上海市各地區(qū)2023年高考物理模擬（二模）題匯編-04解答題

上海市各地區(qū)2023年高考物理模擬（二模）題按題型分類匯

編-04解答題

一、解答題

1.（2023屆上海市虹口區(qū)高三下學(xué)期期中學(xué)生學(xué)習(xí)能力診斷測試（二模）物理試題）

如圖，一足夠長的光滑細桿與水平面成。角固定放置，桿上套有一質(zhì)量為，"的小球。對

小球施加一沿桿向上的恒定拉力，使其從桿底端。點由靜止起勻加速上升。以。點所

在水平面為重力零勢能面，在此過程中小球的動能與重力勢能始終相等。小球上升到某

位置時撤去拉力，此前拉力共做功W。（重力加速度為g）

（1）求撤去拉力前，小球的加速度G

（2）求拉力大小尸；

（3）通過計算證明：撤去拉力后，小球在繼續(xù)上升的過程中機械能守恒。

（4）求小球動能為:W時的重力勢能

2.（2023屆上海市虹口區(qū)高三下學(xué)期期中學(xué)生學(xué)習(xí)能力診斷測試（二模）物理試題）

如圖（4）,邊長/=0.2m、單位長度電阻析IQ/m的正方形導(dǎo)線框MCd處于勻強磁場中，

線框所在平面與磁場方向垂直?以6為原點，沿左邊建立坐標(biāo)軸OX。不計電阻的導(dǎo)體

棒*平行于H放置，與線框接觸良好。在外力作用下，導(dǎo)體棒以V=O.6m∕s的速度沿X

軸正方向勻速運動，通過導(dǎo)體棒的電流/隨導(dǎo)體棒位置坐標(biāo)X的變化關(guān)系如圖"）所示。

（1）求磁感應(yīng)強度大小B：

（2）求/隨X變化的表達式;

（3）估算導(dǎo)體棒從x∕=0運動到X2=0.2m的過程中，導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱Q。

圖(b)

3.（上海市普陀區(qū)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期期末質(zhì)量調(diào)研（一模）物理試題）如圖，

兩光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為3左側(cè)接一阻值為R的電阻。

MN與PQ相距為d,其間有磁感應(yīng)強度為垂直軌道平面的勻強磁場。一質(zhì)量為〃?、

阻值為r的金屬棒油置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。棒而受水平力的作用，從

磁場的左邊界MN由靜止開始向右邊界PQ運動。（不計導(dǎo)軌的電阻）

（1）若棒"在大小為尸的水平恒力作用下運動，運動到P。時的速度為V,求在此過

程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q；

（2）若棒必通過磁場的過程中，電阻R兩端電壓U與棒從靜止開始運動的時間，滿足

U=kt的關(guān)系。

①寫出U=Zf式中上的單位（用國際單位制中基本單位表示）；

②分析說明棒就在勻強磁場中的運動情況；

③求當(dāng)棒仍運動到磁場中間時，所受水平力下的大小。

\4P

ClX×X；

B

XJXX

RFL

hXX×

Q

NLd

4.（上海市普陀區(qū)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期期末質(zhì)量調(diào)研（一模）物理試題）如圖（"）,

一質(zhì)量為/M=1.5kg的物塊在沿斜面向上的恒力尸作用下，從傾角為6=37。的光滑斜面底

端由靜止開始運動。當(dāng)恒力做功48J后撤去F,再經(jīng)過一段時間后物塊又返回斜面底端。

已知物塊沿斜面上滑和下滑所用的時間的比是2：1。（sin37°=0.6,cos370=0.8,重力加

速度g=10m∕s2）

（1）求撤去力產(chǎn)后物塊的加速度；

（2）求物塊返回到出發(fā)點時的速度大?。?/p>

（3）在圖"）中畫出，物塊從開始運動到返回底端過程中的速度與時間的VT圖像；

（4）求恒力尸的大小。

試卷第2頁，共6頁

nv∕m?s'

圖(a)圖(b)

5.（2023屆上海市靜安區(qū)高三下學(xué)期二模測試物理試題）如圖，固定在豎直平面內(nèi)半

徑R=OSm的5光滑圓弧軌道AB,其最低點B與足夠長的粗糙水平軌道BC無縫連接，

OA為圓弧軌道的水平半徑?？梢暈橘|(zhì)點的小物塊從A點由靜止釋放，經(jīng)B點進入水平

軌道8C,小物塊與3C間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,g取IOm展求：

（1）小物塊經(jīng)B點時的速度V的大??；

（2）小物塊剛要到B點時加速度a的大小和方向；

（3）小物塊過B點后3s內(nèi)所滑行的距離s。

6.（2023屆上海市靜安區(qū)高三下學(xué)期二模測試物理試題）如圖，MN與PQ是兩條水平

放置彼此平行間距L=Im的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌左端接R=IC的定值電阻，

電壓表接在電阻兩端。質(zhì)量機=0.2kg,電阻尸1Ω的金屬桿必置于導(dǎo)軌上，空間存在垂

直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場。/=0時刻M桿受水平向右的拉力尸作用，由靜止開始做勻加

速直線運動，油桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,整個過程油桿始終與導(dǎo)軌接觸且垂

直于導(dǎo)軌。己知第4s末，"桿的速度v=2m∕s,電壓表示數(shù)U=IV。（取重力加速度

g=10m∕s2?)

（1）在第4s末，H桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和受到的安培力尸少各為多大？、

（2）若第4s末以后，必桿做勻速運動，則在勻速運動階段的拉力F為多大？整個過程

拉力的最大值Fm為多大?

（3）若第4s末以后，拉力的功率保持不變，岫桿能達到的最大速度?n為多大？

（4）在虛線框內(nèi)畫出上述第（2）、（3）題中，0~6s內(nèi)拉力尸隨時間f變化的大致圖線,

并標(biāo)出相應(yīng)的縱坐標(biāo)數(shù)值。

MN

××××××

××××××

×X××××

××××××

××××××

FN

八

02460246

第(2)題對應(yīng)的尸Y圖第(3)題對應(yīng)的尸-f圖

7.(2023屆上海市長寧區(qū)高三下學(xué)期二模測試物理試題)如圖所示，U型玻璃細管豎

直放置，底部與足夠長的水平細管相連通，各部分細管內(nèi)徑相同。水平細管內(nèi)用小活塞

封有長為IOCm的氣體A,U型管左管上端封有長為IOCm的氣體B。右管上端開口并

與大氣相通，此時U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，水銀面距U型玻璃管底部

為15cm。已知外界大氣壓強為75CmHg,忽略環(huán)境溫度變化。

(1)A氣體的壓強是多少？

(2)將活塞緩慢向左拉，使氣體B的長度變?yōu)镮ICm,重新平衡后氣體B和A的壓強

各是多少？

(3)活塞向左拉動的距離是多少？

BC

8.(2023屆上海市長寧區(qū)高三下學(xué)期二模測試物理試題)如圖所示，兩根距離為gIm

的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于My豎直面內(nèi)，一端接有阻值為R=2Q的電阻。在y>0

的一側(cè)存在垂直紙面的磁場，磁場大小沿X軸均勻分布，沿y軸大小按規(guī)律〃T)

分布。一質(zhì)量為〃?=0.05kg、阻值為尸1。的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直，在導(dǎo)軌上滑動時接

觸良好。金屬桿始終受一大小可調(diào)節(jié)、方向豎直向上的外力F作用，使它能保持大小為

a=2m/s2、方向沿y軸負方向的恒定加速度運動。片0時刻，金屬桿位于產(chǎn)0處，速度大

小為W=4m∕s,方向沿y軸的正方向。設(shè)導(dǎo)軌電阻忽略不計，空氣阻力不計，重力加速

試卷第4頁，共6頁

度g=10m∕s2°求:

(1)當(dāng)金屬桿的速度大小為v=2m∕s時直桿兩端的電壓;

(2)該回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時間；

(3)當(dāng)時間分別為片3s和∕=5s時，外力尸的大??；

(4)電阻R的最大電功率。

9.(2023屆上海市黃浦區(qū)高三下學(xué)期二模物理試題)如圖，在傾角為6的光滑斜坡上有

20個均勻分布的減速帶，減速帶之間的距離均為d,每個減速帶的寬度遠小于乩質(zhì)量

為〃?的無動力小車(可視為質(zhì)點)從距第一個減速帶L處由靜止下滑。小車通過減速帶

所損失的機械能與到達減速帶時的速度有關(guān)。某同學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第17個減速

帶后，在相鄰減速帶間的平均速度不再增加。小車通過最后一個減速帶后立刻進入與斜

面平滑連接的水平地面繼續(xù)滑行距離S后停下，小車與地面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力

加速度為g。

(1)小車進入水平地面時速度V的大小；

(2)小車通過20個減速帶共損失的機械能AE怠；

(3)小車通過第17個減速帶后，每經(jīng)過一個減速帶損失的機械能ΔE°

10.(2023屆上海市黃浦區(qū)高三下學(xué)期二模物理試題)如圖，兩根足夠長的光滑金屬軌

道互相垂直地固定在水平面內(nèi)，電阻不計二處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。將單位

長度電阻為r的導(dǎo)體棒與軌道成45。放置于軌道上。r=0時導(dǎo)體棒位于。點位置，在水

平拉力作用下，導(dǎo)體棒從。點沿X軸以速度U勻速向右運動。導(dǎo)體棒與軌道的交點為“

與b。

(1)/時刻導(dǎo)體棒中電流的大小/和方向；

(2)水平拉力尸隨時間r變化的關(guān)系式尸C)；

(3)分析說明導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時間f變化的規(guī)律并畫出大致圖像。

試卷第6頁，共6頁

參考答案:

2

?.(1)α=gsin6,沿斜面向上；(2)F-2mg?a?nθ↑(3)見解析；(4)-W

【詳解】(1)設(shè)小球沿桿向上移動距離為X,因

Ek-Ep

即

?/nv2=WgxsinJ

解得

y2=2gχsind

結(jié)合勻變速公式可以得到加速度

α=gsinθ,沿斜面向上

(2)小球受到三個力的作用，如圖

F-mg?sinθ=ma

解得

F=2mg?sinθ

(3)設(shè)撤去拉力時小球的速度為小小球沿桿已經(jīng)上升距離6/,則此時機械能

4=；mvf+“zgs∣?sin6

撤去拉力后，牛頓第二定律

-mg?s?nθ=ma'

解得

d=-gsin優(yōu)沿斜面向下

此后，小球繼續(xù)沿桿上升任意距離S時的速度

v2=yjvf+2a's=Jv；-2gs.sinθ

答案第1頁，共12頁

動能

2

Ek2=?m?^-?∕nvj-42gs?sinθ

機械能總量

-mgs`sinθ?+mg?(心+$)Sine=；wv2+IngSl?sin6=E

E?-Ek2+EpZ=-∏111

2tv,

由于距離S任意，所以，撤去拉力后，小球在任意位置的機械能總量都保持不變，該過程中,

桿對小球的彈力與運動方向垂直，不做功，僅有重力做功。由此可以得出結(jié)論：撤去拉力后,

小球在繼續(xù)上升的過程中，只有重力做功，機械能守恒。

(4)撤去拉力前，動能和重力勢能始終相等，故

E=-W

p3

撤去拉力時小球獲得機械能為W。撤去拉力后，機械能守恒

EP=W-Ek=IW

2?⑴°?5T;⑵/"-K.IOX)A；⑶6?60xWJ

【詳解】(1)從圖像得知：當(dāng)X=O.5/=0.Im時

∕=0.3A

此時

RFO?2C

E=∕R總=0.3x0.2V=O.06V

_E0.06

BD———=0.5T

Iv0.2×0.6

(2)電動勢

E=B∕V=0.06V

RrR2[(∕÷2x)?,θ]?[(3∕-2x)?∕jJ(∕÷2x)?(3∕-2x)(l+10x)(3-10x)?

R折而=赤=&%=ω

棒中電流

E4BF。_1.2

=

仁R總=(l+2x)-(3l-2x)r0(l+10x)?(3-lOX)?

(3)^從x∕=0運動到X2=0?2m的過程中，安培力F=B〃先減小后增大，在Ar→0的微小過

程中，克服安培力做功

△W?=BZ∕?Δx=β∕(∕Δx)

故全過程，克服安培力做的總功

答案第2頁，共12頁

W兌N(AW(S)=B∕?Z(∕??Λ)

Z(∕?Ar)則對應(yīng)圖線與X軸包圍的“面積”，該“面積”約為

(20×15+3O)×O.O2×O.OlA?m=6.60×10-2A?m

克服安培力做功

23

Wi?=B∕?X(∕?Δx)=O.5×O.2×(6.6O×IO-)=6.6O×lO-J

回路產(chǎn)生電能，并全部轉(zhuǎn)化為線框中的焦耳熱約為6.60×lO-3Jo

3?⑴含(口一如)⑵①kg?m2∕(Ad);②金屬棒而做初速度為零的勻加速運動;

③函R+r)IB￥kd

BLRV(R+r)R

【詳解】(1)根據(jù)能量守恒定律有

Fd=QmV2+Qii

由于棒"與R串聯(lián)，則電阻R產(chǎn)生的熱量為

Q=含/

解得

Q=—^-^Fd--mv1)

R+r2

(2)①根據(jù)單位運算可知,A的單位為kg.m2∕(A?s4);

②〃。切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E=BLv

由閉合電路歐姆定律可得，回路中的電流

EBLv

~R+r~R+r

由部分電路歐姆定律可得，電阻H兩端電壓

BLR

U=IR=----------V

R+r

由題意有

U=kt

則有

U=Ia=旦

R+r

由于3、L、R、)?是恒定值,則金屬棒的速度應(yīng)隨時間均勻增大。因此金屬棒ah做初速度為

答案第3頁，共12頁

零的勻加速運動。

③根據(jù)上述有

則有

故ab做勻加速運動的加速度

k(R+r)

油所受安培力

由牛頓第二定律得

F-Fι=ιna

解得

mk(R+r)B2Lrv

BLRR+r

由于勻變速直線運動

解得必運動到磁場中間時

k(R+r)d

BLR

因此必運動到磁場中間時水平力尸的大小為

Lmk(R+r)IB3Okd

F=-------------+J----------

BLR?(R+r)R

v∕m?s^

4.(1)6m∕s2,方向沿斜面向下；(2)8m/s；(3)_

(4)12N

答案第4頁，共12頁

【詳解】（1）撤去力F后，物塊受重力和斜面的彈力作用，受力如圖1所示

圖1

由牛頓第二定律得

mgs?nθ=ma

解得

o=^sin^=10×0.6m∕s2=6m∕s2

撤去力F后物塊的加速度大小為6m∕s2,方向沿斜面向下。

（2）物塊從靜止開始運動到返回出發(fā)點的過程中，由功與能量變化的關(guān)系可得

WF=AEP+ΔJ&

由題意可知

ΔE,,=0

AEk-Ekl-EkO^Eki

故返回到出發(fā)點時的動能

Ekl=WF=4SJ

又

Ek=BrnV2

，返回到出發(fā)點時的速度

恒∕2×48.c.

V=J———=J??m/s=8m∕s

（3）如圖所示

八WmSl

答案第5頁，共12頁

(4)由(3)的圖像可得撤去力F前后物塊加速度的比為

d:a=?:3

則

d=L=2m∕s2

3

物塊撤去力F前受力如圖2所示

圖2

由牛頓第二定律得

F-mgsinθ=mal

解得

F=ma'+mgsinθ=(1.5×2+1.5×10×0.6)N=12N

或因為"=2m∕s2,所以

fl2=?∣?×2×22m=4m

由Wr=Fst得

w48

F=-ji=-N=12N

s'4

5.(1)4m/s；(2)20m∕s2,沿過B點的半徑指向圓心；(3)4m

【詳解】(1)從A到b只有重力對小物塊做功，小物塊機械能守恒

??

0+mgR=-mv~+0

代入數(shù)據(jù)得

vB=4m/s

(2)小環(huán)剛要到3點時，處于圓周運動過程中，向心加速度

a嗔

代入數(shù)據(jù)得

a=20m∕s2

加速度方向沿過B點的半徑指向圓心。

答案第6頁，共12頁

（3）小物塊過B點后，做減速運動的加速度大小

",="=耍="g=2m∕s2

mm

小物塊滑行至停下所用時間

f件=—γ=2s<3s

小物塊滑行2s停下

_Vn

S=%=個停=4λm

6.(1)2V,IN；(2)1.4N,1.5N；(3)2.08m∕s;(4)見解析

【詳解】（1）4s末回路中感應(yīng)電流

I*TA

得

E=∕(Λ+r)=2V

由

E=BLv

得

8=IT

4s末必受的安培力

F,.=BIL=IN

（2）油桿勻速運動，受力平衡

F-μmg-∕?=O

代入數(shù)據(jù)得

F=1.4N

整個過程中，勻加速至第4s末時拉力最大

r-f?v

Fm-μmg-F1i=m-,

代入數(shù)據(jù)得

Fδ=1.5N

（3）若第4s末開始，拉力的功率不變，此時

答案第7頁，共12頁

p=jξιιv=3W

t

當(dāng)ab達到最大速度?w時,此時拉力為F

F'fmg-B2叢■L=Q

/?+r

又

P=FR

聯(lián)立得

vm=2.08m∕s

（4）上述兩種情況拉力F隨時間r變化大致圖線如圖所示

在（3）情形中最終拉力為/=±=1?44N.

%

7.(1)90cmHg;(2)68cmHg,82cmHg;(3)IOcm

【詳解】（1）設(shè)大氣壓強為P。，A氣體的壓強為

PAl=PBl+Ph∣=PO+Ph∣=(75+15)CmHg=90CmHg

(2)設(shè)活塞橫截面積為S,活塞緩慢向左拉的過程中，氣體B做等溫變化，由玻意耳定律

PBKI=PB2%

即

75cmHg×1OcmXS=pB2×1Icm×S

解得

〃B2≈68cmHg

/?A2=/?B2+ph2=(68+10+15-1l)cmHg=82cmHg

答案第8頁，共12頁

(3)活塞緩慢向左推的過程中，氣體A做等溫變化，有

PAl匕I=PAZ匕\2

即

90cmHgXIOCmXS=82CmHgXLA2?S

解得

LA2≈1Icm

末狀態(tài)時氣體B和C的液面高度差為

ΔΛ=(75-68)cm=7cm

活塞拉動的距離

d=Ol-10)cm+(7+l)cm+(ll-I0)cm=10cm

8.(1)友V；(2)%=4s；(3)1.1N,0.6N；(4)-W

3L，9

【詳解】(1)當(dāng)金屬桿的速度大小為v=2m∕s時，以y軸正方向為正，此時，位移

U=Zztm=3m

2a2x(-2)

磁場

B=∣√v=∣√3(T)

感應(yīng)電動勢

E=BdV=g幣x?χ2V=S

金屬直桿兩端的電壓

U=看E=映V

(2)感應(yīng)電流持續(xù)的時間為從直桿開始運動到再次回到出發(fā)點的時間，即

?v2%Zl

teι=—=--=4s

(3)當(dāng)∕=3s時，速度

V=v0+at=(4-2×3)m∕s=-2π√s

直桿向上運動，此時，位移

V2-?22-42

ym=3m

2a2x(-2)

磁場

答案第9頁，共12頁

B=；后=；小T

直桿受豎直向下的重力G、豎直向上的外力R豎直向下的安培力尸玄，由牛頓第二定律得

F]-G-F,ii=ma

4=wjg+Bj"d+ma=(0.05×10+^^3×0'fxι+o.O5X2)N=1.1N

當(dāng)片5s>4s時，直桿已向上離開磁場區(qū)域，此時只受重力G和外力尸作用，由牛頓第二定律

得

F2-G=ma

F2=f∏g+ma=(0.05×10+0.05×2)N=0.6N

(4)電阻R的功率

-Q

其中

B=3G=0?5

代入，得

當(dāng)v2=8,即U=2J∑m∕s時尸最大

YW

9.(1)；(2)mg(L+?9d)sinΘ-JUmgs-(3)mgdsinθ

【詳解】(1)在水平地面上，小車水平方向受到摩擦力即合外力，根據(jù)牛頓第二定律

f=μN=μmg

可得