2024学年上海市上外附属大境中学物理高三上期中学业质量监测试题含解析

2024学年上海市上外附属大境中学物理高三上期中学业质量监测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、在x轴上存在与x轴同向的电场，x轴上各点的电场强度随x点位置变化情况如图所示.点电荷a和b带的电量分别为+q和-q，不计a和b间的静电力.下列叙述正确的是(

)A．x1、x2两处的电势相同B．a和b在x1处的电势能相等C．将电荷a沿x轴从x1处移到x2处，电场力一直做正功D．b在x1处的电势能大于在x2处的电势能2、如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块A相连，当用力匀速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，若以a=g匀加速抽出木板B，弹簧秤的示数大小()A．一定大于4.0N B．一定等于4.0NC．一定小于4.0N D．一定为零3、如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固定的直金属棒，在金属棒上和圆环的BC部分分别套着两个相同的小环M、N，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m，棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g，小环可视为质点，则M、N两环做圆周运动的线速度之比为()A． B．C． D．4、2018年9月2号刚刚结束的亚运会中，中国队包揽了跳水项目的全部10金．图示为跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中，该运动员对跳板的（）A．摩擦力不断增大B．作用力不断减小C．作用力不断增大D．压力不断增大5、一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播．处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图象如图所示，由此可知()．A．波长为mB．波速为1m/sC．3s末A、B两质点的位移相同D．1s末A点的振动速度大于B点的振动速度6、如图所示,水平路面上有一辆质量为M的汽车,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是(

)A．人对车的推力F做的功为FLB．人对车做的功为maLC．车对人的作用力大小为maD．车对人的摩擦力做的功为(F-ma)L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、一质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平外力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则下列说法中正确的是（）A．物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移之比是1∶5B．物体在t0和2t0时刻的瞬时速度之比是1∶5C．外力在O到t0和t0到2t0时间内做功之比是1∶8D．外力在t0和2t0时刻的瞬时功率之比是1∶88、在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示．在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体．已知星球M的半径是星球N的3倍，则A．M与N的密度相等B．Q的质量是P的3倍C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍9、两个等量同种正电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点由静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（）A．由C点到A点电势逐渐降低B．由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/mD．A、B两点间的电势差UAB=-5V10、光滑水平面上有一足够长的轻质木板C，C上放有质量分别为2m、m的物块A和B，AB与木板之间的摩擦因数均为μ（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），如图所示，系统处于静止状态．逐渐增大作用在A上的水平拉力F，以下说法正确的是：A．当F＝2μmg时，A与C将发生相对滑动B．无论F为多大，A与C都不会发生相对滑动C．当F＝3μmg时，B与C将发生相对滑动D．无论F为多大，B与C都不会发生相对滑动三、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）某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量：(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.12．（12分）某同学用弹性很好的橡皮筋(遵循胡克定律)等器材验证了力的平行四边形定则，进行的部分实验如下：A．先用刻度尺测量橡皮筋的原长；B．将橡皮筋的一端固定在竖直平板的A点，另一端与两个细绳套连接，细绳下挂一重物，任其自然下垂，结点为O，如图甲所示，测量此时橡皮筋的长度；C．用一个弹簧测力计，水平的通过细绳套把橡皮条的结点拉到O’位置，如图乙所示；D．记下弹簧测力计的读数和细绳O’B的方向，用刻度尺测量橡皮筋的长度；已测量的数据中，拉到位置O’时橡皮筋的伸长量是竖直悬挂时的倍。根据以上信息完成下面的问题：(1)弹簧测力计的读数如图丙所示，读数为____________；(2)若g=10m／s2，悬挂重物的质量为____________；(3)在图乙中，保持橡皮筋的方向不变，手拉测力计顺时针缓慢旋转，在此过程中弹簧测力计的示数变化情况为____________。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,倾斜轨道AB和光滑轨道BC固定在同一竖直平面内,两者间通过一小段长度不计的光滑弧形轨道相连,已知AB长L=7.10m,倾角θ=37°,BC弧的半径R=0.1m,O为圆心,∠BOC=143°,两个体积相同的小球P与Q、P球的质量mp=0.4kg;带正电的Q球静止于A点,质量mQ未知．其电荷量为q,整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强天小E=3mQg/4q．不带电的小球P从某一位置以v0=1m/s的初速度水平抛出,运动到A点时速度恰好沿斜面向下与小球Q发生弹性正碰,且碰撞过程中无电荷转移．碰后Q球第一次通过过C点后落到斜面上的D点(未画出),BD=2.11m．若Q、P与轨道AB的动摩擦因数分别为μ1=0.2，μ2=0.1．小球Q运动过程中电荷量保持不变．sin37°=0.6，cos37°=0.1，g=10m/s2)．求：（1）小球P的抛出点距A点的高度；（2）小球Q运动到弧轨道最低点B时对轨道的压力是其重力的多少倍；

（3）小球Q的质量mQ．14．（16分）《公安机关涉案枪支弹药性能鉴定工作规定》指出，不能发射制式弹药的非制式枪支，其所发射弹丸的枪口比动能大于等于1.8焦耳/平方厘米都认定为枪支，枪口比动能是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积，现有一玩具枪，其枪管长度L=20cm，枪口截面面积为S=0.36cm2，子弹质量为m=2g，在测试中，让玩具枪在高度h=1.8m处水平发射，实测子弹射程为12m，不计子弹受到的阻力，求：（1）子弹出枪口的速度；（2）此玩具枪是否可能被认定为枪支，请计算说明。（3）假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力，试求此推力的大小。15．（12分）距离地面h=20m高处以20m/s的初速度水平抛出—个小球，则(空气阻力不计，g取10m／s2，)(1)小球在空中飞行的时间t为多少？(2)小球落地时速度v方向与水平方向的夹角θ为多少？(3)小球落地时的位移S的大小

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、沿场强方向电势降低，则处的电势大于处的电势，故A错误；B、由知，不同电性的电荷在同位置处的电势能不同，故B错误；C、正电荷所受电场力方向与场强方向相同，则电荷a沿x轴从处移到处，电场力一直做正功，故C正确；D、负电荷在高电势处电势能小，则b在处的电势能小于在处的电势能，故D错误.【题目点拨】本题主要考查对电势、电势能以及电场力做功的理解．2、B【解题分析】

根据滑动摩擦力的影响因素可知摩擦力的大小与运动状态无关，则可由平衡条件可知弹簧弹力的变化。【题目详解】当用力加速抽出木板B时，A物体保持静止，故可知A受B的摩擦力，因A对B物体的压力不变，故A、B间的摩擦力不会发生变化，故匀速拉动时摩擦力也为4.0N；物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止，故弹簧秤对A的拉力仍为4.0N，即弹簧秤的示数大小仍等于4.0N，B正确。【题目点拨】考察对滑动摩擦力的理解。3、A【解题分析】

M点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以：Fn=mgtan45°=mω•vM所以：…①同理，N点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为Fn′=mgtanθ=mωvN所以：…②又：Fn′＝mω2r…③r=Rsinθ…④联立②③④得：…⑤所以：A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A。4、A【解题分析】

A、D项：设跳板与水平面的夹角为,由于运动员从a到b过程中，跳板逐渐向下弯曲即增大，根据平衡条件可知，摩擦力与重力沿板向下的分力等大反向，压力大小等于重力垂直板方向的分力，所以摩擦力增大，压力减小，故A正确，D错误；B、C项：运动员对跳板的作用力即压力与摩擦力的合力，由平衡可知，此合力运动员的重力等大反向，所以运动员对跳板的作用力不变，故B、C错误．故应选A．5、A【解题分析】试题分析：波的传播方向从A传到B，根据同一时刻两个质点的状态，结合波形，列出A、B间距离与波长的关系，求出波长．由图读出周期，求出波速．简谐波传播过程中介质中各质点在做简谐运动，加速度的大小与位移大小成正比．根据ls末两质点的位移关系，分析加速度关系．波从A向B传播，AB间的距离，n=0，1，2，…由题，波长大于1m，则n只能取0，即有，波长，波速为，A正确B错误；3s末A、B两质点的位移分别为，位移不同，C错误；由振动图象读出，ls末A质点的位移，处于波峰，速度最小；B质点的位移，处于平衡位置，速度最大，所以ls末A质点的速度小于B质点的速度，D错误．6、A【解题分析】

根据功的公式可知，人对车的推力做功W=FL，故A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为F′=ma，人对车的作用力为-ma，故人以车做功为W=-maL，故B错误；车以人水平方向上的合力为ma，而车对人还有支持力，故车对人的作用力为，故C错误；对人由牛顿第二定律可以f-F=ma；f=ma+F，车对人的摩擦力做功为W=fL=（F+ma）L，故D错误，故选A。【题目点拨】本题考查牛顿第二定律应用以及功的计算问题，要注意求车厢对人的作用力时，不能只考虑水平方向的产生加速度的合力，同时车厢对人还有一个竖直方向上的支持力的作用．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项：0到t0时间内的加速度，这段时间内的位移为，，t0时刻的速度为，t0到2t0时间内的加速度为，所以t0到2t0时间内的位移为：，所以2t0时刻相对于出发点的位移为：，所以物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移之比是1：5，故A正确；B项：2t0时的速度为：v2=v1+a2t0=所以物体在t0和2t0时刻的瞬时速度之比是1：3，故B错误；C项：根据动能定理得：外力在0到t0时间内做的功为，外力在t0到2t0时间内做的功为，所以外力在0到t0和t0到2t0时间内做功之比是1：8，故C正确；D项：外力在t0的时刻的瞬时功率为P1=F0v1=，2t0时刻的瞬时功率P2=2F0v2=，所以外力在t0和2t0时刻的瞬时功率之比是1：6，故D错误．故应选：AC．【题目点拨】解决本题的关键掌握瞬时功率的公式P=Fvcosθ，以及牛顿第二定律、运动学基本公式的应用．8、AC【解题分析】

A、由a-x图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有：，变形式为：，该图象的斜率为，纵轴截距为重力加速度．根据图象的纵轴截距可知，两星球表面的重力加速度之比为：；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即：，即该星球的质量．又因为：，联立得．故两星球的密度之比为：，故A正确；B、当物体在弹簧上运动过程中，加速度为0的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡，，即：；结合a-x图象可知，当物体P和物体Q分别处于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：，故物体P和物体Q的质量之比为：，故B错误；C、物体P和物体Q分别处于各自的平衡位置（a=0）时，它们的动能最大；根据，结合a-x图象面积的物理意义可知：物体P的最大速度满足，物体Q的最大速度满足：，则两物体的最大动能之比：，C正确；D、物体P和物体Q分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a=0）可知，物体P和Q振动的振幅A分别为和，即物体P所在弹簧最大压缩量为2，物体Q所在弹簧最大压缩量为4，则Q下落过程中，弹簧最大压缩量时P物体最大压缩量的2倍，D错误；故本题选AC．9、ACD【解题分析】

A．两个等量的同种正电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐降低，故A正确；B．由C点到A点的过程中，据图可知小物块的速度增大，电场力做正功，电势能一直减小，故B错误；C．据图可知小物块在B点的加速度最大，为所受的电场力最大为则场强最大值为故C正确；D．由图可知A、B两点的速度分别为，，根据动能定理得解得故D正确。故选ACD。10、BC【解题分析】A与木板间的最大静摩擦力，B与木板间的最大静摩擦力，所以无论F为多大，，A与C保持相对静止，故A错误，B正确；当B与C间摩擦达到最大静摩擦力，三者加速度相同，对三者有，故C正确，D错误．点晴：解决本题关键理解两物体相对滑动的临界条件：一、两物体间的摩擦达到最大静摩擦力，二两物体加速度相同．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)(2)；【解题分析】

力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U＝kmg，题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤；(1)设计电路如图所示．(2)测量步骤如下：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求12、（1）5.50N(5.47-5.54)（2）0.55kg（3）先减小后增大【解题分析】

弹簧秤读数时应保留到最小刻度的下一位；画出力的平行四边形，保持合力不变，橡皮筋拉力的方向不变，手拉测力计顺时针缓慢旋转，可判断弹簧测力计的示数变化.【题目详解】（1）弹簧测力计的读数5.50N；（2）若g=10m／s2，悬挂重物的质量为0.55kg；（3）由平行四边形法则可知，保持橡皮筋的方向不变，手拉测力计顺时针缓慢旋转，在此过程中弹簧测力计的示数先减小后增加；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）1.1m（2）（3）0.4kg【解题分析】

小球P抛出后做平抛运动，到达A点时速度沿斜面向下，由速度分解法求出小球P到达A点时竖直分速度，即可由运动学公式求出小球P的抛出点距A点的高度；两球发生弹性正碰，由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求出碰后两球的速度．碰后小球Q获得速度，将电场力和重力的合力看成等效重力，由动能定理求出小球Q到圆弧轨道最低点B点时的速度，由牛顿运动定律求Q对轨