2024届上海市北虹、上理工附中高三3月联考（物理试题理）试题

2024届上海市北虹、上理工附中高三3月联考（物理试题理）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、竖直向上抛出一个小球，图示为小球向上做匀变速直线运动时的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，测出ac长为23cm，af长为34cm，则下列说法正确的是（）A．bc长为13cmB．df长为7cmC．小球的加速度大小为12m/s2D．小球通过d点的速度大小为2.2m/s2、北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于c的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期小于c的周期3、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是()A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度4、如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略．现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（）A．a灯变亮，b灯和c灯变暗B．a灯和c灯变亮，b灯变暗C．a灯和c灯变暗，b灯变亮D．a灯和b灯变暗，c灯变亮5、某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S为光源，当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于I时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为c，钠的极限频率为υ0，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波长应大于B．若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作C．若射向光电管C的光子中能激发出光电子的光子数占比为η，报警时，t时间内射向光电管钠表面的光子数至少是D．以上说法都不对6、烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（）A．镅放出的是X射线B．镅放出的是γ射线C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短二、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，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、2m、3m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，则需要满足的条件是（）A．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为C．轻绳拉力最大为D．水平拉力F最大为8、如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，当电阻箱R=0Ω时，杆的最大速度为2m/s，当电阻箱R=4Ω时，杆的最大速度为4m/s。已知轨距为L=2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。以下说法正确的是（）A．杆ab的最大速度随电阻箱R的增大而均匀增大B．当R一定时，杆ab下滑时通过R的电流方向由P到MC．当R=4Ω时，杆ab从释放到获得最大速度的过程中，杆ab所受安培力的功率等于杆ab的热功率D．由已知条件可以求得，9、如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F．质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落．则（）A．细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为B．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为C．弹簧恢复原长时滑块的动能为D．滑块与木板AB间的动摩擦因数为10、关于热现象，下列说法中正确的是（）A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，压强不一定变小B．气体吸热后温度一定升高C．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．质量和温度都相同的气体，内能一定相同E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的三、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）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200μA，内阻估计在400~600Ω之间。(1)按图测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：A．滑动变阻器（阻值范围0~200Ω）B．滑动变阻器（阻值范围0~175Ω）C．电阻箱（阻值范围0~999Ω）D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）E.电源（电动势6V，内阻0.3Ω）F.电源（电动势12V，内阻0.6Ω）按实验要求，R最好选用__________，R′最好选用___________，E最好选用___________(填入选用器材的字母代号)。(2)根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值________________（选填“大”或“小”）。(3)假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为_____________________。12．（12分）某实验小组利用频闪照相的方法在暗室中用“滴水法”测重力加速度的大小，当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，看到一串仿佛固定不动的水滴悬在空中。已知水滴下落的时间间隔为。(1)若频闪间隔，刚好离开水龙头的水滴记为第1滴，测得此时第3滴和第4滴的间距为，则当地的重力加速度为______（结果保留三位有效数字）。(2)若将频闪间隔调整到，则水滴在视觉上的运动情况为_____（填“向上运动”“静止”或“向下运动”）。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）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。(1)求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；(2)导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)(3)若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。14．（16分）如图所示为玻璃制成的长方体，已知长AB=l=0.6m，宽d=AD=0.2m，高h=AA1=m，底面中心O点有一个点光源，玻璃对光的折射率为1.5，俯视看ABCD面的一部分会被光照亮，求：照亮部分的面积。15．（12分）如图所示，MNPQ是边长为的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于MNPQ平面。电子从电极K处由静止开始经电势差为U的电场加速后，从MN的中点垂直于MN射入匀强磁场区域，经磁场偏转后恰好从P点射出。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力。求：(1)电子射入匀强磁场时的速度大小；(2)匀强磁场区域中磁感应强度的大小和方向。

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】

C．根据题意可知，cf长为11cm，则根据匀变速直线运动的位移差公式可得其中所以C正确；D．匀变速直线运动中，某段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度，则d点的速度为所以D错误；B．根据匀变速直线运动的位移公式得所以B错误；A．同理可得b点的速度为则所以A错误。故选C。2、A【解题分析】

万有引力提供向心力A．由可知，卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；B．由可知，卫星a的加速度小于c的加速度，选项B错误；C．由可知，卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；D．由可知，卫星b的周期大于c的周期，选项D错误；故选A。3、A【解题分析】

根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：可得同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解题分析】

变阻器R的滑片稍向上滑动一些，滑动变阻器电阻减小，根据“串反并同”与其串联的灯泡C电流增大，变亮，与其并联的灯泡b电流减小，变暗，与其间接串联的灯泡a电流增大，变亮，B对；5、C【解题分析】

A．根据可知，光源S发出的光波波长即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长小于，故A错误；B．根据光电效应方程可知，用极限频率更高的材料取代钠，只要频率小于光源S发出的光的频率，则该探测器也能正常工作，故B错误；C．光电流等于I时，t秒产生的光电子的个数t秒射向光电管钠表面的光子最少数目故C正确；D．由以上分析，D项错误。故选C。6、C【解题分析】

AB．镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故AB错误；C．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg，还剩下0.25mg没有衰变，故C正确；D．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，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、BC【解题分析】

AB．设左侧A与C之间的摩擦力大小为，右侧B与D之间摩擦力大小为，设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，对A、C整体分析知轻绳的拉力大小为A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，则有联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故A错误，B正确；CD．对B、D分析知，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，则有，故C正确，D错误。故选BC。8、AD【解题分析】

A．设杆的最大速度为，根据平衡条件可得解得所以杆的最大速度随电阻箱的增大而均匀增大，故A正确；B．当一定时，杆下滑时根据右手定则可知通过的电流方向由到，则通过的电流方向由到，故B错误；C．当时，杆从释放到获得最大速度的过程中，杆所受安培力的功率等于杆的热功率与电阻箱产生的热功率之和，故C错误；D．由于，根据题意可知，当电阻箱时，杆的最大速度为2m/s，代入则有当电阻箱时，杆的最大速度为4m/s，代入则有联立可得，故D正确；故选AD。9、ABD【解题分析】

A．细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F，根据牛顿第二定律有：解得，A正确；B．滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为，B正确；C．弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于，C错误；D．由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得联立解得，D正确。故选ABD。10、ACE【解题分析】

A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，气体体积变大，但气体的温度可能也变大，压强不一定变小，A正确；B．根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，B错误；C．气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随做功来决定，C正确；D．气体的内能由物质的量、温度决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，D错误；E．根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，E正确。故选ACE。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、DCF小5V【解题分析】

(1)[1][2][3]图中电路为经典的半偏法测电流表内阻，采用半偏法测量电流表内阻时，电源电动势越大，越有利于减小误差，所以电动势应选择较大的F，为了保证电流表能够满偏，根据闭合电路欧姆定律粗算全电路总电阻大小：所以电阻箱选用阻值较大的D，电阻箱用来和电流表分流，所以二者电阻相差不多，所以选择C；(2)[4]实验原理可以简述为：闭合，断开，调节使电流表满偏，保持和不变，闭合开关，调节使电流表半偏，此时的电阻即为电流表的内阻。事实上，当接入时，整个电路的总电阻减小，总电流变大，电流表正常半偏，分流为断开时总电流的一半，而通过的电流大于断开时总电流的一半，根据欧