2023届上海市徐汇、松江、金山区高三第一次考试物理试题试卷

2023届上海市徐汇、松江、金山区高三第一次考试物理试题试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、关于速度、速度变化量和加速度的关系，正确说法是A．物体运动的速度越大，则其加速度一定越大B．物体的速度变化量越大，则其加速度一定越大C．物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大D．物体的加速度大于零，则物体一定在做加速运动2、2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式为，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m），α、β、γ是相应的待定常数．对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（）A．，， B．，，C．，， D．，，3、硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是（）A．任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B．只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大4、如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）A．电压表示数始终为B．电流表示数的最大值C．线圈最大输出功率为D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大5、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为10：1，在原线圈接入u=30sin(100πt)V的正弦交变电压。若闭合开关后灯泡L正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻为1.5Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．副线圈中交变电流的频率为5Hz B．电压表的示数为3VC．电流表的示数为20A D．灯泡L的額定功率为3W6、科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大二、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、关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同8、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是：燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度v＝1000m/s进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场（图乙中垂直纸面向里），磁感应强度大小B0＝5T，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道长L＝50cm，宽h＝20cm，高d＝20cm，等离子体的电阻率ρ＝4Ωm，电子的电荷量e＝1.6×10－19C。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是（）A．发电机的电动势为2500VB．若电流表示数为16A，则单位时间（1s）内打在下极板的电子有1020个C．当外接电阻为12Ω时，电流表的示数为50AD．当外接电阻为50Ω时，发电机输出功率最大9、如图所示，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。顶点a处的粒子源沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，其初速度大小v0=，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子第一次返回a点所用的时间是B．粒子第一次返回a点所用的时间是C．粒子在两个有界磁场中运动的周期是D．粒子在两个有界磁场中运动的周期是10、下列各种说法中正确的是（）A．布朗运动是分子热运动的宏观现象，可以发生在固体、液体和气体中B．扩散现象反映了分子的无规则运动，可以发生在固体、液体、气体的任何两种中C．分子力较大时，分子势能较大；分子力较小时，分子势能较小D．液晶分子排列比较整齐，但不稳定，其光学性质随温度的变化而变化E.只要是具有各向异性的物体一定是晶体，具有各向同性的物体不一定是非晶体三、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）为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B的质量，某同学用如图的装置进行实验。气垫导轨上有A、B两个滑块，A上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带有橡皮泥。已知A的质量为m1，遮光片的宽度为d；打开电源，调节气垫导轨使滑块A和B能静止在导轨上。解锁弹簧，滑块A被弹出后向右运动，通过光电门1后与B相碰，碰后粘在一起通过光电门2。两光电门显示的遮光时间分别为△t1和△t2，由此可知碰撞前滑块A的速度为____________，锁定时弹簧只有的弹性势能为Ep=______，B的质量m2=________。（用已知和测得物理量的符号表示）12．（12分）某同学自己组装了一辆智能电动实验小车，为了研究该小车的运动情况，在小车后面系一通过电磁打点计时器的纸带。如图所示为实验中得到的一段纸带，已知电磁打点计时器使用20Hz交流电，相邻两计数点间还有三个点没有画出来，其中AB=2.50cm，BC=4.00cm，CD=5.50cm，该电磁打点计时器每隔___________秒打一次点，相邻两计数点间的时间间隔是_________秒；小车的加速度大小为____________m/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．（10分）如图所示，质量均为m的A、B两球套在悬挂的细绳上，A球吊在绳的下端刚好不滑动，稍有扰动A就与绳分离A球离地高度为h，A、B两球开始时在绳上的间距也为h，B球释放后由静止沿绳匀加速下滑，与A球相碰后粘在一起(碰撞时间极短)，并滑离绳子.若B球沿绳下滑的时间是A、B一起下落到地面时间的2倍，重力加速度为g，不计两球大小及空气阻力，求：(1)A、B两球碰撞后粘在一起瞬间速度大小；(2)从B球开始释放到两球粘在一起下落，A、B两球组成的系统损失的机械能为多少?14．（16分）如图所示，质量为mc=1mb的物块c静止在倾角均为α=30°的等腰斜面上E点，质量为ma的物块a和质量为mb的物块b通过一根不可伸长的匀质轻绳相连，细绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松驰状态，按住物块a使其静止在D点，让物块b从斜面顶端C由静止下滑，刚下滑到E点时释放物块a，细绳正好伸直且瞬间张紧绷断，之后b与c立即发生完全弹性碰撞，碰后a、b都经过t=1s同时到达斜面底端．已知A、D两点和C、E两点的距离均为l1=0.9m，E、B两点的距离为l1=0.4m．斜面上除EB段外其余都是光滑的，物块b、c与EB段间的动摩擦因数均为μ=，空气阻力不计，滑轮处摩擦不计，细绳张紧时与斜面平行，取g=10m/s1．求：（1）物块b由C点下滑到E点所用时间．（1）物块a能到达离A点的最大高度．（3）a、b物块的质量之比．15．（12分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶a.金属环中感应电动势E感大小；b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。

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【解题分析】

A．物体运动的速度大时，可能做匀速直线运动，加速度为零，故A项错误；B．据可知，物体的速度变化量大时，加速度不一定大，故B项错误；C．物体的速度变化率就是，物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大，故C项正确；D．当物体的加速度大于零，速度小于零时，物体的速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，故D项错误。2、B【解题分析】

从物理单位的量纲来考虑，则A中单位，故A错误；在B选项中，，故B正确；对C选项，，故C错误；在D选项中，，故D错误。故选B。3、C【解题分析】

AB．当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生。所以AB错误；CD．根据爱因斯坦的光电效应方程对于同一种金属，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关。所以C正确，D错误。故选C。4、C【解题分析】

AB．线圈中产生的交流电最大值为有效值电流表示数是电流表示数的最大值电压表两端电压是路端电压选项AB错误；C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为选项C正确；D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。故选C。5、B【解题分析】

A．根据可得该交变电流的频率f=50Hz，变压器不改变频率，所以副线圈中交变电流的频率为50Hz，A项错误；B．原线圈所接的交变电压最大值为V，则有效值为30V，根据，代入数值解得U=3V，即电压表的示数为3V，B项正确；C．灯泡L正常发光时，副线圈中的电流为A=2AC项错误；D．灯泡L的额定功率P=I2R=6WD项错误。故选B。6、C【解题分析】

A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。故选C。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、ACE【解题分析】

A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；故选ACE.8、BC【解题分析】

A．由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得qvB0＝则得发电机的电动势为E＝B0dv＝1000V故A错误；B．由电流的定义可知，代入数据解得n＝1020个故B正确；C．发电机的内阻为r＝ρ＝8Ω由闭合电路欧姆定律I＝＝50A故C正确；D．当电路中内、外电阻相等时发电机的输出功率最大，此时外电阻为R＝r＝8Ω故D错误。故选BC。9、AD【解题分析】

AB．若v0＝，带电粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，则由牛顿第二定律可得：qvB＝m，T＝将速度代入可得：r＝L由左手定则可知粒子在三角形内的区域内偏转的方向向左，从a射出粒子第一次通过圆弧从a点到达c点的运动轨迹如下图所示，可得：tac＝＝粒子从c到b的时间：tcb＝带电粒子从b点到达a点的时间也是，所以粒子第一次返回a点所用的时间是t1＝tac+tcb+tba＝＝故A正确，B错误；CD．粒子第一次到达a点后沿与初速度方向相反的方向向上运动，依次推理，粒子在一个周期内的运动；可知粒子运动一个周期的时间是3个圆周运动的周期的时间，即：故C错误，D正确；故选AD。10、BDE【解题分析】

A．布朗运动是悬浮在液体、气体中的固体小颗粒的运动，所以只能发生在液体和气体中，故A错误；B．扩散现象是两种物质的分子相互进入对方，可在固、液、气三种物质中任两种中发生，故B正确；C．当分子力表现为引力时，随分子间的距离增大，分子力先增后减，但分子势能一直增大，故C错误；D．液晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子排列不稳定，外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，如温度、压力和外加电压等的变化，都会引起液晶光学性质的变化，故D正确；E．单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故E正确。故选BDE。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、【解题分析】

[1]由滑块A通过光电门1的运动时间可知，碰撞前滑块A的速度[2]解锁弹簧后，弹簧的弹性势能转化为A碰撞前的动能，故弹性势能[3]由碰撞后，AB整体通过光电门2的时间，可求得碰撞后AB整体的速度为A、B碰撞过程中动量守恒，则有联立解得12、0.050.200.375【解题分析】

[1][2]电磁打点计时器周期为0.05s，由于相邻计数点间还有三个点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔为0.20s；[3]根据逐差法可知，车的加速度四、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)【解题分析】

(1)设B球与A球相碰前的速度大小为，则碰撞过程动量守恒，设两球碰撞后的瞬间共同速度为，根据动量守恒定律有两球一起下落过程中，解得：；(2)B球下滑到碰撞前，损失的机械能由(1)问知，因此磁撞过程损失的机械能为因此整个过程损失的机械能为14、（１）0.6；（２）0.578；（３）15/16【解题分析】

本题考查物体沿斜面的运动，以及碰撞；需运用牛顿运动定律、运动学公式、动量及能量守恒、动量定理等知识．（1）物块b在斜面上光滑段CE运动的加速度为由解得：（1）取沿AC方向为正方向，由，解得a沿斜面上滑距离有所以物块a能到达离A点的最大高度（