2024届上海市徐汇区上海师大附中高三一诊考试物理试卷含解析

2024届上海市徐汇区上海师大附中高三一诊考试物理试卷注意事项: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、已知氢原子能级公式为，其中n=1，2，…称为量子数，A为已知常量；要想使氢原子量子数为n的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n的激发态向澈发态跃迁时放出的能量，则n的最小值为（）A．2 B．3 C．4 D．52、如图所示，一质量为m0=4kg、倾角θ=45°的斜面体C放在光滑水平桌面上，斜面上叠放质量均为m=1kg的物块A和B，物块B的下表面光滑，上表面粗糙且与物块A下表面间的动摩擦因数为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；物块B在水平恒力F作用下与物块A和斜面体C一起恰好保持相对静止地向右运动，取g=10m/s²，下列判断正确的是（）A．物块A受到摩擦力大小B．斜面体的加速度大小为a=10m/s2C．水平恒力大小F=15ND．若水平恒力F作用在A上，A、B、C三物体仍然可以相对静止3、如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（）A．空气柱的压强变大B．空气柱的长度不变C．水银柱b左边液面要上升D．水银柱b的两个水银面的高度差h不变4、物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的“唐诗辞典”的最下层两个页面之间，并将它们静置于桌面上要求学生抽出面纸，结果面纸总被拉断．然后物理老师为学生表演一项“绝活”——手托“唐诗辞典”让其运动并完好无损地抽出了面纸，则“唐诗辞典”可能（）A．水平向右匀速运动 B．水平向左匀速运动C．向下加速运动 D．向上加速运动5、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6、我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（）A．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同B．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同C．卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道的任何位置都具有相同动能二、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，两条平行的光滑导轨水平放置(不计导轨电阻)，两金属棒垂直导轨放置在导轨上，整个装置处于竖在向下的匀强磁场中．现在用水平外力F作用在导体棒B上，使导体棒从静止开始向有做直线运动，经过一段时间，安培力对导体棒A做功为，导体棒B克服安培力做功为，两导体棒中产生的热量为Q，导体棒A获得的动能为，拉力做功为，则下列关系式正确的是A． B． C． D．8、图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1<Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|<Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|<|Q2|9、下列有关热力学基本概念、规律与热力学定律的描述正确的是。A．热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关C．改变内能的两种方式是做功和热传递，因此同时做功和热传递一定会改变内能D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律E.机械能不可能全部转化为内能，内能也不可能全部转化为机械能10、如图所示，在同一软铁芯上绕有两个独立的线圈甲与乙，甲线圈连接电池、滑动变阻器、电阻。乙线圈中接有电容器，向左移动滑动变阻器的滑片，使甲线圈中的电流均匀变化。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，下列说法正确的是（）A．电容器的上极板带正电B．电容器的上极板带负电C．电容器所带的电荷量恒定D．电容器所带的电荷量增大三、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）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_____．12．（12分）按如图甲所示电路，某实验小组将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表，改装用的实验器材如下：A．待改装电流表一个：量程为0〜3mA，内电阻为100Ω，其表盘如图乙所示B．干电池一节：电动势E=1.5V，内电阻r＝0.5ΩC电阻箱R：阻值范围0〜999.9Ω请根据改装的欧姆表的情况，回答下列问题：（1）测量电阻前，先进行欧姆调零，将电阻箱R调至最大，将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R使电流表指针指到表头的______刻度，此位置应该是欧姆表盘所示电阻的______（填“最大值”或“最小值”）（2）欧姆表调零后，将红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0mA，则待测电阻的阻值______Ω（3）如果换一个电动势大的电源，其他器材不变，则改装欧姆表的倍率______（填“变大”或“变小”）.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M=3kg的足够长的小车停在光滑水平地面上，另一木块m=1kg，以v0=4m/s的速度冲上小车，木块与小车间动摩擦因数=0.3，g=10m/s2，求经过时间t=2.0s时：（1）小车的速度大小v；（2）以上过程中，小车运动的距离x；（3）以上过程中，木块与小车由于摩擦而产生的内能Q．14．（16分）如图所示，足够长的光滑水平台面M距地面高h=0.80m，平台右端紧接长度L=5.4m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=4kg、mB=2kg，滑块之间压着一条轻弹簧(不与两滑块栓接)并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度v=1m/s向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向右运动，并在静止的传送带上滑行了1.8m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，求：(1)细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；(2)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v1=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；(3)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v2顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移x与v2的关系?(传送带两端的轮子半径足够小)15．（12分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

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、C【解析】

电子由激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为氢原子由量子数为的激发态向激发态跃迁时放出的能量为根据题意有解得即的最小值为4，故C正确，A、B、D错误；故选C。2、A【解析】

ABC．对物块A和B分析，受力重力、斜面体对其支持力和水平恒力，如图所示根据牛顿第二定律则有其中对物块A、B和斜面体C分析，根据牛顿第二定律则有联立解得对物块A分析，根据牛顿第二定律可得物块A受到摩擦力大小故A正确，B、C错误；D．若水平恒力作用在A上，则有解得所以物块A相对物块B滑动，故D错误；故选A。3、D【解析】

AB．外界大气压不变，被封闭气体压强始终不变，气体做等压变化，温度升高，则气体体积增大，故AB错误；CD．被封闭气体压强始终不变，水银柱b两液面高度差h不变，则液面位置也不会发生变化，故C错误，D正确。故选D。4、C【解析】

学生抽出面纸总被拉断，说明面纸所受的最大静摩擦力大于面纸所承受的拉力；而老师却能把面纸拉出，可知面纸所受到的最大静摩擦力小于面纸承受的拉力，面纸受到的正压力减小了，说明辞典可能发生了失重，即可能向下做加速运动。故选C。5、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。6、B【解析】

A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点距地球的距离相等，受到的万有引力相等所以卫星在点的加速度相同，故A错误；B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确；C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误；D．轨道1是一个椭圆轨道，又开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，选项D错误。故选B。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、AC【解析】

导体棒A在水平方向上只受到安培力作用，故根据动能定理可得，A正确；设B棒的动能变化量为，则对B分析，由动能定理可得①，将两者看做一个整体，由于安培力是内力，所以整体在水平方向上只受拉力作用，根据能量守恒定律可得②，联立①②解得，由于，所以C正确BD错误．8、AC【解析】

A．当两点电荷均为正电荷时，若电荷量相等，则它们在P点的电场强度方向沿MN背离N方向。当Q1<Q2时，则b点电荷在P点的电场强度比a点大，所以电场强度合成后，方向偏左，故A正确；B．当Q1是正电荷，Q2是负电荷且Q1>|Q2|时，b点电荷在P点的电场强度方向沿Pb连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向P点，则合电场强度方向偏右。不论a、b电荷量大小关系，合场强方向仍偏右，故B错误；C．当Q1是负电荷，Q2是正电荷时，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向P点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，则合电场强度方向偏左。不论a、b电荷量大小关系，仍偏左。故C正确；D．当Q1、Q2是负电荷时且且|Q1|<|Q2|，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，由于|Q1|<|Q2|，则合电场强度方向偏右，故D错误。故选：AC9、ABD【解析】

A．根据热力学第一定律得热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度，故A正确；B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关，故B正确；C．改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故C错误；D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律即热现象的方向性，故D正确；E．机械能可能全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，而不产生其他影响，故E错误。故选ABD。10、BC【解析】

AB．电池电路的电流如图所示，在铁芯中产生向下的磁场。向左移动滑片，滑动变阻器有效电阻减小，由欧姆定律知电路电流增大。由题意知电流均匀增大，则该磁场均匀增强。应用楞次定律知乙线圈的感应电流如图所示，则电容器的上极板带负电，故A错误，B正确；CD．穿过乙线圈的磁通量均匀增加，由电磁感应定律知该值恒定。由电路规律知电容器的板间电压，则电容器两极板间电压恒定，则电容器所带电荷量恒定，故C正确，D错误。故选BC。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、D【解析】

(1)[1]A．根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；B．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．故选D．(2)[2][3]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故根据机械能守恒的表达式有即12、3mA最小值1000变大【解析】

(1)[1][2]将红、黑两表笔短接是欧姆调零，电流表的最大刻度3mA对应待测电阻的最小值，即对应欧姆表的电阻零刻度(2)[3]欧姆表调零后，其内阻电流表示数为，则解得(3)[4]当电动势变大后，由，可知，内阻变大，相同电流时，测量的电阻变大，所以倍率变大。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、（3）（3）（3）6J【解析】试题分析：（3）木块的加速度am=μg=3m/s3小车的加速度：两者速度相等时：v=v2-amt3=aMt3解得：t3=3s，v=3m/s此后小车和木块共同匀速运动，则t=3．2s时小车的速度大小v=3m/s（3）小车加速阶段的位移为：x3＝aMt33=×3×33=2．5m匀速运动的时间t3=t-t3=3s小车匀速阶段的位移为：x3=vt3=3×3=3m3s内小车运动的距离x=x3+x3=3．5m（3）速度相等前，木块的位移：木块和小车的相对位移为：△x=x′-x3=3m木