2023年上海市华东师大一附中高三物理第一学期期末调研模拟试题含解析

2023年上海市华东师大一附中高三物理第一学期期末调研模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k，开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为A．等于v2B．大于v2C．小于2、一平行板电容器的电容为C，A极板材料发生光电效应的极限波长为，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为（＜）的单色光持续照射电容器的A极板，B极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（）（已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电量为e）A．光电子的最大初动能为B．光电子的最大初动能为C．平行板电容器可带的电荷量最多为D．平行板电容器可带的电荷量最多为3、重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是A．的中子数比中子数少20个B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D．与是不同的元素4、已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为()A．b/a B．b2/a C．a/b D．b/a25、如图所示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期C．卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动6、如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，BC为圆周运动的直径，竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将a球从切点正上方的A点水平抛出，重力加速度大小为g，从a球水平抛出开始计时，为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹)，则下列说法正确的是（）A．a球在C点与b球相遇时，a球的运动时间最短B．a球在C点与b球相遇时，a球的初始速度最小C．若a球在C点与b球相遇，则a球抛出时的速率为D．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为二、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，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是()A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0B．三角形A′B′C′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D．粒子再次回到D点所需的时间为8、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为x=h+2x0C．小球受到的弹力最大值等于2mg D．小球动能的最大值为9、我国探月工程分“绕、落、回”三步走，近期将发射“嫦娥五号”探测器执行月面采样返回任务。图为探测器绕月运行的示意图，O为月球球心。已知环月圆轨道I和椭圆轨道II相切于P点，且I轨道半径为II轨道半长轴的1.25倍。则探测器分别在I、II两轨道上稳定运行时（）A．周期T1:T2=5:4B．机械能EI=EIIC．经过P点的速度vI>vIID．经过P点的加速度aI=aII10、牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道．已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（）A．物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动可能是平抛运动B．在轨道B上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/C．使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点D．在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s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）某实验小组用如图甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t变化的图线。(1)首先测量重力加速度。将摆球拉离竖直方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉力F随时间t变化的图线如图乙所示。①图可知该单摆的周期T约为________s(保留两位有效数字)。②该小组测得该单摆的摆长为L，则重力加速度的表达式为________(用测量或者已知的物理量表示)。(2)然后验证机械能守恒定律。将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F随时间t变化的图线如图丙所示。①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是_________。②若图中A点的拉力用F1表示，B点的拉力用F2表示，则小球从A到B的过程中，验证机械能守恒的表达式为_____________(填表达式前的字母序号)。A．B．C12．（12分）在测金属丝的电阻率的实验中，用两节干电池作为电源，正确的电路连接如图所示。(1)请在图的框中画出相应的电路图________。(2)闭合开关，发现电压表的示数为0，须检查电路故障。针对以下检查过程中的相关步骤，回答问题。保持原电路结构且闭合开关，用已调试好的多用电表的直流电压10V挡进行检测，将________（选填“红”或“黑”）表笔接触P点的接线柱，再将________（选填“红”或“黑”）表笔接触电路中N点的接线柱。表盘示数如图所示，其读数为________V。保持P点表笔接触位置不变，再将另一表笔分别接触电路中M、Q点的接线柱，电压值几乎不变。由此初步判定电路故障可能是________________。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，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出．已知SC＝CD，光线通过棱镜的时间，c为真空中光速，不考虑反射光线．求：(i)棱镜的折射率n；(ii)入射光线与界面BC间的夹角．14．（16分）如图所示，光滑的水平桌面边缘处固定一轻质定滑轮，A为质量为2m的足够长的木板，B、C、D为三个质量均为m的可视为质点的物块，B放在A上，B通过水平且不可伸长的轻绳跨过定滑轮与D连接，D悬在空中。C静止在水平桌面上A的右方某处（A、C和滑轮在同一直线上）。A、B间存在摩擦力，且认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，在D的牵引下，A和B由静止开始一起向右加速运动，一段时间后A与C发生时间极短的弹性碰撞，设A和C到定滑轮的距离足够远，D离地面足够高，不计滑轮摩擦，已知重力加速度为g。(1)为使A与C碰前A和B能相对静止一起加速运动，求A与B间的动摩擦因数μ应满足的条件；(2)若A与B间的动摩擦因数μ=0.75，A与C碰撞前A速度大小为v0，求A与C碰后，当A与B刚好相对静止时，C与A右端的距离。15．（12分）滑雪者高山滑雪的情景如图所示。斜面直雪道的上、下两端点的高度差为，长度为。滑雪者先在水平雪面上加速运动，至斜面雪道上端点时的速度达。滑雪者滑行至斜面雪道下端点时的速度为。滑雪者的质量为，求：（g取，计算结果保留2位有效数字）(1)滑雪者在空中的运动时间；(2)滑雪者在斜面直雪道上运动损失的机械能。

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【解析】

平均速度等于这段位移与所需要的时间的比值．而位移则通过胡克定律由受力平衡来确定。【详解】根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动，所以这个过程中平均速度为v=【点睛】考查胡克定律的掌握，并运用位移与时间的比值定义为平均速度，注意与平均速率分开，同时强调位移而不是路程。2、C【解析】

AB．根据光电效应方程可知选项AB错误；CD．随着电子的不断积聚，两板电压逐渐变大，设最大电压为U，则且Q=CU解得选项C正确，D错误。故选C。3、B【解析】

的中子数为238-92=146个，的中子数为209-83=126个，则的子数比的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误；与的质子数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D错误．4、D【解析】

根据在星球表面重力与万有引力相等，有：，可得：，故；竖直上抛运动的最大高度，所以有；故A，B，C错误；D正确；故选D.5、C【解析】

A．由公式得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小当轨道半径r减小时，a增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A错误；BC．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B错误，C正确；D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D错误。故选C。6、C【解析】

A．平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为；故A错误。BC．平抛的初速度为时间相等，在C点相遇时，水平位移最大则初始速度最大为：故B错误，C正确。D．在C点相遇时，b球运动半个周期，故b球做匀速圆周运动的周期为故D错误。故选C。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、ACD【解析】

A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；B．由几何知识可知，三角形A′B′C′的最短边长为2a＋2a，B错误；C．带电粒子做圆周运动的轨迹半径为r＝a＝速度为C正确；D．分析知粒子再次回到D点时，其运动轨迹对应的圆心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正确故选ACD。8、AD【解析】

由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，直到小球速度为零。A．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B．在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C．由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg，C错误；D．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D正确。9、CD【解析】

A．根据开普勒第三定律可知故A错误；BC．从P点由轨道II进入轨道I要点火加速，即vI>vII，则在轨道I上的机械能大于轨道II上的机械能，故B错误，C正确；D．经过P点时探测器受到月球的引力相同，根据牛顿第二定律可知加速度aI=aII，故D正确。故选CD。10、AC【解析】

（1）第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，却是最大的环绕速度；（2）当物体以第一宇宙速度被抛出，它的运动轨道为一圆周；当物体被抛出的速度介于第一和第二宇宙速度之间，它的运动轨迹为一椭圆；当物体被抛出时的速度介于第二和第三宇宙速度之间，物体将摆脱地球引力，成为绕太阳运动的行星；当被抛出的初速度达到或超过第三宇宙速度，物体必然会离开太阳系；（3）卫星变轨时的位置点，是所有轨道的公共切点．【详解】A、物体抛出速度v＜7.9km/s时必落回地面，若物体运动距离较小时，物体所受的万有引力可以看成恒力，故物体的运动可能是平抛运动，A正确；B、在轨道B上运动的物体，相当于地球的一颗近地卫星，抛出线速度大小为7.9km/s，B错误；C、轨道C、D上物体，在O点开始变轨到圆轨道，圆轨道必然过O点，C正确；D、当物体被抛出时的速度等于或大于16.7km/s时，物体将离开太阳系，故D错误．【点睛】本题考查宇宙速度，知道第一宇宙速度是最小的发射速度、最大的环绕速度，掌握卫星变轨模型，知道各宇宙速度的物体意义至关重要．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、0.75(0.70或者0.73也对)质量A【解析】

(1)①[1]小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由图乙可知11.0s到14.0s内有4个全振动，该单摆的周期②[2]根据单摆周期公式可得重力加速度(2)①[3]图中点对应速度为零的位置，即最高位置，根据受力分析可得图中点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得小球从到的过程中，重力势能减小量为动能的增加量为要验证机械能守恒，需满足解得所以还需要测量的物理量是小球的