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上海市普陀区2022-2023学年高三上学期期末质量调研
物 理 试 卷
考生注意：
1．试卷满分100分，包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。本考试分设试卷和答题纸，考试时间60分钟。
2．答题前，务必在答题纸上填写学校、班级、姓名。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、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。每小题只有一个正确答案）
现今核电站的核能主要来源于核燃料的
A．聚变反应 B．裂变反应 C．衰变反应 D．化学反应
用一束单色光照射某金属板，金属板表面没有电子逸出，这可能是因为光的
A．频率太低 B．波长太短 C．光强不够强 D．照射时间不够长
一定质量的气体保持温度不变，在将其压缩的过程中，气体
A．压强增大，分子平均动能不变 B．压强增大，分子平均动能增大
C．压强减小，分子平均动能不变 D．压强减小，分子平均动能减小
甲、乙两单摆在同一地点做简谐振动，其振动图象如图所示。两摆的摆长和摆球质量分别为 l甲、l乙 和 m甲、m乙，它们之间可能的关系是
A．l甲 > l乙，m甲 > m乙 B．l甲 < 乙，m甲 < m乙
C．l甲 = l乙，m甲 > m乙 D．l甲 < l乙，m甲 = m乙
如图，起重机用钢索在竖直方向上吊装重物，在重物减速下降的过程中（不计钢索的重力），钢索对重物的作用力
A．小于重物对钢索的作用力 B．小于重物的重力
C．大于重物对钢索的作用力 D．大于重物的重力
如图，将一质量为 m 的小球从 a 点以初速度 v 斜向上抛出（不计空气阻力），小球先后经过 b、c 两点。已知 a、c 之间的高度差和 b、c 之间的高度差均为 h，重力加速度为 g，取 a 点所在的水平面为零势能面，则小球在
A．b 点的机械能为 2mgh C．b 点的动能为 mv2 + 2mgh
B．c 点的机械能为 mgh D．c 点的动能为 mv2 – mgh
质量为 m0 的某元素原子核发生衰变，经过时间 t，该元素原子核剩余的质量为 m，其 – t 关系如图所示。该元素的半衰期约为
A．67 d B．101 d C．115 d D．124 d
如图，波源 O 垂直于介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t = 0 时，离 O 点 5 m 的 A 点开始振动；t = 1 s 时，离 O 点 10 m 的 B 点也开始振动，此时 A 点第五次回到平衡位置。则波的
A．周期为 0.4 s，波速为 5 m/s
B．周期为 0.4 s，波速为 5m/s
C．周期为 0.2 s，波速为 5 m/s
D．周期为 0.2 s，波速为 5m/s
两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 A、B 两点，两点电荷连线上各点电势 φ 随坐标 x 变化的关系如图所示，其中 P 点电势最高，且 AP < PB。由图像可知
A．两点电荷均带正电，且 q1 > q2
B．两点电荷均带正电，且 q1 < q2
C．两点电荷均带负电，且 q1 > q2
D．两点电荷均带负电，且 q1 < q2
如图，装有水银的玻璃细管位于竖直平面内，其中 a 管水平、左端用活塞封闭了一段气柱；b、c 管竖直，b 管上端封闭了一定量的气体、c 管上端与大气相通。最初 b、c 两管中水银面恰好相平，现保持温度和大气压不变，将活塞缓慢向左拉动一小段距离（b、c 管仍有水银），稳定后 b 管中水银面将
A．高于 c 管中水银面，a 管中的气柱长将变短
B．高于 c 管中水银面，a 管中的气柱长将变长
C．低于 c 管中水银面，a 管中的气柱长将变短
D．低于 c 管中水银面，a 管中的气柱长将变长
三个完全相同的小物体 A、B、C 如图放置。大小为 F 的水平力作用于 A，使三物体一起向右匀速运动。经过一段时间撤去力 F，三物体仍一起向右运动，此时 A、B 间摩擦力 Ff 与 B、C 间作用力 FN 的大小分别是
A．Ff = 0、FN = B．Ff = 、FN = 0
C．Ff = 、FN = D．Ff =、FN =
两根通电直导线 a、b 相互平行，a 通有垂直纸面向里的电流，固定在 O 点正下方的地面上；b 通过一端系于 O 点的绝缘细线悬挂，且 Oa = Ob，b 静止时的截面图如图所示。若 a 中电流大小保持不变，b 中的电流缓慢增大，则在 b 缓慢移动的过程中
A．细线对 b 的拉力逐渐变小 B．地面对 a 的作用力变小
C．细线对 b 的拉力逐渐变大 D．地面对 a 的作用力变大
二、填空题（共20分。本大题有5小题，每小题4分，每空格2分。）
PM 2.5 是指空气中直径等于或小于 2.5 微米的悬浮颗粒物，其能较长时间漂浮在空中做无规则运动，这种无规则运动是________（选填“分子热运动”或“布朗运动”），影响这种无规则运动剧烈程度的因素有_____________________________。
一个 23892U 经过一系列的 α、β 衰变后变为了 20682Pb，在此过程中放射出电子的总个数为________，每放射出一个电子原子核内就多了一个________。
如图（a），电路中电源的内阻可忽略不计，其电动势 E = 6 V，R1为可变电阻。电阻 R 的 U – I 特性曲线如图（b）所示。当通过电阻 R 的电流强度为 2.0 mA 时，R 的阻值为________Ω。将可变电阻阻值调到 750 Ω 时，R 两端的电压为_________V。
质量 半径 公转半径
地球 m R r
木星 约 320m 约 11R 约 5r
2021 年 8 月 20 日出现了“木星冲日”，即木星、地球和太阳几乎排列成一线，且地球位于太阳与木星之间的现象。已知木星与地球几乎在同一平面内绕太阳近似做匀速圆周运动，且绕行方向相同。木星、地球相关数据见表格。
不考虑木星与地球间的引力作用及自转影响，木星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的________倍；大约再经过________年可再次看到“木星冲日”现象。（均保留 1 位小数）
如图，空间中存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。五根长为L、阻值为R金属杆，其中四根杆组成正方形闭合框架，固定在绝缘水平桌面上；另一根杆ab搁在框架上且始终接触良好。ab杆在外力作用下以速度v匀速从框架最左端运动到其最右端。在此过程中，正方形框架产生的总热量________（选填“大于”“等于”或“小于”）ab杆产生的总热量；正方形框架所受安培力最小值为________。
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的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
（10分）“用DIS研究物体加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示。
（1）第一组、第二组同学分别将轨道水平、倾斜放置（A 端垫高）进行实验，根据实验数据分别绘制了 a – F 图线，如图（b）所示。图线 ① 是轨道__________（选填“水平”或“倾斜”）放置实验时获得的图线，其横轴截距的物理含义是____________________；图线 ② 没过原点的原因是___________________________________________。
（2）两组同学思考后，调整装置，重新实验，获得实验图线 ③ 和 ④，如图（c）所示，图线 ③ 和 ④ 不重合的原因是_______________________________________________。
（3）实验时小车所受拉力的实际值________（选填“大于”“等于”或“小于”）测量值。
（16分）如图，两光滑金属导轨平行放置在绝缘水平面上，导轨间距为 L，左侧接一阻值为 R 的电阻。MN 与 PQ 相距为 d，其间有磁感应强度为 B，垂直轨道平面的匀强磁场。一质量为 m、阻值为 r 的金属棒 ab 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。棒 ab 受水平力的作用，从磁场的左边界 MN 由静止开始向右边界 PQ 运动。（不计导轨的电阻）
（1）若棒 ab 在大小为 F 的水平恒力作用下运动，运动到 PQ 时的速度为 v，求在此过程中电阻 R 产生的热量 Q；
（2）若棒 ab 通过磁场的过程中，电阻 R 两端电压 U 与棒从静止开始运动的时间 t 满足 U = kt 的关系。
① 写出 U = kt 式中 k 的单位（用国际单位制中基本单位表示）；
② 分析说明棒 ab 在匀强磁场中的运动情况；
③ 求当棒 ab 运动到磁场中间时，所受水平力 F 的大小。
（14分）如图（a），一质量为 m = 1.5 kg 的物块在沿斜面向上的恒力 F 作用下，从倾角为 θ = 37° 的光滑斜面底端由静止开始运动。当恒力做功 48 J 后撤去 F，再经过一段时间后物块又返回斜面底端。已知物块沿斜面上滑和下滑所用的时间的比是 2∶1。（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度 g = 10 m/s2）
（1）求撤去力 F 后物块的加速度；
（2）求物块返回到出发点时的速度大小；
（3）在图（b）中画出，物块从开始运动到返回底端过程中的速度与时间的 v – t 图像。
（4）求恒力 F 的大小。
参考答案
一、单项选择题（40 分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B A A C D D C A D B B D
二、填空题 （共 20 分。本大题有 5 小题，每小题 4 分，每空格 2 分。）
13．布朗运动；温度和颗粒大小 14．6；质子
15．1000；3 16．2.6；1.1
17．小于；
三、综合题（共 40 分。第 18 题 10 分，第 19 题 16 分，第 20 题 14 分）
18．（10 分）
（1）水平；水平轨道与小车之间的摩檫力大小；轨道倾角过大（A 端垫得过高）
（2）两组同学实验时所用小车（及配件）的总质量不同
（3）小于
19．（4 分＋2 分＋4 分＋6 分=16 分）
（1）∵棒 ab 与 R 串联，∴ QR∶Qr = R∶r 即 Qr = QR = Q
根据功与能量变化的关系可知：WF = Ek + QR + Qr
因此 Fd = mv2 + Q + Q，解得 Q = (Fd mv2)
（2）① k 的单位为 kg·m2/(A·s4)
② ab 切割磁感线产生的感应电动势为 E = BLv
由闭合电路欧姆定律可得，回路中的电流 I = =
由部分电路欧姆定律可得，电阻 R 两端电压 U = IR = BLv
由题意得 U = kt，即 U = kt = BLv
∵ B、L、R、r 是恒定值，∴金属棒的速度应随时间均匀增大。因此金属棒 ab 做初速度为零的匀加速运动。
③ 由 U = kt = BLv 可推出 v = t = at，故 ab 做匀加速运动的加速度 a =
ab 所受安培力 FA = BIL =
由牛顿第二定律得 F – FA = ma 得 F = ma + FA = +
由匀变速直线运动 v2 = 2as，得 ab 运动到磁场中间时 v = = =
因此 ab 运动到磁场中间时 F = ma + FA = +
20．（4 分＋4 分＋3 分＋3 分＝14 分）
（1）撤去力 F 后，物块受重力和斜面的弹力作用，受力如图 1 所示
由牛顿第二定律得 mgsinθ = ma，解得 a = gsinθ = 10×0.6 m/s2 = 6 m/s2
撤去力 F 后物块的加速度大小为 6 m/s2，方向沿斜面向下。
（2）物块从静止开始运动到返回出发点的过程中，由功与能量变化的关系可得 WF = Ep + Ek，由题意可知： Ep = 0， Ek = Ekt Ek0 = Ekt
故返回到出发点时的动能 Ekt = WF = 48 J
∵ Ekt = mv2 ∴返回到出发点时的速度 v = = m/s = 8 m/s
（3）如图所示
（4）由（3）的图像可得撤去力 F 前后物块加速度的比为 a ∶a = 1∶3，a = a = 2 m/s2
物块撤去力 F 前受力如图 2 所示，由牛顿第二定律得 F – mgsinθ = ma
解得 F = ma' + mgsinθ =（1.5×2 + 1.5×10×0.6）N = 12 N
或 ∵a = 2 m/s2 ∴ s = a t 2 = ×2×22 m = 4 m
由 WF = Fs 得 F = = N = 12 N

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