上海市上外附中2024-2025学年高三第一次段考物理试题含解析

上海市上外附中2024-2025学年高三第一次段考物理试题注意事项: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、在某一次中国女排击败对手夺得女排世界杯冠军的比赛中，一个球员在球网中心正前方距离球网d处高高跃起，将排球扣到对方场地的左上角（图中P点），球员拍球点比网高出h（拍球点未画出），排球场半场的宽与长都为s，球网高为H，排球做平抛运动（排球可看成质点，忽略空气阻力），下列选项中错误的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地时竖直方向的速度大小D．排球末速度的方向与地面夹角的正切值2、如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上。一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，取重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．Q2对P的静电力大小为B．Q1、Q2的电荷量之比为C．将P从a点移到b点，电场力做正功D．将P从a点沿直线移到b点，电势能先增大后减小3、质量为m的物体放在粗糙水平面上，在一个足够大的水平力F作用下开始运动，经过一段时间t撤去拉力，物体继续滑行直至停止，运动总位移s。如果仅改变F的大小，作用时间不变，总位移s也会变化，则s与F关系的图象是（）A． B． C． D．4、一弹簧振子作简谐振动，某一时刻开始计时，经振子具有负方向最大加速度。则下列振动图像中正确反映振子振动情况的是（）A． B．C． D．5、有三个完全相同的重球，在每个球和水平面间各压了一块相同的木板，并都与一根硬棒相连，棒的另一端分别与一铰链相连，三个铰链的位置如图甲、乙、丙所示。现分别用力F甲、F乙、F丙将木板水平向右匀速抽出，（水平面光滑，重球和木板是粗糙的）。则下列关于F甲、F乙、F丙大小关系判断正确的是A．F甲=F乙=F丙 B．F甲<F乙=F丙 C．F甲=F乙<F丙 D．F甲<F乙<F丙6、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88二、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，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5m。导体棒a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2T。物体c的质量为0.06kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（）A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5m/s2B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0m/sC．足够长时间后a棒的加速度大小为D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0m/s8、如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为+q的小球A，在其上方l处固定着一个光滑的定滑轮O，绝缘轻质弹性绳一端系在O点正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球B连接。小球B平衡时OB长为l，且与竖直方向夹角为60°。由于小球B缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球B恰好在AB连线的中点C位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球B带负电B．弹性绳原长为C．小球B在C位置时所带电荷量为D．小球B在初始平衡位置时所带电荷量为9、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（）A．a、b通有同向的恒定电流B．导线a受的合磁场力竖直向上C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic10、“HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（）A．恒星A的密度 B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期 D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期三、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）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。12．（12分）测量物块（视为质点）与平板之间动摩擦因数的实验装置如图所示。是四分之一的光滑的固定圆弧轨道，圆弧轨道上表面与水平固定的平板的上表面相切、点在水平地面上的垂直投影为。重力加速度为。实验步骤如下：A．用天平称得物块的质量为；B．测得轨道的半径为、的长度为和的高度为；C．将物块从点由静止释放，在物块落地处标记其落地点；D．重复步骤，共做5次；E．将5个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量其圆心到的距离。则物块到达点时的动能__________；在物块从点运动到点的过程中，物块克服摩擦力做的功_______；物块与平板的上表面之间的动摩擦因数______。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，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角θ=60°，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。（1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；（2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。14．（16分）如图，一端封闭的薄玻璃管开口向下，截面积S=1cm2，重量不计，内部充满空气，现用竖直向下的力将玻璃管缓慢地压人水中，当玻璃管长度的一半进人水中时，管外、内水面的高度差为△h=20cm。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压强p0相当于高1020cm的水柱产生的压强，取g=10m/s2，求：（不考虑温度变化）(i)玻璃管的长度l0；(ii)继续缓慢向下压玻璃管使其浸没在水中，当压力F2=0.32N时，玻璃管底面到水面的距离h。15．（12分）某品牌汽车轮胎充气后，温度为时，胎内气体的压强为。已知该轮胎在胎压小于或大于时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为。（下列计算结果均保留一位小数）(1)求汽车安全工作环境的温度范围。（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）(2)若该汽车在的环境中工作，为了使其胎压达到，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为的理想气体的体积。

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】

A.由勾股定理计算可知，排球水平位移大小为故A正确不符合题意；B.排球做平抛运动，落地时间为初速度故B错误符合题意；C.排球在竖直方向做自由落体运动可得解得，故C正确不符合题意；D.排球末速度的方向与地面夹角的正切值故D正确不符合题意。故选B。2、B【解析】

A．由于P处于平衡状态，可知Q2对P的静电力大小为选项A错误；B．同理可知Q1对P的静电力大小为设ac=L，则由库仑定律联立解得Q1、Q2的电荷量之比为选项B正确；CD．将P从a点移到b点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项CD错误；故选B。3、C【解析】

当拉力F小于最大静摩擦力，物体的位移为零；当F大于最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1物体在足够大的水平力F作用下的加速度a1=撤去拉力后，物体的速度撤去拉力后，物体的加速度物体继续滑行直至停止，运动的时间物体运动的总位移可见，作用时间t不变，s﹣F是一元二次函数，是开口向上的抛物线，故C正确，ABD错误。故选C。4、C【解析】

简谐振动的回复力：，故加速度：，经周期振子具有负方向的最大加速度，此时振子有正方向的最大位移；A．A图在周期时振子有负向最大位移，A错误；B．B图在周期时振子位移为零，B错误；C．C图在周期时振子有负向最大位移，C正确；D．D图在周期时振子位移为零，D错误。故选C。5、D【解析】

设球的重力为G，杆对球的拉力方向与竖直方向的夹角为，球与木板的动摩擦因数为，球处于静止状态，受力平衡，对球受力分析，受到重力G、杆子的拉力T、木板对球的支持力N以及木板对球水平向右的滑动摩擦力f，根据平衡条件得：，，而，解得：木板处于静止状态，再对木板受力分析，根据平衡条件可知，水平方向有：，根据图象可知，从甲到乙再到丙，增大，则f增大，所以F增大，故，A．综上分析，A错误；B．综上分析，B错误；C．综上分析，C错误；D．综上分析，D正确。故选D。6、D【解析】

微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由得：，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：，对反冲核：，由于，根据，解得，反冲核的核电荷数为，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故A、B、C正确，D错误；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【解析】

A．b棒所受的最大静摩擦力而则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则a棒的加速度大小为选项A错误；B．b棒刚要开始运动时，对a棒F安=BILE=BLv联立解得v=5m/s选项B正确；CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为此时对a棒b棒其中解得此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；故选BC。8、BC【解析】

A．由同种电荷相互排斥可知，小球B带正电，故A错误；D．根据受力分析和平衡条件，可得解得小球B在初始位置时所带电荷量为，故D错误；C．小球B在C位置时，由相似三角形原理可得解得，故C正确；B．当小球B在C位置时，设绳子原长为x，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球B在初始平衡位置时有当小球B在C位置时有联立方程组可得弹性绳原长，故B正确。故选BC。9、BD【解析】

AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得即可得对长直导线受力分析，同理可得故D正确；故选BD。10、BD【解析】

AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得解得，则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD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、AbB1.5B4【解析】

(1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测