上海市长宁区2021年高三等级考物理二模卷带答案

2020 学年第二学期高三物理教学质量检测试卷
考生注意：
1.试卷满分100 分，考试时间60 分钟．
2.本考试分设试卷和答题纸．试卷包括三部分，分别为选择题、填空题和综合题．
3.作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分．第一部分的作答必须涂在答题纸上相
应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置．
一、选择题（共40 分．第1-8 题，每题3 分；第9-12 题，每题4 分．每小题只有一个正确答案）
1.原子的核式结构模型建立的基础是
（A）α粒子散射实验（B）对阴极射线的研究
（C）质子和中子的发现（D）天然放射性现象的发现
2.关于量子，下列说法中正确的是
（A）一种高科技材料（B）研究微观世界的一个概念
（C）运算速度很快的计算机（D）计算机运行的一个二进制程序
3.在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，没有使用到的研究方法是
（A）累积法（B）模型法
（C）估算法（D）控制变量法
4.三根无限长的直导线甲、乙、丙间距为L，它们通入大小相等、方向如
图所示的电流，a、b、c、d 是与三根导线在同一水平面上的四点，a、
b 到甲以及c、d 到丙距离分别为L/2．a、b、c、d 四点中，磁感应强度
最大的是
（A）a （B）b
（C）c （D）d
5.关于能量的转化，下列说法中正确的是
（A）摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的
（B）空调既能制热又能制冷说明热传递不存在方向性
（C）永动机不存在的原因是能量在某些特殊情况下是不守恒的
（D）由于能量的转化过程符合守恒定律，所以不会发生能源危机
6.跳高运动员在从水平地面起跳的过程中，下列说法正确的是
（A）运动员对地面的压力等于运动员的重力
（B）地面对运动员的支持力等于运动员的重力
（C）地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力
（D）地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
7.如图所示，O是带电量相等的两个正点电荷连线的中点，a、b是两电荷连线中垂线上位于O点上方的
任意两点，下列关于a、b两点电场强度和电势的说法中，一定正确的是
（A）E a > E b （B）E a < E b
（C）φa > φb （D）φa < φb
8.如图所示的是一列机械波在t=0 时刻的波形图，此时波中质点Q 的运动方向指向平衡位置．已知经
过2.25s 在x=0.2m 处的质点P 刚好第二次到达最低点．则该波
（A）振幅为4cm
（B）波长为0.6m
（C）波速大于0.2m/s
（D）沿x 轴正方向传播
9.如图所示，将激光束照在双缝上，光屏上会出现明暗相间
的光的干涉条纹．如果想要增大条纹间的距离，可以采用的方
法是
（A）增大激光的频率
（B）增大双缝到屏的距离
（C）增大双缝之间的距离
g 0 R GM
/ R （D ） 增大激光器到双缝的距离
10. 质量均为 m 的小球 A 和 B 分别用不可伸长的轻绳悬在等高的 O 1 和 O 2 点，A 球的悬线比 B 球的悬
线长．把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，小球到达 最低点时，其向心力的关系为
（A ）F A <F B
（B ）F A =F B
（C ）F A >F B
（D ）F A =F B =mg
11. 月球是质量为 M 半径为 R 的球体，其表面的重力加速度为 g 0，嫦娥五号探测器在离月球表面高度
为 h 的圆形环月轨道运动时具有的速度为
（A ） （B ）
（C ） （D ）
12. 在如图所示的电路中，电源的电动势为 E ，内电阻为 r ，滑动变阻器的最大电阻为 R 1（R 1>r ），R 2
为定值阻值．闭合电键，在滑动变阻器的滑动片 P 从 a 端向 b 端移动的过程中，电流表 A 1、A 2 的示数变化情况是
（A ）A 1 的示数不断增大
（B ）A 2 的示数不断增大
（C ）A 1 的示数先减小后增大
（D ）A 2 的示数先减小后增大
二、填空题（共 20 分）
13. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学测出多组摆长 L 与周期 T 的
数据，并输入计算机生成如图所示的 T 2－L 图像，计算机显示图线的斜率为 k ．根据 T 2－L 图像
（填写“能”或“不能”）求出当地的重力加
速度．如填写“能”，写出重力加速度的表达式 g = ；如填写“不
能”，简要说明其理由
．
14. 匀强磁场中有一根长度为 0.5m 重力为 5N 垂直于纸面水平放置的导体棒，用
细线悬挂于O 点．当导体棒通入方向垂直纸面向内的 4A 电流时，处于如图所示的静止状态，图中细线与竖直方向成 30°夹角。

磁场磁感应强度的最小值为
g 0 (R + h )
GM /(R + h )
T，方向是．
15.质量为m 的质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上.已知t=0 时质
点处于静止状态．在图中t0、2t0、3t0和4t0的各时刻中，质点离出发点距离最大的时刻是；
质点动能的最大值是．
16.如图所示的两条图线分别为直流电源总功率随电流变化的图线和这个电源
内电阻发热功率随电流变化的图线．其中，图线（填写“a”或“b”
表示电源总功率随电流变化的图线．从图中给出的数据可以得出电源对外
电阻能够提供的最大功率为W．
17.如图所示，质量为m、横截面积为s、管壁厚度不计的玻璃管，一端插入水银槽中另
一端用细绳悬挂于天花板，槽中水银面比管内水银面高h ．根据关系式
，可以计算出细绳对玻璃管的拉力F= ．（已知大气压强为P0，水银密度为ρ，重力加速度为g）
三、综合题（共40 分）
注意：第19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、
公式、演算等．
18．（10 分）在“探究感应电流产生的条件”实验中，使用了
蓄电池、滑动变阻器、电键、线圈A 和线圈B 以及灵敏
电流计等器材，如图所示．
（1）用笔画线代替导线，将实验仪器连接成完整的实验电
路；
（2）写出实验中能产生感应电流的三种方法、、．
（3）在将软铁芯拔出线圈A 的过程中，观察到灵敏电流计指针向右偏转，那么，闭合电键的瞬间，灵敏电流计将向（填写“左”或“右”）偏转．
（4）实验得到的结论是．
19．（15 分）如图所示，电阻不计、间距为L 的足够长金属轨道竖直放置，轨道上端接有阻值为R 的电阻，系统处于垂直轨道平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中．质量为m 电阻为r 的金属棒ab 通过两端的套环水平地套在金属轨道上，并由静止开始释放．已知金属棒下落h 高度后已处于匀速运动状态，金属棒受到轨道的滑动摩擦力f=kmg（k<1）．
（1）求金属棒匀速运动时的速度大小v；
（2）求金属棒下落H（H>h）高度过程中，棒与导轨摩擦产生的热量Q f；
（3）求金属棒下落H（H>h）高度过程中，电阻R 上产生的热量Q R；
（4）分析说明金属棒在整个运动过程的运动情况及能量转化关系．
20．（15 分）如图所示，足够长的斜面与水平面的夹角θ=37°，质量m=2kg 的物块在平行于斜面向上的恒力F=28N 作用下以v0=1m/s 的初速度从斜面底端向上运动，经过s1=1.25m 后撤去F．物块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（1）求物块沿斜面向上运动的总位移；
（2）求物块沿斜面向上运动过程中，恒力F 的最大功率；
（3）在v-t 坐标中画出物块从斜面底端开始运动到再次回到底端时的图线，并将图线上关键点的物理量标注在纵横轴对应的位置；
（4）比较在物块沿斜面向上运动的过程中，所有外力做功之和与动能变化的关系．
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高三物理质量检测试卷答案及评分参考
一、选择题（第 1-8 小题，每小题 3 分，第 9-12 小题，每小题 4 分．共 40 分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案
A
B
D
C
A
C
D
C
B
B
D
C
二、填空题（每题 4 分，共 20 分）
13．能，4π2/k 14．1.25，沿绳并指向左上方 15．4t 0，F 2t 2/(2m ) 16．a ，1.5
17．F +(p 0+ρgh )s =mg +p 0s 或其他正确的关系式，F=mg-ρghs
三、综合题（第 18 题 10 分，第 19 题 15 分，第 20 题 15 分，共 40 分） 18. （1）略 （2）略 （3）左 （4）略．
（3+3+2+2 分）
19. （1）金属棒匀速运动时，受到重力 mg 、安培力 F 和滑动摩擦力 f 的作
用． 其中，安培力 F A =BIL=B 2L 2v/(R+r ) 根据平衡条件得：F A +f=mg
联立解得，v =(1-k )mg (R+r )/(B 2L 2)
（4 分）
（2） 金属棒与导轨摩擦产生的热量 Q f =fH=kmgH
（3 分）
（3） 根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热为 Q=mgH -Q f -mv 2/2
将 v 代入解得，Q=(1-k )mgH-(1-k )2m 3g 2(R+r )2/(2B 4L 4)
因为 R/(R+r)＝Q R /Q
所以 Q R =QR/(R+r)=[(1-k )mgH-(1-k )2m 3g 2(R+r )2/(2B 4L 4)]R/(R+r )
（4 分）
（4） 金属棒运动过程中受到向上的安培力随速度的增加而增加，棒受到的合外力减小，根据牛二
定律，棒的加速度减小，所以金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动．
此过程中，金属棒的重力势能转化为棒的动能、棒与轨道摩擦产生的内能以及电流通过电阻 而产生的焦耳热．
（4 分）
20. （1）物块在 F 作用下向上运动过程，F －mg sin37︒－μmg cos37︒＝ma 1，a 1＝6m/s 2
撤去 F 时物块的速度为：v 1=√(v 2
+2a 1s 1)=4m/s
撤去 F 后物块向上运动过程，－mg sin37︒－μmg cos37︒＝ma 2，a 2＝－8m/s 2
1 0 撤去 F 后物块向上运动的位移：s 2＝(0－v 2
)/(2a 2)＝1m
所以，物块沿斜面向上运动的总位移为：s =s 1+s 2=1.25+1=2.25m
（5 分）
（2） 物块沿斜面向上运动过程中，速度最大时恒力 F 功率最大，P m =Fv 1=112w （2 分）
（3） 如图所示．
（4 分）
（4） 物块在向上运动过程中，受到的四个力做功情况为：
恒力 F 做功 W F =Fs 1=28×1.25=35J 弹力 N 做功 W N =0
重力做功 W G =-mgsin 37︒s=-12×2.25=-27J 摩擦力做功 W f =-μmg cos37︒s=-4×2.25=-9J
动能的变化为：△E K =0-mv 2/2=-1J
因 W F +W N +W G +W f =△E K ，所以，在物块沿斜面向上运动过程中，所有外力做功之和等于
物块动能的变化． （4 分）。