2024年上海市徐汇区上海中学、复旦附中等八校高三物理第一学期期中统考试题含解析

2024年上海市徐汇区上海中学、复旦附中等八校高三物理第一学
期期中统考试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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，一辆轿车正在水平路而上作匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．水平路而对轿车弹力的方向斜向上
B．静摩擦力提供向心力
C．重力、支持力的合力提供向心力
D．轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力为零
2、下列哪个仪器测量的物理量不是国际单位制中的基本物理量（）
A．弹簧测力计B．刻度尺
C．秒表D．托盘天平
3、如图所示,在固定的斜面上,A、B两物体通过跨过光滑的定滑轮的细线相连,物体A
静止在斜面上。

已知斜面倾角30°,A、B两物体质量分别为2m和m,现在B物体下加挂另一物体C(图中未画出),物体A仍静止在斜面上,则加挂物体C后( )
A．斜面对物体A的弹力增大
B．细线对物体A的拉力不变
C．斜面对物体A的摩擦力保持不变
D．斜面对物体A的作用力增大
4、2016年中秋夜，我国成功将天宫二号送入预定轨道，2016年10月17日神舟十一号顺利升空并在之后与天宫二号实行交会对接．天宫二号是在天宫一号基础上研制的航天器，两者外形完全相同，但却承担着不同的任务．天宫一号主要是和载人飞船配合完成空间交会对接实验任务，而天宫二号则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验
室，要第一次实现航天员中期驻留、第一次试验推进剂太空补加技术等重要的科学实验，天宫二号被称为是我国首个真正意义上的空间实验室．天宫二号的轨道高度为393km ，比天宫一号高了50km ，关于天宫二号与天宫一号的比较，以下说法正确的是（ ） A ．“天宫二号”运行的线速度比“天宫一号”小 B ．“天宫二号”运行的加速度比“天宫一号”小 C ．“天宫二号”运行的角速度比“天宫一号”小 D ．“天宫二号”运行的周期比“天宫一号”大
5、质量为m 的小球P 以大小为v 的速度与质量为3m 的静止小球Q 发生正碰，碰后小球P 以大小为的速度被反弹，则正碰后小球Q 的速度大小是
A ．2v
B ．
C ．
D ．
6、如图所示为一物体做匀变速直线运动的速度-时间图像。

已知物体在前 2s 内向东运动，则根据图像做出的以下判断中正确的是
A ．物体在前 4s 内始终向东运动
B ．物体在前 4s 内的加速度大小不变，方向始终向西
C ．物体在前 4s 内的加速度大小不变，方向先向西，后向东
D ．物体在第 2s 末回到出发点
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、一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P 2、V 2、T 2，下列关系正确的是 A ．P 1＝P 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2 B ．P 1＝P 2，V 12V 2，T 1=2T 2 C ．P 1＝2P 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2 D ．T 1=T 2 ，P 1＝2P 2，1212
V V
8、如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F 作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F 与物体位移x 的关系如图乙所示（g ＝10m/s 2），下列结论正
确的是（）
A．物体的质量为3kg B．弹簧的劲度系数为500N/m
C．物体的加速度大小为5m/s2D．物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态
9、关于近代物理，下列说法正确的是
A．两个氢核在聚变时会出现质量亏损
B．光电效应中被光子打出来的电子来自原子的核外电子
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子衰变有固定的半衰期
D．玻尔能级理论中，氢原子从高能级向低能级跃迁时要从外界吸收能量
10、图甲中，两滑块A和B叠放在光滑水平地面上，A的质量为的质量为设A、B 间的动摩擦因数为，作用在A上的水平拉力为F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力图乙为F与的关系图象，其直线方程为下列说法正确的有
A．和F的值位于a区域时，A、B相对滑动
B．和F的值位于a区域时，A、B相对静止
C．和F的值位于b区域时，A、B相对滑动
D．和F的值位于b区域时，A、B相对静止
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）某同学设计了如图1所示的装置来探究碰撞过程中动置的变化规律，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源頻率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力；在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．
（1）若己得到打点纸带如图2所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点．则应选_____段来计算小车A的碰前速度，应选_____段来计算小车A和小车B碰后的共同速度（选填“AB”、“BC”、“CD’或“DE”）
（2）己测得小车A的质量m A=0.40kg，小车B的质量m B=0.20kg，由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量为_____kg m/s．碰后两小车的总动量为_____kgm/s （结果均保留3位有效数字）
12．（12分）如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G•Atwood1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．
某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
（1）实验时，该同学进行了如下步骤：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______（已知重力加速度为g）．
（3）引起该实验系统误差的原因有______（写一条即可）．
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，用细管连接A、B两个绝热的气缸，细管中有一可以自由移动的绝热活塞M，细管容积不计．A、B中分别装有完全相同的理想气体，初态的体积均为V1=1.0×10-1m3，压强均为p1=1.0×105Pa，温度和环境温度相同且均为t1=17C︒，A中导热活塞N的横截面积S A=500cm1．现缓缓加热B中气体，保持A气体的温度不变，同时给N施加水平向右的推力，使活塞M的位置始终保持不变．稳定时，推力F=
5
103 N，外界大气压p0=1.0×105Pa，不计活塞与缸壁间的摩擦．求：
3
(1)A中气体的压强；
(1)活塞N向右移动的距离；
(3)B中气体的温度．
14．（16分）如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg,冰块的质量为m2=10kg,小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g=10m/s2.
(1)小孩将冰块推出时的速度大小
(2)求斜面体的质量；
(3)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩?
15．（12分）如图所示，A、B两物体的质量都为0.2kg，两物体间连一轻细线，细线长为0.5m，一恒力F=5N竖直作用在A上，系统由静止开始运动（两物体可看做质点，g=10m/s2）。

（1）求运动过程中细线的张力；
（2）在t=2s时细线断裂，求B运动到最高点时A的速度；
（3）在2s时刻细线断裂，求再经2s时间两物体间的距离。

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
【解题分析】
A.水平路面对车身的弹力方向垂直于路面竖直向上。

故A错误；
BCD.重力和支持力相互平衡；汽车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力；轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力不为零；故B正确，CD错误；
2、A
【解题分析】
A、弹簧测力计测量的是力的大小，其单位是依据牛顿第二定律由加速度和质量单位导出的导出单位，故A符合题意；
B、刻度尺是测量长度的仪器,是测量的力学基本量，故B不符合题意；
C、秒表是测量时间的仪器,是测量的力学基本量；故C不符合题意；
D、托盘天平是测量质量的仪器,是测量的力学基本量；故D不符合题意；
故选A．
3、D
【解题分析】斜面对物体A的弹力为F N=2mgcos30°，所以斜面对物体A的弹力与是否加挂另一物体C无关，A错误；以B和C为研究对象，细线对物体A的拉力等于B和C的重力之和，在B物体下加挂另一物体C后，绳子拉力变大，B错误；开始时绳子拉力F1=mg，A的重力沿斜面向下的分力为2mgsin30°=mg，所以A受到的斜面的摩擦力为零，在B物体下加挂另一物体C后，绳子拉力变大，A受到的摩擦力向
下增加，C错误；没有悬挂C时，斜面对A mg，在B物体下加挂另一物体C后，A又受到向下的摩擦力f，则斜面对A的作用力大小为
F=，所以斜面对物体A的作用力增大，D正确；故选D．4、D
【解题分析】
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
22
2
22
4
Mm v
G m ma m r m r
r r T
π
ω
====，
得：GM v r =
，2GM a r =，3cm r ω=，3
2πr T GM
=，因天宫二号的轨道半径大于天宫一号的轨道半径，则“天宫二号”运行的线速度、加速度、角速度都比“天宫一号”小，而周期比“天宫一号”大，故D 正确；故选D.
【题目点拨】天宫飞行器绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以求出线速度、加速度、角速度与周期，然后比较大小． 5、B 【解题分析】
碰撞过程系统动量守恒，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
，则：
，得
；B 正确．故选B ．
6、B 【解题分析】
A ．根据图像可知，物体前两秒运动方向为负，向东运动，后两秒运动方向为正，向西运动，故A 错误；
BC ．从图像中可知图像的斜率不变，因此物体加速度不变，方向与初速度方向相反即向西，故B 正确，C 错误；
D ．由图可知，物体前2秒向东运动，后两秒内向西运动，而且物体前2秒位移为负，后2秒为正，图像和时间轴围成的面积代数和为零，4秒内总位移为零。

所以物体在第2s 末距出发点最远，故D 错误。

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、AD 【解题分析】
由题意可知考查理想气体状态方程的应用，根据理想气体状态方程计算可得。

【题目详解】 由理想气体状态方程
11
2212
PV PV T T = 可知，当p 1＝p 2，体积和热力学温度成反比，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2 故A 正确；
B ．由A 分析可知当p 1＝p 2，V 12V 2，T 12T 2，故B 错误。

C ．由理想气体状态方程
11
2212
PV PV T T = 可知，当p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝4T 2，故C 错误。

D ．由理想气体状态方程
11
2212
PV PV T T = 可知，当T 1=T 2 ，p 1＝2p 2，121
2
V V =，故D 正确。

【题目点拨】
一定质量的理想气体满足理想气体状态方程1122
12
PV PV T T =，根据公式计算可得。

8、BCD 【解题分析】
A ．初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F 后即为合力，所以有
10N ma =
此后物体匀加速上升，弹力逐渐变小，当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为
30N mg ma -=
联立两式，整理得物体重力
20N mg =
质量
2Kg m =
A 错误；
B ．由图可知，从初始弹簧弹力等于重力到弹簧恢复原长，位移为4cm ，即弹力等于重力时，弹簧形变量为4cm x ∆= 劲度系数
5N/cm=500N/m mg
k x
=
=∆ B 正确；
C ．当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为
30N mg ma -=，
则物体的加速度大小为
223020
m/s 5m/s 2
a -=
= C 正确；
D ．因为力F 随弹簧形变量在不断变化，有图像分析可知物体与弹簧分离时弹簧恢复原长，D 正确。

故选BCD 。

9、AB 【解题分析】
A ．根据聚变反应，氢核在聚变时是会出现质量亏损的，故A 正确；
B ．光电效应就是核外电子吸收能量被光子打出来的，故B 正确；
C ．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故C 错误；
D ．玻尔能级理论中，氢原子从高能级向低能级跃迁时要放出能量，故D 错误． 10、AD
【解题分析】由牛顿第二定律得，得
；以整体为研究对象，由牛顿第
二定律得；和的值位于区域时，即有
，可得
、、相对滑动；和的值位于区域时，即有，可得，
，、相对静止，故AD 正确，BC 错误．故选AD ．
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）BC DE （2）0.422 0.420
【解题分析】解：（1）推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC 段为匀速运动的阶段，故选BC 计算碰前的速度；
碰撞过程是一个变速运动的过程，而A 和B 碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE 段来计算碰后共同的速度
（2）碰前系统的动量即A 的动量，则P 1=m A v 0=m A 5BC T =0.40×0.1055
50.01
⨯=0.422kg•m/s ， 碰后的总动量P 2=m A v A +m B v B =（m A +m B ）v 2=（m A +m B ）5DE T =0.60×0.07
50.02
⨯
=0.420kg•m/s ；
12、 挡光片中心 ()2
122d mgh M m t ⎛⎫
=+ ⎪∆⎝⎭
绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间
有摩擦、重物运动受到空气阻力等
【解题分析】（1、1）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为： d
v t
=
， 则系统重力势能的减小量△E p =mgh ，系统动能的增加量为：
△E k ＝
12 (1M +m )v 1＝12 (1M +m )( d t
)1， 若系统机械能守恒，则有：mgh=12 (1M +m )( d t
)1
．
（3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等．
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)1.33⨯105Pa(1)5cm (3)127︒ 【解题分析】
(1) A 中气体的压强为：
3
55
204
5
103(1.010) 1.331050010F p p Pa Pa
S -⨯=+=⨯+=⨯⨯； (1)对A 气体由玻意耳定律得： p 1V 1=p 1V 1 解得：
523
331125
2(1.010)(1.010)m 7.510m 1.3310
p V V p --⨯⨯⨯===⨯⨯ 活塞N 向右移动的距离为：
3
124
(107.5)10m 5cm 50010
A V V L S ----⨯∆===⨯ (3)
B 气体温度为：
T 1=173+t 1=173+17K=300K ，T 1=173+t 1 由查理定律
12
12
p p T T = 得
5
2215
1 1.3310300K 400K 10p T T p ⨯==⨯=
所以：
t 1=T 1-173=117C ︒
14、（1）1m/s （2）20kg(3) 冰块不能追上小孩
【解题分析】
（1）小孩与冰块组成的系统，根据动量守恒可得， 1122m v m v =
解得11/v m s =（向右）
（2）对于冰块和斜面体组成的系统，根据动量守恒可得， 222()m v m M v =+
根据系统的机械能守恒得，
22222211()22m gh m M v m v ++= 解得：M=20kg
（3）冰块与斜面：2222
3m v m v Mv ''=+ 根据机械能守恒，可得，
22222223111222
m v m v Mv ''=+ 解得：2
1/v m s =-'（向右） 因为2
1v v '=，所以冰块不能追上小孩． 15、（1）2.5N ；（2）A 12.5m/s =v ；（3）50.5m
【解题分析】
（1）根据牛顿第二定律，对整体有
22F mg ma -=
对B 有
T F mg ma -=
解得
2
T F F = =2.5N （2）根据运动学公式有 '0v gt -=
A ''a t =+v v
v at =
'F mg ma -=
解得
A 12.5m/s =v
（3）断裂后，根据运动学公式有
2A 1+'2
x t a t =v 2B 12
x t gt =-v B A 50.5m x x x L ∆=-+=。