上海市控江中学2024年物理高三上期末统考模拟试题含解析

上海市控江中学2024年物理高三上期末统考模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。t=0时刻，悬线的拉力为F。CD为圆环的直径，CD=d，圆环的电阻为R。下列说法正确的是（）A．时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流B．时刻，C点的电势低于D点C．悬线拉力的大小不超过D．0~T时间内，圆环产生的热量为2、如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I象限内，磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从O点沿着与y轴夹角为的方向进入磁场，运动到A点时，粒子速度沿x轴正方向．下列判断错误的是（）A．粒子带负电B．粒子由O到A经历的时间C．若已知A到x轴的距离为d，则粒子速度大小为D．离开第Ⅰ象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为3、一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为1mB．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大D．如图乙表示的是质点b的振动图像4、摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C．在最低点，乘客处于失重状态D．摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变5、如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）A．从左向右看感应电流的方向为顺时针B．从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针C．感应电流的大小先减小后增加D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右6、4月1日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素电池为其保暖供电，已知是人工放射性元素，可用中子照得到。衰变时只放出射线，其半衰期为88年。则（）A．用中子辐照Np237制造Pu238时将放出电子B．Pu238经一次衰变会有两个质子转变为两个中子C．Pu238经一次衰变形成的新核含有144个中子D．当到达下个月昼太阳能电池板工作时，Pu238停止衰变不再对外供电二、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、如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的v－t图像如图乙所示，其中OA段为直线段，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是（）A．小球在时刻所受弹簧的弹力等于mgB．小球在时刻的加速度大于C．小球从时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点D．小球从时刻到时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量8、最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。在探测器“奔向”火星的过程中，用h表示探测器与火星表面的距离，a表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a随h变化的图像如图所示，图像中a1、a2、h0以及万有引力常量G己知。下列判断正确的是（）A．火星的半径为B．火星表面的重力加速度大小为C．火星的第一宇宙速度大小为D．火星的质量大小为9、如图甲所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量出滑块的速度和离地高度并作出如图乙所示滑块的图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，不计空气阻力，取，由图象可知（）A．小滑块的质量为0.1kgB．轻弹簧原长为0.2mC．弹簧最大弹性势能为0.5JD．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J10、如图，一定量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，ABCD位于矩形的四个顶点上。下列说法正确的是。A．状态C的温度为B．从A→B，分子的平均动能减少C．从C→D，气体密度增大D．从D→A，气体压强增大、内能减小E.经历A→B→C→D→A一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量三、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）学习牛顿第二定律后，某同学为验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”的结论设计了如图所示的实验装置.装置中用不可伸长的轻绳一端连接甲车、另一端与乙车相连，轻绳跨过不计质量的光滑滑轮，且在动滑轮下端挂一重物测量知甲、乙两车（含发射器）的质量分别记为、，所挂重物的质量记为。(1)为达到本实验目的，________平衡两车的阻力（填“需要”或“不需要”），________满足钩码的质量远小于任一小车的质量（填“需要”或“不需要”）；(2)安装调整实验器材后，同时静止释放两小车并用位移传感器记录乙两车在相同时间内，相对于其起始位置的位移分别为、，在误差允许的范围内，若等式________近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”（用题中字母表示）。12．（12分）某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。（1）下列是实验室的仪器台上摆放的部分仪器，本实验须从中选用_________。A．B．C．D．（2）下列关于实验的一些说明，其中正确的是_________。A．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡B．拉小车的细线应与长木板平行C．相关仪器设置完毕后，应先释放小车再接通电源D．在实验打出的合理的纸带上，连接小车的一端其打点痕迹较为密集（3）打点计时器使用的交流电源的频率为。如图为实验中获取的一条纸带的一部分，A、B、C、D、E、F是各相邻计数点，相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出）。根据图中数据计算，打D点时小车的速度大小为________，小车运动加速度的大小为_________。（均保留3位有效数字）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）右端开口，左端封闭的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，长为10cm的水银柱封闭了长为30cm的空气柱，尺寸如图甲所示，现用注射器（开始时活塞在底部）缓慢地将水银抽出，如图乙所示．已知注射器管横截面积是玻璃管横截面积的10倍，大气压强为76cmHg，整个过程不漏气且温度不变．求：(1)当水银恰好被抽出时玻璃管内空气的压强（单位用cmHg表示）；(2)注射器管有效长度的最小值（结果保留3位有效数字）．14．（16分）如图所示，开口向上、竖直放置的内壁光滑气缸的侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0.设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且2mg＝p0S，环境温度保持不变．①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡状态，求活塞B下降的高度；②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．15．（12分）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为和，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度。（已知，①在两活塞上同时各放一质量为的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为。②在达到上一问的终态后，环境温度由缓慢上升到，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。

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、C【解题分析】

A．时刻，磁场向外增强，根据楞次定律可知，感应电流磁场向里，故圆环中有顺时针方向的感应电流，故A错误；B．时刻，磁场垂直向外减小，根据楞次定律可知，感应电流磁场向外，故C点的电势高于D点，故B错误；C．t=0时刻，悬线的拉力为F，则圆环重力大小为F，时，感应电动势，，故安培力故悬线拉力的大小不超过，故C正确；D．根据以上分析可知0~时间内，产热故0~T时间内，圆环产生的热量为故D错误。故选C。2、B【解题分析】

A．根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，根据左手定则判断知，此粒子带负电，故A正确，不符合题意；

B．粒子由O运动到A时速度方向改变了60°角，所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°，则粒子由O到A运动的时间为故B错误，符合题意；

C．根据几何关系，有解得R=2d根据得故C正确，不符合题意；

D．粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°，x轴是直线，根据圆的对称性可知，离开第一象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，故D正确，不符合题意；

故选B。3、C【解题分析】

A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s，则波长mA错误；B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；C．因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。故选C。4、B【解题分析】A：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A项错误．B：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B项正确．C：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C项错误．D：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率不断变化．故D项错误．5、A【解题分析】

AB．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）。

当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）。故电流方向不变，故A正确，B错误；

C．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变。故C错误；D．当线圈中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，选项D错误；

故选A。6、A【解题分析】

A．用中子辐照Np237时的核反应方程为根据核反应方程可知，有电子放出，故A正确；BC．Pu238经一次衰变，衰变方程为Pu238经一次衰变会把2个质子和2个中子作为一个整体抛射出来，衰变后形成的新核中有中子数为（个）故BC错误；D．放射性元素有半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界环境无关，故D错误。故选A。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、BC【解题分析】

A．小球在时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则有弹故A错误；B．在乙图中，关于点对称的点可知此时弹簧的弹力为，由对称性得由对称轴到对称点的弹簧的弹力再变化，故到达点时弹簧的弹力大于，所以弹力大于，根据牛顿第二定律可知弹解得故B正确；C．整个过程中，弹簧和小球组成的系统，机械能守恒，故从点释放，小球能到达原来的释放点，故C正确；D．小球从时刻到时刻的过程中，系统机械能守恒，则有重力势能的减小量与动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，所以重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。故选BC。8、BD【解题分析】

AD．分析图象可知，万有引力提供向心力当时联立解得，火星的半径火星的质量A错误D正确；B．当h=0时，探测器绕火星表面运行，火星表面的重力加速度大小为a1，B正确；C．在火星表面，根据重力提供向心力得解得火星的第一宇宙速度C错误。故选BD。9、BC【解题分析】

A．在从0.2m上升到0.35m范围内，△Ek=△EP=mg△h，图线的斜率绝对值为：所以：m=0.2kg故A错误；B．在Ek-h图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，所示从h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m。故B正确；C．根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以Epm=mg△h=0.2×10×（0.35-0.1）=0.5J故C正确；

D．由图可知，当h=0.18m时的动能最大；在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化，因此动能最大时，滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能的转化和守恒可知EPmin=E-Ekm=Epm+mgh-Ekm=0.5+0.2×10×0.1-0.32=0.38J故D错误；故选BC。10、ACE【解题分析】

A．过程为等压过程，则有即有解得过程也为等压过程，则有即解得故A正确；B．从A→B从A→B，温度升高，分子平均动能增大，故B错误；C．过程为等压变化过程，由图可知，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C正确；D．从D→A，由图可知，气体压强增大，温度升高，气体内能增大，故D错误；E．经历A→B→C→D→A一个循环,气体内能不变；在p-V图象中，图象与坐标轴围成面积表示功，所以，即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大于释放的热量，故E正确。故选ACE。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、需要不需要【解题分析】

(1)[1][2]．为达到本实验目的，需要平衡两车的阻力，这样才能使得小车所受细线的拉力等于小车的合外力；因两边细绳的拉力相等即可，则不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量；(2)[3]．两边小车所受的拉力相等，设为F，则如果满足物体的加速度与其质量成反比，则联立可得即若等式近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”12、ACABD【解题分析】

（1）[1]．须选用打点计时器打点，选用天平测量质量。不需要弹簧测力计、秒表进行测量，故选AC。（2）[2]．A．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，则选项A符合实验要求。B．若拉小车的细线与长木板不平行，则细线拉力沿木板方向的分力为拉动小车的力，且该力随时间变化，选项B正确。C．应先将打点计时器接通电源，再释放小车，以保证纸带上有足够多的打点且有运动开始段的打点，选项C错误；。D．纸带做初速度为零的加速运动，打点计时器在纸带连接小车的一端先打点，此时小车速度较小，则点迹较为密集，选项D正确；故选ABD。（3）[3]．打点计时器频率为50Hz，则相邻计数点时间间隔。读取纸带数据，有，。则则打D点时小车的速度为[4]．有效应用纸带上的多段数据以减小误差。分段逐差法是推荐使用的方法。纸带上有五段距离，该题意不要求分析舍弃哪段更精确，故舍去中间段、最小段或最大段均为正确计算。舍弃中间段，应用逐差法有则加速度为解得。读取纸带数据有，，则解得（结果为明确性计算数字，保留3位有效数字，范围内均对）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、①44cmHg（单位用cmHg表示）；②13.4