上海杨浦高级中学2027届高三物理第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

上海杨浦高级中学2027届高三物理第一学期期中学业水平测试模拟试题注意事项: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、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动．有一个质量为的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半．已知重力加速度为，则（）A．小球A做匀速圆周运动的角速度B．小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用C．小球A受到的合力大小为D．小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上2、如图所示，质量相同的两小球(可看成质点)a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出后，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是A．小球a、b在空中飞行的时间之比为2︰1B．小球a、b抛出时的初速度大小之比为2︰1C．小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1︰1D．小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4︰13、图示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的v-t图象.Oa为过原点的倾斜直线，bc段是与ab段末端相切的水平直线，ab段汽车以额定功率P行驶，下列说法正确的是（）A．时间内汽车的功率不变B．时间内汽车的牵引力减小C．时间内牵引力不做功D．汽车行驶时受到的阻力大小为4、甲、乙两车在同一直线轨道上同方向行驶，甲车的速度是8m/s，后面乙车的速度是16m/s.甲车突然以大小为2m/s2的加速度刹车，乙车也同时刹车．则乙车加速度至少为多大时才能避免两车相撞（）A．若开始刹车时两车相距16m，则乙车加速度至少为6.0m/s2B．若开始刹车时两车相距20m，则乙车加速度至少为4.0m/s2C．若开始刹车时两车相距24m，则乙车加速度至少为3.2m/s2D．若开始刹车时两车相距48m，则乙车加速度至少为2.4m/s25、如图表示的是一条倾斜的传送轨道，B是传送货物的平台，可以沿着斜面上的直轨道运送物体．某次传送平台B沿轨道将货物A向下传送到斜轨道下端，运动过程可用如图中的速度时间图像表示．下述分析中不正确的是（）A．0～时间内，B对A的支持力小于重力，摩擦力水平向右B．～时间内，B对A的支持力等于重力，摩擦力水平向左C．～时间内，B对A的支持力大于重力，摩擦力水平向左D．0～时间内出现失重现象；～时间内出现超重现象6、物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距离质量为M0的引力源中心为r0时．其引力势能（式中G为引力常数），一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，由于受高空稀薄空气的阻力作用．卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r1．若在这个过程中空气阻力做功为Wf，则在下面给出的Wf的四个表达式中正确的是（）A． B．C． 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、如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（）A．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg+qEB．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qEC．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qED．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE8、如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，薄板在F′作用下逆时针转动，在墙与薄板之间的夹角θ缓慢地从90°逐渐减小的过程中（）A．小球对薄板的正压力增大B．小球对墙的正压力减小C．小球对墙的压力先减小，后增大D．小球对薄板的压力不可能小于小球的重力9、若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系正确的是，下列说法正确的是（）A．如果保持其体积不变，温度升高，内能一定增大B．如果保持其温度不变，体积增大，内能一定增大C．如果吸收热量，温度升高，体积增大，内能不一定增大D．热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体E.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能10、下列说法正确的是（）A．作用力和反作用力作用在同一物体上B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C．运行的人造地球卫星所受引力的方向是不断变化的D．当宇航员刘洋站立于绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”内不动时，她受力平衡三、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）为了验证机械能守恒定律，某同学设计了一个实验，装置如图1所示，物块A的质量为m1，物块B和遮光片的总质量为m2，用通过定滑轮的轻细线连接，m1＜m2，开始用于托着B静止，细线伸直。此时遮光片到光电门的距离为H，然后释放物块B，当遮光片通过光电门时，光电门记录的遮光时间是2.11×10-3s．已知遮光片的宽度为d，且d＜H，在测遮光片的宽度d时，使用20分度的游标卡尺来测量，准确操作后，部分刻线如图2所示，重力加速度为g。（1）遮光片的宽度d为______cm。（2）物块B经过光电门时的速度为______m/s。（保留两位有效数字）（3）在误差允许的范围内，需要满足关系式______，即可验证机械能守恒。（用题中所给的字母表示）（4）在实际运算验证时，第（3）中的关系式两边的数值总是有些差异，你认为原因可能是______（答对一条即可给分）。12．（12分）某同学设计的“探究弹簧弹性势能与形变量的关系”装置如图所示。整个装置放在距水平地面高为H的水平桌面上，弹簧一端固定，另一端接触可视为质点的小球(不拴接)，刚开始弹簧处于自然状态时小球重心恰好对应刻度“0”。已知小球的质量为m，重力加速度为g。(1)若将小球重心向左移到刻度x处后释放并被弹出，小球从桌面右边缘飞出后做平抛运动，水平射程为S，则弹簧的弹性势能EP=____(用题中给定的字母表示)。改变x多次实验，测出对应的水平射程S，发现S与x成正比例关系，由此可知弹簧的弹性势能EP与x的____次方成正比。(2)本实验的误差主要来源于________________，为减少实验误差，小球射出位置距离桌面右边缘应该_______(选填“近些”或“远些”)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，在竖直平面内由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接．AB弧的半径为R，BC弧的半径为．一小球(可视为质点)在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动．（1）求小球经B点前后瞬间对轨道的压力大小之比；（2）小球离开C点后，再经多长时间落到AB弧上?14．（16分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从点水平飞出，经落到斜坡上的点．已知点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量．不计空气阻力．（取，；取）求：（1）点与点的距离．（2）运动员离开点时的速度大小．（3）落到点瞬间重力的功率．15．（12分）如图所示，两个导热的圆筒底部有一条细短管连通，圆筒内装有约20cm深的水银，K为阀门，处于关闭状态。左侧大圆筒的横截面积，水银面到圆筒顶部的高度，水银上方是空气，空气的压强，室温。左侧圆筒中竖直放置一根托里拆利管，管的横截面积远小于两圆筒的横截面积，托里拆利管中水银上方有氮气，氮气柱的长度，水银柱的高度。右侧小圆筒的横截面积，一个活塞紧贴水银放置。已知大气压强。求：（Ⅰ）若环境温度缓慢升高，左侧圆筒内空气的压强变为多大？（Ⅱ）在环境温度为时，用力控制右侧圆筒中活塞，打开阀门K，使活塞缓慢升高后固定，则托里拆利管中氮气柱的长度最终变为多大？（结果可以带跟号）

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】试题分析：如下图所示；小球受重力和支持力而做匀速圆周运动，则合外力一定指向圆心；由力的合成可知，；由几何关系可知，；解得：；故A正确；小球只受重力和支持力；向心力是由合外力充当；故B错误；由A的分析可知，合外力；故C错误；小球受到的合外力指向圆心，故D错误；故选A．考点：力的大小及方向2、C【解析】

根据下落的高度求出平抛运动的时间之比,结合水平位移和时间求出初速度之比,根据动能定理求出小球到达斜面底端时的动能之比.抓住速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,求出两球的速度方向与斜面的夹角关系.【详解】A、因为a、b两球下落的高度之比为2:1,根据得,,则飞行时间之比为,故A错误.

B、a、b两球的水平位移之比为2:1,时间之比为,根据知,初速度之比为,故B错；C、小球落在斜面上时,速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,因为位移与水平方向的夹角相等,则速度与水平方向的夹角相等,到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等,故C对;

D、根据动能定理可以知道,到达斜面底端时的动能之比代入已知量可知，故D错；故选C3、B【解析】

A.0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度均匀增大，根据P=Fv知，汽车的功率一直增大，故A错误；B.汽车在0～t1时间内，牵引力不变，在t1-t2时间内，功率不变，根据P=Fv知，速度增大，牵引力减小，故B正确；C.t2～t3时间内，汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力做正功，故C错误;D.当牵引力等于阻力时，速度最大，则阻力，故D错误。4、C【解析】

设甲车初速度v1，加速度大小a1，乙车初速度v2，加速度大小a2，设开始刹车时两车相距△x，甲从开始刹车至停下所需时间为甲从开始刹车至停下所需位移为：所以为避免相撞，乙车的刹车距离：x2≤16+△xA.若开始刹车时两车相距16m，则：故A错误；B.若开始刹车时两车相距20m，则：故B错误；C.若开始刹车时两车相距24m，则故C正确；D.若开始刹车时两车相距48m，则故D错误。5、B【解析】A、时间内，从图像上可以看出，整体沿斜面向下做匀加速运动，此加速度可以分解为水平向右和竖直向下的加速度，在分析A的受力可以得到，竖直方向上A有向下的加速度，导致B对A的支持力小于重力，水平方向由向右的加速度，导致A受到摩擦力水平向右的摩擦力，故A正确；B、时间内，从图像上可以看出，整体向下做匀速运动，A受力应该是平衡得，所以竖直方向上B对A的支持力等于重力，水平方向上不受摩擦力的作用，故B错误；C、时间内，从图像上可以看出，整体沿斜面向下做匀减速运动，此加速度可以分解为水平向左和竖直向上的加速度，再分析A的受力可以得到，竖直方向上A有向上的加速度，导致B对A的支持力大于重力，水平方向由向左的加速度，导致A受到摩擦力水平向左的摩擦力，故C正确；D、时间段内，整体沿斜面向下做匀加速运动，失重状态，整体沿斜面向下做匀减速运动，超重状态，故D正确；本题要选不正确的，所以答案是B综上所述本题答案是：B6、B【解析】

求出卫星在半径为r1圆形轨道和半径为r1的圆形轨道上的动能，从而得知动能的减小量，通过引力势能公式求出势能的增加量，根据能量守恒求出发动机所消耗的最小能量．【详解】卫星在圆轨道半径从r1上时，根据万有引力提供向心力：;解得。卫星的总机械能：;同理：卫星的圆轨道半径从r1上时，；卫星的总机械能：；卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r1．在这个过程中空气阻力做功为Wf，等于卫星机械能的减少：．所以选项B正确。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】

AB．静止时，对AB球整体进行受力分析，则有：T=2mg+3mg+Eq=5mg+Eq故A正确，B错误；CD．假设B球也不带电，则剪断OA线瞬间，A、B、C三个小球一起以加速度g自由下落，互相相对静止，AB、BC间拉力为0.若B球带负电，则相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直下下的电场力qE，电场力qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度，此时A、B球的加速度为aA=g+（显然大于g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为T，由牛顿第二定律，则有T+mg=maA解得T=qE故C正确，D错误。

故选AC。8、AD【解析】

根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为小球压板的力F1和小球压墙的力F2，作出平行四边形如图所示，当θ减小时，F1、F2均增大，而且在初始（θ＝90°）时，F1最小，等于G，所以AD项均正确。9、ABE【解析】

A．分子力表现为引力，当体积不变时，外界对气体做功为零，温度升高一定从外界吸收能量，所以分子内能增加，故A正确；B．当温度不变时，分子平均动能不变，体积增大，分子克服引力做功，分子势能增大，所以内能一定增加，故B正确；C．如果气体吸收热量，同时体积增大，对外做功，内能不一定增加，温度不一定升高，故C错误；D．由热力学第二定律可知，热量可以自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从低温物体传到高温物体，故D错误；E．热机的效率不可能达到百分之百，即有一部分热量转化为周围环境的内能，故E正确．故选：ABE10、BC【解析】解:A、作用力和反作用力是两个物体的相互作用力,作用在两个物体上.故A错误.

B、太阳系中的行星均受到太阳的引力作用,所以B选项是正确的.

C.人造地球卫星绕地做匀速圆周运动有万有引力提供向心力,因而方向始终指向地心,一直在变,所以C选项是正确的.

D、当宇航员刘洋站立于绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”内不动时,她受力指向地球的球心,不是平衡状态.故D错误.

所以BC选项是正确的三、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、1.0555.0=（m2-m1）gH存在阻力作用【解析】

（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×11mm=0.55mm，则遮光片的宽度d=10.55mm=1.055cm。（2）物块B经过光电门的瞬时速度为：。（3）系统重力势能的减小量△Ep=（m2-m1）gH，系统动能的增加量为：，当时，系统机械能守恒。（4）在实际运算验证时，第（3）中的关系式两边的数值总是有些差异，可能的原因是存在阻力作用。12、mgS24H2小球与桌面间的摩擦力【解析】

（1）对平抛运动：S=vt；H=12gt2；弹簧的弹性势能：EP=12mv2；联立解得Ep=mgS24H；因S与x成正比例关系，而EP与S（2）本实验的误差主要来源于小球与桌面间的摩擦力，为减少实验误差，小球射出位置距离桌面右边缘应该近些。本题关键明确实验原理，通过转化法将不易测得的量转化为容易测出的长度，方法是根据平抛运动的分运动公式列式求得小球得到的速度，根据能量关系可得弹性势能的大小．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