2024学年上海市行知中学物理高三第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

2024学年上海市行知中学物理高三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、如图所示，M、N、Q是匀强电场中的三点，MN垂直于NQ，MN＝4 cm，NQ＝3 cm.MQ与电场方向平行，M、N两点的电势分别为5 V和1.8 V．则电场强度大小和Q 点的电势分别为( )
A．100 V/m和1 V
B．80 V/m和0
C．100 V/m和0
D．80 V/m和1 V
2、下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是( )
A．物理学家安培经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量
B．卡文迪许通过扭秤实验测量了静电力常量，并验证了库仑定律
C．Kg、m、N、A都是国际单位制中的基本单位
D．功的单位可以用kg·m2/s2 表示
3、一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度-时间图象如图所示，由图象可知（）
A．在0～t2时间内火箭上升，t2～t4时间内火箭下落
B．0～t1时间内火箭的加速度大于t1～t2时间内火箭的加速度
C．t2时刻火箭离地面最远
D．t3时刻火箭的加速度为0
4、质量为m = 2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t = 0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v− t图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g = 10m/s2，则（）
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ = 0.5
B．10s末恒力F的功率为6 W
C．10s末物体恰好回到计时起点位置
D．10s内物体克服摩擦力做功34 J
5、如图所示，直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮C，细绳下端挂一重物，细绳的AC段水平．不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦．若将细绳的端点A稍向下移至A'点，使之重新平衡，则此时滑轮C的位置（）
A．在AA'之间B．与A'点等高
C．在A'点之下D．在A点之上
6、如图所示，一定质量的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中
A．F逐渐变大，T逐渐变大
B．F逐渐变大，T不变
C．F逐渐变小，T不变
D．F逐渐变小，T逐渐变小
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、一列火车质量是1000t，由静止开始以额定功率P=3.0×l04kW沿平直轨道向某一方向运动，前进900m时达到最大速度．设火车所受阻力桓定为车重的0.05倍，g取
10m/s1．则下列说法正确的是（）
A．此过程中火车一直作勻加速直线运动
B．火车行驶的最大速度v m=30m/s
C．当火车的速度为10m/s时，火车的加速度为lm/s1
D．火车由静止到达到最大速度需要60s
8、如图所示，倾角为θ的斜面静置于地面上，斜面上表面光滑，A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接．弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，现突然剪断细线或弹簧．下列判断正确的是
A．弹簧被剪断的瞬间，A、B、C三个小球的加速度均为零
B．弹簧被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为零
C．细线被剪断的瞬间，A、B球的加速度沿斜面向上，大小为gsinθ
D．细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为4mgsinθ
9、如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为F f，用水平的恒定拉力F作用于滑块，
当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为x，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是（）
A．上述过程中，F做功大小为1
2
mv12＋
1
2
Mv22
B．其他条件不变的情况下，M越大，x越小
C．其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长
D．其他条件不变的情况下，F f越大，滑块与木板间产生的热量越多
10、如图甲所示，光滑“∠”型金属支架ABC固定在水平面里，支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一轻杆将导体棒与墙固定连接，导体棒与金属支架接触良好，磁场随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）
A．1t时刻轻杆对导体棒的作用力最大
B．2t时刻轻杆对导体棒的作用力为零
C．2t到3t时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小
D．2t到4t时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变
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装置验证牛顿第二定律，同时测量木块与木板间的动摩擦因数 ，提供的器材有带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码，细线等.实验操作过程如下：
A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器同定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；
B．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，
记下悬挂钩码的个数
C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B;
D．测出每条纸带对应的木块运动的加速度a，实验数据如图乙所示.
n 4 5 6 7 8
()2
⋅0.50 1.30 2.20 3.00 3.90
/a m s-
（1）实验开始时，必须调节滑轮高度，使________________________；
（2）该实验中小车质量_____________（填“需要”或“不需要”)远大于所挂钩码质量。

-图象；
（3）根据图乙数据，在图丙中作出a n
（_____）
（4）由图线得到μ= _________(g=10 m/s2 )，还可求的物理量是________ (只需填写物理量名称).
12．（12分）某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．
（1）由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x ＝24cm ，由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d ＝________cm.该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt 1，遮光条通过光电门2的时间Δt 2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v 2＝________，则滑块的加速度的表达式a ＝________.(以上表达式均用字母表示)
（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验数据．通过分析表中数据，你得出的结论是________。

（3）现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格中数据，在图所示的坐标系中描点作出相应图象___________。

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,竖直平面xoy 内有三个宽度均为L 首尾相接的电场区域ABFE 、BCGF 和CDHG .三个区域中分别存在方向+y 、+y 、+x 的匀强电场,其场强大小比例为2:1:2.现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为（0,L ）的P 点射入ABFE 场区,初速度方向水平向右。

物体恰从坐标为（2L ,
2
L
）的Q 点射入CDHG 场区，已知物体在ABFE
区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为g，物体可以视作质点，y轴竖直向上，区域内竖直方向电场足够大。

求：
（1）物体进入ABFE区域时的初速度大小；
（2）物体在ADHE区域运动的总时间；
（3）物体从DH边界射出位置的坐标。

14．（16分）如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过细绳AB使杆与竖直墙壁保持垂直，与AC间的夹角θ=53°．若在A点通过细绳OB悬挂一个定滑轮（不计重力），某人用它匀加速向上提起重物（OM绳始终保持竖直），加速度大小为2m/s2。

己知重物的质量m=40kg，人的质量M=60kg，取g=10m/s2。

在物体运动到滑轮之前，求：
（1）人手中的拉力大小F1；
（2）OB绳子中的拉力大小F2；
（3）作出B点的受力示意图，并求出轻杆BC和细绳AB对B点的作用力大小F3和
F4。

15．（12分）如图甲所示，滑道项目大多建设在景区具有一定坡度的山坡间，成为游客的代步工具，又可以增加游玩的趣味性，在某景区拟建一个滑道，示意图如图乙，滑道共三段，第一段是倾角比较大的加速下坡滑道AB，第二段是倾角比较小的滑道BC，游客在此段滑道恰好做匀速运动，若游客从静止开始在A点以加速度1a做匀加速运动，经过4s到B点并达到最大速度16m/s，然后进入BC段做匀速运动，设计的第三段上坡滑道CD作为下客平台，使游客做匀减速运动后速度减为零（乘客经过两段轨道衔接
处可视作速度大小不变），游客乘坐滑道，从山顶A处到达下客平台D处总共用时8.5s，游客在各段滑道运动的总路程为92m，求：
（1）在AB段运动加速度1a的大小；
（2）AB段的距离1L；
（3）乘客在BC段匀速运动的时间0t．
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
【解题分析】
由图知角∠M=37°MN沿电场线方向的距离为d MN=4×cos37°=3.2cm=0.032m
则：
又U MQ=Ed MQ
则φM-φQ=100×0.05V=5V
故
得φQ=0V
故应选：C。

【题目点拨】
考查U=Ed的应用，明确d为沿场强方向的距离，注意公式的适用条件，只适用于匀强电场。

2、D
【解题分析】密立根测量了电子的电荷量，A错误；卡文迪许通过扭秤实验测量了引力
常量，并验证了万有引力定律，B 错误；N 是力的单位，不是基本单位，C 错误；功的单位是J ，由知，1J=1N•m ，根据
，得 1N=1kg•m/s 2，所以得1J=1kg•m 2/s 2，
故D 正确． 3、B 【解题分析】
在速度—时间图象中，只要图线在时间轴上方速度大于零，说明物体向上运动，故t 2～t 3时间内物体仍在向上运动，故A 错；在速度—时间图象中图线的斜率代表加速度，由图象可知0～t 1斜率大于t 1～t 2的斜率，因此0～t 1的加速度大于t 1～t 2的加速度，故B 正确；只要速度大于零就说明火箭在上升，所以从图象可知0～t 3时间段内火箭都在上升，而且在t 3时刻到达最高点，故C 错误；虽然t 3时刻火箭的速度为零，但速度仍在变化，故加速度不为零，故D 错误． 所以B 正确，ACD 错误． 【题目点拨】
速度时间图像应把握如下三个要点:（1）纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度
0v ；（2）图线的斜率其物理意义是运动物体的加速度a ；斜率为正，表示加速度方向与
所设正方向相同；斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度不变．（3）图线下的“面积”表示是运动物体在相应的时间内所发生的位移s ，t 轴上面的位移为正值，t 轴下面的位移为负值． 4、D 【解题分析】
A ．设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a 1，则由v − t 图得，加速度大小
22108
m/s 2m/s 40
a -=
=- 方向与初速度方向相反，设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a 2，则由v − t 图得，加速度大小
22260
m/s 1m/s 104
a --=
=-
方向与初速度方向相反，根据牛顿第二定律，有
1F mg ma μ+=，2F mg ma μ-=
联立上述各式得
3N F =，0.05μ=
故A 错误；
B ．10s 末恒力F 的瞬时功率
36W 18W P Fv ==⨯=
故B 错误；
C ．根据v − t 图与横轴所围的面积表示位移得
m 1
148m 66m 222
x =⨯⨯-⨯⨯=-
负号表示物体在起点以左，故C 错误； D ．10s 内克服摩擦力做功
f 110.05204866J 34J 22W fs mgs μ⎛⎫
===⨯⨯⨯⨯+⨯⨯= ⎪⎝⎭
故D 正确。

故选D 。

【题目点拨】
本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数，根据v − t 图与横轴所围的面积表示位移求解位移。

5、D 【解题分析】
由于杆一直平衡，对两根细绳拉力的合力沿杆的方向向下，又由于同一根绳子的张力处处相等，而且两根细绳的拉力大小相等且等于物体的重力G ，根据平行四边形定则，合力一定在角平分线上，若将细绳的端点A 稍向下移至A′点，若杆不动，则∠A′CB 小于∠BCG ，则不能平衡，若要杆再次平衡，则两绳的合力一定还在角平分线上，所以BC 杆应向上转动一定的角度，此时C 在A 点之上，故D 正确． 6、A 【解题分析】
本题关键是抓住悬挂物B 的重力不变，即OB 段绳中张力恒定，O 点缓慢移动时，点O 始终处于平衡状态，根据平衡条件列式求解各力变化情况． 【题目详解】
以结点O 为研究对象受力分析如下图所示：
由题意知点O 缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知，绳OB 的张力为mg ，保持不变；根据平衡条件可知：Tcosθ-mg=0，Tsinθ-F=0，由此两式可得：F= mgtanθ，由于θ增加，故拉力F 增加，T 增加；故选A 。

【题目点拨】
掌握共点力平衡条件是正确解决本题的关键，本题中注意对缓慢拉动所隐含的在拉动过程中物体始终处于平衡状态条件的挖掘．
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、BCD
【解题分析】
解：A 、由瞬时功率的表达式可知，P 额=Fv ，可知随速度的增大火车的牵引力减小，则加速度减小，所以火车开始时做加速度减小的加速运动．故A 错误；
B 、当速度达到最大时，牵引力与阻力相等，则：P 额=fv m ，求得最大速度：
43
33.01010==30m/s 0.0520010
m P V kG ⨯⨯=⨯⨯额．故B 正确； C 、由牛顿第二定律：P Kmg ma v
-=， 解得当火车的速度为10m/s 时火车的加速度为： 21/m
P a kg m s V =-=．故C 正确 D 、从静止开始到达到最大速度的过程中运用动能定理得： 212
f m Pt F s mv -=， 代入数据得：t=60s ．故D 正确
故选BCD
8、BCD
【解题分析】
试题分析：若弹簧被剪断，弹力为零，据此分析三者的加速度；若细线被剪断，弹力不能突变，保持不变，先以A 、B 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律求A 、B 两球的加速度．再以B 球为研究对象，由牛顿第二定律求杆的拉力大小．
若是弹簧被剪断，将三个小球看做一个整体，整体的加速度为sin a g θ=，然后隔离A ，对A 分析，设杆的作用力为F ，则sin F mg ma θ+=，解得0F =，A 错误B 正确； 烧断细线前，以A 、B 、C 组成的系统为研究对象，系统静止，处于平衡状态，合力为零，则弹簧的弹力为()32sin 6sin F m m m g mg θθ=++=．以C 为研究对象知，细线的拉力为3mgsinθ．烧断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，以A 、B 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得()()22AB F m m gsin m m a θ-+=+，解得A 、B 两个小球的加速度为sin AB a g θ=，方向沿斜面向上，以B 为研究对象，由牛顿第二定律得：2sin 2AB AB F mg ma θ-=，解得杆的拉力为4sin AB F mg θ=，故CD 正确．
9、BD
【解题分析】
A ．由功能关系可知，上述过程中，F 做功的大小等于二者增加的动能与系统产生的热量之和，选项A 错误；
B ．其他条件不变的情况下，M 越大，木板的加速度越小，x 越小，选项B 正确；
C ．其他条件不变的情况下，F 越大，滑块的加速度越大，而木板的加速度不变，则滑块到达右端所用时间越短，选项C 错误；
D ．滑块与木板间产生的热量
Q ＝F f ·l 相对＝F f ·L 板
L 板一定，F f 越大产生的热量越多，选项D 正确。

故选BD 。

10、BC
【解题分析】
A 、1t 时刻磁感应强度的变化率为零，因此回路中的感应电流为零，导体棒受到的安培力为零，因此轻杆对导体棒的作用力为零，A 项错误；
B 、2t 时刻磁感应强度的变化率，则回路中的感应电流不为零，但磁感应强度为零，因此导体棒受到的安培力为零，轻杆对导体棒的作用力为零，B 项正确；
C 、2t 时刻杆对导体棒的作用力为零，3t 时刻杆对导体棒的作用力也为零，2t 到3t 的过程中安培力不为零，因此轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，C 项正确；
D 、2t 到3t 时间内，磁感应强度增大，因此回路有收缩的趋势，导体棒受到的安培力向左，轻杆对导体棒的作用力向右，同理分析，3t 到4t 时间内，杆对导棒的作用力向左，D 项错误．
故选BC ．
【题目点拨】
本题考查电磁感应定律感生模型的动态分析，分析B -t 图象，其斜率表示磁感应强度的变化率，要注意区分磁通量与磁通量的变化率，二者并无决定性关系，正确分析图象是解题关键．
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）细线与木板表面平行 不需要 0.31(0. 29〜0.33) 木块的质量
【解题分析】
（1）[1]．实验开始时，必须调节滑轮高度，保证细线与木板表面平行；
（2）[2]．该实验中保持木块和钩码的总质量不变，则研究对象是木块和钩码的整体，则木块质量不需要远大于所挂钩码质量。

（3）[3]．根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图象，如图所示；
（4）[4][5]．对木块与钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：
nmg -μ[（8-n ）mg +m 木g ]=（8m +m 木）a
解得：
8mg mg a n g m m μμ+=-+木
由图象得：n =0时，-μg =a =-3，μ≈0.31（0.29～0.33均正确）
由图象还可以求出木块质量．
12、0.52 1d t ∆ 2d t ∆ 22
21()()2d d t t x
-∆∆ 当牵引力一定时，加速度和质量成反比 图略
【解题分析】
（1）遮光条的宽度d ＝0.5cm+0.1mm×
2=0.52cm 滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1=1 d t ∆，滑块经过光电门2时的瞬时速度的
表达式v 2=2 d t ∆．根据v 22-v 12=2ax 得，a ＝22212d d t t x
⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭ （2）根据实验的数据得到的结论是：当牵引力一定时，加速度和质量成反比
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)02gL v (2)5322L t g
总 (3) (3L ，2L -) 【解题分析】
(1)在ABFE 内，重力和电场力相等，有 1mg qE =
在BCGF 中，物体在竖直方向的加速度为 11122
qE mg a g m 由类平抛运动可知 2211222
L
gt 02L v t =
可得
02gL v (2)物体在ACGE 中的运动时间为 120222L L t v g
在CDHG 内，在沿x 轴方向，物块做初速度为0v ，加速度为g 的匀加速运动，有 203312
L v t gt 解得
35122L t g
5322L t g 总
(3) 在CDHG 区域，沿与水平方向夹角为45°，物体做匀加速直线运动，竖直方向位移为L ，则物体从DH 边界射出位置的坐标为（3L ，2
L -）。

14、 (1)480N (2) 2960N F =(3) 31280N F =，41600N F =
【解题分析】
(1)对物体进行受力分析，受到向上的拉力T ，以及重力，由牛顿第二定律可知： T mg ma -=
又对于人，人给绳子的拉力等于绳子给人的拉力，等于绳子拉物体的力，所以： 14010+402N=480N F T mg ma ==+=⨯⨯
(2)对滑轮进行受力分析，得：
2122480N=960N F F ==⨯
(3)
由受力分析可知杆BC 的作用力大小F 3为：
23244×960N=1280N tan 5333
F F F === 细绳AB 对B 点的作用力大小F 4为：
24255==960N=1600N cos5333
F F F =⨯ 15、（1）4m/s 2；（2）32m ；（3）3s
【解题分析】
（1）在AB 段，由运动学公式得：211164m/s 4v a t ===； （2）AB 段的距离为：2111132m 2L a t ==； （3）AB 段位移为：112v L t =； BC 段位移为：20L vt =； CD 段位移为：332v L t =； 总位移为：12392m L L L L ++==； 总时间为：1038.5s t t t t ++==；
可得：00()2
v L t t vt =
-+； 代入数据得：001692(8.5)162t t =⨯-+，解得03s t =．。