2024届上海市复旦大学附中浦东分校高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2024届上海市复旦大学附中浦东分校高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q，c带负电，整个系统置于方向水平的匀强电场中，已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则下列说法中正确的是（）A．a球所受合力斜向左B．c球带电量的大小为2qC．匀强电场的方向垂直于ab边由ab的中点指向c点D．因为不知道c球的电量大小，所以无法求出匀强电场的场强大小2、在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的单分子层，这体现的物理思想方法是（）A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．累积法3、关于对平抛运动的理解，以下说法正确的是（）A．只要时间足够长，其速度方向可能沿竖直方向B．在任意相等的时间内速度的变化量相同C．可以运用“化曲为直”的方法，分解为竖直方向的匀速直线运动和水平方向的自由落体运动D．平抛运动的水平位移与竖直高度无关4、如图，直线AB为某电场的一条电场线，a、b、c是电场线上等间距的三个点。一个带电粒子仅在电场力作用下沿电场线由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且a、b段动能增量大于b、c段动能增量，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，场强大小分别为Ea、Eb、Ec，粒子在a、b、c三点的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是（）A．电场方向由A指向B B．φaφbφcC．EpaEpbEpc D．EaEbEc5、如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为弧度。已知万有引力常量为，则月球的质量为（）A． B． C． D．6、如图所示，足够长的水平传送带以速度逆时针转动，一质量为1kg的物体以的速度水平向右滑上传送带，经一定的时间后，物体返回到出发点。已知物体与带之间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。则在该过程中摩擦力对物体做的功为（）A．0 B．2.5J C．6.5J D．12J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，正方形的顶点b、d在x轴上，顶点a、c在y轴上，正方形abcd的中心与坐标原点重合，且Od=0.2m。空间有一与xOy平面平行的匀强电场，已知a、b、c三点的电势分别为2V、V、-2V，则下列说法正确的是（）A．电子在a点的电势能小于在b点的电势能B．d点电势为VC．该匀强电场的电场强度的大小为E=20V/mD．电场强度方向斜向上，且电场线与y轴正方向的夹角为30°8、如图所示，空间分布着匀强电场，电场中有与其方向平行的四边形，其中为的中点，为的中点.将电荷量为的粒子，从点移动到点，电势能减小；将该粒子从点移动到点，电势能减小.下列说法正确的是（）A．点的电势一定比点的电势高B．匀强电场的电场强度方向必沿方向C．若之间的距离为，则该电场的电场强度的最小值为D．若将该粒子从点移动到点，电场力做功9、将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能，重力势能与其上升高度h间的关系分别如图中两直线所示，取，下列说法正确的是（）A．小球的质量为0.2kgB．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.25NC．小球动能与重力势能相等时的高度为mD．小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J10、如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。t＝0时刻a、b两环处于静止状态，a环中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．t2时刻两环相互吸引B．t3时刻两环相互排斥C．t1时刻a环的加速度为零D．t4时刻b环中感应电流最大三、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）市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现一个是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但横截面积较小．某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格．小组成员经查阅，纯铜的电阻率为．现取横截面积约为1mm2、长度为111m（真实长度）的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：A．电源（电动势约为5V，内阻不计）；B．待测长度为111m的铜电线，横截面积约1mm2；C．电压表V1（量程为3V，内阻约为1．5kΩ）；D．电压表V2（量程为5V，内阻约为3kΩ）；E．电阻箱R（阻值范围1~2．9Ω）；F．定值电阻G．开关、导线若干．（1）小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图甲所示，则_________mm．（2）小组设计的测量电路如图乙所示，则P是___________，N是____________，（填器材名称及对应符号）通过实验作出的图象如图丙所示．（3）图乙电路测得铜电线的电阻测量值比真实值___________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”），原因是_______________________________．（4）这捆铜电线的电阻率______________（结果保留三位有效数字）；从铜电线自身角度，你认为电阻率大的可能原因是______________．12．（12分）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）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，平板小车静止在光滑水平地面上，其右端固定一半圆形光滑轨道BC与车上表面相切于B点，B端右边x0=2m处有一与小车等高的台阶。一质量m=2.0kg可视为质点的物块以某－初速度滑上小车最左端A处，当物块运动到小车最右端B处时，小车与台阶相碰后立即静止，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C。已知小车与轨道的总质量M=1.0kg，轨道半径R=0.5m，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。求：(1)小车的运动时间t；(2)小车的长度L。14．（16分）如图所示虚线矩形区域NPP'N’、MNN’M’内分别充满竖直向下的匀强电场和大小为B垂直纸面向里的匀强磁场，两场宽度均为d、长度均为4d，NN’为磁场与电场之间的分界线。点C’、C将MN三等分，在C’、C间安装一接收装置。一电量为-e。质量为m、初速度为零的电子，从P'点开始由静止经电场加速后垂直进入磁场，最后从MN之间离开磁场。不计电子所受重力。求∶(1)若电场强度大小为E，则电子进入磁场时速度为多大。(2)改变场强大小，让电子能垂直进入接收装置，则该装置能够接收到几种垂直于MN方向的电子。(3)在(2)问中接收到的电子在两场中运动的最长时间为多大。15．（12分）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，质点P正在向上运动，它所在的平衡位置为x=2m，质点P的振动方程为y=0.2sin5πt（m），从该时刻开始计时，求∶（i）该简谐横波在介质中的传播速率；（ii）经过0.5s时间，质点P的位移和路程；（iii）从图示位置开始计时，经多长时间质点P第三次到达波峰。

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．a球处于静止状态，所受合外力为0，故A错误；BC．因为带负电的c球受力平衡处于静止状态，根据平衡条件可知电场线方向竖直向上则对a球受力分析，水平方向上ab之间的库仑力和ac之间库仑力在水平方向上的分力平衡解得故B正确，C错误；D．对c球受力分析解得故D错误。故选B。2、C【解题分析】

考查实验“用油膜法估测分子大小”。【题目详解】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是：理想模型法。C正确，ABD错误。故选C。3、B【解题分析】

A．当平抛运动下落时间无论多么长，由于存在水平方向的分速度，则速度方向不可能竖直向下，故A错误；B．由公式△v=at=gt，可知平抛运动的物体在任意相等时间内速度的变化量相同，故B正确；C．平抛运动运用“化曲为直”的方法，分解为水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，故C错误；D．平抛运动的水平位移为知平抛运动的水平位移由初速度和拋出点的高度共同决定，故D错误。故选B。4、C【解题分析】

AB.粒子的电性不确定，则不能确定电场的方向，也不能判断各点的电势关系，选项AB错误；CD．粒子在电场中只受电场力作用，则动能增加量等于电势能减小量；由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，则电势能减小，则EpaEpbEpc；因a、b段动能增量大于b、c段动能增量，可知ab段的电势差大于bc段的电势差，根据U=Ed可知，ab段的电场线比bc段的密集，但是不能比较三点场强大小关系，选项C正确，D错误。故选C。5、B【解题分析】

卫星的线速度为角速度为可得卫星的运行半径为由万有引力定律及牛顿第二定律得故月球的质量故B正确，ACD错误。故选B。6、A【解题分析】

由题意可知，物体在传送带上做匀变速运动，物体先向右做减速运动，速度为零时再向左做加速运动，回到出发点时速度大小，根据动能定理可知摩擦力做功为零，故A正确，BCD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、ABC【解题分析】

A．a点的电势高于b点的电势，由，知电子在a点的电势能小于在b点的电势能，A正确；B．根据，有d点电势为V，故B正确；CD．由沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向斜向下。设电场线与y轴正方向的夹角为为，由分别对a、c两点与b、d两点列式解得，。故C正确，D错误。故选ABC。8、CD【解题分析】

将电荷量为的粒子,从点移动到点,电势能减小,则点的电势比点高；同理点电势比点高;两点电势关系无法确定,匀强电场的电场强度方向不一定沿方向，选项AB错误；若之间的距离为,则该电场的电场强度取最小值时必沿方向,此时,则，选项C正确；点的电势，同理,则若将该粒子从点移动到点，电场力做功，选项D正确9、BD【解题分析】

A．由图知，小球上升的最大高度为h=4m，在最高点时，小球的重力势能得故A错误；B．根据除重力以外其他力做的功则有由图知又解得故B正确；C．设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有由动能定理有由图知联立解得故C错误；D．由图可知，在h=2m处，小球的重力势能是2J，动能是，所以小球上升到2m时，动能与重力势能之差为故D正确。故选BD。10、ACD【解题分析】

AB．相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，t2时刻与t3时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A正确，B错误；C．t1时刻，a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a中电流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。t1时刻斜率为0，因此两线圈没有作用力，则加速度为零，C正确；D．虽然t4时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b环中感应电动势最大，则感应电流最大，D正确。故选ACD。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、1.125电压表V2电压表V1偏大电压表V1的分流可能是再生铜或含过多杂质的次铜【解题分析】

（1）铜电线的直径；（2）P测量的电压大于N测量的电压，故P是电压表V2，N是电压表V1；（3）偏大，由于没考虑电压表V1的分流，使测得的铜电线的电阻偏大．（4）分析电路可知，通过铜电线的电流，整理得，根据题图丙可知斜率，，故电阻率达不到要求，使用的有可能是再生铜或含过多杂质的次铜．12、玻意耳1.027【解题分析】

(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所