2022届上海市南汇中学高三下学期期中物理试题（原卷+解析卷）

2021学年度第二学期期中考试

高三物理

考生注意：

1。试卷满分100分，考试时间60分钟。

2。本卷。

一、单项选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。）

1. 以下物理量的大小比较正确的是（　　）

A. 磁感应强度： B. 功：

C. 分子势能： D. 磁通量：

【答案】C

【解析】

【详解】A．磁感应强度是矢量，其正负号表示方向，不表示大小，所以磁感应强度的，故A错误；

B．功虽然是标量，但功的正负也不表示大小，仅表示正功还是负功，所以功的，故B错误；

C．分子势能是标量，其正负表示大小，所以分子势能的，故C正确；

D．磁通量虽然是标量，但磁通量的正负不表示大小，所以磁通量的，故D错误。

故选C。

2. 以下单位不是国际基本单位的是（　　）

A. K B. g C. mol D. A

【答案】B

【解析】

【详解】国际基本单位有kg、s、m、A、mol、cd、K。

故选B。

3. 下列关于光的说法中正确的是（　　）

A. 在真空中红光波长比紫光波长短

B. 紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时一定也有电子向外发射

C. 光子不可以被电场加速

D. 光子的能量由光强决定，光强大，每份光子能量一定大

【答案】C

【解析】

【详解】A．在真空中红光的波长比紫光的波长长，故A错误；

B．由于红光的频率比紫光频率小，所以当紫光照射某金属时有电子向外发射，则红光照射该金属时不一定有电子向外发射，故B错误；

C．光子没有电性，所以光子不可以被电场加速，故C正确；

D．光子的能量由光子的频率决定，其能量与它的频率成正比，与光强无关，故D错误。

故选C。

4. 氡半衰期为3.8天，一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子。1g氡经过11.4天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是（　　）

A. 0.125g，粒子 B. 0.75g，粒子 C. 0.875g，粒子 D. 0.75g，粒子

【答案】C

【解析】

【详解】氡半衰期为3.8天，则根据半衰期的规律有

其中m为剩余氡核的质量，为衰变前氡核的质量，T为半衰期，t为经历的时间，带入数据解得，剩余氡核的质量为

则1g氡经过11.4天衰变掉氡的质量为

根据衰变过程中的质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变成的过程放出的粒子是，即粒子。

故选C。

5. 科学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约为地球表面处重力加速度的，若宇航员登上月球后，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略地球和其他星球对它们的影响，下列说法中正确的是（　　）

A. 铅球先落到月球表面

B. 落到月球表面时铅球动能较大

C. 若落地时间大于2秒，则2秒后羽毛速度为

D. 若落地时间大于2秒，则2秒后铅球速度为

【答案】B

【解析】

【详解】A．在月球表面没有空气，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，羽毛和铅球都做自由落体运动，由

可知羽毛和铅球同时落地，故A错误；

B．羽毛和铅球落到月球的速度相同，但铅球的质量大，所以铅球动能大，故B正确；

CD．羽毛与铅球做自由落体运动，2秒后羽毛和铅球速度为

故CD错误。

故选B。

6. 封闭在氧气筒内的氧气，当它的温度从10℃升高到20℃时，它的（　　）

A. 密度变为原来的2倍 B. 分子平均动能变为原来的2倍

C. 压强增加了0℃压强的倍 D. 压强增加了0℃压强的倍

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为氧气是封闭状态，所以质量和体积都不发生变化，所以气体密度不变，故A错误；

B．因为分子的平均动能和热力学温度成正比，所以温度从10℃升高到20℃时，热力学温度从283K变为293K，不是2倍关系，所以分子平均动能不是变为原来的2倍，故B错误；

CD．氧气筒内的氧气是等容变化，温度从10℃升高到20℃时，由查理定律得

所以

解得

又温度从0℃升高到10℃时，由查理定律得

解得

即压强增加了0℃压强的倍，故C正确，D错误。

故选C。

7. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，此时质点A沿y轴负方向振动，该波的波速为v=20m/s，则（　　）

A. 这列波沿x轴负向传播，2s内质点A通过的路程为40m

B. 这列波沿x轴正向传播，2s内质点A通过的路程为40m

C. 这列波沿x轴负向传播，2s内质点A通过的路程为2m

D. 这列波沿x轴正向传播，2s内质点A通过的路程为2m

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，0时刻质点A沿y轴负方向振动，由同侧法结合图象可知，这列波沿x轴负向传播，由图可知，波长，则周期为

2s内即10个周期内质点A的路程为

故选C。

8. 如图所示，做竖直上抛的质点，通过各点，且和的位置关于对称，若段平均速度为，段平均速度为，则（　　）

A.  B.  C.  D. 上述三种都有可能

【答案】B

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动的规律可知，段的平均速度为

bd段的平均速度为

设ed段的时间为，ba段的时间为，根据竖直上抛运动规律有

由于

根据竖直上抛运动的特点可知，则有

则

所以有

故选B。

9. 高空滑索是勇敢者的运动。如图所示一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动（设钢索是直的），下滑过程中到达图中A位置时轻绳与竖直线有夹角，到达图中B位置时轻绳竖直向下。不计空气阻力，下列说法正确的是（   ）

A. 在A位置时，人的加速度可能为零

B. 在A位置时，钢索对轻绳的作用力大于人的重力

C. 在B位置时，钢索对轻环的摩擦力为零

D. 若轻环在B位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力大于人的重力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．在A位置时，人受到重力和线的拉力，合力沿斜面向下，不为零，则加速度不可能为零；由矢量三角形可知此时人所受的拉力小于重力，由牛顿第三定律可知，钢索对轻绳的作用力等于人所受的拉力，所以钢索对轻绳的作用力小于人的重力，AB错误；

C．在B位置时，细绳的拉力竖直，则人匀速下滑，此时钢索对轻环的摩擦力等于重力沿钢索方向的分力，C错误；

D．若轻环在B位置突然被卡住，则此时人将做圆周运动，根据

可知，轻绳对人的拉力大于人的重力，D正确。

故选D。

10. 某静电场的电势在轴上分布如图所示，下列说法正确的有（　　）

A. 该静电场可能是不等量异种电荷产生的 B. 负电荷从x2移到x1，电势能减小

C. x1处的电场强度为零 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大

【答案】A

【解析】

【详解】A．设有两个点电荷，正电荷电荷量为q1，负电荷电荷量为q2，且|q1|>|q2|，其图像如图所示

故A正确；

B．从x2移到x1电势降低，对于负电荷，其电势能增大，故B错误；

C．图像的斜率代表场强的大小，x1处斜率不为零，场强不为零，故C错误；

D．从x1移到x2，图像斜率减小，场强减小，电场力减小，故D错误。

故选A。

11. 已知地球半径为，一单摆在山脚下（处于海平面高度）的周期为，将该单摆移到高为的山顶，其周期变为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设单摆的摆长为，地球的质量为M，根据万有引力定律等于重力，在海平面上满足

在山顶上满足

所以海平面的重力加速度和高度为h山顶上的重力加速度之比为

根据单摆的周期公式

可知，在海平面有

在山顶上有

联立解得

故选C。

12. 如图所示电路中，、为定值电阻，电源内阻为，闭合电键，电压表显示有读数，减小电阻阻值，电压表示数变化量大小为，则在此过程中（　　）

A. 路端电压一定减小

B. 流过的电流一定减小

C. 通过电阻的电流变化量

D. 电流变化量关系

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由题可知，减小R的阻值，外电路总电阻减小，根据公式

干路电流增大，再根据公式

路端电压减小，A正确；

B．R和并联，R减小，总电阻减小，总电流增大，并联部分电压减小，通过的电流减小，所以通过可变电阻R的电流增大，B错误；

C．由

干路电流I将增大，则电阻两端的电压

将增大，依

知路端电压减小，而路端电压等于外电路总电压，所以电阻两端的电压减小量小于由欧姆定律得知，通过电阻的电流增大，增大量小于，C正确；

D．由

干路电流I将增大，则电阻两端的电流增大，电阻两端的电压增大，再根据公式

路端电压减小，则通过的电压减小，减小，因路端电流变大，则通过的电流增大，电流关系为

因增大，减小，增大则

D错误；

故选AC。

二、填空题（共20分）

13. 磁通量的物理量符号是________，磁感应强度的单位用国际制基本单位表示为________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1] 磁通量的物理量符号是

 [2] 导体棒垂直放在匀强磁场中，导体棒长度为，流入电流为，受到的磁场力为,磁感应强度为

磁感应强度的单位用国际制基本单位表示为

14. 如图，粗细均匀的长玻璃管竖直放置且开口向下，管内的水银柱封闭了一部分体积的空气柱。当外界大气压缓慢增大，水银柱将________（上升、不动、下降）；若大气压增大，水银柱移动，大气压再增大，水银柱又移动，则：________（选填“>”、“<”、“=”）。（保持温度不变）

【答案】    ①. 上升    ②. >

【解析】

【详解】[1]设外界大气压为p，封闭气体的压强为p1，根据受力平衡可知

p=p1+ph

当大气压强p1增大时，水银柱长度不变，管内气体压强增大；再根据波意耳定律

p1V1=p2V2

可知，压强增大，气体体积减小即长度变短，水银柱上升；

[2]设封闭气体的横截面为S，气柱的长度为l，封闭水银柱受力平衡

解得

由于气体的温度不变，所以pV的乘积应该是一定值，设为C，则

解得

当外界大气压增大相同的量时，根据函数关系可知气柱的长度会减小，且气柱先后两次移动的长度关系为。

15. 如图所示，电源的电动势V，电阻，电动机绕组的电阻，开关始终闭合。当开关断开时，电阻的电功率是525W；此时内电压为________V；当开关闭合时，电阻的电功率是336W，此时电动机的效率为________。

【答案】    ①. 5    ②. 86.9%

【解析】

【详解】[1]当开关断开时，电阻的电功率是525W，即有

解得，电路中此时的内电压为

[2]当开关断开时，根据电阻的电功率是525W，有

可得，电源内阻为

当开关闭合时，电阻的电功率是336W，则

解得，电阻的电压为

由闭合电路欧姆定律有

解得，此时电路中的干路电流为

则流过电动机的电流为

则电动机的总功率为

电动机的损耗功率为

电动机的输出功率为

故此时电动机的效率为

16. 如图，两个带相等电荷量检验电荷分别放在某点电荷电场中的、两点，受电场力大小为，方向互相垂直，则两检验电荷为________电荷（选填“同种”、“异种”或“无法确定”）；若是的中点，把处的检验电荷沿连线移动至处，整个过程该电荷电势能变化情况为________。

【答案】    ①. 异种    ②. 增大

【解析】

【详解】[1]根据库仑定律可知库仑力在两点电荷连线的方向上，故点电荷一定既在F1的延长线也在F2的延长线上，因此只能在两延长线的交点上，所以点电荷在下图所示的C点，如图所示

因此两检验电荷为异种电荷；

[2]由

可得

且

则∠OBC=30°，所以C到AB垂线的垂点在AO之间，因此把B处的检验电荷沿BO连线移动至O处，电场力始终做负功，所以电荷电势能增大。

17. 如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向不变，沿x轴方向与坐标x的关系如图2所示（图像是反比例函数图线）；夹角的光滑金属长直导轨、固定在水平面内，与x轴重合，一根与垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿轴向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触良好。已知时，导体棒处于位置，导体棒的质量，导轨、在点处的接触电阻为，其余电阻不计；回路中产生的电动势与时间的关系如图3所示（图线是过原点的直线）。由图像分析可得时间内通过导体棒的电量________C；导体棒在滑动过程中所受的外力与时间的关系式________。

【答案】    ①. 15    ②.

【解析】

【详解】[1]根据图3中的图线是过原点的直线的特点，可知在2s时，导体棒产生的感应电动势为10V，则时间内导体棒的平均感应电动势为

则时间内通过导体棒的平均电流为

则时间内通过导体棒的电荷量为

[2]根据法拉第电磁感应定律有

由图2可知

由图3可知

联立可得

则导体棒的运动为匀加速直线运动，加速度为

根据闭合电路欧姆定律有

则安培力为

根据牛顿第二定律有

解得，导体棒在滑动过程中所受的外力与时间的关系式为

三、综合题（共40分）

18. 如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中位移传感器的________安装在轨道上，实验采用了________法。

（2）（单选题）改变所挂钩码的数量，多次测量。在某次实验中根据测得的多组数据画出如图（b）所示的图线。此图线的后半段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________。

A.所挂钩码的总质量太大    B.所用小车和传感器的总质量太大

C.拉小车的细线没有平行轨道    D.小车与轨道之间存在摩擦

（3）某小组对该实验做出改进并做了新的尝试，步骤如下：

①取一盒总质量为的砝码放置在小车上，左侧不挂任何物体，将长木板的右侧抬高，调节长木板的倾角，使小车在木板上自由运动，观察电脑屏幕上的图像，直至图像为一条平行于时间轴的直线。

②在左侧挂一个小盘，使小车无初速滑下，根据计算机上图像得出小车的加速度。

③从小车上取下质量为的砝码放到小盘中，再使小车无初速滑下，根据计算机上的图像得出小车相应的加速度。

④改变的大小，重复步骤③，得到6组及其对应的加速度的数据。

⑤建立坐标系，作出如图（c）所示的图线。

若从图（c）中求出斜率，截距，则小盘的质量________，小车及上面固定的位移传感器的总质量________（不含砝码的质量）。

【答案】    ①. 接收器    ②. 控制变量    ③. A    ④. 0.08    ⑤. 0.82

【解析】

【详解】（1）[1][2]在该实验中位移传感器的接收器安装在轨道上，发射器安装在小车上，实验采用的是控制变量法；

（2）[3] 以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力，

由牛顿第二定律得

小车的加速度

小车受到的拉力

当时，可以认为小车受到合力等于钩码的重力，如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，图线偏离直线，故A正确，BCD错误，故选A；

（3）[4][5] 设小车质量为，小盘的质量为，对小盘分析

对小车分析

解得

对于图线，斜率

截距

由题意可知

，

解得

，

19. 如图所示，两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定，两导轨间距为，与水平面间的夹角为，导轨下端有垂直于轨道的挡板，上端连接一个阻值的电阻，整个装置处在磁感应强度为、方向垂直导轨向上的匀强磁场中，两根相同的金属棒、放在导轨下端，其中棒靠在挡板上，棒在沿导轨平面向上的拉力作用下，由静止开始沿导轨向上做加速度为的匀加速运动。已知每根金属棒质量为、电阻为，导轨电阻不计，棒与导轨始终接触良好。求：

（1）当棒对挡板压力为零时，棒上的电流方向和大小；

（2）经多长时间棒对挡板的压力变为零；

（3）当棒对挡板压力为零时，立刻撤去棒上的拉力，直到棒重新回到该位置的过程中，分析说明棒作何运动。

【答案】（1）由到，；（2）；（3）加速度减小的减速运动，减到0后反向做加速度减小的加速运动

【解析】

【详解】（1）ab棒受安培力沿斜面向上，根据左手定则可判断电流方向由b至a

（2）设cd棒上的电流为，则

解得

（3）撤去拉力后，cd棒受合力沿斜面向下，根据牛顿第二定律得

速度减小，加速度减小，所以向上做加速度减小的减速运动，速度减为零时安培力为零，在重力的作用下向下运动，则安培力平行斜面向上

随着速度的增大，加速度减小，所以做加速度减小的加速运动。

20. 如图，ABC为一竖直面内的光滑轨道，AB段和BC段均为直线，且在B处平滑连接，AB段与水平面的夹角为。D、E是轨道上的两点，D点的高度，E点的高度。质量的小物体，受水平向左的恒力F的作用，从D点由静止开始，沿AB向下做匀加速直线运动。当物体运动到B点时撤去F，物体继续沿BC段斜向上运动，至E点时速度为零。求：（，，g取）

（1）物体经过B点时速率；

（2）物体所受恒力F的大小；

（3）在保持其他条件不变的前提下，F的大小变为6.4N：

①若物体在BC上运动的最大高度与D点的高度相同，求F的方向；

②若F取不同方向，则物体在BC上能达到不同的最大高度，求最大高度的取值范围。

【答案】（1）2.2m/s；（2）7.16N；（3）①垂直斜面向上或向下；②

【解析】

【详解】（1）物体从B点运动到E点，根据机械能守恒有

解得，物体经过B点时的速率为

（2）物体从D点运动到E点，根据动能定理有

解得，物体所受恒力F的大小为

（3）①若物体在BC上运动的最大高度与D点的高度相同，则说明此物体在运动过程中，物体的机械能不变，即物体在运动过程中只有重力做功，所以F的方向为垂直斜面向上或向下。

②当物体在BC上能达到的最大高度取最大值时，说明此过程中F做的正功最多，则根据动能定理有

解得，物体在BC上能达到的最大高度的最大值为

当物体在BC上能达到的最大高度取最小值时，说明此过程中F做的负功最多，则根据动能定理有

解得，物体在BC上能达到的最大高度的最小值为

所以物体在BC上能达到的最大高度的取值范围为