上海培佳双语学校2023年物理高三第一学期期末综合测试模拟试题含解析

上海培佳双语学校2023年物理高三第一学期期末综合测试模拟试题注意事项：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、重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是A．的中子数比中子数少20个B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D．与是不同的元素2、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．如果物体不受到力，就不会运动3、叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：A．上方球与下方3个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为4、如图，金星的探测器在轨道半径为3R的圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达P点时点火进入椭圆轨道II，运行至Q点时，再次点火进入轨道III做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（）A．探测器在P点和Q点变轨时都需要加速B．探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率C．探测器在轨道II上经过P点时的机械能大于经过Q点时的机械能D．金星的质量可表示为5、如图所示为某一电场中场强E-x图像，沿x轴正方向，电场强度为正，则正点电荷从x1运动到x2，其电势能的变化是A．一直增大B．先增大再减小C．先减小再增大D．先减小再增大再减小6、如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为6mg(g为重力加速度)，已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝60°，则此时每根弹簧的伸长量为A．3mgkB．4mgkC．5mg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、在等边△ABC的顶点处分别固定有电荷量大小相等的点电荷，其中A点电荷带正电，B、C两点电荷带负电，如图所示。O为BC连线的中点，a为△ABC的中心，b为AO延长线上的点，且aO=bO。下列说法正确的是（）A．a点电势高于O点电势B．a点场强小于b点场强C．b点的场强方向是O→bD．a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值8、如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tan=0.75：B．煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5C．煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4sD．煤块在传送带上留下的痕迹长为m9、如图所示,绝缘材料制成的半径为R的内壁光滑圆轨道,竖直放置在水平地面上且左右恰被光滑挡板挡住,圆心O点固定着电荷量为Q的场源点电荷.一电荷量为q、可视为质点的带电小球沿轨道内壁做圆周运动,当小球运动到最高点A时,地面对轨道的弹力恰好为零.若轨道与小球的质量均为,,忽略小球的电荷对Q形成的电场的影响，重力加速度为g,静电力常量为.下列说法中正确的是（）A．轨道内壁的电场强度处处相同B．轨道内壁的电势处处相等C．运动到与圆心等高的B点时，小球对轨道的压力大小为D．运动到最低点C时，小球对轨道的压力大小为10、如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有的正弦交流电，图中D为理想二极管，定值电阻R＝9Ω.下列说法正确的是A．时，原线圈输入电压的瞬时值为18VB．时，电压表示数为36VC．电流表的示数为1AD．电流表的示数为三、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）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k=_________，则验证了机械能守恒定律。12．（12分）学习牛顿第二定律后，某同学为验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”的结论设计了如图所示的实验装置.装置中用不可伸长的轻绳一端连接甲车、另一端与乙车相连，轻绳跨过不计质量的光滑滑轮，且在动滑轮下端挂一重物测量知甲、乙两车（含发射器）的质量分别记为、，所挂重物的质量记为。(1)为达到本实验目的，________平衡两车的阻力（填“需要”或“不需要”），________满足钩码的质量远小于任一小车的质量（填“需要”或“不需要”）；(2)安装调整实验器材后，同时静止释放两小车并用位移传感器记录乙两车在相同时间内，相对于其起始位置的位移分别为、，在误差允许的范围内，若等式________近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”（用题中字母表示）。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，半径分别为R1、R2的两个同心圆，圆心为O，小圆内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度为B1，大圆外有垂直纸面的磁感应强度为B2的磁场，图中未画出，两圆中间的圆环部分没有磁场。今有一带正电的粒子从小圆边缘的A点以速度v沿AO方向射入小圆的磁场区域，然后从小圆磁场中穿出，此后该粒子第一次回到小圆便经过A点。(带电粒子重力不计)求：(1)若，则带电粒子在小圆内的运动时间t为多少？(2)大圆外的磁场B2的方向；(3)磁感应强度B1与B2的比值为多少。14．（16分）如图所示，在xoy平面内，有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xoy平面向里.在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置，用于接收电子，电子质量为m，电量为e，不计电子重力及它们间的相互作用.(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；(2)在第(1)问的情况下，求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t：(3)若所有电子都能从P点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大?15．（12分）一U形管竖直放置，管内横截面积处处相等，左管绝热且上端封闭，右管导热且用活塞封闭。活塞a、b、c为厚度可忽略的光滑轻活塞，a隔热，b、c导热，a、b活塞下方为水银，上方为空气（可视为理想气体）。初始时，两空气柱和环境温度均为27℃，管内水银柱和空气柱长度如图所示。缓慢向下推动活塞c，直至a、b活塞处于同一高度为止。测量发现左侧空气柱温度升高5℃。已知大气压强p0=76.0cmHg。（计算结果保留一位小数）(1)求温度升高后左侧空气柱的压强；(2)求c活塞向下推动的距离。

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】

的中子数为238-92=146个，的中子数为209-83=126个，则的子数比的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误；与的质子数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D错误．2、C【解析】

本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．【详解】伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．【点睛】伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.3、C【解析】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg，每个小球受支持力为mg，故C正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误．故选C．4、B【解析】

A．探测器在P点需要减速做近心运动才能由轨道I变轨到轨道II，同理，在轨道II的Q点需要减速做近心运动才能进入轨道III做圆周运动，故A错误；B．探测器在轨道II上P点的速率大于轨道I上的速率，在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，则Q点的速率大于P点速率，故探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率，故B正确；C．在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，机械能守恒，故探测器在轨道Ⅱ上经过P点时的机械能等于经过Q点时的机械能，故C错误；D．探测器在3R的圆形轨道运动，在轨道I上运动过程中，万有引力充当向心力，故有解得，故D错误。故选B。5、C【解析】

沿x轴正方向，电场强度为正，由图可得，从x1到x2电场强度先沿x轴正方向再沿x轴负方向；顺着电场线方向电势降低，则从x1到x2电势先降低后升高，所以正点电荷从x1运动到x2，电势能是先减小再增大；故C项正确，ABD三项错误。6、D【解析】

对物体m，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=ma；其中：N=6mg；解得：a=5g；再对质量不计的底盘和物体m整体分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：竖直方向：2Fcos60°-mg=ma；解得：F=6mg；根据胡克定律，有：x=F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．若将一正电荷从a点移到O点，则电场力做正功，则电势能减小，则从a点到O点电势降低，可知a点电势高于O点电势，选项A正确；B．因为BC两处的负电荷在a点的合场强向下，在b处的合场强向上，而A处的正电荷在ab两点的场强均向下，则根据场强叠加可知，a点场强大于b点场强，选项B错误；C．根据场强叠加可知，b点的场强等于两个负点电荷BC在b点的场强与正点电荷A在b点场强的叠加，因BC在b点的合场强竖直向上，大小等于B在b点场强的大小，此值大于A在b点的场强大小，可知b点的场强方向是b→O，竖直向上，选项C错误；D．由场强叠加可知，aO之间的场强大于Ob之间的场强，根据U=Ed可知，a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值，选项D正确。故选AD。8、AD【解析】

AB．由v－t图像得0~1s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下；1~2s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下。0~1s，对煤块由牛顿第二定律得，对煤块由牛顿第二定律得mgsinθ一μmgcosθ=ma2解得tanθ=0.75，μ=0.25故A正确，B错误；C．v－t图像图线与时间轴所围面积表示位移大小，所以煤块上滑总位移大小为x=10m，由运动学公式得下滑时间为所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为，故C错误；D．0~1s内煤块比传送带多走4m，划痕长4m，1~2s内传送带比煤块多走2m，划痕还是4m。内传送带向上运动，煤块向下运动，划痕总长为，故D正确。故选AD。9、BD【解析】

由点电荷的场强公式可知，场源点电荷在轨道内壁处产生的电场强度大小相等，但方向不同，A错误；轨道内壁上各点到场源点电荷的距离相同，电势相等；带电小球在A点时,带电小球对轨道的弹力竖直向上,大小等于，轨道对带电小球的弹力竖直向下大小为，在A点对带电小球有，从A到B由动能定理得，在B点有，联立解得在B点时轨道对小球的弹力为，根据牛顿第三定律可知在B点时小球对轨道的压力大小为，则选项C错误；在最低点C时，设轨道时小球的弹力为,则,由A到C由动能定理有，联立解得，根据牛顿第三定律知,运动到最低点C时,小球对轨道的压力大小为，则选项D正确．10、BD【解析】

A、将时刻代入瞬时值公式可知，时，原线圈输入电压的瞬时值为，A选项错误；B、电压表的示数为有效值，输入电压的峰值为,根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，，B选项正确；C、D、电流表测量流过副线圈的电流，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，副线圈的电压为9V，正向导通时电流为1A，根据电流的热效应可知，解得：；故C选项错误，D选项正确．故选BD.【点睛】准确掌握理想变压器的特点及电压、电流与匝数比的关系，明确电表测量的为有效值是解决本题的关键.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、P的质量M，Q的质量m（M-m）gh=【解析】

（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：；（2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m；（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：则验证机械能守恒的表达式为：；（4）[4]将验证表达式变形为：若在误差允许的范围内，系统满足机械能守恒定律，图像将是一条过原点的倾斜直线，其斜率为：。12、需要不需要【解析】

(1)[1][2]．为达到本实验目的，需要平衡两车的阻力，这样才能使得小车所受细线的拉力等于小车的合外力；因两边细绳的拉力相等即可，则不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量；(2)[3]．两边小车所受的拉力相等，设为F，则如果满足物体的加速度与其质量成反比，则联立可得即若等式近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”四、