上海市长宁区、嘉定区2024-2025学年高三普通高中下学期半期测试物理试题试卷含解析

上海市长宁区、嘉定区2024-2025学年高三普通高中下学期半期测试物理试题试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于c的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期小于c的周期2、一物体置于一长木板上，当长木板与水平面的夹角为时，物体刚好可以沿斜面匀速下滑。现将长木板与水平面的夹角变为，再将物体从长木板顶端由静止释放；用、和分别表示物体的位移、物体运动的速度、物体运动的加速度、物体的动能和物体运动的时间。下列描述物体由静止释放后的运动规律的图象中，可能正确的是（）A． B． C． D．3、如图所示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期C．卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动4、如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef，它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直径，be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为A． B． C．BIR D．05、如图所示，空间存在垂直于斜面向下的匀强电场(图中未画出)，两个带电物块A和B位于图中位置，A固定于水平地面上，B置于光滑斜面上，B的重力为G。则下列情况能让B在斜面上保持静止且让B对斜面的压力小于Gcosθ的是（）A．A和B都带正电荷B．A和B都带负电荷C．A带正电荷，B带负电荷D．A带负电荷，B带正电荷6、2019年8月31日7时41分，我国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将微重力技术实验卫星和潇湘一号07卫星发射升空，卫星均进入预定轨道。假设微重力技术试验卫星轨道半径为，潇湘一号07卫星轨道半径为，两颗卫星的轨道半径，两颗卫星都作匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为，则下面说法中正确的是（）A．微重力技术试验卫星在预定轨道的运行速度为B．卫星在轨道上运行的线速度大于卫星在轨道上运行的线速度C．卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度D．卫星在轨道上运行的周期小于卫星在轨道上运行的周期二、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，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于CD，CD为圆的一条直径，粒子恰好从D点飞出磁场，A点到CD的距离为。则（）A．磁感应强度为 B．磁感应强度为C．粒子在磁场中的飞行时间为 D．粒子在磁场中的飞行时间为8、如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是（）A．在位置Ⅱ时外力F为B．在位置Ⅱ时线框中的总电流为C．此过程中回路产生的电能为D．此过程中通过导线横截面的电荷量为09、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．10、“HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（）A．恒星A的密度 B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期 D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期三、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进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t变化的图线。(1)首先测量重力加速度。将摆球拉离竖直方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉力F随时间t变化的图线如图乙所示。①图可知该单摆的周期T约为________s(保留两位有效数字)。②该小组测得该单摆的摆长为L，则重力加速度的表达式为________(用测量或者已知的物理量表示)。(2)然后验证机械能守恒定律。将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F随时间t变化的图线如图丙所示。①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是_________。②若图中A点的拉力用F1表示，B点的拉力用F2表示，则小球从A到B的过程中，验证机械能守恒的表达式为_____________(填表达式前的字母序号)。A．B．C12．（12分）在“探究求合力的方法”实验中，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是____。A．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些B．再次进行验证时，结点O的位置必须保持相同C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D．拉橡皮条的细线要稍长一些，标记同一细绳方向的两点距离要远一些(2)实验小组用图甲装置得到了如图乙所示的两个分力F1、F2及合力F的图示。关于合力与分力的关系，某同学认为用虚线连接F1和F的末端A、C，则AOC如图丙构成一个三角形，若满足____，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。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）一轻质弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的小物块P接触但不连接。AB是水平轨道，质量也为m的小物块Q静止在B点，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。初始时PB间距为4l，弹簧处于压缩状态。释放P，P开始运动，脱离弹簧后在B点与Q碰撞后粘在一起沿轨道运动，恰能经过最高点D，己知重力加速度g，求：（1）粘合体在B点的速度；（2）初始时弹簧的弹性势能。14．（16分）如图，第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二、三、四象限存在方向垂直平面向外的匀强磁场，其中第二象限的磁感应强度大小为，第三、四象限磁感应强度大小相等。一带正电的粒子，从轴负方向上的点沿与轴正方向成角平行平面入射，经过第二象限后恰好由轴上的点（）垂直轴进入第一象限，然后又从轴上的点进入第四象限，之后经第四、三象限重新回到点，回到点的速度方向与入射时相同。不计粒子重力。求：(1)粒子从点入射时的速度；(2)粒子进入第四象限时在轴上的点到坐标原点距离；(3)粒子在第三、四象限内做圆周运动的半径（用已知量表示结果）。15．（12分）高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。已知男、女演员质量分别为M、m，女演员的出发点与最低点的高度差为，重力加速度为g，不计空气阻力，男、女演员均视为质点（1）求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小；（2）若两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？

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、A【解析】

万有引力提供向心力A．由可知，卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；B．由可知，卫星a的加速度小于c的加速度，选项B错误；C．由可知，卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；D．由可知，卫星b的周期大于c的周期，选项D错误；故选A。2、D【解析】

BC．当长木板的倾角变为时，放在长木板上的物体将由静止开始做匀加速直线运动，物体的速度随时间均匀增大，物体的加速度不变，故BC项错误；A．由知，A项错误；D．由动能定理得，故物体的动能与物体的位移成正比，D项正确。故选D。3、C【解析】

A．由公式得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小当轨道半径r减小时，a增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A错误；BC．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B错误，C正确；D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D错误。故选C。4、A【解析】

根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流：流过abcdef边的电流：de、ab边受到的安培力等大同向，斜向左下方，同理bc、ef边受到的安培力等大同向，斜向右下方，则de、ab、bc、ef边所受的安培力合力为：方向向下；cd边受到的安培力：方向向下，；af边受到的安培力：方向向上，所以线框受到的合力：A正确，BCD错误。故选A。5、B【解析】

CD．B能保持静止，说明B受到的合力为零，两物块A、B带异种电荷，B受到的合力不为零，CD错误；A．如果B带正电，则让B对斜面的压力大于Gcosθ，A错误；B．如果B带正电，则让B对斜面的压力小于Gcosθ，B正确。故选B。6、C【解析】

A．由万有引力提供向心力有得设地球半径为R，则有联立得由于则故A错误；B．由公式得由于则卫星在轨道上运行的线速度小于卫星在轨道上运行的线速度，故B错误；C．由公式得则卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度，故C正确；D．由开普勒第三定律可知，由于则卫星在轨道上运行的周期大于卫星在轨道上运行的周期，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、AC【解析】

粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：AB．A点到CD的距离，则：∠OAQ=60°，∠OAD=∠ODA=15°，∠DAQ=75°则∠AQD=30°，∠AQO=15°粒子的轨道半径：粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：故A正确B错误；CD．粒子在磁场中转过的圆心角：α=∠AQD=30°粒子在磁场中做圆周运动的周期为：粒子在磁场中的运动时间为：故C正确D错误。故选：AC。8、AD【解析】

AB．在位置Ⅱ时，根据右手定则可知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为根据左手定则可知线框左右两边所受安培力的方向均向左，为联立可得故A正确，B错误；C．金属线框从开始到位移为L过程中，只有一边切割磁感线，故电流为产生的电能为从位移为L到过程中，线框两边切割磁感线，电流为I，产生的电能为所以整个过程产生的电能为故C错误；D．此过程穿过线框的磁通量变化为0，根据可得故D正确。故选AD。9、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．10、BD【解析】

AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得解得，则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。故选BD。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、0.75(0.70或者0.73也对)质量A【解析】

(1)①[1]小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由图乙可知11.0s到14.0s内有4个全振动，该单摆的周期②[2]根据单摆周期公式可得重力加速度(2)①[3]图中点对应速度为零的位置，即最高位置，根据受力分析可得图中点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得小球从到的过程中，重力势能减小量为动能的增加量为要验证机械能守恒，需满足解得所以还需要测量的物理量是小球的质量②[4]验证机械能守恒的表达式为故A正确，B、C错误；故选A。12、ACDAC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行【解析】

（1）[1]A．合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同，同时拉力的大小要适当大一些，可以有效减小误差。故A正确。B．在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同。故B错误。C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差。读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差。故C正确。D．拉橡皮条的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，故D正确。故选ACD。（2）[2]根据