2024届上海大学附中高三第一次模拟考试物理试卷含解析

2024届上海大学附中高三第一次模拟考试物理试卷注意事项：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、下列说法正确的是（）A．一定量的理想气体，当气体体积增大时，气体一定对外界做功B．物体放出热量，其内能一定减少C．温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，D．压缩气体需要用力，这是因为气体分子间存在斥力2、下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的B．根据F=ma可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F的方向一致C．绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用D．人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力3、如图所示，一圆球固定在水平地面上，球心为O。直细棒AB的B端搁在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一竖直平面内，切点为P，细棒与水平面之间的夹角为θ。若移动棒的B端沿水平地面靠近圆球，使切点P恰好以O点为圆心做匀速圆周运动，则A．B端向右匀速运动 B．θ角随时间均匀增大C．PB长度随时间均匀减小 D．以上说法都不对4、某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（）A．该天体半径为B．该天体表面重力加速度为C．绕该天体表面附近飞行的卫星周期为D．若考虑天体自转，则维持该天体稳定的最小自转周期为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、氢原子的核外电子从n=2的能级跃迁到n=1的能级时，发出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则下列各种说法中正确的是（）A．该光是氢原子所有可能发出的光中能量最大的B．氢原子中由高能级跃迁到n=2的能级时发出的光可能使该金属发生光电效应C．该金属发生光电效应产生的光电子的最大能量恰好等于氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量D．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量等于该金属的逸出功二、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、如图所示，在小车内固定一光滑的斜面体，倾角为，一轻绳的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端拴一个质量为m的物块A，绳与斜面平行。整个系统由静止开始向右匀加速运动。物块A恰好不脱离斜面，则向右加速运动时间为t的过程中（）A．小车速度的变化量B．物块重力所做的功和重力的冲量均为零C．拉力冲量大小D．拉力做功8、如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A．滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为B．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为D．滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为9、如图甲所示，一块质量为mA=1kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s1．则下列说法正确的是A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1C．F的大小可能为9ND．F的大小与板长L有关10、如图所示，有上下放置的两个宽度均为的水平金属导轨，左端连接阻值均为2的电阻、，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L，质量，电阻不计。某时刻金属棒获得了水平向右的速度，之后恰好水平抛出。已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列说法正确的是（）A．金属棒抛出时的速率为1m/sB．整个过程中，流过电阻的电荷量为1CC．最初金属棒距离水平导轨右端1mD．整个过程中，电阻上产生的焦耳热为1.5J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）某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下：①先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；②光电门B固定在离挡板较远的位置，光电门A移到光电B与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；③用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门A的时间△t1，遮光条通过光电门B的时间△t2以及小木块从光电门A运动到光电门B的时间△t；④改变光电门A的位置，重复以上操作，记录多组△t1，△t2和△t值。请回答以下几个问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d=___cm；(2)实验测得遮光条经过光电门2的时间Δt2保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的图象，其中图象纵轴截距为b，横轴截距为c。实验测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝____。12．（12分）某实验小组为了较准确测量阻值约为20Ω的电阻Rx，实验室提供的器材有：A．待测定值电阻Rx：阻值约20ΩB．定值电阻R1：阻值30ΩC．定值电阻R2：阻值20ΩD．电流表G：量程3mA，0刻度在表盘中央，内阻约50ΩE.电阻箱R3：最大阻值999.99ΩF.直流电源E，电动势1,5V，内阻很小G．滑动变阻器R2(20Ω，0.2A)H.单刀单掷开关S，导线等该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作．（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当．（2）若灵敏电流计G中的电流由C流向D再调节电阻箱R3，使电阻箱R3的阻值________（选填“增大”或“减小”），直到G中的电流为________(填“满偏”、“半偏”或“0”)．（3）读出电阻箱连入电路的电阻R3，计算出Rx．用R1、R2、R3表示Rx的表达式为Rx=_______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，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：（1）金属杆的最大速度（2）达到最大速度后，某时刻若金属杆ab到导轨顶端MP的距离为h，为使ab棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？推导这种情况下B与t的关系式。14．（16分）如图所示，竖直平面内有一直角坐标系xOy，x轴沿水平方向。第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，与x轴成θ＝37°角的绝缘细杆固定在二、三象限；第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带电小球a穿在细杆上沿细杆匀速下滑，在N点脱离细杆恰能沿圆周轨道运动到x轴上的A点，且速度方向垂直于x轴。已知A点到坐标原点O的距离为，小球a与绝缘细杆的动摩擦因数μ＝0.5；，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求：(1)带电小球的电性及电场强度的大小E；(2)第二、三象限里的磁场的磁感应强度大小B1与第四象限磁感应强度B之比，=？(3)当带电小球a刚离开A点竖直向上运动时，从y轴正半轴距原点O为4l的P点（图中未画出）以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球b，a、b两球刚好在第一象限某点相碰，则b球的初速度为多大？15．（12分）物体沿着圆周的运动是一种常见的运动，匀速圆周运动是当中最简单也是较基本的一种，由于做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，因而匀速周运动仍旧是一种变速运动，具有加速度。(1)可按如下模型来研究做匀速圆周运动的物体的加速度：设质点沿半径为r、圆心为O的圆周以恒定大小的速度v运动，某时刻质点位于位置A。经极短时间后运动到位置B，如图所示，试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度的大小；(2)在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们常旧“以恒代变"的思想；在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又常用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时我们用的更多的是一种”化曲为圆”的思想，即对于般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不详，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看做半径为某个合适值的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，叫做曲率半径，如图所示，试据此分析图所示的斜抛运动中。轨迹最高点处的曲率半径；(3)事实上，对于涉及曲线运动加速度问题的研究中，“化曲为圆”并不是唯的方式，我们还可以采用一种“化圆为抛物线”的思考方式，匀速圆周运动在短时间内可以看成切线方向的匀速运动，法线方向的匀变速运动，设圆弧半径为R，质点做匀速圆周运动的速度大小为v，据此推导质点在做匀速圆周运动时的向心加速度a。

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】

A．一定量的理想气体，当气体由于自由扩散而体积增大时，气体对外界不做功，故A错误；B．物体放出热量，若同时外界对物体做功，物体的内能不一定减少，故B错误；C．内能取决于物体的温度、体积和物质的量，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故C正确；D．气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部压强产生的阻力造成的，并非由于分子之间的斥力造成，故D错误。故选C。2、A【解析】

A.牛顿第一定律只能适用于宏观、低速的物体，故A正确；B.F=ma中的物体加速度对应的是物体所受的合外力，而不仅仅是拉力F，故B错误；C.绕地球飞行的宇航舱内物体依旧受到地球的吸引作用，故依旧受到重力作用，故C错误；D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D错误。故选A。3、B【解析】

A．将B点速度沿着平行杆和垂直杆方向分解，如图所示：

故其中v1=vp，P点做匀速圆周运动，故vp不变，由于θ变大，故v变大，即B端向右加速，故A错误；

B．结合几何关系，经过时间t后的θ角增加为：故θ角随时间均匀增大，故B正确；

C．PB的长度等于CB的长度，由于B点向右是加速运动，故PB长度不是随时间均匀减小，故C错误；

D．由于B正确，故D错误；故选B。4、C【解析】

A.设该天体的质量为M，半径为R，则：根据万有引力提供向心力可得：联立可得该天体半径为:选项A错误；B.根据第一宇宙速度的公式有：解得：选项B错误；C.绕该天体表面附近飞行的卫星周期：选项C正确；D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的自转周期最小时，天体表面的物体受到的万有引力恰好提供向心力，有：解得：选项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】

A．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级，所放出光子的能量是所有相邻能级间跃迁时能量最大的，但小于其他能级跃迁到n=1的能级时所放出的光子的能量，故A错误；B．氢原子从高能级跃迁到n=2的能级所放出的光子的能量都小于从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出的光子的能量，不会使金属发生光电效应，故B错误；C．恰好发生光电效应，说明光电子的最大初动能为零，故C错误；D．恰好发生光电效应，说明光子的能量等于金属的逸出功，故D正确。故选D。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】

对物块A进行受力分析可知，物块A受拉力T和重力G，根据力的合成得

解得

A．小车的加速度为则小车速度的变化量为故A正确；B．由于重力的方向与位移方向垂直，故重力做功为零，但冲量，不是0，故B错误；C．拉力的冲量故C错误；D．重力做功为0，则拉力的功而解得故D正确；故选AD。8、AC【解析】

A．滑块从A到D做自由落体运动，满足解得A正确；B．滑块第一次到达D点时，有B错误；C．滑块第一次从A到B的过程中，设滑块克服摩擦力做的功为，根据动能定理有解得C正确；D．若滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功不变，则滑块从B点到D点满足解得但是在第二次进入的速度比第一次小，摩擦阻力变小，所以滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功变小，D错误。故选AC。9、BD【解析】

根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.【详解】滑块在木板上滑动时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；滑块从木板上滑出时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；联立解得：μ1=0.7，μ1=0.1，选项A错误，B正确；对木块B：，其中的aA>1m/s1，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据，式中t=1s，联立解得：F=1L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.【点睛】此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.10、AC【解析】

A．金属棒从半圆形金属轨道的顶点恰好水平抛出，则有选项A正确；BC．对导体棒在水平导轨上运动应用动量定理得得解得回路中产生的电荷量为据解得导体棒向右移动的距离为流过的电荷量选项B错误，C正确；D．根据能量守恒得回路中产生的总热量解得电阻上产生的热量选项D错误。故选AC。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、1.010【解析】

(1)[1]遮光条宽度：d=10mm+2×0.05mm=10.10mm=1.010cm.(2)[2]设小木块运动的加速度为a，由题知：解得：结合图象可以得到：解得：根据牛顿第二定律得：mg－μMg=（m+M）a结合，解得：。12、增大0Rx=【解析】

（2）本实验采取电桥法测电阻，所以当电流由C流向D，说明C点电势高，所以应该增大电阻箱R3的阻值使回路电阻增大，电流减小，C