上海市第三女子中学2027届物理高三上期中学业水平测试试题含解析

上海市第三女子中学2027届物理高三上期中学业水平测试试题注意事项：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、如图所示，小车在水平地面上向右做匀速直线运动，车内A、B两物体叠放在一起，因前方有障碍物，为避免相撞，小车刹车制动。在小车整个运动的过程中，A、B两物体始终保持相对静止且随小车一起运动，则下列说法正确的是（）A．在小车匀速运动过程中，B与小车之间存在摩擦力B．在小车匀速运动过程中，B对A的作用力竖直向上C．在小车刹车制动过程中，A、B两物体间一定存在摩擦力D．在小车刹车制动过程中，A相对B一定有沿斜面向上运动的趋势2、如图，斜面光滑的斜劈静止在水平地面上，放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的力F作用，沿斜面向下运动，斜劈保持静止．下列说法正确的是A．地面对斜劈没有摩擦力作用B．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右C．若F增大，地面对斜劈的摩擦力也增大D．若F反向，地面对斜劈的摩擦力也反向3、如图所示，木块A、B置于光滑水平桌面上，木块A沿水平方向向左运动与B相碰，碰后粘连在一起，将弹簧压缩到最短．则木块A、B和弹簧组成的系统，从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．动量不守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能守恒D．动量守恒、机械能不守恒4、如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在A点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．在轨道1上，卫星在A点的速度等于在B点的速度B．在轨道2上，卫星在C点的速度小于第一宇宙速度C．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小相同D．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的加速度大小不同5、2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播。影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道Ⅱ。在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚。对于该过程，下列说法正确的是A．沿轨道I运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道ⅡB．沿轨道I运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度C．沿轨道I运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期D．在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大6、如图所示，从同一竖直线上不同高度A、B两点处，分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球，P为它们运动轨迹的交点。则下列说法正确的有（）A．两球在P点一定具有相同的速率B．若同时抛出，两球可能在P点相碰C．若同时抛出，落地前两球竖直方向的距离逐渐变大D．若同时抛出，落地前两球之间的距离逐渐变大二、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、专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在2017年发射升空，它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，嫦娥四号开始探测时与月球中心的距离为r，根据以上信息可求得A．引力常量G=B．引力常量G=C．嫦娥四号的运行速度v=D．嫦娥四号的运行速度v=8、下列说法正确的是（）A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加9、如图所示，半径分别为R和r（R>r）的甲、乙两光滑半圆轨道放置在同一竖直平面内，两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个质量均为m的小球夹住，但不拴接．同时释放两小球，弹性势能全部转化为两球的动能，若两球获得相等动能，其中有一只小球恰好能通过最高点，两球离开半圆轨道后均做平抛运动落到水平轨道的同一点（不考虑小球在水平面上的反弹）．则A．恰好通过最高点的是b球B．弹簧释放的弹性势能为5mgRC．a球通过最高点对轨道的压力为mgD．CD两点之间的距离为10、如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上A点，光滑定滑轮与直杆的距离为d．A点与定滑轮等高，B点在距A点正下方d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是A．环到达B处时，重物上升的高度h=dB．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能C．环从A点能下降的最大高度为D．当环下降的速度最大时，轻绳的拉力T=2mg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）如图所示的装置可以用来测量滑块与水平面之间的动摩擦因数μ。在水平面上将弹簧的一端与挡板固定不动，另一端与带有遮光条的滑块接触(弹簧与滑块不固连)。刚开始压缩弹簧到某一位置，然后由静止开始释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过O处的光电门，在水平面上的P点。(1)在本实验中除了用光电门测量出遮光条的遮光时间t，还需要测量的物理量有_____A．滑块(带遮光条)的质量m1B．遮光条的宽度d1C．光电门O与P点之间的距离LD．滑块释放点到P点的距离s(2)动摩擦因数的表达式μ=_____．(用上述测量物理量和重力加速度g表示)12．（12分）某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数，设计了一个实验方案：实验装置如图甲所示，金属板放在水平桌面上，且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。（1）实验时_________（填“需要”或“不需要”）使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M；_______（填“需要”或“不需要”）把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力．（2）图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分，纸带上计数点间的距离如图所示，则打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s；木块运动的加速度为______。（打点计时器所用电源的频率为50Hz，结果均保留两位小数）．（3）若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g，木块的质量为200g，则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________（重力加速度g=10m/s2，结果保留两位有效数字）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，和两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持绳的方向不变，与竖直方向的夹角为60°，改变绳的方向，试求：（1）物体能达到平衡时，角的取值范围.（2）在0～90°的范围内，求绳上拉力的最大值和最小值.14．（16分）如图所示，一压缩的轻弹簧左端固定，右端与一滑块相接触但不连接，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，A点左侧地面光滑，AB的长度为5R，现将滑块由静止释放，滑块运动到A点时弹簧恢复原长，以后继续向B点滑行，并滑上光滑的半径为R的光滑圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方．若滑块滑过C点后进入P孔，又恰能从Q孔落下，已知物体通过B点时对地面的压力为9mg.求：(1)滑块通过B点时的速度vB；(2)弹簧释放的弹性势能Ep；(3)平台转动的角速度ω应满足什么条件．15．（12分）如图所示，在质量为kg的重物上系着一条长30cm的细绳，细绳的另一端连着一个轻质圆环A，圆环A套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数为0.75，另有一条细绳，在其一端跨过光滑定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50cm的地方，当细绳的端点挂上重物G，而圆环A将要开始滑动时，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，（g取10m/s2）试问：（1）圆环A受到的摩擦力方向？（2）角多大？（3）长为30cm的细绳的拉力是多少？

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、B【解析】

A．在小车匀速运动过程中，以A、B整体为研究对象，根据平衡条件：合力为零，知小车对B没有摩擦力，A错误；B．在小车匀速运动过程中，以A为研究对象，A受重力和B的作用力，由平衡条件知B对A的作用力方向与重力方向相反，即竖直向上，B正确；C．在小车刹车制动过程中，整体有水平向左的加速度，A的合力水平向左，B对A可能没有摩擦力，由重力和B的支持力的合力产生A的加速度，C错误；D．在小车刹车制动过程中，A、B两物体间可能不存在摩擦力，所以A相对B不一定有沿斜面向上运动的趋势，D错误。故选B。2、B【解析】

对物体和斜面受力分析如图所示，易知物体受重力、支持力以及拉力的作用向下运动，由于接触面光滑，故物体对斜面只有压力，因此对斜面分析可知，斜面有向左的运动趋势，故地面对斜面有向右的摩擦力，故A错误，B正确；增大向下的拉力时，物体对斜面的压力均不变，则地面对斜劈的摩擦力大小与方向均不变，故C错误；无论滑块下滑还是上滑，滑块对斜面体的压力不变，即垂直于斜面向下，故F反向不会影响压力大小，因此斜面受到地面水平向右的静摩擦力作用，故D错误．所以B正确，ACD错误．本题考查物体的平衡以及受力分析的内容，要注意掌握整体法与隔离法的应用，分别对物体和斜面受力分析，根据光滑斜面上物体对斜面只有压力，与物体运动状态，及运动方向无关，并依据摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即可求解．3、B【解析】

AB及弹簧组成的系统，在相碰到弹簧压缩最短的过程中，由于左侧墙壁对弹簧有弹力的存在，合外力不为零，故系统动量不守恒，由于墙壁对弹簧的弹力与AB的运动方向相反，对整个系统做负功，机械能不守恒，B正确．4、B【解析】

A、在轨道1上，卫星由A点运动到B点，万有引力做正功，动能变大，速度变大，故选项A错误；B、第一宇宙速度为在地面附近绕地球匀速圆周运动的最大速度，根据GMmr2=mvC、卫星由轨道1变到轨道2，需要在A点加速，进行变轨，即在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小不相同，故选项C错误；D、根据牛顿第二定律可知：GMmr2解答本题的关键是知道卫星变轨原理：卫星做离心运动要加速，然后根据万有引力提供向心力进行判断即可。5、C【解析】

A.从低轨道I进入高轨道Ⅱ，离心运动，需要在交点B处点火加速，A错误B.从A到B的过程，根据万有引力提供加速度：，得：B点距太阳更远，加速度更小，B错误C.根据开普勒第三定律得：轨道半长轴越大，周期越长，所以轨道Ⅱ上运行周期长，C正确D.从A到B的过程，引力做负功，动能减小，所以B点速度小于A点速度，D错误6、D【解析】

A．两球的初速度大小关系未知，在P点，A的竖直分速度大于B的竖直分速度，而A的水平分速度小于B的水平分速度，根据平行四边形定则知，两球在P点的速度大小不一定相同，A错误；B．若同时抛出，在P点，A下落的高度大于B下落的高度，则A下落的时间大于B下落的时间，可知两球不可能在P点相碰，B错误；C．若同时抛出，根据知，经过相同的时间下落的高度相同，则竖直方向上的距离保持不变，C错误；D．若同时抛出，由图可知，下落相同的高度，B的水平位移大于A的水平位移，可知B的初速度大于A的初速度，由于两球在竖直方向上的距离不变，水平距离逐渐增大，则两球之间的距离逐渐增大，D正确。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、BD【解析】设月球的半径为R，由重力等于万有引力，有：GMmR2=mg；其中月球质量：M=43πR3ρ

联立解得：g=43πRGρ

；可解得万有引力常量G=3g4πρR，故A错误，B正确．由万有引力提供向心力，得GMm8、AB【解析】

A.因为气体分子之间有很大的空隙，气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和，故A正确；B.温度是分子平均动能的标志，只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低。故B正确；C.气体压强是由气体分子对容器的频繁碰撞产生；在完全失重的情况下，气体分子运动不停止，对容器壁的压强不为零，故C错误；D.根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变内能，所以气体从外界吸收热量，如果同时对外界做功，其内能不一定增加，故D错误。9、BD【解析】

甲、乙两光滑半圆轨道半径分别为R和r（R>r），故恰好通过最高点的是a球，A错误；由A球过最高点的临界速度为，则，则小球a具有的初动能为，故弹簧的弹性势能,故B正确；b小球的机械能守恒，，解得，a球通过最高点轨道对的支持力为N，，解得，故C错误；a球做平抛运动，，解得，同理b球做平抛运动，，解得，故CD两点之间的距离为，故D正确．10、BC【解析】

根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度，故A错误；环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故B正确；设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，此时重物上升的最大高度为：，根据机械能守恒有：，解得：，故C正确；环向下运动，做非匀速运动，就有加速度，所以重物向上运动，也有加速度，即环运动的时候，绳的拉力不可能是2mg，故D错误．所以BC正确，AD错误．环刚开始释放时，重物由静止开始加速．根据数学几何关系求出环到达B处时，重物上升的高度．环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能．环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，根据机械能守恒求解．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、BCd2【解析】

（1）实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：v=d/t；根据动能定理得：-μmgL=0-12mv2；联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式：μ=d22gLt2；还需要测量的物理量是：遮光条的宽度d，光电门O与P之间的距离L。故BC正确，AD错误；故选BC.

本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量。要先确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可.12、不需要不需要1.580.750.16【解析】

(1)[1]本实验是测量摩擦因数，故不需要平衡摩擦力；[2]根据逐差法求得木块的加速度，把木块和砝码及砝码盘作为整体利用牛顿第二定律求得摩擦因数，故不需要使砝码和砝码盘的质量m