上海市交通大学附属中学2023-2024学年高三3月份模拟考试物理试题含解析

上海市交通大学附属中学2023-2024学年高三3月份模拟考试物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、某理想气体的初始压强p0=3atm，温度T0=150K，若保持体积不变，使它的压强变为5atm，则此时气体的温度为（）A．100K B．200K C．250K D．300K2、人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法错误的是（）A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要放出能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度3、在地面上发射空间探测器用以探测其他行星，探测器的发射过程有三个主要阶段。先将探测器发射至地球环绕轨道，绕行稳定后，再开动发动机，通过转移轨道运动至所探测行星的表面附近的合适位置，该位置很接近星球表面，再次开动发动机，使探测器在行星表面附近做匀速圆周运动。对不同行星，探测器在其表面的绕行周期T与该行星的密度有一定的关系。下列4幅图中正确的是（）A． B．C． D．4、如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部是一个高度可以调节的竖直细管，上部是四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向。竖直细管下端装有原长为L0的轻质弹簧，弹簧下端与水面平齐，将弹簧压缩并锁定，把鱼饵放在弹簧上。解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v0。不考虑一切摩擦，重力加速度取g，调节竖直细管的高度，可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离，则该水平距离的最大值为A．v022g＋L0 B．v02g＋2L0 C．v025、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，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶1二、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、一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是（）A．波的频率为4HzB．波的波速为1m/sC．P和Q振动反相D．t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向E.0~13s时间，Q通过的路程为1.4m8、一列简谐横波在介质中沿x轴传播，在时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点。此时质点P正在向动能减小的方向运动，质点Q横坐标为5cm。时，质点Q第一次回到平衡位置，时，质点P第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（）A．波沿x轴负方向传播 B．时，质点P向y轴负方向运动C．波长为12cm D．时，质点P位于波峰9、关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E.某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数NA<10、如图所示的直角坐标系中，第一象限中有一匀强电场，场强方向与轴的夹角为。在第四象限存在宽度为，沿轴负方向足够长的匀强磁场。磁感应强度为，方向垂直纸面向里。现有不计重力的带电粒子（电荷量为，质量为）以速度从点射入磁场（与轴的夹角为）。若带电粒子通过磁场后恰好从点射入电场，并从上距离点为的点（图中未标出）离开电场。下列分析正确的是（）A．带电粒子进入磁场时的速度大小为B．带电粒子从点到点（图中未标出）运动的总时间为C．该匀强电场的场强大小为D．带电粒子离开电场时的动能为三、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）为了测量大米的密度，某同学实验过程如下：(1)取适量的大米，用天平测出其质量，然后将大米装入注射器内；(2)缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强P1；次数物理量12P/105PaP1P2V/10﹣5m3V1V2(3)重复步骤(2)，记录活塞在另一位置的刻度V2和读取相应的气体的压强P2；(4)根据记录的数据，算出大米的密度。①如果测得这些大米的质量为mkg，则大米的密度的表达式为__________；②为了减小实验误差，在上述实验过程中，多测几组P、V的数据，然后作_____图（单选题）。A．P﹣VB．V﹣PC．P﹣D．V﹣12．（12分）用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系，在该实验中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，则所选择的研究对象是___________。图乙所示是实验所得的一条纸带，在纸带上取了O、A、B、C、D、E六个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平测得沙桶和沙的质量m=24g，滑块质量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根据以上信息，从A点到D点拉力对滑块做的功为_______J，滑块动能增加了_________J。根据实验结果可得到：在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化。(结果均保留两位有效数字)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，一位同学在用气垫导轨探究动量守恒定律时，测得滑块甲质量为m甲，它以v1的速度水平撞上同向滑行的滑块乙。乙的质量为m乙，速度为v2。碰撞后滑块甲以v3的速度继续向前运动。求滑块乙的滑行速度v乙的大小。14．（16分）如图，物流转运中心的水平地面上有一辆质量M=4kg、长L=1.4m的平板小车，在平板车的右端放有质量m=1kg的快件(可视为质点)，快件与平板车间的动摩擦因。物流中心的工作人员要将快件卸到地面上，他采用了用水平力F拉小车的方式，重力加速度g=10m/s2，不计小车与地面间的摩擦阻力，求：(1)要让快件能相对平板车滑动，需要施加的最小水平力F0；(2)若用F=28N的水平恒力拉小车，要将快件卸到地面上，拉力F作用的最短时间t为多少。15．（12分）如图所示，地面和半圆轨道面均光滑．质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为S=3m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平．现有一质量m=1kg的滑块（不计大小）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动．小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s1．（1）求小车与墙壁碰撞时的速度；（1）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，求半圆轨道的半径R的取值．

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】

理想气体体积不变，发生等容变化，则，代入数据得：，解得：．故C项正确，ABD三项错误．【点睛】在理想气体状态方程和气体实验定律应用中，压强、体积等式两边单位一样即可，不需要转化为国际单位；温度的单位一定要用国际单位(开尔文)，不能用其它单位．2、C【解析】

A.由图可知，D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量，原子核D和E聚变成原子核F时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放能量，选项A正确；B.由图可知，A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，选项B正确；C.根据光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项C错误；D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，选项D正确；本题选错误的，故选C。3、B【解析】

设行星质量为M，半径为R。则由可得探测器在行星表面绕行的周期行星的体积，又有解以上各式并代入数据得取对数得对照题给函数图像，B正确，ACD错误；故选B。4、A【解析】

设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h，根据动能定理有－mgh=12mv2-12mv02，鱼饵离开管口后做平抛运动，竖直方向有h＋L0=12gt25、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、B【解析】试题分析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则，根据法拉第电磁感应定律可知，则，选项B正确；根据，故a、b线圈中感应电流之比为3:1，选项C错误；电功率，故a、b线圈中电功率之比为27:1，选项D错误；故选B．法拉第电磁感应定律；楞次定律；闭合电路欧姆定律；电功率．【名师点睛】此题是一道常规题，考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律；要推导某个物理量与其他物理量之间的关系，可以先找到这个物理量的表达式，然后看这个物理量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量．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、BCE【解析】

A．由题意可知可得T=4s频率f=0.25Hz选项A错误；B．t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为选项B正确；C．波长为因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻，Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。故选BCE。8、BC【解析】

A．当时，质点P正在向动能减小的方向运动，即P点向y轴正方向运动，根据上下坡法，机械波向x轴正方向传播，A错误；B．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，当经过，质点P由y轴上方位置第一次回到平衡位置，应该向y轴负方向运动，B正确；C．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，由于时质点P第一次回到平衡位置，设波速为v，在时间内，波传播的距离为也可表示为而解得C正确；D．波峰与P点水平距离为传播时间为，D错误。故选BC。9、ADE【解析】

A．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子在做无规则的热运动，A正确；B．将大颗粒的盐磨成细盐，不改变固体的微观结构，所以细盐仍为晶体，B错误；C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能造出，C错误；D．绝热条件下，根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，气体内能一定增加，D正确；E．对于气体分子而言，气体分子占据的体积大于气体分子实际的体积，则E正确。故选ADE。10、BD【解析】

A.带电粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为：，由得，故A错误；B.带电粒子在匀强磁场中的运动时间为：，在匀强电场中：，由题设知，垂直电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，，解得：，，从到的时间为：，故B正确，C错误；D.带电粒子从到过程中由动能定理可知，解得：，故D正确。故选：BD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、D【解析】

(1)以封闭气体为研究对象，由玻意耳定律求出大米的体积，然后由密度公式求出大米的密度；(2)为了方便地处理实验数据，所作图象最好是正比例函数图象，由玻意耳定律分析答题。【详解】(4)[1]设大米的体积为V，以注射器内封闭的气体为研究对象，由玻意耳定律可得：解得：大米的密度[2]由玻意耳定律可知，对一定量的理想气体，在温度不变时，压强P与体积V成反比，即PV=C，则，由此可知V与成正比，V﹣图像是过原点的直线，故可以作V﹣图象，故D正确，ABC错误。故选D。【点睛】本题难度不大，是一道基础题，熟练应用玻意耳定律是正确解题的关键；知道玻意耳定律的适用条件是质量一定温度不变。12、需要滑块、沙桶和沙子构成的整体0.0160.014【解析】

[1]平衡摩擦力，让小车所受合外力为绳子的拉力；[2]对小沙桶和沙子应用牛顿第二定律：对小滑块：两式相比：，若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，小沙桶和沙子的总重量不能视为合外力，所以需要选择滑块、沙桶和沙子构成的整体研究合外力做功与动能变化量的关系；[3]满足，绳子拉力近似等于沙桶和沙子的总重量，从A点到D点拉力做功：；[4]匀变速运动中某段时间内，平均速度和中间时刻速度相等，A、D点速度：动能变化量：。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、【解析】

取水平向右为正方向，则碰撞前甲的速度为v1，乙的速度为v2，碰撞后，甲的速度为v3，滑块乙的滑行速度v乙，根据动量守恒定律得解得14、(1)20N(2)1s【解析】

(1)当快件刚要相对小车滑动时，拉力F最小，有对快件：对快件及小车整体：解得：(2)当撤去拉力F后快件刚好能到达小车左端时，拉力F作用时间最短，设F的最短作用时间为tm，F作用时间内，快件在小车上滑动距离为L1，撤去拉力F时，快件的速度v1，小车的速度为v2，有对快件：对小车