2024届上海市长宁区物理高三第一学期期末学业质量监测试题含解析

2024届上海市长宁区物理高三第一学期期末学业质量监测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）A． B． C． D．2、如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比D．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比3、如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍4、一物体置于一长木板上，当长木板与水平面的夹角为时，物体刚好可以沿斜面匀速下滑。现将长木板与水平面的夹角变为，再将物体从长木板顶端由静止释放；用、和分别表示物体的位移、物体运动的速度、物体运动的加速度、物体的动能和物体运动的时间。下列描述物体由静止释放后的运动规律的图象中，可能正确的是（）A． B． C． D．5、一圆筒内壁粗糙，底端放一个质量为m的物体（可视为质点），该物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为,圆筒由静止沿逆时针方向缓慢转动直到物体恰好滑动，此时物体、圆心的连线与竖直方向的夹角为，如图所示，以下说法正确的是（）A．在缓慢转动过程中物体受到的支持力逐渐增大B．在缓慢转动过程中物体受到的静摩擦力逐渐减小C．物体恰好滑动时夹角与的关系为D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力逐渐增大6、物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法D．根据速度定义式，当Δt→0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向振动；虚线为0.02s(小于1个周期)时的波形图，则()A．波沿x轴正方向传播B．波速为3.5m/sC．t＝0.02s时，x＝8cm处质点向y轴负方向振动D．t＝0至t＝0.08s，质点P通过的路程为0.04m8、如图（a），静止在水平地面上的物体，受到水平拉力F的作用，F与时间t的变化关系如图（b）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（）A．t2时刻物体的加速度最大B．t2时刻摩擦力的功率最大C．t3时刻物体的动能最大D．t3时刻物体开始反向运动9、如图，从P点以水平速度v将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中（）A．在相等的时间内，皮球动量的改变量相同B．在相等的时间内，皮球动能的改变量相同C．下落相同的高度，皮球动量的改变量相同D．下落相同的高度，皮球动能的改变量相同10、质量为的物块放在水平桌面上，物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现给物块-个斜向上的拉力使物块匀速向右运动，则拉力的值可能为A．B．C．D．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________；（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度______；（3）主要实验步骤如下：①测量木板（含遮光条）的质量，测量两遮光条间的距离，按图甲正确连接器材。②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数及遮光条先后经过光电门所用的时间，则可以测出遮光条通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度和细线拉力对木板做的功的相关图像，分析得出实验结论。（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“”“”或“”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为________（用已知物理量的符号表示）。12．（12分）小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f，当地重力加速度为g。(1)要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量______（填选项前的字母）。A．墙砖的厚度dB．小球的直径DC．小球的质量m(2)照片中A位置______（“是”或“不是”）释放小球的位置。(3)如果表达式___________（用题设条件中给出的物理量表示）在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）高铁在改变人们出行和生活方式方面的作用初步显现。某高铁列车在启动阶段的运动可看作在水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，列车的加速度大小为a。已知该列车（含乘客）的质量为m，运动过程中受到的阻力为其所受重力的k倍，重力加速度大小为g。求列车从静止开始到速度大小为v的过程中，(1)列车运动的位移大小及运动时间；(2)列车牵引力所做的功。14．（16分）如图所示，在坐标系第一象限内I、Ⅱ区域有磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，I区域有与磁场正交的匀强电场，电场强度大小，方向未知。现有一质量、电荷量的带负电的粒子以某一速度v沿与x轴正方向夹角为的方向从O点进入第一象限，在I区域内做直线运动，而后进入Ⅱ区域，由右侧射出，一段时间后，粒子经过x轴上的D点（图中未画出）。已知A点坐标为、C点坐标为，，，不计粒子重力。求：（1）粒子速度的大小v；（2）粒子运动轨迹与x轴的交点D的坐标；（3）由O运动到D点的时间。15．（12分）小王在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置，此时的摆动角度为θ，小王通过实验测得当地重力加速度为g＝10m/s2，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图象如图乙所示，设图中单摆向右摆动为正方向。求：(1)单摆的振幅、摆长约为多少；(2)估算单摆振动时最大速度v。(可能用到的公式1－cosθ＝2sin2)(计算结果均保留三位有效数字)

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解题分析】

公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：运动的周期之比：在一个周期内扫过的面积之比为：面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD错误。故选A。2、C【解题分析】

如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．3、B【解题分析】

A．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。4、D【解题分析】

BC．当长木板的倾角变为时，放在长木板上的物体将由静止开始做匀加速直线运动，物体的速度随时间均匀增大，物体的加速度不变，故BC项错误；A．由知，A项错误；D．由动能定理得，故物体的动能与物体的位移成正比，D项正确。故选D。5、C【解题分析】

AB．对物体受力分析如图所示，正交分解，根据平衡条件列出方程随着的增大，减小，增大，选项AB错误；C．当物块恰好滑动时得选项C正确；D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力与重力等大反向，始终不变，D错误。故选C。6、D【解题分析】

A中采用了理想模型法；B中采用控制变量法；C中采用了微元法；D中是极限思维法；故选D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解题分析】

A．P质点向y轴负方向运动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播，A正确；B．波速为：v＝＝0.5m/sB错误；C．根据图像可知t＝0.02s时，x＝8cm处质点沿y轴负方向运动，C正确；D．周期：T＝＝0.16s在t＝0至t＝0.08s，质点P振动个周期，通过的路程为：2×1cm＝2cmD错误。故选AC。8、AC【解题分析】

当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．【题目详解】A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，t2时刻物体受到的拉力最大；故物体的加速度最大，故A正确；BCD、物体运动后摩擦力大小不变，当速度最大时摩擦力的功率最大；而在t1到t3时刻，合力向前，物体一直加速前进，t3时刻后合力反向，要做减速运动，所以t3时刻A的速度最大，动能最大．摩擦力的功率最大；故BD错误，C正确故选AC【题目点拨】根据受力情况分析物体运动情况，t1时刻前，合力为零，物体静止不动，t1到t3时刻，合力向前，物体加速前进，t3之后合力向后，物体减速运动．9、AD【解题分析】

A．因物体在空中只受重力，所以在相等的时间间隔内，皮球受到的冲量均为mgt，故皮球受到的冲量相同，根据动量定理可得，皮球动量的改变量相同，故A正确；B．在相等的时间间隔内，皮球下落的高度不同，故重力做的功不相等，即合外力做功不等，故皮球动能的改变量不同，故B错误；C．下落相同的高度，时间并不相等，故皮球受到的重力的冲量不相等，故皮球动量的增量不相同，故C错误；D．下落相同的高度，重力做功均为mgh，故重力做功相等，小球动能的增量相同，故D正确。故选AD。10、CD【解题分析】

物块受到重力、支持、摩擦力和拉力四个力作用，先把支持、摩擦力合成，由于得到。再把与拉力合成，合力等于mg，当与垂直时，最小，最小值A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；C.C项与上述分析结论相符，故C正确；D.D项与上述分析结论相符，故D正确。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、平衡摩擦力0.560变小不会【解题分析】

（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为，根据受力平衡有释放的瞬间，对木板有对钩码有则有故有弹簧测力计的示数会变小[4]由可知，当钩码的个数成倍增加，即加倍时，不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会