精品解析：2023年上海市普通高中学业水平等级考试物理试题（网络回忆版）

2023年上海市普通高中学业水平等级性考试 物理试卷 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，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题． 3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上．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） 1. 关于粒子散射实验正确的是（　　） A. 实验要在真空中进行 B. 荧光屏为了阻挡粒子 C. 实验中显微镜必须正对放射源 D. 证明了原子核中有质子存在 2. 如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ） A. B. C. D. 3. 一物块爆炸分裂为速率相同、质量不同的三个物块，对三者落地速率大小判断正确的是（ ） A. 质量大的落地速率大 B. 质量小的落地速率大 C. 三者落地速率都相同 D. 无法判断 4. 一定质量的理想气体，经历如图过程，其中分别为双曲线的一部分。下列对四点温度大小比较正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 一场100米跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到处时，秒表计时为。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度（ ） A. 可以算得平均速度，可以算得瞬时速度 B. 无法算得平均速度，可以算得瞬时速度 C. 可以算得平均速度，无法算得瞬时速度 D. 无法算得平均速度，无法算得瞬时速度 6. 三个大小相同的带电导体球，带电量分别为、和，让与先接触，然后让与接触，最终所带的电荷量为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，有一周期为、沿轴正方向传播的波，当时波恰好传到点，则时，段的波形图为（ ） A. B. C D. 8. 空间中有一电场，电势分布如图所示，现放入一个负点电荷，随后向右移动此电荷，下列电荷电势能随位置变化图像正确的是（ ） A. B. C D. 9. 真空中有一点P与微粒Q，Q在运动中受到指向P且大小与离开P的位移成正比的回复力，则下列情况有可能发生的是（ ） A. 速度增大，加速度增大 B. 速度增大，加速度减小 C. 速度增大，加速度不变 D. 速度减小，加速度不变 10. 炮管发射数百次炮弹后报废，炮弹飞出速度为1000m/s，则炮管报废前炮弹在炮管中运动总时长约为（ ） A. 5秒 B. 5分钟 C. 5小时 D. 5天 11. 如图所示，a为匀强电场，b为非匀强电场，三个电荷用轻棒连接为正三角形，则整个系统受合力的情况是（ ） A. a为0，b为0 B. a为0，b不为0 C. a不为0，b为0 D. a不为0，b不为0 12. 如图所示，有一光滑导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力变化如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（ ） A. B. C. D. 二、填空题（共20分） 13. 一个绝热密容器，其中含有一定质量气体。容器以一定速度平移，突然施力使其停止，其中的气体温度_______________，碰撞容器壁的剧烈程度_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 14. 假设月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，月球到地心的距离为r，则月球的线速度v=_____________；若已月球的质量为m，则地球对月球的引力F = _____________。 15. 科学家获得单色性很好的两种光A、B，已知这两种光的频率，则它们通过相同距离时间tA______________tB（选填“ = ”或“ ≠ ”）。现使两种光分别通过双缝打到光屏上，则_____________光会产生更宽的光带（选填“A”或“B”）。 16. 能量为8eV的光子的波长为_______________，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程_______________。（已知：h = 6.63 × 10－34J∙s，1eV = 1.6 × 10－19J） 17. 导热性能良好，内壁光滑的汽缸开口朝上水平放在桌面上，开口面积为S，轻质活塞封闭了一定质量的气体，活塞上放置了一个质量为m的砝码，稳定时活塞距离汽缸底高度为h，以m纵轴，为横轴，图线为一条直线，斜率为k，纵轴截距为b，大气压为_______________，当时_______________。 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理及回答问题过程中，要求给出必要的图示，文字说明、公式、演算等． 18. 如图所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力。先测出钩码所受的重力为G，之后改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间Δt。 （1）实验中___________（选填“必须”或“不必”）测出小车质量m车。 （2）为完成实验还需要测量___________和___________。 （3）实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是___________。 （4）若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度a1，与不平行时加速度a2相比，a1___________（选填“大于”“小于”或“等于”）a2。 19. 如图（a），线框位于倾斜角的斜面上，斜面上有一长度为的单匝矩形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向上，大小为，已知线框边长，，总电阻，现对线框施加一沿斜面向上的力使之运动。斜面上动摩擦因数，线框速度随时间变化如图（b）所示。（重力加速度取） （1）求外力大小； （2）求长度； （3）求回路产生的焦耳热。 20. 如图，将小球拴于的轻绳上，，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块，。小球于最低点与物块碰撞，与碰撞前瞬间向心加速度为，碰撞前后的速度之比为，碰撞前后、总动量不变。（重力加速度取，水平地面动摩擦因数） （1）求碰撞后瞬间物块的速度； （2）与碰撞后再次回到点的时间内，求物块运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023年上海市普通高中学业水平等级性考试 物理试卷 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，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题． 3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上．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） 1. 关于粒子散射实验正确的是（　　） A. 实验要在真空中进行 B. 荧光屏是为了阻挡粒子 C. 实验中显微镜必须正对放射源 D. 证明了原子核中有质子存在 【答案】A 【解析】 【详解】A．粒子散射实验要求在真空中进行，A正确； B．荧光屏是为了使粒子打在荧光屏上，通过观察荧光屏上的亮点来记录粒子散射后的位置，B错误； C．荧光屏和观察闪光的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，故实验中显微镜不是必须正对放射源，C错误； D．该实验证明了原子核中原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，并未证明原子核中有质子存在，D错误。 故选A。 2. 如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】四个完全相同的灯泡，、串联电流相同，、亮度相同；与、并联，并联两支路两端电压相同，故两端电压等于、各自两端电压之和，故比、都亮；在干路上，电流大小等于两支路电流之和，故流过电流最大，亮度最高。 故选A。 3. 一物块爆炸分裂为速率相同、质量不同的三个物块，对三者落地速率大小判断正确的是（ ） A. 质量大落地速率大 B. 质量小的落地速率大 C. 三者落地速率都相同 D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】爆炸后三个物块即从同一高度落地，由动能定律得 整理得 故初始速率相同的三个物块下落高度相同落地的速率也相同，故选C。 4. 一定质量的理想气体，经历如图过程，其中分别为双曲线的一部分。下列对四点温度大小比较正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由题可知一定质量的理想气体，分别为双曲线的一部分，故分别为该气体的两段等温变化的过程。则 、 AC错误； BD．ad、bc两过程都是等容变化，由图可知 ， 根据查理定律可知 可得 、 故B正确，D错误。 故选B。 5. 一场100米跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到处时，秒表计时为。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度（ ） A. 可以算得平均速度，可以算得瞬时速度 B. 无法算得平均速度，可以算得瞬时速度 C. 可以算得平均速度，无法算得瞬时速度 D. 无法算得平均速度，无法算得瞬时速度 【答案】C 【解析】 【详解】运动员跑步比赛过程中，运动过程中的加速度不一定恒定，跑到处时，秒表计时为，故可计算出这段时间内的平均速度，但无法算出这段时间的瞬时速度。 故选C。 6. 三个大小相同的带电导体球，带电量分别为、和，让与先接触，然后让与接触，最终所带的电荷量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】相同大小的三个带电导体球，根据电荷守恒定律得，与先接触后两球分别带电为 再让与接触，两球最后分别带电为 故选A。 7. 如图所示，有一周期为、沿轴正方向传播波，当时波恰好传到点，则时，段的波形图为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图像可知，该波的波长为0.5m，故波速可表示为 时，该波传播的距离为 由于BD距离为4m，故在时，该波刚好传播至D点，故段的波形图与选项C一致。 故选C。 8. 空间中有一电场，电势分布如图所示，现放入一个负点电荷，随后向右移动此电荷，下列电荷电势能随位置变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由电势能的表达式得，负点电荷向右移动此电荷，电势能为负值并且逐渐增大，故选C。 9. 真空中有一点P与微粒Q，Q在运动中受到指向P且大小与离开P的位移成正比的回复力，则下列情况有可能发生的是（ ） A. 速度增大，加速度增大 B. 速度增大，加速度减小 C. 速度增大，加速度不变 D. 速度减小，加速度不变 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，Q在运动中受到指向P且大小与离开P的位移成正比的回复力，即 F = －kx 则说明微粒Q以P为平衡位置做简谐振动，则微粒Q靠近平衡位置可能出现速度增大，加速度减小。 故选B。 10. 炮管发射数百次炮弹后报废，炮弹飞出速度为1000m/s，则炮管报废前炮弹在炮管中运动的总时长约为（ ） A. 5秒 B. 5分钟 C. 5小时 D. 5天 【答案】A 【解析】 【详解】设炮管的长度为10m，且炮弹在炮管中做匀变速运动，则有 解得 t = 0.02s 由题知炮管发射数百次炮弹后报废，则则炮管报废前炮弹在炮管中运动的总时长约为5s。 故选A。 11. 如图所示，a为匀强电场，b为非匀强电场，三个电荷用轻棒连接为正三角形，则整个系统受合力的情况是（ ） A. a为0，b为0 B. a为0，b不为0 C. a不为0，b为0 D. a不为0，b不为0 【答案】B 【解析】 【详解】对于图a，由于是匀强电场，设电场强度为E，则两个＋q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向上，一个－2q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向向下，则图a整个系统受合力为0；同理分析，由于两个＋q的电荷所在的场强更弱，则图b整个系统受合力不为0。 故选B。 12. 如图所示，有一光滑导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力变化如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于 E = BLv，E = IR，FA = BIL 联立得 再结合楞次定律，可知金属棒刚开始向右做匀减速直线运动，后向左做匀加速直线运动，且加速度一直 ，方向向左 综上当v = 0时，即t = t0时 F ≠ 0，且向左 故选C。 二、填空题（共20分） 13. 一个绝热密容器，其中含有一定质量气体。容器以一定速度平移，突然施力使其停止，其中的气体温度_______________，碰撞容器壁的剧烈程度_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 变大 ②. 变大 【解析】 【详解】[1][2]容器里的分子除做无规则的热运动外，还随容器做机械运动，当容器停止运动时，气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞，使得空气分子的动能转化为气体的内能，导致气体的温度升高，则气体分子碰撞容器壁的剧烈程度增大。 14. 假设月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，月球到地心的距离为r，则月球的线速度v=_____________；若已月球的质量为m，则地球对月球的引力F = _____________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据角速度和周期的关系有 再根据线速度和角速度的关系有 [2] 月球绕地球做匀速圆周运动有 15. 科学家获得单色性很好的两种光A、B，已知这两种光的频率，则它们通过相同距离时间tA______________tB（选填“ = ”或“ ≠ ”）。现使两种光分别通过双缝打到光屏上，则_____________光会产生更宽的光带（选填“A”或“B”）。 【答案】 ①. = ②. A 【解析】 【详解】[1]由于这两种光的频率，而这两种光的速度均为c，则它们通过相同距离时间tA = tB。 [2]于这两种光的频率，则这两种光的波长λA > λB，根据，可知A光会产生更宽的光带。 16. 能量为8eV的光子的波长为_______________，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程_______________。（已知：h = 6.63 × 10－34J∙s，1eV = 1.6 × 10－19J） 【答案】 ①. 1.55 × 10－7m ②. 【解析】 【详解】[1]根据光子的能量公式 可知能量为8eV的光子的频率为 再根据 解得 λ = 1.55 × 10－7m [2]根据电荷数、质量数守恒，则超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程为 17. 导热性能良好，内壁光滑的汽缸开口朝上水平放在桌面上，开口面积为S，轻质活塞封闭了一定质量的气体，活塞上放置了一个质量为m的砝码，稳定时活塞距离汽缸底高度为h，以m纵轴，为横轴，图线为一条直线，斜率为k，纵轴截距为b，大气压为_______________，当时_______________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]轻质活塞(不计质量)，当活塞稳定时，设汽缸内气体压强为，此时气体体积为 大气压强为，则对砝码做受力分析有 解得 当时，此时气体的体积 此过程温等温变化，由玻意耳定律 即 变形可得 故， 所以， 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理及回答问题过程中，要求给出必要的图示，文字说明、公式、演算等． 18. 如图所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力。先测出钩码所受的重力为G，之后改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间Δt。 （1）实验中___________（选填“必须”或“不必”）测出小车质量m车。 （2）为完成实验还需要测量___________和___________。 （3）实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是___________。 （4）若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度a1，与不平行时加速度a2相比，a1___________（选填“大于”“小于”或“等于”）a2。 【答案】（1）不必 （2） ①. 小车释放点到光电门的距离x ②. 挡光片的宽度d （3）见解析 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 [1]实验研究加速度与力的关系，加速度与合力成正比关系，只需控制小车质量不变即可，无须测出小车的质量。 【小问2详解】 [1][2]小车经过光电门的速度为 由运动学公式 2ax=v2 联立可得小车的加速度 a= 所以需要测量小车释放点到光电门的距离x和挡光片的宽度d。 【小问3详解】 [1]钩码在重力和拉力作用下向下做匀加速运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律可知绳子对钩码的拉力小于钩码的重力，而绳子对钩码的拉力大小等于绳子对小车拉力的大小，所以实际小车受到的拉力小于钩码的总重力。 【小问4详解】 [1]本实验忽略摩擦力的影响时，细线与轨道平行时 T=ma1 若滑轮偏低导致细线与轨道不平行，受力方向如图所示 由牛顿第二定律有 Tcos β=ma2 所以 a1>a2 19. 如图（a），线框位于倾斜角的斜面上，斜面上有一长度为的单匝矩形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向上，大小为，已知线框边长，，总电阻，现对线框施加一沿斜面向上的力使之运动。斜面上动摩擦因数，线框速度随时间变化如图（b）所示。（重力加速度取） （1）求外力大小； （2）求长度； （3）求回路产生的焦耳热。 【答案】（1）1.48N；（2）0.5m；（3）0.4J 【解析】 【详解】（1）由图（b）可知在0~0.4s内线框做匀加速运动，加速度为 根据牛顿第二定律有 代入数据可得 （2）由图（b）可知线框cf匀速进入磁场，则有 其中 联立可得 ， （3）线框穿过磁场过程中回路产生焦耳热等于过程中安培力做的功，即 20. 如图，将小球拴于的轻绳上，，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块，。小球于最低点与物块碰撞，与碰撞前瞬间向心加速度为，碰撞前后的速度之比为，碰撞前后、总动量不变。（重力加速度取，水平地面动摩擦因数） （1）求碰撞后瞬间物块的速度； （2）与碰撞后再次回到点的时间内，求物块运动的距离。 【答案】（1）1.67m/s，方向水平向右；（2）0.51m 【解析】 【详解】（1）由题意可知当P运动到A点时有 代入数据可得P碰撞前的速度为 又因为碰撞前后P的速度之比为5：1，所以碰后P的速度为 P与Q碰撞瞬间，P与Q组成的系统内力远大于外力，动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得 代入数据解得 方向水平向右； （2）由于远大于小球P的大小，碰后P的速度较小，上升的高度较小，故可知小球P碰后做简谐运动，由单摆的周期公式得 小球P再次到平衡位置的时间为 联立解得 碰后Q向右做匀减速直线运动，末速度减为零时的时间为，由运动学公式得 对于Q，由牛顿第二定律得 联立解得 由于，故在小球P再次到平衡位置的时间内，小球Q已停下；所以小球Q向右运动的过程中由动能定理得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $