2025届上海大学市北附属中学物理高三第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2025届上海大学市北附属中学物理高三第一学期期末教学质量检测模拟试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10-8A时，便会触发报警系统报警。已知钠的极限频率为6.0×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，则下列说法正确的是（）A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10-7mB．若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度C．光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象D．当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25×1010个2、嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（）A．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速B．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度D．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度3、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4、双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每颗恒星的半径都远小于两颗星球之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，相距为L的M、N两恒星绕共同的圆心O做圆周运动，M、N的质量分别为m1、m2，周期均为T。若另有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2m1、2m2，则()A．P、Q运动的轨道半径之比为m1∶m2B．P、Q运动的角速度之比为m2∶m1C．P、Q运动的周期均为TD．P与M的运动速率相等5、大气压强为。某容器的容积为10L，装有压强为的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（）A．1∶9 B．1∶10 C．1∶11 D．1∶206、关于原子能级跃迁，下列说法正确的是（）A．处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小D．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态二、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，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)gC．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能8、以下说法正确的是________。A．某物质的密度为ρ，其分子的体积为，分子的质量为m，则B．空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大C．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙D．内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面积要收缩到最小的缘故9、如图所示，一长为、宽为的矩形导线框，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为的匀强磁场边缘处以速度向右匀速运动，规定水平向左为力的正方向。下列关于水平外力的冲量、导线框两点间的电势差、通过导线框的电量及导线框所受安培力随其运动的位移变化的图像正确的是（）A． B． C． D．10、如图所示为用绞车拖物块的示意图。拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径R=0.5m，细线始终保持水平，被拖动的物块初速度为零，质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.5，轮轴的角速度随时间t变化的关系是=kt，k=2rad/s2，g取10m/s2，以下判断正确的是（）A．物块的加速度逐渐增大 B．细线对物块的拉力恒为6NC．t=2s时，细线对物块的拉力的瞬时功率为12W D．前2s内，细线对物块拉力做的功为12J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）如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___(填“大于”、“小于”、“等于”)。12．（12分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是__________。A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是红表笔B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔(2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。A．若所选挡位为“直流”挡，则表盘示数为__________。B．若所选挡位为“直流”挡，则表盘示数为__________。(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号__________。A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点B．把选择开关旋转到“”位置C．把选择开关旋转到“”位置D．将红表笔和黑表笔接触(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过不同待测电阻的电流和它的阻值关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是__________。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，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为M的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g．（1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；（2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小．（3）若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物体A达到最高点时，地面对物块B的弹力恰好为零．求Q开始下落时距离A的高度．（上述过程中Q与A只碰撞一次）14．（16分）如图所示为xOy平面直角坐标系，在x=a处有一平行于y轴的直线MN，在x=4a处放置一平行于y轴的荧光屏，荧光屏与x轴交点为Q，在第一象限内直线MN与荧光屏之间存在沿y轴负方向的匀强电场。原点O处放置一带电粒子发射装置，它可以连续不断地发射同种初速度大小为v0的带正电粒子，调节坐标原点处的带电粒子发射装置，使其在xOy平面内沿不同方向将带电粒子射入第一象限（速度与x轴正方向间的夹角为0≤θ≤）。若在第一象限内直线MN的左侧加一垂直xOy平面向外的匀强磁场，这些带电粒子穿过该磁场后都能垂直进入电场。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，带电粒子的比荷，电场强度大小E=Bv0，不计带电粒子重力，求：(1)粒子从发射到到达荧光屏的最长时间。(2)符合条件的磁场区域的最小面积。(3)粒子打到荧光屏上距Q点的最远距离。15．（12分）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力计算及其应用的问题，我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决：a．若质点m放置在质量分布均匀的大球壳M（球壳的厚度也均匀）的空腔之内，那么m和M之间的万有引力总是为零．b．若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外（r≥r0），那么它们之间的万有引力为：F=，式中的r为质点m到球心之间的距离;r0为大球体的半径．假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞．若地球的半径为R，万有引力常数为G，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动．（1）求：小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a；（2）证明：小球在洞内做简谐运动；（3）求：小球在运动过程中的最大速度vm．

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】

A．根据光电效应方程有则光源S发出的光波最大波长即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm，选项A错误；B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；C．光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；D．光电流等于10-8A时，每秒产生的光电子的个数选项D正确。故选D。2、C【解析】

嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；3、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。4、C【解析】

双星系统的两颗恒星运动的角速度相等，由万有引力提供向心力，对M、N有G＝m1·r1G＝m2·r2对P、Q有G＝2m1·r′1G＝2m2·r′2其中r1＋r2＝L，r′1＋r′2＝L联立解得T′＝T由2m1r′1＝2m2r′2可知r′1∶r′2＝m2∶m1则可知r1＝r′1结合v＝可知P与M的运动速率不相等，故ABD错误，C正确。故选C。5、B【解析】

以原来所有气体为研究对象，初状态：p1=1.0×106Pa，V1=10L，把容器的开关打开，气体等温膨胀，末状态：p2=1.0×105Pa，设体积为V2，由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据得V2=100L即容器中剩余10L压强为P0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比故ACD错误，B正确；

故选B。6、B【解析】

A．处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子。处于n=3的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子；故A错误；B．根据玻尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯，故选项B正确；C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大。故选项C错误；D．根据能量守恒可知，要使原来静止并处于基态的氢原子从基态跃迁到某一激发态，需要吸收的能量为1．09eV，则必须使动能比1．09eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生碰撞，才能跃迁到某一激发态，故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、AB【解析】

A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正确；C．当F达最大时，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。故选AB。8、BDE【解析】

A．密度是宏观的物理量，分子的质量与体积是微观的物理量，则，故A错误；

B．根据相对湿度的定义式可知，空气中水蒸气的压强与同温度时水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大，故B正确；

C．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出的原因是液体的表面张力作用，液体表面层分子的分布要比内部稀疏些，分子之间的吸引力和排斥力都减弱了，其中斥力减弱更多，所以表面层分子之间有相互吸引力，这种力叫表面张力，由于表面张力的作用，使水面形成一层弹性薄膜，所以水不会流出，故C错误；

D．物体的内能由温度、体积和物质的量决定，内能不同的物体，温度可能相同，温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，故D正确；

E．玻璃管道裂口放在火上烧熔，熔化的玻璃在表面张力的作用下收缩到最小，从而变得圆滑，故E正确。

故选BDE。9、AB【解析】

D．进入磁场的过程中，安培力B、l、v不变，则F不变；完全进入磁场，感应电流为零，安培力为零，选项D错误；A．因为导线框匀速运动，水平外力和安培力F大小相等，进入磁场过程中，水平外力的冲量所以I-x关系图象为正比例函数，完全进入后外力为零，冲量为零，选项A正确；B．进入磁场的过程中，有完全进入磁场的过程中，ab边的电势差选项B正确；C．进入磁场的过程中所以q-x关系图象为正比例函数，完全进入后电流为零，q不变但不为零，选项C错误。故选AB。10、BCD【解析】

A．轮轴边缘的线速度大小等于物体的速度大小，根据线速度好角速度的关系，有可见物体做匀加速直线运动，加速度故A错误；B．对物体，根据牛顿第二定律代入数据解得故B正确；C．t=2s时，物体的速度为细线对物块的拉力的瞬时功率为故C正确；D．前2秒内，物体的位移细线对物块拉力做的功为故D正确。故选BCD。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、远小于2.42～2.472.02～2.07等于【解析】

(1)因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量；(2)由图可知，小车2的位移为2.43m，由匀加速直线运的位移公式可知，，即由于时间相等，所以，由牛顿第二定律可知：，所以两小车的加速度之比等于质量的反比．12、CD4.924.4BDAA【解析】

(1)[1]AB．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位；因为多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱A接的是红表笔，而接线柱B接的是黑表笔，故A错误，B错误；C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱B接的是黑表笔，故C正确；D．当S接触点3时，表头与电阻并联后再与电阻串联，即改装成电压表，多用电表处于测量电压的挡位，故D正确。故选CD。(2)[2][3]当选择的挡位为“直流”挡时其量程为，分度值为0.2mA，则示数为；当选择的挡位为“直流”挡时，其量程为，分度值为1V，则示数为；(3)[4]多用电表测电阻时，应先选择挡位，再短接，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，要测量约的电阻，为了减小误差应该用“”档位，故顺序为BDA。(4)[5]由闭合电路欧姆定律有可得即图象为斜线，且图线的纵截距为正，可知A正确，BCD错误。故选A。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）（3）【解析】

本题考查物体的自由下落、碰撞以及涉及弹簧的机械能守恒问题．（1）设碰撞前瞬间P的速度为，碰撞后瞬间二者的共同速度为由机械能守恒定律，可得由动量守恒定律可得，联立解得（2）设开始时弹簧的压缩量为x，当地面对B的弹力为零时弹簧的伸长量为，由胡可定律可得