上海市理工附中2024届高三第三次模拟考试物理试卷含解析

上海市理工附中2024届高三第三次模拟考试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、已知氢原子能级公式为，其中n=1，2，…称为量子数，A为已知常量；要想使氢原子量子数为n的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n的激发态向澈发态跃迁时放出的能量，则n的最小值为（）A．2 B．3 C．4 D．52、如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大3、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直．现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中()A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小4、2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。为此全市都在开展丰富多彩的冰上运动。如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为θ的光滑冰道顶端A由静止开始自由下滑时，在斜面底部B处的乙通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动。已知甲、乙和冰车均可视为质点，甲通过斜面与水平面的交接处（B处）时，速度的方向改变、大小不变，且最终甲刚好能追上乙，则（）A．到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定不相等B．到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等C．甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度D．无法求出甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比5、如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。t=0时刻，悬线的拉力为F。CD为圆环的直径，CD=d，圆环的电阻为R。下列说法正确的是（）A．时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流B．时刻，C点的电势低于D点C．悬线拉力的大小不超过D．0~T时间内，圆环产生的热量为6、如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，在原线圈电路的a、b端输入电压一定的正弦交变电流，电阻R1、R2消耗的功率相等，则为（）A． B．4C． D．2二、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，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，物体B上部半圆形槽的半径为R，将物体A从圆槽右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则()A．A能到达B圆槽的左侧最高点B．A运动到圆槽的最低点时A的速率为C．A运动到圆槽的最低点时B的速率为D．B向右运动的最大位移大小为8、如图所示，在边长为L的正方形区域ABCD内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m，电荷量为q的带电粒子（不计重力），分别以相同的速率v从A点沿不同方向垂直磁场方向射入磁场，当沿AC方向射入时，垂直于BC边射出磁场。则粒子（）A．带负电B．运动速率C．在磁场中运动的最长时间D．在磁场中运动的最长时间9、三个质量相同的物体A、B、C如图所示放置在光滑的水平面上，斜劈A的倾角为，B的上表面水平，现对A施加水平向左的力，三个物体相对静止一起向左匀加速运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．B、C间的摩擦力大小为B．A、B间的摩擦力大小为C．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，A、B间先滑动D．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，B、C间先滑动10、如图所示，半径为a的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，EF、MN为两平行金属板，板长和板距均为2a，一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度从A点沿半径方向射入磁场，若金属板接电源，则粒子沿平行于金属板的方向射出，若金属板不接电源，则粒子离开磁场时速度方向偏转，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．粒子带负电B．粒子两次通过磁场区域所用的时间相等C．速度的大小为D．两金属板间的电压为三、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）多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。如图所示，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，a、b为红、黑表笔的插孔。G是表头，满偏电流为Ig，内阻为Rg，R0是调零电阻，R1、R2、R3、R4分别是挡位电阻，对应挡位分别是“×1”“×10”“×100”“×1000”，K是挡位开关。(1)红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片P，使得表头达到满偏电流。设滑片P下方电阻为R'，满偏电流Ig与流经电源的电流I的关系是_____（用题设条件中的物理量表示）。(2)已知表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。在挡位开关由低挡位调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻R0的滑片P应向______（填“上”或“下”）滑动，调零后，滑片P下方的电阻R'为原来挡位的______倍。(3)把挡位开关调到“×100”，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。要更准确测量该电阻的阻值，请写出接下来的操作过程_____________________________。(4)要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的______极。12．（12分）某实验兴趣小组用如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律并求出当地重力加速度。倾斜气垫导轨倾角为30°，导轨上端与水平桌面相接并安装有速度传感器可以直接测出小物块经过上端时的速度，气垫导轨和水平桌面上均有刻度值可读出长度。导轨下端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，测出不放小物块时弹簧上端与传感器之间的长度为L。气垫导轨开始工作后把质量为m的小物块轻放在弹簧上端，用外力向下缓慢推动小物块到不同位置后撤去外力，小物块从静止开始向上运动，经过一段时间后落在水平桌面上。（1）通过实验，该小组测出了多组不同的速度v和对应的落点到导轨上的长度x，画出了如图乙所示的图象，已知该图象为一过原点的直线、直线斜率为k，则通过该象可求出当地重力加速度g的值为_________，考虑到空气阻力，该小组测出的值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（2）通过事先对轻弹簧的测定，、研究得出弹簧的弹性势能与压缩量的关系为。若每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，为了验证小物块和轻弹簧系统的机械能守恒，该小组需要验证的表达式为__________________（用x、n、L表示）。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，地面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面底端固定一挡板，一轻质弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至B点，初始时刻，物块a在外力的作用下被压至E点，，撤去外力后，物块a沿斜面从B点射出，到达传送带右端时速度恰好水平向左，大小，与物块b粘在一起向左运动，其中物块a、b质量均为，传送带长为，始终以v=3m/s的速度顺时针转动，物块和传送带之间的动摩擦因数，为不计空气阻力，重力加速度．求：（1）初始时刻的弹性势能；（2）ab在传送带上运动时产生的划痕长度；（3）由于传送物块电动机需要多消耗的电能。14．（16分）如图，在长方体玻璃砖内部有一半球形气泡，球心为O，半径为R，其平面部分与玻璃砖表面平行，球面部分与玻璃砖相切于O'点。有－束单色光垂直玻璃砖下表面入射到气泡上的A点，发现有一束光线垂直气泡平面从C点射出，已知OA=R，光线进入气泡后第一次反射和折射的光线相互垂直，气泡内近似为真空，真空中光速为c，求：（i）玻璃的折射率n；（ii）光线从A在气泡中多次反射到C的时间。15．（12分）如图所示，AB为一固定在水平面上的半圆形细圆管轨道，轨道内壁粗糙，其半径为R且远大于细管的内径，轨道底端与水平轨道BC相切于B点。水平轨道BC长为2R,动摩擦因数为μ1=0.5，右侧为一固定在水平面上的粗糙斜面。斜面CD足够长，倾角为θ=37°，动摩擦因数为μ2=0.8。一质量为m，可视为质点的物块从圆管轨道顶端A点以初速度水平射入圆管轨道，运动到B点时对轨道的压力为自身重力的5倍，物块经过C点时速度大小不发生变化。sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求：（1）物块从A点运动到B点的过程中，阻力所做的功；（2）物块最终停留的位置。

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【解析】

电子由激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为氢原子由量子数为的激发态向激发态跃迁时放出的能量为根据题意有解得即的最小值为4，故C正确，A、B、D错误；故选C。2、A【解析】

在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。3、A【解析】

开始时，金属棒的重力和安培力大小相等．当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下，知安培力的大小FA=BIL不变，方向由竖直向上向里变为垂直纸面向里．根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转，因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡，重力和安培力的合力于拉力大小等值方向，重力和安培力的大小不变，之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大，故A正确，BCD错误．4、B【解析】

AB．设甲到达B的时间为t1，追上B的时间为t2，水平面都是光滑的，A到达水平面后做匀速直线运动，设甲的速度为v，则甲在水平面上的位移①乙做匀加速直线运动，被甲追上时的速度也是v，乙的位移②联立①②可得可知到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等，故A错误，B正确；C．由以上的分析可知，甲的速度达到v用的时间少，所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度，故C错误；D．AB之间的距离所以甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比为2，故D错误。故选B。5、C【解析】

A．时刻，磁场向外增强，根据楞次定律可知，感应电流磁场向里，故圆环中有顺时针方向的感应电流，故A错误；B．时刻，磁场垂直向外减小，根据楞次定律可知，感应电流磁场向外，故C点的电势高于D点，故B错误；C．t=0时刻，悬线的拉力为F，则圆环重力大小为F，时，感应电动势，，故安培力故悬线拉力的大小不超过，故C正确；D．根据以上分析可知0~时间内，产热故0~T时间内，圆环产生的热量为故D错误。故选C。6、A【解析】

因为电阻R1、R2消耗的功率相等，所以有又因为联立解得故BCD错误，A正确。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、AD【解析】

A．运动过程不计一切摩擦，系统机械能守恒，且两物体水平方向动量守恒，那么A可以到达B圆槽的左侧最高点，且A在B圆槽的左侧最高点时，A、B的速度都为零，A正确；BC．设A运动到圆槽最低点时的速度大小为vA，圆槽B的速度大小为vB，规定向左为正方向，根据A、B在水平方向动量守恒得0＝mvA－2mvB解得vA＝2vB根据机械能守恒定律得解得，，BC错误；D．当A运动到左侧最高点时，B向右运动的位移最大，设为x，根据动量守恒得m(2R－x)＝2mx解得x＝，D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．由左手定则可知粒子带正电，选项A错误；B．根据粒子的运动轨迹可知由可得选项B正确；CD．从C点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，圆弧所对的圆心角为60°，则最长时间为选项C正确，D错误。故选BC。9、AC【解析】

A．对整体分析，根据牛顿第二定律可得解得，以C为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得解得BC间的摩擦力大小为，故A正确。B．B和C的加速度方向向左，大小为，则B和C沿斜面向上的加速度为，以BC为研究对象，沿斜面向上根据牛顿第二定律可得所以故B错误。CD．若BC间恰好打滑，则加速度，此时A和B间的摩擦力为说明此时A和B已经滑动，所以动摩擦因数相同，则F逐渐增大，AB间先滑动，故C正确、D错误。故选AC。10、CD【解析】

A．由于磁场方向不确定，故带电粒子的电性不确定，A错误；B．当金属板接电源时，由题意可知，带电粒子匀速穿过平行板，粒子通过磁场区域所用的时间当金属板不接电源时，粒子只在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为R，由几何关系有解得则粒子在磁场中的运动时间所以B错误；C．当金属板不接电源时，粒子只在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有解得C正确；D．当金属板接电源时，两金属板间存在匀强电场，设电场强度大小为E，则有得则两金属板间的电压D正确。故选CD。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、上10把挡位开关调到“”，将红黑表笔短接，调节滑片，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量正【解析】

（1）[1]．表头电阻与的上部分电阻串联，与并联，根据电流关系得（2）[2][3]．高一级挡位内阻是原级别的10倍所以应变为原来的10倍，所以应向上调节．（3）[4]．指针偏转较大，说明所测量的电阻比较小，应换低一级挡位，即把挡位开关调到“”，将红黑表笔短接，调节滑片，使指针指到零刻度，然后再进行