上海市闵行区七宝中学2024年物理高三上期中统考试题含解析

上海市闵行区七宝中学2024年物理高三上期中统考试题注意事项：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、基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是()A．在峪处形成的电容器电容较大B．在峪处形成的电容器放电较慢C．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响2、回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子（）在加速器中被加速，下列说法正确的是A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大B．若只增大交流电压U，不改变质子在回旋加速器中的运行时间C．若磁感应强度B增大，交流电源频率f必须适当增大才能正常工作D．不改变磁感应强度B和交流电源频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子（）3、如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称．已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是()A．a点的电势高于c点的电势B．a点的场强与c点的场强完全相同C．M点处放置的是正电荷D．若将带正电的试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功4、如图所示为氢原子的能级分布图，已知可见光光子的能量在1.61eV~3.10eV范围内，由图可知A．基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子能从n=1能级跃迁到n=2能级B．基态氢原子的电离能为13.6eVC．一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子D．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子是可见光5、如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有﹣根轻弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量为M=4kg；质量为m=2kg的小铁块以水平速度v0=6m/s从木板的左端沿板而向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好到达木板左端并与木板保持相对静止；在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）A．9J B．12J C．3J D．24J6、如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中倾角θ=37°的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心，质量为m的小球(可视为质点)从与B点高度差为h的斜面上的A点处由静止释放，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是A．当h=3R时，小球过C点时对轨道的压力大小为B．当h=2R时，小球会从D点离开圆弧轨道作平抛运动C．调整h的值，小球能从D点离开圆弧轨道，并能恰好落在B点D．调整h的值，小球能从D点离开圆弧轨道，但一定不能落在B点二、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，质量为m的小球a、b之间用轻绳相连，小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上，轻杆与竖直墙壁夹角为30°．现改变作用在小球b上的外力的大小和方向，轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变，则A．轻绳上的拉力一定小于mgB．外力F的最小值为C．轻杆对小球a作用力的方向不变D．轻杆对小球a的作用力最小值为mg8、“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根橡皮绳．如图所示，质量为m的小明静止悬挂时，两橡皮绳的夹角为60°（已知重力加速度为g），则A．每根橡皮绳的拉力为mgB．若将悬点间距离变小，则每根橡皮绳所受拉力将变小C．若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时加速度a＝gD．若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根非弹性绳，则小明左侧非弹性绳在腰间断裂时，小明的加速度a＝9、在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是A．此时圆环中的电功率为B．此时圆环的加速度为C．此过程中通过圆环截面的电量为D．此过程中回路产生的电能为0.75mv210、2019年我国民营火箭“双曲线一号”在酒泉成功发射将一颗卫星精确送入距离地面高度为h的圆轨道上。地面监测知该卫星在轨绕地运行速率为v，已知引力常量为G，地球质量为M，则（）A．该卫星一定在地球赤道平面内运行B．该卫星绕地运行时受到地球的吸引，但是处于失重状态C．该卫星的运行周期D．根据以上数据可以估算地球的平均密度三、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）如图甲所示，用落体法验证机械能守恒定律，打出如图乙所示的一条纸带，已知交流电的周期为0.02s。（1）根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为________m/s。（结果保留三位有效数字）（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙丙所示，由图象可知a的质量m1________b的质量m2。（选填“大于”或“小于”）（3）通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2＝0.052kg，当地重力加速度g＝9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f＝______N。（结果保留两位有效数字）12．（12分）长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮.轻绳跨过滑轮，一端与小车连接，车内放上5个相同的钩码，另一端可悬挂钩码．小车的右端固定有宽度为d的遮光片．利用如图的装置，实验小组探究质量一定时加速度与力的关系．他们进行了如下操作，完成步骤中的填空:(1)从小车内取1个钩码挂在轻绳的右端，将小车从A处由静止释放，测出A、B间的距离为x、遮光片通过光电门的时间为t1，则遮光片通过光电门的瞬时速度v1=____;小车的加速度a1=______．(用已知和测得的物理量符号表示)(2)再从小车内取1个钩码挂在右端钩码的下方(共2个)，仍将小车从A处由静止释放，测出遮光片通过光电门的时间为t2，用m表示一个钩码的质量，用M表示小车的质量(不含钩码)，为达到实验目的，本次操作需要验证的关系式为__________．(重力加速度为g，用已知和测得的物理量符号表示)(3)依次取3、4、5个钩码挂在轻绳右端，重复以上操作，得到一系列遮光片通过光电门的时间t．用F表示右端所挂钩码的总重量，如果实验操作无误，作出的下列图象中正确的是_____(4)下列措施中，能够减小实验误差的是_____A、保证轻绳下端所挂钩码的总质量远小于小车与车内钩码的总质量B、实验前应平衡摩擦力C、细线在桌面上的部分应与长木板平行D、图中AB之间的距离应尽量小些四、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）如图所示，质量为的长木板A静置在粗糙的水平地面上，质量为的物块B(可视为质点)放在长木板的最右端。突然水平向右敲打木板（敲打的时间极短），敲打后瞬间长木板A速度变为，随后整个过程物块B始终在长木板上。已知长木板与地面间的动摩擦因数为，物块B与长木板间的动摩擦因数，物块B与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，求：(1)刚敲打后瞬间长木板A与物块B的加速度；(2)长木板A最小长度L(3)整个过程中长木板A的位移s14．（16分）如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索等安全着陆。如图乙所示，是某中学在某次火灾逃生演练现场中，体重为70kg的逃生者从离地面27m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到6m/s时，以大小为2.5m/s2加速度减速，到达地面时速度恰好为零。假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面，不计空气阻力（g=10m/s2），求：(1)减速下滑过程的位移；(2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小；(3)到达地面整个过程的时间。15．（12分）如图所示，竖直放置的光滑S形轨道，其核心部分是由两个半径均为的圆形轨道构成，轨道进口A与弹簧枪水平连接，出口B在竖直平面内的直角坐标系的原点处，且与x轴相切，在坐标系中放一挡板，其形状满足方程单位：。一质量为的小球作质点看待被弹簧枪发射后沿轨道运动，经过出口B时，对管道的下壁的压力为，最终与挡板碰撞。已知。求小球经过B点时的速度大小；求小球离开出口B到与挡板碰撞所用的时间；若要使小球与挡板碰撞时的动能最小，发射小球前弹簧的弹性势能是多大？

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】

根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短．【题目详解】A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．2、C【解题分析】

由题中“回旋加速器工作原理示意图如图所示”可知，本题考查回旋加速器的工作原理，根据回旋加速器加速规律和周期频率可分析本题。【题目详解】A、当粒子从粒子出口射出时，速度最大，根据公式解得因此最大动能为则最大动能与电压无关，故A错误；B、若增大电压，则质子可更快获得最大动能，因此质子在回旋加速器中的运行时间会变短，故B错误；C、根据可知，当磁感应强度B增大，周期就会减小，只有当交流电频率适当增大才能正常工作，故C正确；D、根据可知，换用α粒子，粒子的荷质比就会发生变化，周期也会变化，因此需要改变交流电的频率才能加速α粒子，故D错误。3、D【解题分析】

因正电荷由a到c电势能增加，则电场力做负功，则电势升高．故c点电势高于a点电势．则M点为负电荷，故AC错误．a点与c点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故B正确；将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，根据等势线分布图可知，电势先降低后升高，则电势能先减小后增大，电场力先做正功、后做负功．故D正确；故选BD．【题目点拨】在电场中跟据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化是对学生基本要求，也是重点知识，要重点掌握．4、B【解题分析】A、根据玻尔理论可知，氢原子能级跃迁时，吸收的光子能量必须严格等于能级差，A项错误；B、基态氢原子电离时的电离能为13.6eV，B项正确；C、一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射C52=10种不同频率的光子，C项错误；D、氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子的能量为-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV，能量比可见光光子的能量小，不可能是可见光光子，【题目点拨】只有入射光子的能量大于金属的逸出功才会发生光电效应．能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，根据辐射的光子能量与可见光的光子能量比较进行判断．5、B【解题分析】解：设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为v，铁块相对木板向右运动时，滑行的最大路程为L，摩擦力大小为f．根据能量守恒定律铁块相对于木板向右运动过程有：铁块相对于木板运动的整个过程有：又根据系统动量守恒可知：mv0=（M+m）v联立得到：EP=12.0J．故B正确，ACD错误故选B6、D【解题分析】

A.当h=3R时，小球从A点到C点的过程，根据机械能守恒有：小球过C点时有：联立解得：FN=7.4mg据牛顿第三定律可知，小球过C点压力大小为7.4mg，故A错误；B.若小球恰好从D点离开圆弧轨道，则有：，从开始到D的过程，有mg（h0-R-Rcosθ）=mv02解得：，h0=2.3R＞2R所以当h=2R时，小球在运动到D前已经脱离轨道，不会从D点离开做平抛运动，故B错误；CD.若小球以速度v0从D点离开后做平抛运动，则R+Rcosθ=gt2得：且所以小球能从D点离开圆弧轨道，但一定不能落在B点，故D正确，C错误．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、BD【解题分析】

分别以a与b为研究对象，结合共点力平衡的条件列式即可求出．【题目详解】A、对b进行受力分析如图，当F的方向发生变化时，由图可知，轻绳上的拉力可能小于mg，也可能大于mg，故A错误．B、由b的受力图可知，当拉力F的方向与ab绳子垂直时，拉力F最小为：Fmin=mgsin60°=mg，故B正确．C、以a为研究对象，可知a受到重力、绳子ab对a的作用力以及杆对a的作用力处于平衡状态，由三个力平衡的特点可知，杆对a的作用力与a的重力、ab对a的拉力的合力大小相等，方向相反．a受到的重力大小方向都不变，绳对a的拉力方向不变，大小是变化的，所以a受到的重力与绳对a的拉力的合力大小、方向都是变化的，所以杆对a的作用力大小、方向都是变化的，故C错误．D、由b的受力分析可知，当拉力F对b的拉力方向竖直向上时，拉力F与b的重力大小相等，方向相反，绳子ab此时的拉力等于0，此时a只受到重力和杆对a的作用力，此时杆对a的作用力最小，恰好等于a的重力，故D正确．故选B、D【题目点拨】本题有隐含的临界问题，关键运用图解法确定出F的范围，得到F最小的条件，再由平衡条件进行求解．8、BD【解题分析】

由题意可知考查力的平衡问题，牛顿第二定律瞬时性，根据弹性绳、非弹性绳的特点结合牛顿第二定律分析计算可得。【题目详解】两根橡皮绳止的拉力大小相等，设每根橡皮绳的拉力为F，则2Fcos30°=mg，则:F=故A错误；B.当合力一定时，两分力夹角越小，分力越小，所以将悬点间距离变小，每根橡皮绳所受拉力将变小，故B正确；C.弹性绳上的弹力不会突变，小明左侧橡皮绳在腰间断裂，左侧绳子拉力该瞬间不变，重力不变，则小明此时所受的合力与原来左侧橡皮绳拉力等大反向，加速度，故C错误；D.若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根非弹性绳，则小明左侧非弹性绳在腰间断裂时，左侧绳子拉力瞬间变为零，右侧绳子的垃力发生突变，将重力沿绳垂直绳分解，沿绳方向该瞬间合力为零，垂直绳子方向合力为mgsin30°，由牛顿第二定律可知可得小明的加速度:a＝故D正确。【题目点拨】当合力一定时，两分力夹角越小（越大），分力越小（越大），弹性绳子上的拉力不能突变，非弹性绳子上的拉力能突变。9、AC【解题分析】

A.当圆环的直径与边界线PQ重合时，圆环左右两个半环均产生感应电动势，有效切割的长度都等于直径，故线圈中的感应电动势为：圆环中的电功率为：故A正确。B.此时圆环受力为：故B错误。C.此过程中，电路中的平均电动势为：则电路中通过的电量为：故C正确。D.此过程中产生的电能等于电路中的热量，也等于外力所做的功，则一定也等于动能的改变量，故故D错误；10、BD【解题分析】

A．本卫星轨道平面过地心即可，不一定在轨道平面，故A错误；B．卫星绕地运行时受到地球的吸引提供向心力，但是处于完全失重状态，故B正确；C．由圆周运动周期公式可知，卫星的周期故C错误；D．万有引力提供向心力可求得地球的半径R，进而可求得地球的体积V，由，求得密度，故D正确。故选BD。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、2.25大于0.031【解题分析】

第一空.C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：第二空.根据动能定理得：（mg-f）h=mv2

则有：，

知图线的斜率为：，

b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2。

第三空.根据动能定理知：（m2g-f）h=mv2

则有：可知：代入数据解得：f=0.031N。12、；；；D；BC；【解题分析】

（1）遮光片通过光电门的瞬时速度v1=;根据v12=2ax可得小车的加速度．（2）对砝码和小车的整体，合外力为F=2mg，加速度为；则需要验证的是F=M整体a2，即；（3）设下面挂的钩码重力为F，则由（2）的分析可知：，即F-为过原点的直线，可知选项D正确；（4）因此实验中研究对象是小车的钩码的整体，则不需要保证轻绳下端所挂钩码的总质量远小于小车与车内钩码的总质量，选项A错误；实验前应平衡摩擦力，从而保证整体受的合外力等于F，选项B正确；细线在桌面上的部分应与长木板平行，以减小实验的误差，选项C正确；图中AB之间的距离应尽量大些，这样小车到达光电门处的速度较大些，可减小测量的误差，选项D错误；故选BC.【题目点拨】本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析实验步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象处理数据的方法，能根据函数关系判断图象，明确对应规律的正确应用．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、（1），方向向左；，方向向右；(2)4.5m；(3)10.