2023年上海市徐汇区上海中学物理高三上期末综合测试模拟试题含解析

2023年上海市徐汇区上海中学物理高三上期末综合测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。已知引力常量为G，由以上数据可以求得（）A．火星的质量B．火星探测器的质量C．火星的第一宇宙速度D．火星的密度2、物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J，则物块回到斜面底端时的动能为（）A．10J B．20J C．30J D．40J3、如图，在xoy坐标系中有圆形匀强磁场区域，其圆心在原点O，半径为L，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外。粒子A带正电，比荷为，第一次粒子A从点（－L，0）在纸面内以速率沿着与x轴正方向成角射入磁场，第二次粒子A从同一点在纸面内以相同的速率沿着与x轴正方向成角射入磁场，已知第一次在磁场中的运动时间是第二次的2倍，则A． B．C． D．4、如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（）A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星cB．卫星b和c的机械能相等C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c5、正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500N，则沿船行驶方向获得的推力大小为A．300NB．375NC．400ND．450N6、如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D．铀235只要俘获中子就能进行链式反应二、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、如图甲所示为t=1s时某简谐波的波动图象，乙图为x=4cm处的质点b的振动图象。则下列说法正确的是（）A．该简谐波的传播方向沿x轴的正方向B．t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向C．t=2s时，质点a的加速度大于质点b的加速度D．0~3s的时间内，质点a通过的路程为20cmE.0~3s的时间内，简谐波沿x轴的负方向传播6cm8、下列说法正确的（）A．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少B．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气（理想气体）内能减小E.能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源9、如图，倾角37°且足够长的传送带以2m/s的恒定速率沿顺时针方向传动，现有一质量为lkg的小物块从传送带底端以v0=6m/s的初速度沿斜面向上滑出。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为10m/s2，sin37°=0.6、cos37°=0.8.下列说法正确的是（）A．物块先做减速运动，速度减到2m/s后做匀速运动B．物块先做减速运动，速度减到零后反向做加速运动直到离开传送带C．传送带对物块做功的最大瞬时功率为12WD．物块与传送带间因为摩擦而产生的热量为6J10、两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则A．在相遇区域会发生干涉现象B．实线波和虚线波的频率之比为3：2C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cmE.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜0三、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）某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”，如图甲、乙所示。（1）下列说法正确的是（_____）A．需要用天平测出传感器的质量B．需要用到低压交流电源C．实验时不需要平衡摩擦力D．若实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象可能会发生弯曲（2）下列实验中用到与该实验相同研究方法的有（_____）A．探究单摆周期的影响因素B．探究求合力的方法C．探究做功与速度的变化关系D．探究导体电阻与其影响因素的关系（3）图丙是某同学通过实验得到的一条纸带（交流电频率为50Hz），他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。根据图可知，打下F点时小车的速度为_____m/s。小车的加速度为______m／s2。（计算结果均保留两位有效数字）12．（12分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（从第一滴落在地面上开始计时，20s时地面上正好共有51个小水滴）(1)由图（b）可知，小车在桌面上是_____（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为__________m/s，加速度大小为__________m/s2.（结果均保留一位有效数字）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，在平面直角坐标系xOy的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域△ABC，A点坐标为（0，3a），C点坐标为（0，﹣3a），B点坐标为(，-3a）．在直角坐标系xOy的第一象限内，加上方向沿y轴正方向、场强大小为E=Bv0的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，其与x轴的交点为Q．粒子束以相同的速度v0由O、C间的各位置垂直y轴射入，已知从y轴上y=﹣2a的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O点．忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力．（1）求粒子的比荷；（2）求粒子束射入电场的纵坐标范围；（3）从什么位置射入磁场的粒子打到荧光屏上距Q点最远？求出最远距离．14．（16分）如图，长，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，的空气被水银柱封住，水银柱长。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强。求插入水银槽后管内气体的压强。15．（12分）如图甲所示，一列简谐波沿x轴传播，A、B为平衡位置相距4m的两个质点，它们的振动图像如图乙所示。求该波的波速。

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、D【解析】

AC．根据和可知，因缺少火星的半径，故无法求出火星的质量、火星的第一宇宙速度，选项AC均错误；B．根据上式可知，火星探测器的质量m被约去，故无法求出其质量，B错误；D．根据可得又代入上式可知，火星的密度故可求出火星的密度，D正确。故选D。2、B【解析】

由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热40J，所以物块回到斜面底端时的动能为20J。故B正确，ACD错误。故选B。3、B【解析】

粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示：，

根据洛伦兹力提供向心力有：则粒子做匀速圆周运动的半径为：根据几何知识可知BOCO1以及BODO2为菱形，所以∠1=180°-（90°-α）=90°+α∠2=180°-（90°+β）根据题意可知∠1=2∠2，所以得到α+2β＝90°＝。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B。4、C【解析】

A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：所以卫星a的角速度可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：选项C正确；D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项D错误；故选C。5、A【解析】

对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力。A.300N与上述计算结果相符，故A正确；B.375N与上述计算结果不相符，故B错误；C.400N与上述计算结果不相符，故C错误；D.450N与上述计算结果不相符，故D错误；6、A【解析】

A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A正确；B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，贯穿能力最强，故B错误；C．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C错误;

D．链式反应需要达到临界体积才可以，故D错误；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、BCE【解析】

A．由图象可知t=1s时质点b的振动方向沿y轴的负方向，则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该简谐横波的传播方向沿x轴的负方向，故A项错误；B．由图甲知t=1s时，质点a的振动方向沿y轴的正方向；由乙图可知波的周期为2s，则t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向，故B项正确；C．由以上分析可知，t=2s时，质点b处在平衡位置向上振动，质点a处在平衡位置+y侧向y轴的负方向振动，因此质点a的加速度大于质点b的加速度，故C项正确；D．0~3s的时间为，则质点a通过的路程为振幅的6倍，即为30cm，故D项错误；E．由图可知，波长λ=4cm、周期T=2s，则波速0~3s的时间内，波沿x轴的负方向传播的距离x=vt=6cm故E项正确。8、ACD【解析】

A．车胎突然爆炸瞬间，气体膨胀，视为短暂的绝热过程，根据热力学第一定律车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，气体内能减少，A正确；B．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，B错误；C．根据气体压强的微观意义可知，气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C正确；D．根据大气压的变化规律可知，随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气的温度随外界温度的降低而降低，所以氢气的内能减小，D正确；E．能量转化过程中，总能量不变，但能量可以利用的品质降低，能源会越来越少，E错误。故选ACD。9、BC【解析】

AB.物块刚滑上传送带时，由于速度大于传送带的速度，则所受摩擦力沿传送带向下，此时的加速度为方向向下，即物块先做减速运动；当与传送带共速后由于，则物块继续减速，直到速度减到零后反向做加速运动直到离开传送带，选项A错误，B正确；C物块开始刚滑上传送带时速度最大，传送带对物块做功的瞬时功率最大，最大值为选项C正确；D从开始滑上传送带到与传送带共速阶段用时间物块相对传送带运动的距离共速后物块的加速度物块减速到零的时间此过程中物块相对传送带运动的距离此时物块离底端的距离为然后物块向下加速运动，加速度仍为下滑到底端时解得此过程中物块相对传送带运动的距离整个过程中物块与传送带间因为摩擦而产生的热量为选项D错误。故选BC。10、BDE【解析】传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，其周期为1.5s，波长4m，则波速；由图可知：虚线波的波长为6m，则周期为，频率：,则两波的频率不同．所以不能发生干涉现象．故A错误；实线波和虚线波的频率之比为，选项B正确；平衡位置为x=6m处的质点由实线波和虚线波引起的振动方向均向上，速度是两者之和，故此刻速度不为零，选项C错误；两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于11cm，故质点此刻位移y>21cm，选项D正确；从图示时刻起再经过1.25s，实线波在平衡位置为x=5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜1．故E正确；故选BDE.点睛：此题主要考查波的叠加；关键是理解波的独立传播原理和叠加原理，两列波相遇时能互不干扰，各个质点的速度和位移都等于两列波在该点引起的振动的矢量和.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、AAD0.240.40【解析】

(1)[1]A．本实验是探究“加速度与力、质量之间的关系”，即F=Ma，所以M包括传感器的质量，即需要用天平测出传感器的质量。故A正确。B．电火花计时器使用的是220V交流电源。故B错误。C．实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力时要把小车（包括力传感器）放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。故C错误。D．实验中力传感器直接测出了拉力的大小，所以不需要满足砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量，所以即使实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象也不会发生弯曲。故D错误。(2)[2]该实验采用了控制变量法进行探究。A．单摆的周期公式为：，是用的控制变量法。故A符合题意。B．探究求合力的方法，采用的是等效替代的方法。故B不符合题意。C．探究做功与速度的变化关系，采用的是倍增法。故C不符题意。D．导体的电阻为：，采用的是控制变量法。故D符合题意。(3)[3]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：[4]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小为：12、从右向左0.30.1【解析】

(1)[1]．由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。

(2)[2]．已知滴水计时器每20s内共滴下51个小水滴，那么各点时间间隔为根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有[3]．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度，得那么加速度的大小为0.1m/s2。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、(1)(2)0≤y≤2a(3)，【解析】

(1)由题意可知，粒子在磁场中的轨迹半径为r＝a由牛顿第二定律得Bqv0＝m故粒子的比荷(2)能进入电场中且离O点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与AB边相切，设粒子运动轨迹的圆心为O′点，如图所示．由几何关系知O′A＝r·＝2a则OO′＝OA－O′A＝a即粒子离开磁场进入电场时，离O点上方最远距离为OD＝ym