)如圖乙所示;

④斷開甲圖電路開關(guān)S,將多用電表兩表筆分別接在從c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn);

⑤斷開甲圖電路開關(guān)S,將多用電表兩表筆分別接在c、d上,計算機中顯示電流不為零。

（1）操作步驟③中,多用電表內(nèi)阻

（2）操作步驟⑤中，多用電表紅表筆應接（選"c”或“d”點）；

（3）電路的故障可能是:

A.保護電阻凡短路

B.保護電阻凡斷路

C.電阻箱R短路

D.電阻箱R斷路

（4）排除電路故障后，該小組按照圖甲的電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。改變電阻箱R的阻值，得到多組實驗數(shù)據(jù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)作出圖像，如圖所示，則電源電動勢E=V,內(nèi)阻廠=Q（結(jié)果保留2位有

效數(shù)字）。

12.（12分）某同學利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固

定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示.向左推小球，使彈簧壓縮

一段距離后由靜止釋放.小球離開桌面后落到水平地面.通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能.

圖（a）

回答下列問題：

（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能用,與小球拋出時的動能琦相等.已知重力加速度大小為g,為求得

Ek,至少需要測量下列物理量中的（填正確答案標號）.

A.小球的質(zhì)量機

B.小球拋出點到落地點的水平距離s

C.桌面到地面的高度九

D.彈簧的壓縮量Ax

E.彈簧原長Zo

（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek,得&=.

（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的s—Ax圖線.從理論上可推出，如果九不變.機增加，s—圖線的斜率

會（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果加不變，%增加，s—圖線的斜率會—（填“增大”、“減小”或“不

變”）.由圖（b）中給出的直線關(guān)系和1的表達式可知，石,與Ax的次方成正比.

ffl(b)

四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

13.（10分）如圖所示，在平面的第一、第四象限有方向垂直于紙面向里的勻強磁場；在第二象限有一勻強電場，

電場強度的方向沿y軸負方向。原點。處有一粒子源，可在平面內(nèi)向y軸右側(cè)各個方向連續(xù)發(fā)射大量速度大小在

o~%之間，質(zhì)量為加，電荷量為+q的同種粒子。在y軸正半軸垂直于平面放置著一塊足夠長的薄板，薄板上

有粒子轟擊的區(qū)域的長度為乙。已知電場強度的大小為石=嬰&,不考慮粒子間的相互作用，不計粒子的重力。

⑴求勻強磁場磁感應強度的大小B；

⑵在薄板上處開一個小孔，粒子源發(fā)射的部分粒子穿過小孔進入左側(cè)電場區(qū)域，求粒子經(jīng)過X軸負半軸的最遠

點的橫坐標；

（3）若僅向第四象限各個方向發(fā)射粒子：方=0時，粒子初速度為%，隨著時間推移，發(fā)射的粒子初速度逐漸減小，變

為5時，就不再發(fā)射。不考慮粒子之間可能的碰撞，若穿過薄板上y=作處的小孔進入電場的粒子排列成一條與y軸

平行的線段，求t時刻從粒子源發(fā)射的粒子初速度大小V（Z）的表達式。

14.（16分）如圖所示，一車上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圓弧軌道BCD組成，車緊靠臺階靜止在光滑水

平地面上，且左端與光滑圓弧形軌道末端等高，圓弧形軌道末端水平，一質(zhì)量為〃4=5kg的小物塊P從距

圓弧形軌道MN末端高為/z=L8m處由靜止開始滑下，與靜止在車左端的質(zhì)量為m2=1kg的小物塊。（可視為質(zhì)點）

發(fā)生彈性碰撞（碰后立即將小物塊P取走，使之不影響Q的運動），已知長為L=10m,車的質(zhì)量為M=3kg,

取重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力.

（1）求碰撞后瞬間物塊。的速度;

（2）若物塊Q在半圓弧軌道5CD上經(jīng)過一次往返運動（運動過程中物塊始終不脫離軌道），最終停在車水平部分

的中點，則半圓弧軌道的半徑至少多大?

15.（12分）實驗室內(nèi)有一容積為匕的儲氣罐，里面充有壓強為6Po的空氣（可視為理想氣體），現(xiàn)用該儲氣罐給原來

氣體壓強為為的籃球充氣，使籃球內(nèi)氣體的壓強達到L5p。。已知每個籃球的體積為不考慮溫度變化及籃球體

積的變化。

（1）求給兩個籃球充氣后，儲氣罐中氣體的壓強大??？

（2）該儲氣罐最多能給幾個這種籃球充足氣？

參考答案

一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1、B

【解析】

用綠光照射光電管時，靈敏電流計有示數(shù)，說明綠光的頻率大于該光電管的極限頻率，若換用紫光照射，則一定可產(chǎn)

生光電效應，但光電流大小與光強有關(guān)，所以光電流大小變化情況不能確定，選項A錯誤；增大綠光的光照強度，則

單位時間內(nèi)從陰極逸出的光電子的數(shù)量一定增多，光電流變大，電流計的示數(shù)一定變大，選項B正確；此時加在光電

管兩端的電壓為零，若將滑動觸頭P向右移動，加在光電管兩端的電壓為正向電壓，則在電場力的作用下，到達陽極

的光電子數(shù)會增多，而達到飽和光電流后，光電流的大小不會隨著正向電壓的增大而增大，選項C錯誤；若將滑動觸

頭P向左滑動，加在光電管兩端的電壓為反向電壓，則在電場力作用下，到達陽極的光電子數(shù)會減小，電流計的示數(shù)

不斷減小，若最大反向電壓小于遏止電壓，則電流計的示數(shù)不能減為零，選項D錯誤；故選B.

【點睛】

發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，根據(jù)光電效應的條件判斷能否發(fā)生光電效應，從而判斷是

否有光電流；知道飽和光電流是由光強決定的.

2、A

【解析】

物理學中共有七個基本物理量分別為：質(zhì)量，長度，時間，電流強度，物質(zhì)的量，熱力學溫度，發(fā)光強度，其中電流

強度的單位就是以科學家的名字來命名的即安培，故A正確.

3、C

【解析】

第一種方式：只釋放A而5按著不動，設繩子拉力為乃，。的加速度為“，對A根據(jù)牛頓第二定律可得

Tl=/MAaA

對。根據(jù)牛頓第二定律可得：

mcg-2Ti=mca

根據(jù)題意可得

a\=2a

聯(lián)立解得：

2

第二種方式：只釋放3而A按著不動，設繩子拉力為為，對5根據(jù)牛頓第二定律可得

Ti=m^a^

而

T=40N=2T2

聯(lián)立解得：

1

在以上兩種釋放方式中獲得的加速度之比為4A：?B=4：3,故C正確、ABD錯誤。

故選C。

4、B

【解析】

由題意可知，兩繩子的拉力的合力與廣告招牌的重力大小相等，方向相反，是相等的，根據(jù)力的平行四邊形定則，可

知當兩繩子的夾角越大時，其拉力也越大。因此對比四個圖可知，B圖的拉力方向相同，拉力的大小最小，故B正確,

ACD均錯誤。

故選B。

5、B

【解析】

A.由于P處于平衡狀態(tài)，可知。2對尸的靜電力大小為

凡=mgcos60=—mg

選項A錯誤；

B.同理可知0對P的靜電力大小為

uan6

r,=mgcos30=——mg

設ac=L,則=由庫侖定律

F=&

1AL2

月=這母

23L2

聯(lián)立解得。1、。2的電荷量之比為

旦=3

Q,~3

選項B正確；

CD.將尸從a點移到B點，電場力先做正功，后做負功，電勢能先減小后增加，選項CD錯誤;

故選B。

6、C

【解析】

A.小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，動能不變，但重力勢能變化，機械能變化，故A錯誤；

B.對小球受力分析可知，小球在最高點A處時，其重力和平板對它的壓力的合力提供向心力，而在最低點C處時，

平板對小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，故在A處最小，C處最大，故B錯誤；

C.小球在兩處時，若平板的支持力與小球的重力的合力恰好提供向心力，小球相對平板沒有相對運動趨勢，摩

擦力為零，故C正確；

D.小球在最高點，速度有最小值，其最小值滿足

解得

%n=旅

故D錯誤。

故選C。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

7、ABC

【解析】

AB.在赤道處

Gm^m9門

區(qū)々=加且赤+根0R

得出

g赤=普_°沱

在兩極處

中Gm^m-=，咫極

得出

。：G”地

占極R2

選項AB正確;

CD.若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點正下方無處的3點為球心r(r</z)為半徑挖一個球形的防空洞，該球形防

空洞挖掉的質(zhì)量

加=4—=粵，

臼苗3R3

3

A處重力加速度變化是由該球形防空洞引起的

選項C正確，D錯誤。

故選ABCo

8^BC

【解析】

A、根據(jù)右手定則可知，MN產(chǎn)生的感應定律的方向為N,則N相當于電源在正極，故M點的電勢低于N點,

故選項A錯誤；

B-l}v

B、當桿的合力為零時，其速度達到最大值，即：F=jumg+BIL=jumg+——

R思

由于K單=工氏+r=4。

忠2

代入數(shù)據(jù)整理可以得到最大速度V=10/71/5,故選項B正確；

C、由于桿上電阻廠與兩電阻并聯(lián)阻值相等，而且并聯(lián)的電流與通過桿MN的電流始終相等，則根據(jù)焦耳定律可知，

桿上產(chǎn)生的焦耳熱與兩電阻產(chǎn)生焦耳熱的和相等，故選項C正確；

D、根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，當速度最大時，其MN感應電動勢為：

E=BLv=2xlxlOV=20V

TE20“一

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，此時電路中總電流為：/總===TA=5A

R總4

則此時MN兩點間的電勢差大小為：UNM=E-I&r=20V-5X2V=10V,故D錯誤。

9、CD

【解析】

A.U0時刻，金屬細桿產(chǎn)生的感應電動勢

E=Bdv0

金屬細桿兩端的電壓

E1

U=R=—Bdv。

2R20

故A錯誤；

B.時刻，金屬細桿的速度與磁場平行，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電流，所以此時，金屬細桿不受安培力，故B

錯誤;

C.從U0到UA時刻，電路中的平均電動勢

-△①Bdx2r

E=----=-----------

A/,I

回路中的電流

/噎

在這段時間內(nèi)通過金屬細桿橫截面的電量

q=[.或

解得

Bdr

q=-----

R

故C正確;

D.設桿通過最高點速度為嶺，金屬細桿恰好通過圓弧軌道的最高點，對桿受力分析，由牛頓第二定律可得

mg=m—

r

解得

場二而

從U0到U/2時刻，據(jù)功能關(guān)系可得，回路中的總電熱

1212

2=—m%——mv2—mg-2r

定值電阻氏產(chǎn)生的焦耳熱

QR=；Q

解得

QR=；*一5『

故D正確

故選CDo

【點睛】

-EA①AtA①

感應電量4=/?加=丁?A/=〃丁?二=〃二，這個規(guī)律要能熟練推導并應用.

R旭A?&R&

10、ACE

【解析】

A.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，其頻率不變，選項A正確；

B.對同一種光學材料，不同顏色的光在該材料中的傳播速度不同，選項B錯誤；

C.雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象，選項C正確；

D.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，選項D錯誤；

E.光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理，選項E正確；

故選ACE?

三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

11、15.0cD1.53.0

【解析】

(1)[1].操作步驟③中，多用電表內(nèi)阻等于中值電阻，大小為15.0Q；

(2)[2].因c端是電流傳感器的負極，則操作步驟⑤中，多用電表紅表筆應接。點；

(3)[3],根據(jù)實驗步驟的分析可知，電路的故障可能是電阻箱R斷路，故選D；

(4)[4][5].根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：

E=I(R+Ro+r)

即：

由圖像可知：

E=—=1.5V

12

%/=18。

則

r=3.0fl

12、(1)ABC⑵鱉-(3)減小增大2

4/z

【解析】

(1)由平拋規(guī)律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時的初速度，進而可求出物體動能，所以本實驗至少需要

測量小球的質(zhì)量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h,故選ABC.

(2)由平拋規(guī)律可知：豎直方向上：h=-gt2,水平方向上：s=vt,而動能Ek=^mv2聯(lián)立可得Ek='”；

224A

(3)由題意可知如果h不變，m增加，則相同的AL對應的速度變小，物體下落的時間不變，對應的水平位移s變小，

shL圖線的斜率會減小；只有h增加，則物體下落的時間增加，則相同的AL下要對應更大的水平位移s,故s-AL

圖線的斜率會增大.彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能，即Ep=2對，可知Ep與As的2次方成正比，而As與

4/1

△L成正比，則Ep與AL的2次方成正比.

【點睛】

本題的關(guān)鍵是通過測量小球的動能來間接測量彈簧的彈性勢能，然后根據(jù)平拋規(guī)律以及動能表達式即可求出動能的表

達式，彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能，從而得出結(jié)論.根據(jù)x與4L的圖線定性說明m增加或h增加時x的變化，判斷

斜率的變化.彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能和動能的表達式，得出彈性勢能與Ax的關(guān)系，△x與△L成正比,

得出Ep與AL的關(guān)系.

四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

⑶⑴於二；(2)%=-*4；⑶2sin(—)或者2疝(兀+~)

6Lo6Lo

【解析】

⑴速度為%的粒子沿％軸正向發(fā)射，打在薄板的最遠處，其在磁場中運動的半徑為為，由牛頓第二定律

2

qv°B=口①

%

4若②

聯(lián)立，解得

3=2③

QLO

⑵如圖a所示

速度為V的粒子與y軸正向成0角射出，恰好穿過小孔，在磁場中運動時，由牛頓第二定律

?mv2公

qvB=④

r

而

⑤

4sina

粒子沿x軸方向的分速度

vx=vsina⑥

聯(lián)立，解得

%=%⑦

2

說明能進入電場的粒子具有相同的沿x