2024年上海市重点名校物理高三第一学期期末检测模拟试题含解析

2024年上海市重点名校物理高三第一学期期末检测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、2019年春晚在舞《春海）》中拉开帷幕．如图所示，五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，若五名领舞者的质量（包括衣服和道具）相等，下面说法中正确的是A．观众欣赏表演时可把领舞者看作质点B．2号和4号领舞者的重力势能相等C．3号领舞者处于超重状态D．她们在上升过程中机械能守恒2、如图所示，正方形区域内有匀强磁场，现将混在一起的质子H和α粒子加速后从正方形区域的左下角射入磁场，经过磁场后质子H从磁场的左上角射出，α粒子从磁场右上角射出磁场区域，由此可知（）A．质子和α粒子具有相同的速度B．质子和α粒子具有相同的动量C．质子和α粒子具有相同的动能D．质子和α粒子由同一电场从静止加速3、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（）A．最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器B．最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器C．最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器D．最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器4、如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为A． B． C． D．5、某同学手持篮球站在罚球线上，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。从手持篮球到篮球刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为Wf，重力做功为WG，投篮时该同学对篮球做功为W。篮球可视为质点。则在此过程中A．篮球在出手时刻的机械能最大B．篮球机械能的增量为WG-WfC．篮球动能的增量为W+WG-WfD．篮球重力势能的增量为W-WG+Wf6、将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL。则（）A．k=10N/m，ΔL=10cmB．k=100N/m，ΔL=10cmC．k=200N/m，ΔL=5cmD．k=1000N/m，ΔL=5cm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，竖直面内有一个半径为R的光滑14圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能EkA．B．C．D．8、如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自t=0时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，在物体上升过程中，空气阻力不计，以下说法正确的是（）A．物体做匀变速直线运动B．时刻物体速度最大C．物体上升过程的最大速度为D．时刻物体到达最高点9、如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为）分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流与通电直导线上的电流在正方形中心处产生的感应磁场的大小关系为，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（）A．和通电电流都为，和通电电流为都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左B．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方C．和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方D．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方10、如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（）A．光子b可能使处于基态的氢原子电离B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应三、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）为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码．用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：（1）图乙中纸带的____端与滑块相连（选填“左”或“右”）．（1）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m／s1．（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg（g取9.8m／s1，结果保留3位有效数字）．12．（12分）某实验小组利用电流传感器（可视为理想电流表）和定值电阻以及电阻箱、待测电池等器材，设计了如图甲所示的电路测定电池电动势和内阻。电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可忽略。他们连接好电路，闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱，计算机中显示电流均为零，由此判断电路可能出现了故障。经小组讨论后，尝试用多用电表的欧姆档来检测电路。已知保护电阻，电流传感器量程为。操作步骤如下：①将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；②断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的指针不偏转；③断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的示数如图乙所示；④断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的指针不偏转；⑤断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，计算机中显示电流不为零。回答下列问题：（1）操作步骤③中，多用电表内阻_____________；（2）操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接_______________（选“”或“”点）;（3）电路的故障可能是__________________;A．保护电阻短路B．保护电阻断路C．电阻箱短路D．电阻箱断路（4）排除电路故障后，该小组按照图甲的电路测量电源的电动势和内阻。改变电阻箱的阻值，得到多组实验数据。根据数据作出图像，如图所示，则电源电动势_____________V，内阻__________（结果保留2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）如图所示，和是间距为的两条平行的虚线，上方和下方有磁感应强度大小均为、方向均垂直纸面向里的匀强磁场，一电子从点在纸面内沿与成30°角方向以速度射出，偏转后经过上的点。已知电子的质量为，带电荷量为，不计电子重力。求：(1)电子第一、二次经过上的两点间的距离；(2)电子从点运动到点所用的总时间。14．（16分）如图所示，间距为l1的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的水平部分平滑连接而成，右端接有阻值为R的电阻c，矩形区域MNPQ中有宽为l2、磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，边界MN到倾斜导轨底端的距离为s1。在倾斜导轨同一高度h处放置两根细金属棒a和b，由静止先后释放a、b，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在离开磁场后继续运动的距离为s2后停止。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。求：（1）a棒运动过程中两端的最大电压；（2）整个运动过程中b棒所产生的电热；（3）整个运动过程中通过b棒的电荷量。15．（12分）如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域内、外分别存在磁场方向垂直纸面向内和向外的匀强磁场，外部磁场的磁感应强度大小为B0。P是圆外一点，OP＝2r。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点在纸面内垂直于OP射出，第一次从A点(图中未画出)沿圆的半径方向射入圆内后从Q点(P、O、Q三点共线)沿PQ方向射出圆形区域。不计粒子重力，＝0.6，＝0.8。求：(1)粒子在圆外部磁场和内部磁场做圆周运动的轨道半径；(2)圆内磁场的磁感应强度大小；(3)粒子从第一次射入圆内到第二次射入圆内所经过的时间。

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、B【解题分析】

A项：观众欣赏表演时看演员的动作，所以不能将领舞者看作质点，故A错误；B项：2号和4号领舞者始终处于同一高度，质量相等，所以重力势能相等，故B正确；C项：五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，所以处于平衡状态，故C错误；D项：上升过程中，钢丝绳对他们做正功，所以机械能增大，故D错误．故选B．2、A【解题分析】

A．根据洛伦兹力提供向心力得设质子的比荷为，则α粒子的比荷为，质子的半径是α粒子的一半，所以二者的速度相同，故A正确；B．他们具有相同的速度，但是质量不同，所以动量不同，故B错误；C．他们具有相同的速度，但是质量不同，所以动能不同，故C错误；D．如果由同一电场从静止加速，那么电场力做的功应该相同，即动能相同，但是他们的动能不相同，所以不是从同一电场静止加速，所以D错误。故选A。3、C【解题分析】

从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。故选C。4、D【解题分析】

根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解。【题目详解】0﹣2t0，感应电动势为：E1＝SS，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝SS，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F＝BIL∝B，由于0﹣t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误。5、A【解题分析】

A．由于篮球有空气阻力做功，则篮球在出手时刻的机械能最大，选项A正确；B．篮球机械能的增量等于阻力做功，即为-Wf，选项B错误；C．根据动能定理可知，篮球动能的增量等于合外力的功，即为-WG-Wf，选项C错误；D．篮球重力势能的增量等于克服重力做功，即为-WG，选项D错误。6、D【解题分析】

弹簧上的弹力为100N，伸长量由F=kx得用50N力拉时故选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、BC【解题分析】A、设下落高度为h时，根据动能定理可知：Ek=mgh，即B、如图所示，θ向心力为：F-mgcosθ=mv2R，而且：则整理可以得到：F=mgcosθ+mvC、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；D、根据瞬时功率公式可以得到：P=mgv而且由于12m整理可以得到：P=mgvsin点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。8、BD【解题分析】

由图可得力F与时间的关系为，则可得物体的合外力与时间的关系为，由牛顿第二定律可得加速度与时间的关系式为，则可知物体先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，然后再向下做加速度增大的加速运动，在上升过程中，当加速度为零时，速度最大，即，可得，故A错误，B正确；由初速度大小为零，所以末速度大小等于速度的变化大小，由前面的分析可知，加速度与时间成线性关系，所以最大速度大小为，故C错误；由前面的分析可知在t=t0时，加速度为，根据运动的对称性规律可知，此时间速度减小为0，物体运动到最高点，故D正确。故选：BD。9、AD【解题分析】

A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在点产生的磁感应方向分别为：导线产生的磁感应强度方向沿方向；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；根据平行四边形定则可知：和通电电流都为，和通电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左，故A正确；B.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故B错误；C.和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故C错误；D.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方，D正确。故选：AD。10、BD【解题分析】

A．由能级跃迁的频率条件：h=Em-En可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：又因电子的动能，解得电子的动能故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。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、右端1.651.97【解题分析】

（1）滑块拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大，进而判断哪端与滑块相连；（1）根根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT1可以求出加速度的大小；（3）根据牛顿第二定律F=Ma即可求解质量；【题目详解】（1）[1]．因为打点计时器每隔0.01s打一个点，两个计数点之间还有4个打点未画出，所以两个计数点的时间间隔为T=0.1s，时间间隔是定值，滑块拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．所以图乙中纸带的右端与滑块相连；

（1）[1]．根据△x=aT1利用逐差法，有：．（3）[3]．由A步骤可知，取下细绳和钩码后，滑块受到的合外力为：F=0.5×9.8=4.9N根据牛顿第二定律得：.【题目点拨】探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，实验时要注意小车质量应远大于重物质量．纸带处理时能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．12、15.0cD1.53.0【解题分析】

（1）[1]．操作步骤③中，多用电表内阻等于中值电阻，大小为15.0Ω；（2）[2]．因c端是电流传感器的负极，则操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接点；（3）[3]．根据实验步骤的分析可知，电路的故障可能是电阻箱R断路，故选D；（4）[4][5]．根据闭合电路欧姆定律可得：E=I(R+R0+r)即：由图像可知：则r=3.0Ω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