上海市2022届高三下学期物理5月模拟试卷（二）（等级考）

试卷更新日期：2022-06-29 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（）

A、汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型” B、卢瑟福用 $α$ 粒子轰击 ${}_{7}^{14}N$ 获得反冲核 ${}_{8}^{17}O$ ，发现了质子 C、查德威克发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构 D、原子核在人工转变的过程中，一定放出能量

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2. 在杨氏双缝干涉实验中，如果（）

A、用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B、若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大 C、用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 D、用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

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3. 实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r、空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是（式中K为比例常数，无单位）（）

A、Kv²r³ρ B、Kv²r²ρ C、Kv²r⁴ρ D、Kvr²ρ

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4. 如图所示为一种新型吊床，用4根轻绳吊在天花板上，天花板上的两个结点之间的距离与床的宽度相等，每根绳长都是L，绳和床的连接点到天花板的距离是 $0.8 L$ ，床和床上用品总质量是M，重力加速度为g。当一个质量为m的人躺在床的中间时，每根绳上的弹力大小是（）

A、 $\frac{5 (M + m) g}{16}$ B、 $\frac{5 (M + m) g}{12}$ C、 $\frac{5 (M + m) g}{8}$ D、 $\frac{(M + m) g}{4}$

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5. 如图所示，音乐喷泉竖直向上喷出水流，喷出的水经3s到达最高点，把最大高度分成三等份，水通过起始的第一等份用时为 $t_{1}$ ，通过最后一等份用时为 $t_{2}$ 。空气阻力不计，则 $\frac{t_{2}}{t_{1}}$ 满足（）

A、 $1 < \frac{t_{2}}{t_{1}} < 3$ B、 $3 < \frac{t_{2}}{t_{1}} < 5$ C、 $5 < \frac{t_{2}}{t_{1}} < 7$ D、 $7 < \frac{t_{2}}{t_{1}} < 9$

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6. “奋进”号宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在2008年11月18日进行太空行走时，丢失了一个工具包。下列关于工具包丢失的原因可能是（）

A、宇航员松开了拿工具包的手，在万有引力作用下工具包“掉”了下去 B、工具包太重，因此宇航员一松手，工具包就“掉”了下去 C、宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包使其速度发生了变化 D、由于惯性，工具包做直线运动而离开了圆轨道

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7. “碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度 $v_{m}$ 。已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是（）

A、启动过程中，车做匀加速直线运动 B、启动过程中，牵引力对车做的功为 $\frac{1}{2} M v_{m}^{2}$ C、车速从0增至 $v_{m}$ 的加速时间为 $\frac{M v_{m}^{2}}{2 P} + \frac{x}{v_{m}}$ D、车速为 $\frac{v_{m}}{2}$ 时，车的加速度大小为 $\frac{2 P}{M v_{m}}$

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8. 拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是（）

A、火罐内的气体内能增大 B、火罐内的气体温度降低压强减小 C、火罐内的气体温度降低压强不变 D、火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变

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9. 某家用空气净化器的内部结构原理如图所示，图中充电极接电源正极，尘埃采集球接地。当空气中的尘埃进入装置前，通过滤网后带正电，此后会吸附在尘埃采集球上。内部形成的电场如图所示， $b 、 d$ 两点在同一等势面上，尘埃的重力忽略不计。下列说法正确的是（）

A、尘埃在电场中电势的大小关系为 $φ_{b} = φ_{d} > φ_{a} > φ_{c}$ B、尘埃在电场中加速度的大小关系为 $a_{b} = a_{d} > a_{a} > a_{c}$ C、尘埃从b点移动到d点的过程中，电势能一定始终不变 D、尘埃从c点移动到a点的过程中，电场力始终做负功

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10. 新冠疫情期间，额温枪广泛应用于各种场所。开学后，学校实行体温每日三检制度，体温检测员小张同学仔细研究了班里的额温枪及其技术参数（如图所示），发现它以两节干电池（内阻不可忽略）为电源，工作电流为5mA，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱，快速、准确且无接触地测量体温，那么关于该额温枪的说法中正确的是（）

A、额温枪工作时，电池组两极间的电压为3V B、额温枪工作时，电源的输出功率为15mW C、额温枪工作时，电路中每通过1C电荷，每节电池都能把1.5J化学能转化为电能 D、若换用两节充满电的800mA·h充电电池，则可测温5.76×10⁴次

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11. 医生给心脏疾病患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵” $($ 血泵 $)$ 的体外装置来代替心脏工作，推动血液循环。如图所示为该装置的示意图，线圈 $A B$ 固定在用软铁制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门 $S_{1}$ 只能向活塞筒外开启，阀门 $S_{2}$ 只能向活塞筒内开启。对于上述结构在物理方面的工作原理，下列说法正确的是（）

A、线圈中的电流从 $B$ 端流向 $A$ 端时，活塞向左运动 B、线圈中通有的恒定电流越大，人工心脏泵的动力越足 C、若给线圈通入低频交流电，人工心脏泵也可能正常工作 D、若不给线圈通电，直接将线圈的A、 $B$ 两端用导线连接，将该装置置于磁感应强度随时间均匀增大的方向水平的磁场中，人工心脏泵也可以正常工作

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12. 如图所示，一半径为R的绝缘圆环上，均匀地分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离OP＝L。静电力常量为k，关于P点的场强E，下列四个表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断下列表达式正确的是（）

A、E＝ $\frac{k Q}{R^{2} + L^{2}}$ B、E＝ $\frac{k Q L}{R^{2} + L^{2}}$ C、E＝ $\frac{k Q R}{\sqrt{(R^{2} + L^{2})^{3}}}$ D、E＝ $\frac{k Q L}{\sqrt{(R^{2} + L^{2})^{3}}}$

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二、填空题

13. 加速度是描述物体的物理量。加速度是矢量，它的方向就是的方向。

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14. 将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为，摩擦力对长木板所做的功为。

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15. 如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2s时第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为0.6m，则该简谐运动的周期为s，振幅为m。

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16. 如图所示的（甲）、（乙）中的小灯泡都相同，（甲）图中电压恒定为12 V，（乙）图中电压恒定为6 V，调节可变电阻R₁、R₂使四只小灯泡都恰好正常发光（功率相同），这时可变电阻接入电路中的电阻值之比R₁∶R₂=它们消耗的电功率之比P₁∶P₂=.

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17. 在上海的高架道路上，一般限速80km/h。为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为 $Δ t$ ；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。

(1)、根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式 $v =$ ；

(2)、若 $L = 7 m$ ， $Δ t = 0.3 s$ ，则照相机将工作。（选填“会”或“不会”）

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三、实验题

18. 为了测定滑块与水平台面间动摩擦因数，实验装置设计如图所示。A是可固定于台面上的滑槽，滑槽末端与台面相切。滑槽最高点距离台面的高度 $h = 15.0 c m$ ，台面距离地面的高度 $H = 25.0 c m$ 。B是质量为 $m = 0.1 k g$ 的滑块（可视为质点）。
第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与台面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出M与P间的水平距离 $x_{1} = 30.0 c m$ ；
第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿台面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的 $P^{'}$ 点，测出滑槽末端与台面右端M的距离 $L = 10.0 c m$ 、M与 $P^{'}$ 间的水平距离 $x_{2} = 20.0 c m$ 。

(1)、在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为 $g$ ）；

(2)、通过上述测量和进一步计算，可求出滑块与台面间的动摩擦因数 $μ$ ，下列能引起实验误差的是____。（选填序号）

A、 $h$ 的测量 B、 $x_{1}$ 的测量 C、 $L$ 的测量 D、 $m$ 的测量

(3)、滑块与台面间的动摩擦因数 $μ =$ 。（结果保留1位有效数字）

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四、解答题

19. 如图所示为北京2022年冬奥会一自由式滑雪大跳台技巧比赛场地示意图，比赛场地由出发区AB、助滑坡BC、第一过渡区CD、跳台DE、第二过渡区EF、着陆坡FG和终点区GH组成、在H处安置半径为R=1.0m的圆形轨道，进出口H、H₁靠近带相互错开，H1N足够长。第一过渡区和终点区的的最低点在同一水平地面上，出发区距地面的高度 $h_{B} = 8.4 m$ ，跳台最高点E和着陆坡最高点F离地面的高度均为 $h_{0} = 4.0 m$ ，着陆坡度37°。运动员从助滑坡顶端B由静止滑下，离开跳台在空中完成预定动作到达F点正上方的最高点M后水平飞出，M点离水平地面（GH所在水平面）的高度为7.6m，在落到倾斜雪道FG上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起，此后立即做匀加速运动经过G点。假设运动员连同滑雪板的总质量 $m = 88 k g$ ，除缓冲外运动员可视为质点，滑雪板与雪道GH的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，不计其余滑道和空气的阻力，不计经过各转折点处的能量损失， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、运动员从M点水平飞出的速度vM；

(2)、运动员在倾斜雪道FG上滑行的时间（结果可用根号表示）；

(3)、若运动员能够进入圆形轨道且不脱离轨道，雪道GH的长度应满足什么条件？

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20. 如图1所示，间距 $L = 1 m$ 的足够长倾斜导轨倾角 $θ = 37 °$ ，导轨顶端连一电阻 $R = 1 Ω$ ，左侧存在一面积 $S = 0.6 m^{2}$ 的圆形磁场区域B，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图2所示，右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场 $B_{1} = 1 T$ ，一长为 $L = 1 m$ ，电阻 $r = 1 Ω$ 的金属棒ab与导轨垂直放置， $t = 0$ 至 $t = 1 s$ ，金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过足够长的距离进入 $E F$ ，且在进入 $E F$ 前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知 $E F$ 左侧导轨均光滑， $E F$ 右侧导轨与金属棒间的摩擦因数 $μ = t a n θ$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计导轨电阻与其他阻力。求：

(1)、 $t = 0$ 至 $t = 1 s$ 内流过电阻的电流和金属棒ab的质量；

(2)、金属棒ab进入 $E F$ 时的速度大小；

(3)、金属棒ab进入 $E F$ 后滑行的距离x，以及在此过程中电阻R上产生的焦耳热。

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