2024年上海市青浦区高三物理第一学期期中统考试题含解析

2024年上海市青浦区高三物理第一学期期中统考试题
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，能反映自由落体运动的是( )
A．B．C．D．
2、螺丝钉是利用斜面自锁原理制成的。

其原理如图所示，螺母与螺杆的螺纹结合，可以看作由两个叠放在一起并卷曲起来的同倾角斜面组成，设螺母、螺杆间的动摩擦因数为μ，斜面的高为螺距h，底为圆周长2πr，当螺杆受到很大的压力F时，仍然不会移动（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则应满足的关系为（）
A．h≤2πμr B．h≤πμr C．h≥2πμr D．h≥πμr
3、关于动量，下列说法正确的是()
A．速度大的物体，它的动量一定也大
B．动量大的物体，它的速度一定也大
C．只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变
D．质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大
4、如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道处于竖直向下的匀强电场E中，在轨道的上端，一个质量为m、带电量为＋q的小球由静止开始沿轨道运动，则（）
A ．小球运动过程中机械能守恒
B ．小球机械能和电势能的总和先增大后减小
C ．在最低点球对环的压力为（mg ＋qE ）
D ．在最低点球对环的压力为3（mg ＋q
E ）
5、中国书法艺术历史悠久，某同学用毛笔练习书法，从基础笔画“横”开始练习。

如图，在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左回带。

该同学在水平桌面上平铺一张纸，为防止打滑，他在纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。

则关于向右行笔过程中物体的受力情况，说法正确的是
A ．笔对纸的压力一定大于毛笔的重力
B ．镇纸受到了向右的静摩擦力
C ．白纸受到了两个摩擦力的作用
D ．桌面受到了向左摩擦力作用
6、一个人站在高为H 的平台上，以一定的初速度将一个质量为m 的小球抛出．测出落地时小球的速度大小是v ，不计空气阻力，重力加速度大小为g ．人对小球做的功W 及小球被抛出时的初速度大小0v 分别为（ ）
A ．2201,22
W mv mgH v v gH =
-=-B ．201,22W mv v gH == C ．20,2W mgH v v gH ==+D ．201,22
W mv mgH v gH =+=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、一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图所示，其中0﹣s 1过程的图线为曲线，s 1﹣s 2过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是（ ）
A．0﹣s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小
B．s1﹣s2过程中物体可能在做匀速直线运动
C．s1﹣s2过程中物体可能在做变加速直线运动
D．0﹣s1过程中物体的动能可能在不断增大
8、下列说法正确的是()
A．液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性
B．太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用
C．用打气筒的活塞压缩气体很费劲，说明分子间有斥力
D．第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了能量守恒定律
E. 在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
9、A、B、C、D四个物体在同一条直线上做直线运动，A物体的x－t、B物体的
v－t、C物体和D物体的a－t图象依次如图所示，规定水平向右为正，已知物体在t＝0时的速度均为零，且此时C物体在D物体的左边1．75m处，则（）
A．其中0～4s内物体运动位移最大的是B物体
B．其中0～4s内物体运动位移最大的是C物体
C．t＝2．5s时C物体追上D物体
D．t＝3．5s时C物体追上D物体
10、如图所示，横截面为直角三角形的斜劈P，靠在粗糙的竖直墙面上，力F通过球心水平作用在光滑球Q上，系统处于静止状态。

当力F增大时，系统仍保持静止，下列说法正确的是( )
A．球Q对地面的压力不变
B ．球Q 对斜劈P 的支持力变大
C ．斜劈P 对竖直墙壁的压力增大
D ．墙面对斜劈P 的摩擦力增大
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）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，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 处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B 处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d 表示A 处到光电门B 处的距离，b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 处时的瞬时速度。

实验时使滑块在A 处由静止开始运动。

（1）某次实验测得倾角θ=30︒，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时，m 和M 组成的系统动能增加量可表示为∆E k =___，系统的重力势能减少量可表示为∆E p =____,在误差允许的范围内，若∆E k =∆E p 则可认为系统的机械能守恒；
（2）某同学改变A 、B 间的距离，求出滑块通过B 点的瞬时速度v 后，作出的v 2-d 图像如图乙所示，并测得m =32
M ，则重力加速度g =_____m/s 2. 12．（12分）在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，若一滴油酸酒精溶液中油酸所占的体积为V ，在水面上散开形成的油膜面积为S ，则油酸分子的直径d =_________。

如果实验中油膜没有完全散开，则得到的油酸分子直径_________（选填“偏大”或“偏小”）。

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，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图，固定在水平地面上的斜面倾角为37︒，现在斜面上放个质量为2kg 的滑块。

（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin370.6︒=,cos370.8︒=）
F 的推力时（如图1），滑块刚好可以（1）当对滑块施加一个平行于斜面向上的14N
沿斜面向下做匀速直线运动，求滑块与斜面间的动摩擦因数。

（2）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力F2（如图2），为保证滑块沿斜面匀速上滑，求F2的大小。

（3）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力F3（如图2），为保证滑块在斜面上静止，求F3的大小范围。

14．（16分）如图所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t的大小随时间t变化的规律如图所示．t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域Ⅰ内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知ab棒和cd棒的质量均为m，电阻均为R，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t＝t x时刻(t x未知)ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.求：
(1)当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率；
(2)求ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒上产生的热量；
(3)ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的电量.
15．（12分）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简化模型．若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m，气囊所构成的斜面长度L=5.0m．质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端．已知旅客与斜面间的动摩擦因数μ=0.55，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度g=10m/s1．求：
（1）旅客沿斜面下滑时的加速度大小；
（1）旅客滑到斜面底端时的速度大小；
（3）旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小．
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】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动且加速度为g ，速度与时间关系为：v ＝gt ，所以v-t 函数是一条倾斜的直线，且速度均匀增大．
A ．该图与结论不相符，选项A 错误；
B ．该图与结论不相符，选项B 错误；
C ．该图与结论不相符，选项C 错误；
D ．该图与结论相符，选项D 正确；
故选D 。

2、A
【解题分析】
当螺杆受到很大的压力F 时，仍然不会移动，由受力分析图可知 ()
N 22cos 2πF F F h r θ==+ ()f 222πN F F h r μ==
+
由平衡知识
()f 22sin 2πhF F F h r θ≥=
+
可得 2πr h μ≥
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、D
【解题分析】 物体的动量p mv =，速度大小，可能质量小，所以其动量不一定大，反过来，动量大，其速度不一定大，AB 错误；动量是矢量，速度大小不变，可能方向在变，其动量在变化，C 错误；质量一定，动量变化越大，则根据p m v ∆=∆可知速度变化一定越大，D 正确．
4、D
【解题分析】
A ．小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒。

故A 不符合题意。

B ．小球运动过程中只有电场力和重力做功，发生的时机械能与电势能的转化，但小球机械能和电势能的总和不变。

故B 不符合题意。

CD ．小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：()212
mg qE R mv +=，由2
v N mg qE m R
--=，联立解得： N =3（mg +qE ）
由牛顿第三定律知在最低点球对环的压力为3（mg +qE ）。

故C 不符合题意，D 符合题意。

5、C
【解题分析】
A ．毛笔在书写的过程中受到重力、手的作用力以及纸的支持力处于平衡状态，应用手
对毛笔的作用力是未知的，所以不能判断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系。

故A 错误；
B ．镇纸始终处于静止状态，所以镇纸始终不受摩擦力，镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与摩擦力。

故B 错误；
C ．白纸受到桌面对它的摩擦力和笔对它的摩擦力，不受镇纸的摩擦力，故C 正确；
D ．白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到的毛笔对白纸的向右摩擦力与桌面对白纸的向左摩擦力处于平衡状态；根据牛顿第三定律可知，白纸对桌面的摩擦力的方向向右，D 错误。

6、A
【解题分析】
对小球在空中运动过程，有：2201122
mgh mV mv =-；解得：0v =2201122
W mv mV mgH ==-，故A 正确． 点晴：本题考查了动能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便．该题难度不大，属于基础题．
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】
A 项：由于除重力和弹簧的弹力之外的其它力做多少负功物体的机械能就减少多少，所以E ﹣x 图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的大小，由图可知在O ～s 1内斜率的绝对值逐渐增大，故在O ～s 1内物体所受的拉力是不断增大的，而合力先减小后反向增大的．故A 错误；
B 项：由于物体在s 1～s 2内E ﹣x 图象的斜率的绝对值不变，故物体所受的拉力保持不变．如果拉力等于物体所受的重力，故物体做匀速直线运动．故B 正确；
C 项：由于物体在s 1～s 2内所受的拉力保持不变，故加速度保持不变，故物体不可能做变加速直线运动，故C 错误；
D 项：如果物体在0～s 1内所受的绳子的拉力小于物体的重力，则物体加速向下运动，故物体的动能不断增大，故D 正确．
点晴：由于除重力和弹簧的弹力之外的其它力做多少负功物体的机械能就减少多少，所以E ﹣x 图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的大小；如果拉力等于物体所受的重力，故物体做匀速直线运动；如果拉力小于物体的重力，则物体加速向下运动，故物体的动
能不断增大．
8、ABE
【解题分析】
A.液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性，选项A 正确；
B.太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用，选项B 正确；
C.用打气筒的活塞压缩气体很费劲，这是气体压强作用的结果，不能说明分子间有斥力，选项C 错误；
D.第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，选项D 错误；
E.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，加工后做成玻璃就是非晶体，选项E 正确.
9、BD
【解题分析】
由A 图的位移-时间图象可知，4s 末到达初始位置，总位移为零；由B 图的速度-时间图象可知，速度2s 内沿正方向运动，2-4s 沿负方向运动，方向改变，4s 内总位移为零；
由C 图象可知：物体在第1s 内做匀加速运动，第2s 内做匀减速运动，
2s 末速度减为0，然后重复前面的过程，是单向直线运动，位移一直增大；由D 图象可知：物体在第1s 内做匀加速运动，第2-3s 内做匀减速运动，2s 末速度减为0，第3s 内沿负方向运动，不是单向直线运动．则其中0-4 s 内物体运动位移最大的是C 物体，选项AB 错误；根据前面的分析，画出两个物体的速度图象如图：
v-t 图象图线与时间轴围成的面积表示位移，由图可知 在前2s 内两个物体的位移大小相等，所以前2s 内两个物体不可能相遇；第3s 内二者的位移大小是相等的，都是：△x ＝2
m v •t ＝12×1＝0.5m ，此时二者之间的距离：L=L 0+（-△x ）-△x=1.75m-0.5m-0.5m=0.75m ，3s 末二者之间的距离仍然是0.75m ，此时二者的速度大小相等，方向相反，所以相遇的时间大于3s ．设再经过△t 时间二者相遇，则：L ＝2(v m •△t −12
a △t 2)，代入数据可得：△t=0.5s ，所以相遇的时刻在t=3.5s ．故C 错误，D 正确，故选D.
10、BC
【解题分析】
AB ．对Q 受力分析如图所示：
Q 受力平衡则在水平和竖直方向分别有：
=sin F N θ'
cos N mg N θ'''=+
可知当F 增大时，P 、Q 间的作用力增大，球Q 对地面的压力增大，故A 错误，B 正确. C ．以P 、Q 整体为研究对象，水平向右的力F 与墙壁的支持力等大反向，故墙的支持力增大，由牛顿第三定律可知斜劈P 对竖直墙壁的压力增大，故C 正确.
D ．对P 受力分析可知，开始时P 对墙壁的摩擦力方向不确定，故无法判断此摩擦力的变化情况，故D 错误.
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、12(M +m )2
2b t
（m -12M ）gd 9.75 【解题分析】
(1)[1]由于光电门的宽度b 很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，滑块通过光电门B 速度为
B b v t
= 滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量为
2
2k 21()()()22b M m b E M m t t
+∆=+= [2]系统的重力势能减少量可表示为
P sin 30()2
M E mgd Mgd m gd ︒∆=-=-
(3)[3]根据系统机械能守恒有 21()()22M m M v m gd +=-
则
24225
M
m v gd gd M m -
=⨯
=+ 对应v 2-d 图象，则图线的斜率
3.9
7.80.5
k =
= 则有
4
7.85
g = 解得
29.75m /s g =
12、
V
S
偏大 【解题分析】 [1] 根据体积公式
V Sd =
可知分子直径为V d S
=
； [2] 油膜没有完全散开会导致油酸的在水面的扩散面积减小，从而测量的分子直径偏大。

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）0.5 （2）40N （3）3.6N ≤F 3≤40N 【解题分析】
(1)对物体进行受分析如图所示：
根据平衡条件有： 在y 轴上：F N -Gcosθ=0 在x 轴上：F 1+f -Gsinθ=0 滑动摩擦力f =μF N 代入数据解得：
μ=0.5
(2)对物体进行受力分析有：
根据平衡条件有：
在x轴上：F2cosθ-f-mgsinθ=0
在y轴上：F N-mgcosθ-F2sinθ=0
滑动摩擦力f=μF N
代入数据可解得：
F2=40N
(3) 当F3最大时，物块将要沿斜面向上运动，故此时有沿斜面向下的最大静摩擦力；当F3最小时，物块将要沿斜面向下运动，此时有沿斜面向上的最大静摩擦力。

当F3最大时，物块受力图如第2问图，此时最大静摩擦力f max=μF N
可得F3最大值为：
F3max=40N
当F3最小时，对物块进行受力分析有：
根据平衡条件有：
在x轴上：F3min cosθ+f max-mgsinθ=0
在y轴上：F N-mgcosθ-F3min sinθ=0
又有f max=μF N
代入数据解得
F3min=3.6N
所以F3的大小范围为：
3.6N≤F 3≤40N
14、（1）
22222sin m g R B L θ（2
）332
22
3
22
sin g B L
θ
【解题分析】
试题分析：对cd 棒，根据平衡求出感应电流的大小，根据P =I 2R 求出当ab 棒在区域Ⅱ内运动时cd 棒消耗的电功率，ab 棒进入磁场Ⅱ内产生的感应电动势等于之前变化磁场产生的感应电动势，由此求ab 棒进入磁场的速度，从而求ab 棒通过磁场Ⅱ的时间，即可求出热量；由于通过cd 棒的电流不变，由q =It 求电量即可． （1）对cd 棒，根据平衡条件有：F 安=BIL =mgsinθ 所以通过cd 棒的电流大小：2
sin mg I BL θ
=
当ab 棒在区域II 内运动时cd 棒消耗的电功率：2222
22
sin m g R P I R B L
θ
== （2）ab 棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，有a =gsinθ
cd 棒始终静止不动，ab 棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势和感应电流保持不变，则ab 棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得：
t BLv t
∆Φ
=∆ 即
2sin x x
B L L
BLg t t θ⋅⋅=
解得：x t =ab
棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度为：1x v at ==
通过磁场Ⅱ的时间为：22t
L t v =
=故当ab 棒在区域Ⅱ内运动时cd
棒消耗的热量为：22322Q I Rt B L
==
（3）ab 棒开始下滑至EF 的过程中流过导体棒cd 的电量为：
2x q I t t （）=+=
点睛：本题主要考查了动生电动势和感生电动势，解决这类问题的关键是分析两段过程中电流的关系，弄清电路结构，运用平衡条件和电磁感应的基本规律结合处理． 15、（1）a=1.6m/s 1；（1）v =4.0m/s ；（3）1.1×103N·s 【解题分析】
（1）设旅客沿斜面下滑的加速度大小为a ，
根据牛顿第二定律有
mgsinθ－μmgcosθ= ma
解得a=1.6m/s1
（1）根据运动学公式v1=1aL 解得v=4.0 m/s （3）设旅客下滑过程所用时间为t，则有
L=1
2
vt
支持力F N=mgcosθ，在整个下滑过程中支持力的冲量大小I=mgcosθt
解得I=1.1×103N·s。