上海市各地區(qū)2023年高考物理模擬（一模）題按題型分類匯編-04解答題

上海市各地區(qū)2023年高考物理模擬（一模）題按題型分類匯

編-04解答題1

一、解答題

1.（2023屆上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)期一模物理試題）如圖一個類似自動雨傘柄的裝置,

桿豎直放置于水平桌面上，套有一個滑塊，初始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從A處

以初速度所IOmZS向上滑動時(shí)，受到桿的摩擦力1N,滑塊滑到8處碰撞桿的上端，帶

動桿離開桌面一起豎直向上運(yùn)動，它們向上運(yùn)動的最大高度4=0.2m0已知滑塊的質(zhì)量

m=0.2kg,桿的質(zhì)量M=0.6kg,A、，間距L=L2m,重力加速度g=10m∕s2,不計(jì)空氣阻

力。問：

（1）初始滑塊靜止時(shí)桌面受到的壓力為多大？

（2）滑塊在4、B間滑動過程中，桌面對桿的支持力為多大？

（3）滑塊帶動桿一起向上運(yùn)動的初速度為多大？

（4）滑塊和桿組成的系統(tǒng)在上述過程中機(jī)械能損失了多少？

2.（2023屆上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)期一模物理試題）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水

平面內(nèi)，間距L=Im。一根質(zhì)量加=0.2kg的導(dǎo)體棒垂直置于導(dǎo)軌上，整個裝置置于勻強(qiáng)

磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定為B=0.8T,方向與金屬棒垂直，與水平向右方向的夾角。

可調(diào)。導(dǎo)體棒通以恒定電流，電流∕=2A,有向右的初速度。當(dāng)磁場方向斜向上，且與

水平向右方向的夾角，=53。，棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，5s內(nèi)速度V隨時(shí)間?的變化關(guān)系如圖

所示。（取重力加速度g=10m∕s2,sin53"=0.8,cos53°=0.6）

（1）寫出棒中電流的方向；

（2）求棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因素“；

（3）第5s末開始調(diào)節(jié)磁場方向，從公53。逆時(shí)針持續(xù)不斷轉(zhuǎn)至6=90"（即磁場方向豎

直向上），請說明此過程中棒的加速度是如何變化的，并在Z圖上畫出速度V隨時(shí)間，

的變化關(guān)系的可能的示意圖。

3.（2023屆上海市青浦區(qū)高三上學(xué)期期末練習(xí)（一模）物理試題）導(dǎo)熱的U型管一端

封閉，管中用水銀封閉一定質(zhì)量的氣體，。型管兩直管長度相等，間距為"，且d遠(yuǎn)大

于管的粗細(xì)。當(dāng)。型口向上、直管豎直放置時(shí)，管中兩水銀面等高，如圖“，此時(shí)封閉

氣體柱長度為/°,大氣壓強(qiáng)為p。，室內(nèi)溫度不變，水銀密度為p,重力加速度為g。

（1）若將U型管在管平面內(nèi)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90。成圖b,或順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90。成圖c,

求從C兩圖中封閉氣體柱長度之比（結(jié)果用p。、p、g、d表示）；

（2）若U型管從圖C繼續(xù)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動，當(dāng)左側(cè)管中水銀恰好與管口相齊時(shí)兩側(cè)管

中水銀面連線恰好在豎直方向上，如圖已知"=22.5Cm,fo=15cm,求大氣壓強(qiáng)po（單

位用CmHg表示）。

4.（2023屆上海市青浦區(qū)高三上學(xué)期期末練習(xí)（一模）物理試題）第24屆冬奧于2022

年2月4日在我國北京等地舉行，冰滑梯作為體驗(yàn)冰雪運(yùn)動樂趣的設(shè)施受到廣大游客的

歡迎。某冰滑梯的示意圖如圖所示，螺旋滑道、傾斜滑道和平直滑道相互間均平滑連接,

其中螺旋滑道和傾斜滑道的高度均為爪設(shè)所有游客都從螺旋滑道頂部離地高為Ih處

由靜止開始下滑，在螺旋滑道上機(jī)械能的損耗為20%,水平滑道和傾斜滑道對同一滑板

的動摩擦因數(shù)相同，對不同滑板的動摩擦因數(shù)"不同，但滿足〃4≤1.2∕ω（阿為某一己

知值）。在設(shè)計(jì)滑梯時(shí)，要確保所有游客在傾斜滑道上都作勻減速運(yùn)動，且滑行結(jié)束時(shí)

也都停在水平滑道上。

（1）游客滑到螺旋滑道底部時(shí)的速度多大？

（2）傾斜滑道的底部長度L至少要多長？

（3）傾斜滑道的底部長度L最長是多少？

（4）傾斜滑道的底部長度L與水平滑道長度心的總長（Δ∕+?2）至少要多長？

試卷第2頁，共6頁

螺旋滑道h

水平滑道

-L2-ψ—Li---->|

5.（2023屆上海市松江區(qū)高三上學(xué)期練習(xí)（一模）物理試題）如圖，電荷量為。的正

點(diǎn)電荷固定在。處。A、B、C在。豎直上方的高度分別為〃、~h.%（已知：靜電

力常量為上重力加速度為g）。求：

（1）A處電場強(qiáng)度的大小和方向；

（2）若質(zhì)量為〃?的帶電小球在A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，到C點(diǎn)時(shí)

速度為零，求小球的電性和電荷量4；

（3）在（2）間的條件下，點(diǎn)電荷。電場中C、A兩點(diǎn)間的電勢差。

——?J

h

B

C

--Oo

+Q

6.（2023屆上海市松江區(qū)高三上學(xué)期練習(xí)（一模）物理試題）如圖，在地面上方的豎

直平面內(nèi)放置一桿狀軌道，AB為粗糙的長直軌道，長為L=Iom,與水平方向的夾角為

。=37。，BCD、OEF均為半徑為R=Im的光滑圓弧形軌道，AB與BCQ相切于B點(diǎn)，B

點(diǎn)離地高度為〃=3m,。、02兩圓心等高，C為圓弧形軌道的最低點(diǎn)，E為最高點(diǎn)。一

質(zhì)量為m=0.2kg的小環(huán)套在AB上，自P點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)Q2s運(yùn)動到B點(diǎn)的速度大小

為v=6m∕s0sin37o=0.6,CoS37。=0.8,g?10m∕s2,以地面為零勢能面。求：

（1）小環(huán)在AB軌道上受到的摩擦力的大??；

（2）小環(huán)過E點(diǎn)時(shí)，小環(huán)對弧形軌道的作用力大??；

（3）若改變小環(huán)在直桿上釋放點(diǎn)的位置，求小環(huán)落地時(shí)機(jī)械能的可能值；

（4）小環(huán)在AB桿上某一區(qū)域由靜止釋放時(shí)，若小環(huán)不會落到地面上，請用能量觀點(diǎn)分

析小環(huán)的運(yùn)動過程，并求出最終穩(wěn)定后小環(huán)的機(jī)械能。

7.（2023屆上海市金山區(qū)高三上學(xué)期第一次質(zhì)量調(diào)研（一模）物理試題）用如圖所示

的電路作為電源接在A、B兩個電極上，通過導(dǎo)電紙模擬電場分布。電源電動勢為E,

內(nèi)阻為廣?；瑒幼冏杵髯畲笞柚礡=20r.電壓表視為理想電壓表，將滑片移動到正中間,

電壓表示數(shù)為UTE。求：

16

（I）A電極模擬的是何種電性的點(diǎn)電荷？

（2）導(dǎo)電紙AB之間的電阻R多大（用r表示）？

（3）CD是AB連線的中垂線。若一電子（電量為-e）從B點(diǎn)運(yùn)動到力點(diǎn)，電子電勢能

導(dǎo)

電

紙

8.（2023屆上海市金山區(qū)高三上學(xué)期第一次質(zhì)量調(diào)研（--模）物理試題）如圖a所示,

水平面與斜面在8處平滑連接，斜面上的C端處安裝有輕彈簧。質(zhì)量為W=Ikg小物塊

被斜向上a=37。的恒力F作用下從A位置靜止開始向右運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)后撤去恒力凡

小物塊從A點(diǎn)出發(fā)到速度第一次減為零的過程，其動能及、重力勢能勤（以水平面為

零勢能面），彈簧彈性勢能E隨小物塊路程S的變化如圖b三條圖線所示。

（1）請判斷三條圖線各表示哪個能量；

（2）求小物塊在水平面上運(yùn)動的加速度〃；

（3）求斜面的傾斜角夕；

（4）求圖b中。點(diǎn)表示的能量大小。

試卷第4頁，共6頁

能∕J

A

9.（2023屆上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期一模物理試題）如圖，粗細(xì)相同的水平直桿與

圓弧桿BC在B點(diǎn)平滑連接，固定在豎直平面內(nèi)，直桿的AB部分長L=6m,圓弧桿

BC的半徑R=57.6m0一個質(zhì)量m=0.2kg、直徑略大于桿截面直徑的小環(huán)（可視為質(zhì)

點(diǎn)）穿在水平直桿上的A點(diǎn)?，F(xiàn)讓小環(huán)以%=4m∕s的初速度由A向B運(yùn)動的同時(shí)，在

豎直面內(nèi)對小環(huán)施加一個垂直桿AB的恒力F作用，運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)撤去F,之后小環(huán)沿

圓弧桿BC上滑的最大高度為/?=0.2m。已知小環(huán)與直桿AB的動摩擦因數(shù)〃=0.2、與

圓弧桿BC的摩擦不計(jì)，重力加速度g取K）m?2,試求:

(1)小環(huán)在B點(diǎn)的速度V的大小;

(2)小環(huán)在桿AB上的加速度?的大小;

(3)小環(huán)在桿AB上所受的恒力廠的大小;

(4)小環(huán)沿圓軌道BC上滑至最高點(diǎn)的時(shí)間K

-e-----

AB

10.（2023屆上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期一模物理試題）如圖（a）所示，兩根平行的

光滑金屬導(dǎo)軌上端與阻值為R的電阻相連，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為導(dǎo)軌間距為L。

水平的虛線所夾區(qū)域存在兩個垂直于導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場I和∏,其中磁場【

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場H磁感應(yīng)強(qiáng)度9大小未知。一根水平放置的導(dǎo)體棒從圖示位

置由靜止釋放，經(jīng)時(shí)間r進(jìn)入I。以磁場I的上邊界為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿導(dǎo)軌建立X軸，導(dǎo)

體棒在磁場中運(yùn)動時(shí)電阻R的功率P與導(dǎo)體棒的位置坐標(biāo)X的關(guān)系如圖（b）所示。導(dǎo)

軌和導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)，重力加速度取g,求:

（1）棒進(jìn)入磁場I時(shí)受到的安培力方向及速度%的大小;

（2）分析描述導(dǎo)體棒在磁場I中的運(yùn)動性質(zhì)；

（3）磁場∏磁感應(yīng)強(qiáng)度8'的大小。

R

圖(a)圖(b)

試卷第6頁，共6頁

參考答案：

I.(1)8N；(2)5Ni(3)2m∕s；(4)6J

【詳解】(1)以滑塊和桿整體作為研究對象，受力如圖，

“品

整體

q

根據(jù)物體的平衡條件，得到桌面對桿的支持力

%=G總=(M+m)g=8N

根據(jù)牛頓第三定律，桌面受到的壓力等于桌面對桿的支持力為8N。

(2)以桿為研究對象，受力如圖，

八穌2

八斗

桿

'Mg

根據(jù)物體的平衡條件，得到

FN2+K=Mg

則

Fti2=Mg-Ff=SN

(3)滑塊帶動桿一起向上做豎直上拋運(yùn)動，以一起開始運(yùn)動的位置為零勢能面，對整體,

根據(jù)機(jī)械能守恒定律

2

?(M+∕n)v0'+O=(Λ∕+w)gW+O

初速度

%'={2gH=2m∕s

(4)系統(tǒng)一起豎直上拋過程機(jī)械能守恒，所以對整個過程機(jī)械能的損失

答案第1頁，共Il頁

△石=E末一E初=E碰掇后瞬間—E初=AEp系+△紜系=AEPA+系

即

ΔE=mgL+0+∣(M+m)Vo2-；MM=-6J

機(jī)械能損失了6J

2.(1)a→hi(2)0.5；(3)加速度向左逐漸減到0,然后向右逐漸增大，圖見解析

【詳解】(1)根據(jù)圖像，可得棒在0~5s內(nèi)的加速度大小

a=lm∕s2

方向向左。假設(shè)電流方向從〃到“，則棒受力如圖所示

棒所受安培力大小為

FΛ=BIL=?.6N

則有

FAsin53°+Ff>ma

所以假設(shè)錯誤。故電流方向應(yīng)該從“到從

(2)棒受力如圖

Ff-FASin530=W

在豎直方向

答案第2頁，共11頁

FN=mg+∕?cos53o

又因

K=〃G

可得

4=0.5

(3)當(dāng)磁場方向從e=53°逆時(shí)針持續(xù)不斷轉(zhuǎn)至。=90。，安培力從斜向右下變成水平向右。

根據(jù)牛頓第二定律得

Mmg+acose)一打sin6=ma

在。=53。時(shí)，棒做減速運(yùn)動，所以安培力的水平分力以Sine小于摩擦力〃(mg+仄COSe),

加速度方向向左；6從53。變到90。過程中，Sine變大，COSe變小，可知合力先減小，則加

速度也減小，方向向左；當(dāng)，=90。時(shí)，摩擦力大小

Ff=μmg=IN

由于此時(shí)心大于摩擦力K,則加速度方向向右，說明從磁場方向從6=53°逆時(shí)針持續(xù)不斷

轉(zhuǎn)至8=90。的過程中，加速度向左減小到零后又向右增大了。因此，加速度先減小后增大,

方向先向左后向右。根據(jù)加速度的變化情況，做出速度V隨時(shí)間f的變化關(guān)系的可能的示意

各圖中曲線與直線在U5s時(shí)相切。甲圖是速度在整個過程中沒有減速到0的情況；乙圖是

速度減小到0時(shí)，加速度也減到0,隨后就向右加速的情況；丙圖是速度減小到0瞬間，加

速度向左，然后棒靜止一段時(shí)間，當(dāng)合力變成向右時(shí)，棒向右加速的情況。乙圖和丙圖中速

度減小的0時(shí)，應(yīng)該超過UIOS時(shí)刻。

Po-Pgd

3.(1)為七;(2)75cmHg

6

PQ+Pgd

【詳解】(1)由題意可知封閉氣體做等溫變化，則從圖α到圖兒有

答案第3頁，共11頁

P&S=M+Pgd)l?S

從圖。到圖C過程有

PQlOS=(PO-Pgd)“S

解得

4=Po-Pgd

4Pa+Pgd

(2)從圖C到圖d過程中有

P比S=(PO-PghVS

其中

∕=2"h=-Jd2+I2

代入數(shù)據(jù)解得

PO=75CmHg

-------h3〃9?

4.(1)Jl.6gh；(2)—；(3)^—；(4)~~

7A0245%

【詳解】(1)以螺旋滑道的底部為重力勢能的0位置，游客在螺旋滑道頂部時(shí)的機(jī)械能

E∣=mgh

到達(dá)螺旋滑道底部時(shí)的機(jī)械能

E2=gmv2=0.8fi7

所以

V=JISgh

(2)假定傾斜軌道的傾角為仇游客質(zhì)量為，*,因游客在傾斜滑道上勻減速下滑，則有

f∏gsinθ<μmgcosθ

即

h

tan0ZI=—<//

所有游客均要在傾斜滑道上勻減速下滑，"取最小值償，所以

h

。r>一

(3)當(dāng)游客在傾斜滑道上時(shí)，由牛頓第二定律得

mgsinθ~μmgcosθ=ma/

答案第4頁，共11頁

由運(yùn)動學(xué)規(guī)律有

V2-V2=Iaisi

其中

S=L'

1COSe

游客能滑上水平軌道，需滿足

v>0

可解得

,9h

Λ<-

5〃

由于〃4≤12s,故要使所有游客都能滑到水平軌道上，〃應(yīng)取最大值1.2阿，所以

,9h3〃

L.<----------=——

5x1.2〃。2μ0

（4）當(dāng)游客在傾斜滑道上時(shí)，由牛頓第二定律得

-μmg=ma2

要確保所有游客滑行結(jié)束時(shí)停在水平滑道上，需滿足

0-v2=2a2s2≤2a2L2

結(jié)合（3）的結(jié)論可得

rr、9A

L1+L2≥T

5〃

要確保所有游客能停在水平滑道上，〃要取最小值〃o,所以

、9/2

Λr+ir2≥^-

5〃0

5.（1）臀，方向豎直向上；（2）正電，鬻；（3）當(dāng)

Ir4kQh

【詳解】（1）根據(jù)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式，即

ET=懵

方向豎直向上；

（2）小球運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，此時(shí)小球運(yùn)動的加速度為零，小球所受的重力與庫

侖力大小相等，方向相反，即

Ing=k邛"

（次

由此可知，小球必帶正電，且電荷量為

答案第5頁，共11頁

mqgh=r------

4kQ

(3)從A到C過程，電場力做負(fù)功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢能，即

mg(h-^h')+qUAC=O

解得

UCLUAC=*當(dāng)

4qh

6.(1)0.6N；(2)2N；(3)9.6J<E≤12J;(4)見解析，6J

【詳解】(1)小環(huán)由P→8,加速度為

a=—V=3m∕s2

對小環(huán)進(jìn)行受力分析，如圖所示

根據(jù)牛頓第二定律

zngsind-/=ma

解得

>0.6N

方向沿AB向上。

(2)小環(huán)由SfE,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

^mvg=∕ng(R+Rcos6)+g∕m>j

解得

VE=O

則在E點(diǎn)有

N=IHg

由牛頓第三定律，小環(huán)對弧形軌道的壓力為

N'=N

解得

N'=2N

答案第6頁，共Il頁

(3)小環(huán)剛好越過E點(diǎn)，落地的機(jī)械能最小，則

Emin=mg(R+RcosB)+tngh=9.6J

小環(huán)自A點(diǎn)釋放，落地的機(jī)械能最大，根據(jù)能量守恒定律有

Enm=mgh+mgLs?nθ-fL=12J

故小環(huán)落地的機(jī)械能為

9.6J<E≤12J

(4)小環(huán)自P、B之間由靜止釋放，則小環(huán)不能到達(dá)E點(diǎn)，不會落到地面上。小環(huán)滑過8

點(diǎn)后，在弧形軌道上運(yùn)動，只有重力做功，機(jī)械能守恒，再滑回B點(diǎn)，滑上斜軌4B,因克

服摩擦力做功，小環(huán)的機(jī)械能逐漸減小，在斜軌上到達(dá)的最高點(diǎn)比釋放點(diǎn)低，小環(huán)在斜軌和

弧形軌道上來回往復(fù)運(yùn)動，到達(dá)的最高點(diǎn)逐漸降低，最終必將在BCQ(B，點(diǎn)在弧形軌道上,

與B點(diǎn)等高)之間做來回往復(fù)運(yùn)動，機(jī)械能守恒。故最終穩(wěn)定后小環(huán)的機(jī)械能為

E=nιgh=6J

7.(1)正電；(2)IOr(3)--eU

i32

【詳解】(1)由電路圖可知，A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，所以4電極模擬的帶正電的點(diǎn)電荷。

(2)滑片移動到正中間時(shí)，AB之間的電阻R與滑動變阻器并聯(lián)部分的電阻為

則外電路總電阻為

由閉合電路歐姆定律可知

U=E--r

R外

解得

RAB=1°，

(3)A、B兩點(diǎn)間的電勢差為

B、。兩點(diǎn)間的電勢差為

答案第7頁，共11頁

UBD=---UAB=-----U

bd232

電子從B點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的過程中

WBD=-eUBD=-^eU

可知電場力做正功，電勢能減少，變化量為-備e。。

2

8.(1)見解析；(2)<3=8m∕s;(3)尸=30。；(4)E=2J

【詳解】(1)小物塊在恒力作用下運(yùn)動至B點(diǎn)，從B點(diǎn)沿斜面向上勻減速運(yùn)動，當(dāng)路程為

1.8m時(shí)與彈簧接觸，根據(jù)動能定理可知，小物塊動能隨路程先均勻增大，再均勻減小，故

圖線①表示小物塊動能；當(dāng)路程為2.2m時(shí)，小物塊動能為零，小物塊的重力勢能和彈簧的

彈性勢能最大，重力勢能表達(dá)式為

EP=mgh

可知，路程為Im后重力勢能隨高度以及路程均勻增大，故圖線②表示小物塊的重力勢能，

AB距離為1m；圖線③表示的能從1.8m至2.2m從零開始增大至最大，故圖像③表示彈簧的

彈性勢能。

(2)由圖線可知，路程Im時(shí)小物塊的動能為8J,此時(shí)小物塊速度為

2

Vj=2as]

小物塊在水平面上運(yùn)動的加速度為

a=8m∕s2

(3)l~1.8m路程內(nèi)，小物塊的重力勢能增加4J,根據(jù)

Epl=mgs2sinβ

斜面的傾斜角為

4=30。

(4)由圖線①可知，l~1.8m路程內(nèi)，小物塊的動能從8J減小至4J,根據(jù)動能定理

,

-mgs2sin30°+嗎=Ek2-Ekl

叱=0

答案第8頁，共11頁

說明斜面摩擦力為0,斜面光滑。

由圖線②可知，路程為2.2m時(shí)，小物塊的重力勢能為6J。路程從lm~2.2m過程中，小物塊

與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則

圖b中。點(diǎn)的彈性勢能為

E=2]

2

9.(1)v=2πVsi(2)a=lm∕s;(3)3N或IN：(4)3.8s

【詳解】(1)小環(huán)沿圓弧桿BC上滑過程根據(jù)動能定理有

,??,

-mgh=O--mv~

代入數(shù)據(jù)解得

V=2ιτ√s

(2)小環(huán)由A向8運(yùn)動時(shí)，根據(jù)運(yùn)動學(xué)關(guān)系有

v?—V2=2aL

代入數(shù)據(jù)解得加速度的大小

a=lm∕s2

(3)小環(huán)由A向B運(yùn)動，當(dāng)AB桿下面受到小環(huán)摩擦力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

f=-mg)=