2024学年上海嘉定区安亭高级中学物理高三第一学期期中综合测试模拟试题含解析

2024学年上海嘉定区安亭高级中学物理高三第一学期期中综合
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，一质量为2m的物块在水平外力F=
3
3
mg的作用下静止在角为30°的斜
面体上.已知物块与斜面体之间的动摩擦因数μ＝0.8，重力加速度大小为g，关于物块所受的摩擦力f，下列说法正确的是（）
A．f＝mg、沿斜面向上
B．f＝
3
3
mg、与F的方向相反
C．
43
5
f mg
=、与F方向的夹角为120°
D．
23
3
f mg
=、与F方向的夹角为120°
2、在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带．当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动．随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进．设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg 的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为（）
A．5mm B．6mm C．7mm D．10mm
3、“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P 点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．对此，下列说法不正确的是（）
A．卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度
B．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小
D．卫星从椭圆轨道Ⅰ经过两次变轨到轨道Ⅲ上运动过程中，其重力势能的变化量大于机械能的变化量
4、一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）
A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象
B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象
C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播
D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播
5、如图所示，A物体的质量为m，B物体的质量为2m，用轻弹簧连接，B放在水平地面上。

用竖直向下的大小为F=mg的力作用在A上，待系统平衡后突然撤去力F，忽略空气阻力。

下列说法正确的是（g表示重力加速度）
A．撤去力F的瞬间，A物体的加速度大小为g
B．撤去力F的瞬间，B物体的加速度大小为2g
C．撤去力F的瞬间，B对地面的压力大小为3mg
D．撤去力F后，弹簧对A的支持力大于A对弹簧的压力
6、下列说法正确的是（）
A．竖直平面内做匀速圆周运动的物体，其合外力可能不指向圆心
B．匀速直线运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动
C．物体竖直向上做匀加速直线运动时，物体受到的重力将变大
D．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨
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、电梯内有一物体，质量为m，用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以1
6
g的加速度
沿竖直方向运动时，细绳对物体的拉力是（）
A．1
6
mg B．
5
6
mg C．mg D．
7
6
mg
8、如图所示，水平路面上有一辆质量为m0的汽车，车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是()
A．人对车的推力F做的功为FL B．人对车做的功为maL
C．车对人的摩擦力做的功为(F＋ma)L D．车对人的作用力大小为ma
9、关于热现象，下列说法正确的是（）
A．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分
B．悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
C．液晶与多晶体一样具有各向同性
D．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小
E. 若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量，则气体分子的平均动能减小
10、如图（甲）所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（乙）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力F fm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（）
A．t1时刻物块的速度为零
B．t2时刻物块的加速度最大
C．t3时刻物块的动能最大
D．t1～t3时间内F对物块先做正功后做负功
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）有一只标识为“2.5 V，0.5 A”的小灯泡，小华想测定其伏安特性曲线，实验室所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
编号器材名称规格与参数
A 电源E 电动势为3.0V，内阻不计
B 电流表A1量程0～10mA，内阻200Ω
C 电流表A2量程0～600mA，内阻2Ω
D 电阻箱R 阻值999.99Ω
E 滑动变阻器R1最大阻值10Ω
F 滑动变阻器R2最大阻值2kΩ
（1）为了达到实验目的需要组装一个量程为3.0 V的电压表，那么电阻箱的阻值应调到________ Ω；
（2）为了减小实验误差，实验中滑动变阻器应选择________(选填器材前面的编号)；（3）请帮助小华设计一个电路，要求使误差尽量小，并将电路图画在图1虚线框内________；
（4）小华在实验中用电流表和改装后的电压表测得数据并记录在下表中，请根据表格中的数据在图2方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线_________； 电压U /V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I /A
0.17
0.30
0.39
0.45
0.49
（5）将一个电动势为1.5V ，内阻为3Ω的电源直接接在该小灯泡的两端，则该小灯泡的实际功率为________W(结果保留1位有效数字)．
12．（12分）某同学验证动能定理的实验装置如图甲所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A 点处有一带遮光片的长方形滑块，其总质量为M ，实验步骤如下：
①用游标卡尺测出遮光片的宽度d ；
②安装好实验器材，给气垫导轨接上电源，然后读出拉力传感器的示数，记为F ，同时从气垫导轨刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离L ；
③剪断细绳，让滑块滑向光电门，并记录滑块通过光电门的时间t ；
④多次改变滑块与光电门之间的距离，记录相应的L 与t 的值，结果如表所示：
1
2
3 4 5
(m)L 0.600
0.800
1.000
1.200 1.400
(ms)t
8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 42
21(10s )t
- 1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
试分析下列问题：
（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d 的测量结果如图乙所示，则d =__________cm ．
（2）剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为__________．
（3）剪断细绳后，在滑块从A 运动至B 的过程中，合外力对滑块、遮光片组成的系统做的功可表示为W =__________，动能的增加量可表示为k E ∆=__________；若动能
定理成立，则在本实验中
21t 与L
的关系式为2
1
t =__________． 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）如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m=1 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=36 N ，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N ．取g=10 m/s 1．求：
（1）无人机以最大升力在地面上从静止开始竖直向上起飞，在t1=5 s 时离地面的高度h ；
（1）某次表演时，当无人机悬停在距离地面高度H=45m 处，让无人机突然失去升力而坠落，要保证无人机不与地面相撞，求最迟在多高处恢复升力；(认为无人机的运动在同一竖直线上)
14．（16分）一定质量的理想气体从状态A 到状态B 再到状态C 的过程如p -V 图象所示，已知A 状态时气体的温度为t A = -73.9C ．求: (1) C 状态时气体的热力学温度T c 的大小;
(2)从状态A 到状态B 的过程，气体吸热还是放热，简要说明理由。

15．（12分）一个透明圆柱体的半径为R ，其横截面如图所示， AB 是一条直径，一束
平行单色光沿AB 方向射向圆柱体，该圆柱体的折射率为。

若有一条入射到P 点的光
线（P 点图中未标出），经折射后恰好到B 点，求
①该入射光线射入圆柱体的入射角i ；
②光在圆柱体介质中，由P 点运动至B 点所用的时间t （设光在真空中的速度为c ）
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、D 【解题分析】
ABCD ．重力沿斜面向下的分力为：
x 2sin 30F mg mg =︒=
所以重力沿斜面向下的分力与F 的合力与摩擦力f 平衡，则：
22x 23
3
f F F F m
g ==+=
合， F 合与F 的夹角α为：
1
cos =2
F F α=
合 解之得 α=60°
所以f 与F 方向的夹角为120°，故D 正确，ABC 错误． 2、A 【解题分析】
木箱由静止开始运动达到传送带速度所需的时间
00.251s s 624v t a =
== 在这段时间内木箱的位移
2111m 2192
x at =
= 传送带的位移
201
m 96
x v t ==
则相对位移大小
211
m 5mm 192
x x x ∆=-=
≈ A 正确，BCD 错误。

故选A 。

【题目点拨】
解决本题的关键知道木箱在整个过程中的运动规律，结合运动学公式进行求解．知道痕迹等于相对运动的位移大小。

3、A 【解题分析】
A 、根据万有引力提供向心力
，得
，轨道半径越大，线速度越小，月球
第一宇宙速度的轨道半径为月球的半径，所以第一宇宙速度是绕月球作圆周运动最大的环绕速度，卫星在轨道Ⅲ上运动的速度小于第一宇宙速度，故A 错误； B 、根据开普勒第三定律
，半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道Ⅲ上运动周期
比在轨道Ⅰ上短，故B 正确；
C 、从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，都要减速做近心运动，故其机械能要减小，故卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小， 故C 正确；
D 、卫星从椭圆轨道Ⅰ经过两次变轨到轨道Ⅲ上运动过程中，根据万有引力提供向心力
，得动能
增大，机械能的减小量
小于重力势能的
减小量，故D 正确； 不正确的故选A 。

【题目点拨】
关键知道卫星变轨的原理，以及掌握开普勒第三定律，知周期与轨道半径的关系；第一宇宙速度是绕月球作圆周运动最大的环绕速度。

4、C
【解题分析】
试题分析：图甲是波动图像，图乙是振动图像，若波沿x轴正方向传播，则N点的振动图像向下，故图乙不是N点的振动图像，选项A错误；若波沿x轴负方向传播，则K点由最大位置向下振动，故图乙不是表示质点K的振动图象，选项B错误；若图乙表示的是质点L的振动图象，说明L点向上振动，根据波的传播方向与质点的振动关系可知，波沿x轴正方向传播，选项C正确；M点位于负的最大位移处，它要向上运动，故图乙表示的不是质点M的振动图象，故选项D错误．
考点：波的传播与质点的振动关系．
5、A
【解题分析】
撤去力F的瞬间，F立刻消失，但是弹簧的弹力不变，先以A为研究对象，由牛顿第二定律求出其加速度，再由B分析受力情况，求得加速度以及B对地面的压力；
【题目详解】
A、由于开始A处于平衡状态，在撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，则A物体的合力大小等于F，则A物体的加速度大小为，故A正确；
B、撤去F的瞬间，由于弹簧的弹力不变，则B的受力情况不变，合力仍为零，加速度为零，故B错误；
C、有力F作用时A、B都处于平衡状态，地面对B的支持力等于，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，B的受力情况不变，地面对B的支持力仍为，根据牛顿第三定律可知，此时B对地面的压力大小为，故C错误；
D、弹簧对A的支持力和A对弹簧的压力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，故选项D错误。

【题目点拨】
解决本题的关键是抓住弹簧的弹力不能瞬间发生改变，通过分析物体的受力情况来求解其加速度，同时要注意牛顿第三定律的应用情况。

6、D
【解题分析】
A、匀速圆周运动的合外力一定指向圆心，A错误
B、匀速直线运动和自由落体运动的合运动可以是匀变速直线运动，B错误
C、物体竖直向上做匀加速直线运动时，物体受到的重力不变，C错误
D、火车超过限定速度转弯时，需要的向心力增大，火车有向外运动的趋势，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨，D正确
故选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、BD 【解题分析】
根据牛顿第二定律，加速上升或减速下降时：F mg ma -=；解得：
76F mg ma mg =+=
；加速下降或减速上升时：mg F ma -=；解得：5
6
F mg =；故选BD ． 8、AC 【解题分析】
A.人对车的推力为F ，在力F 方向上车行驶了L ，则推力F 做的功为FL ，故A 项与题意相符；
B.在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的力向左，大小为ma ，则人对车水平方向上的作用力大小为ma ，方向向右；车向左运动了L ，故人对车做的功为－maL ，故B 项与题意不相符；
CD.竖直方向车对人的作用力大小为mg ，则车对人的作用力 F ′＝
人在水平方向受到F 的反作用力和车对人向左的摩擦力，则 F f －F ＝ma ，F f ＝ma ＋F 则车对人的摩擦力做的功为 (F ＋ma )L
故C 项与题意相符，D 项与题意不相符。

9、BDE
【解题分析】A.物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间相互作用的势能的总和，与物体的动能和重力势能无关，故A 错误。

B. 布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，温度越高， 分子运动越剧烈，颗粒越小，液体撞击固体颗粒的作用力越不平衡，运动越剧烈，故B 正确。

C ．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，多晶体具有各向同性，选项C 错误。

D ．当分子间的引力和斥力平衡时，分子力为零，分子势能最小．故D 正确。

E ．若一定质量的理想气体，在膨胀时气体对外界做功，同时又放出热量，由热力学第一定理可得，气体则内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故E 正确。

故选BDE
10、ABC
【解题分析】
试题分析：A 、t 1时刻前，推力小于最大静摩擦力，物体静止不动，位移为0，所以t 1速度为零，故A 正确； B 、物块做加速运动，根据牛顿第二定律得，，随着拉力F 的增大而增大．t 2时刻，拉力F 最大，则合力最大，加速度最大．故B 正确．C 、t 3之后合力向后，物体由于惯性减速前进，故t 3时刻A 的速度最大，动能最大，故C 正确，D 、t 1～t 3时间内速度方向没有改变，力F 方向也没变，所以F 对物块A 一直做正功，故D 错误．故选ABC ．
考点：考查摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律；功的计算．
【名师点睛】目前已知的所有宏观物体都是靠惯性运动，力只是改变速度的原因，t 0时刻前，合力为零，物体静止不动，t 0到t 2时刻，合力向前，物体加速前进，t 2之后合力向后，物体减速前进．
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、100 E 0.2
【解题分析】
（1）[1]由题意可知，本实验应采用伏安法测量伏安特性曲线，由表中数据可知，电流大小最大约为0.49A ，因此电流表应采用A 2，故只能采用A 1与电阻箱串联的方式进行改装，由串并联电路规律可知
32000.01R ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
Ω=100Ω （2）[2]由于本实验采用滑动变阻器分压接法，所以只能选用总阻值较小的E ；
（3）[3]本实验应采用滑动变阻器分压接法，由于电流表内阻较小，故应采用电流表外接法，故原理图如图所示
（4）[4]根据描点法可得出对应的伏安特性曲线如图所示
（5）[5]在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，由图可知，电压U =0.8V ，电流I =0.22A ，则功率
0.80.22P UI ==⨯W 0.2≈W
【题目点拨】
明确实验原理，根据电路的改装规律可明确电阻箱应接入电阻；根据滑动变阻器的作用可确定应选择的滑动变阻器；根据实验原理进行分析，从而明确应采用的电路图；根据描点法可得出对应的图象；在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，从而确定电压和电流，由功率公式即可确定电功率．
12、1.00F FL 212d M t ⎛⎫ ⎪⎝⎭
22FL Md 【解题分析】
(1)[1]．游标卡尺的分度为10分度，其精确度为0.1mm ，读数为宽度d 的读数为 1.0cm 00.1mm 1.00cm +⨯=；
(2)[2]．绳子剪断前，绳子的拉力为F ，剪断后，则滑块受到的合外力为：F F =合
(3)[3][4][5]．滑块从A 处到达B 处时，滑块、遮光片组成的系统，合外力做的功为 W =FL
动能增加量为
2
2k 1122d E Mv M t ⎛⎫∆== ⎪⎝⎭
根据动能定理，则有
212d FL M t ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 得 2212FL t Md = 【题目点拨】
）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．不同的尺有不同的精确度，注意单位问题；根据剪断前绳子的拉力，即可求解合力；根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量．
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）75m ; ( 1 ) 10m
【解题分析】（1）由牛顿第二定律有：
代入数据计算得出:
, 上升高度为:
（1）下落过程中有:
代入数据计算得出: 设离地时恢复升力，此时无人飞机的速度是 ，在下降过程中恢复升力时的加速度为 由牛顿第二定律得：
，解得：
代入数据得： 综上所述本题答案是：（1）75m ; ( 1 ) 10m
14、 (1)1200K (2)吸热，见解析
【解题分析】
（1）A 状态的热力学温度T A =200 K
由理想气体状态方程
A A C C A C
p V p V T T = T C = 1200K
（2）从状态A到状态B的过程压强不变，体积增大。

由盖吕萨克定律可知，温度升高。

理想气体温度升高时，内能增大。

气体体积增大时，气体对外界做功。

由热力学第一定律可知，气体一定会从外界吸收热量。

15、(1) 60°(2)
【解题分析】①设这条光线经P点折射后过B点，光路如图所示；
根据折射定律n＝
在△OBC中，由几何关系得：i＝2r
由以上两式可得：r＝30°，i＝60°
这条入射光线的入射角i为60°.
②B、C两点间距为x，由几何关系得：x=2Rcosr
折射率：
x=vt
由以上三式可得：。