2023-2024學年上海市師范大學附中高三壓軸卷物理試卷含解析

2023-2024學年上海市師范大學附中高三壓軸卷物理試卷注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，一輕繩跨過固定在豎直桿下端的光滑定滑輪O，輕繩兩端點A、B分別連接質(zhì)量為m1和m2兩物體?，F(xiàn)用兩個方向相反的作用力緩慢拉動物體，兩個力方向與AB連線在同一直線上。當∠AOB=時，∠OAB=，則兩物體的質(zhì)量比m1：m2為（）A．1：1 B．1：2 C．1： D．1：2、一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖甲所示，通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓叫作A點的曲率圓，其半徑叫做A點的曲率半徑。如圖乙所示，行星繞太陽作橢圓運動，太陽在橢圓軌道的一個焦點上，近日點B和遠日點C到太陽中心的距離分別為rB和rC，已知太陽質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，萬有引力常量為G，行星通過B點處的速率為vB，則橢圓軌道在B點的曲率半徑和行星通過C點處的速率分別為（）A．， B．，C．， D．，3、氫原子的能級圖如圖所示，有一群處于n=4能級的氫原子，若氫原子從n=4能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光恰能使某種金屬A發(fā)生光電效應，則下列說法中正確的是（）A．這群氫原子輻射出的光中共有3種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應B．如果輻射進來能量為0.32eV的光子，可以使氫原子從n＝4能級向n＝5能級躍遷C．如果輻射進來能量為1.32eV的光子，不可以使處于n＝4能級的氫原子發(fā)生電離D．用氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光照射金屬A，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為10.2eV4、我國成功地發(fā)射了北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星，如圖為發(fā)射衛(wèi)星的示意圖。先將衛(wèi)星發(fā)射到半徑為的圓軌道上做勻速圓周運動，到A點時使衛(wèi)星加速進入橢圓軌道，到橢圓軌道的遠地點B點時，再次改變衛(wèi)星的速度，使衛(wèi)星進入半徑為的圓軌道做勻速圓周運動。已知衛(wèi)星在橢圓軌道時距地心的距離與速度的乘積為定值，衛(wèi)星在橢圓軌道上A點時的速度為v，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則發(fā)動機在A點對衛(wèi)星做的功與在B點對衛(wèi)星做的功之差為（不計衛(wèi)星的質(zhì)量變化）（）A． B．C． D．5、位于貴州的“中國天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡(FAST)．通過FAST測得水星與太陽的視角為(水星、太陽分別與觀察者的連線所夾的角),如圖所示,若最大視角的正弦C值為,地球和水星繞太陽的運動視為勻速圓周運動,則水星的公轉(zhuǎn)周期為A．年 B．年 C．年 D．年6、如圖所示，高h=1m的曲面固定不動．一個質(zhì)量為1kg的物體，由靜止開始從曲面的頂點滑下，滑到底端時的速度大小為4m／s．g取10m／s1．在此過程中，下列說法正確的是（）A．物體的動能減少了8J B．物體的重力勢能增加了10JC．物體的機械能保持不變 D．物體的機械能減少了11J二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則下列說法正確的是_______．A．這列波的波長是8m，周期是0.2s，振幅是10cmB．在t=0時，質(zhì)點Q向y軸負方向運動C．從t=0.1到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6mD．從t=0.1到t=0.25s，質(zhì)點P通過的路程為30cmE.質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y=0.10sin10πt（國際單位）8、如圖所示，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r的矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，其線圈中感應電動勢的峰值為Em，閉合回路中兩只完全相同的燈泡均能正常發(fā)光，此時它們的電阻均為R．則（）A．從圖中位置開始計時，感應電動勢瞬時表達式為e=EmsinωtB．穿過線圈的最大磁通量為C．從圖中位置開始計時，四分之一周期內(nèi)通過燈泡A1的電量為D．增大角速度ω時，燈泡A1變暗，A2變亮9、如圖所示，斜面傾角為°，小球從斜面頂端P點以初速度水平拋出，剛好落在斜面中點處?，F(xiàn)將小球以初速度水平拋出，不計空氣阻力，小球下落后均不彈起，，，重力加速度為g，則小球兩次在空中運動過程中（）A．時間之比為1:2B．時間之比為C．水平位移之比為1:4D．當初速度為時，小球在空中離斜面的最遠距離為10、下列有關原子和原子核的認識，正確的是（）A．平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定B．氫原子輻射光子后，電子繞核運動的動能增大C．盧瑟福通過粒子散射實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了中子.D．光電效應現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）為了測量一電壓表V的內(nèi)阻，某同學設計了如圖1所示的電路。其中V0是標準電壓表，R0和R分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀開關，E是電源。(1)用筆畫線代替導線，根據(jù)如圖1所示的實驗原理圖將如圖2所示的實物圖連接完整______。(2)實驗步驟如下：①將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)___________，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時___________的讀數(shù)U；②然后將S撥向接點2，保持R0不變，調(diào)節(jié)___________，使___________，記下此時R的讀數(shù)；③多次重復上述過程，計算R讀數(shù)的___________，即為待測電壓表內(nèi)阻的測量值。(3)實驗測得電壓表的阻值可能與真實值之間存在誤差，除偶然誤差因素外，還有哪些可能的原因，請寫出其中一種可能的原因：___________。12．（12分）某同學用圖甲所示裝置測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其左端固定一輕滑輪，輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小木塊相連，另一端可懸掛鉤碼。實驗中可用的鉤碼共有N個，將(依次取=1，2，3，4，5)個鉤碼掛在輕繩左端，其余個鉤碼放在木塊的凹槽中，釋放小木塊，利用打點計時器打出的紙帶測量木塊的加速度。(1)正確進行實驗操作，得到一條紙帶，從某個清晰的打點開始，依次標注0、1、2、3、4、5、6，分別測出位置0到位置3、位置6間的距離，如圖乙所示。已知打點周期T=0.02s，則木塊的加速度=____m／s2。(2)改變懸掛鉤碼的個數(shù)n，測得相應的加速度a，將獲得數(shù)據(jù)在坐標紙中描出(僅給出了其中一部分)如圖丙所示。取重力加速度g=10m／s2，則木塊與木板間動摩擦因數(shù)______(保留2位有效數(shù)字)(3)實驗中______(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面鍍銀，表示平圓截面的圓心，一束光線在橫截面內(nèi)從點入射，經(jīng)過面反射后從點射出。已知光線在點的入射角為，，，求：①光線在點的折射角；②透明物體的折射率。14．（16分）某物體沿著一條直線做勻減速運動，途經(jīng)三點，最終停止在點。之間的距離為，之間的距離為，物體通過與兩段距離所用時間都為。求:（1）物體經(jīng)過點時的速度;（2）物體經(jīng)過段的平均速度。15．（12分）如圖所示，兩條直線與所夾區(qū)域內(nèi)有兩個不同的勻強磁場，磁場的直線邊界與和均垂直。一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子以某一初速度垂直射入磁場，受磁場力的作用，最終垂直于邊界且從段射出。已知：兩磁場的磁感應強度分別為、（各物理量單位均為國際單位制中的主單位），粒子進入磁場的初速度為。不計粒子重力，求：(1)粒子在、磁場中運動的半徑之比(2)粒子在兩磁場中運動的最短時間

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

由相似相角形法可得由于輕繩上拉力相同，由幾何關系得聯(lián)立得故選D。2、C【解析】

由題意可知，一般曲線某點的相切圓的半徑叫做該點的曲率半徑，已知行星通過B點處的速率為vB，在太陽的引力下，該點的向心加速度為設行星在這個圓上做圓周運動，同一點在不同軌道的向心加速度相同，則在圓軌道上B點的加速度為則B點的曲率半徑為根據(jù)開普勒第二定律，對于同一顆行星，在相同時間在掃過的面積相等，則即行星通過C點處的速率為所以C正確，ABD錯誤。故選C。3、D【解析】

A．氫原子從n=4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種頻率的光子，其中只有從n=4能級向n=3能級躍遷時所輻射出的光子以及從n=3能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光子的能量小于從n=4能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光子的能量，不能使金屬A發(fā)生光電效應，故共有4種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應，故A錯誤；B．因為從n=4能級向n=5能級躍遷時所需要的能量為不等于光子能量為0.32eV，故B錯誤；C．因為要使處于n=4能級的氫原子發(fā)生電離，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C錯誤；D．由題意可知，金屬A的逸出功為2.55eV，氫原子從n=4能級向n=1能級躍遷時所輻射出光子的能量為由愛因斯坦光電效應方程可得最大初動能故D正確。故選D。4、B【解析】

根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得衛(wèi)星在軌道半徑為的圓軌道上運動的線速度大小同理可得在半徑為的圓軌道上做圓周運動的線速度大小為設衛(wèi)星在橢圓軌道上點的速度為，根據(jù)題意有可知在點時發(fā)動機對衛(wèi)星做功在點時發(fā)動機對衛(wèi)星做的功為因此有故B正確，A、C、D錯誤；故選B。5、A【解析】

最大視角的定義，即此時觀察者與水星的連線應與水星軌跡相切，由三角函數(shù)可得：，結(jié)合題中已知條件sinθ=k，由萬有引力提供向心力有：，解得：，得，得，而T地=1年，故年，故B，C，D錯誤，A正確.故選A.【點睛】向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或要求解的物理量選取應用，物理問題經(jīng)常要結(jié)合數(shù)學幾何關系解決.6、D【解析】A項，物體由靜止開始下滑，末速度為4m/s，動能變化量，物體的動能增加了8J，故A項錯誤．B項，設地面為零勢能面，在頂端物體的重力勢能為，此過程中，物體的重力勢能減小了10J，故B項錯誤．C、D項，機械能包括勢能和動能，,所以物體的機械能減少了11J，故C錯誤；D正確；故選D二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACE【解析】

由波形圖和振動圖像讀出波長、周期和振幅；根據(jù)振動圖像可求解波的轉(zhuǎn)播方向和傳播的距離；質(zhì)點在一個完整周期中運動的路程為4A；【詳解】由圖像可知，這列波的波長是8m，周期是0.2s，振幅是10cm，選項A正確；由Q點的振動圖像可知，在t=0時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動，可知波向x軸正向傳播，選項B錯誤；波速，從t=0.1到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了，選項C正確；從t=0.1到t=0.25s經(jīng)歷了0.15s=T，但是因P點開始不是從平衡位置或者最高點最低點開始振動，則質(zhì)點P通過的路程不等于3A=30cm,選項D錯誤；，則質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y=0.10sin10πt（國際單位），選項E正確；故選ACE.【點睛】本題關鍵是會根據(jù)振動情況來判斷波的傳播方向，抓住振動圖象和波動圖象之間的內(nèi)在聯(lián)系．要知道質(zhì)點做簡諧運動時，只有起點在平衡位置或波峰、波谷處的質(zhì)點，在3/4周期內(nèi)振動的路程才是3A．8、AB【解析】

AB．圖中位置，線圈處于中性面位置，磁通量最大，感應電動勢為零，閉合電路中感應電動勢的瞬時表達式e=Emsinωt，而Em=NBSω，則穿過線圈的最大磁通量Φ=BS=，故AB正確。C．從圖中位置開始計時，四分之一周期內(nèi)，磁通量變化量△Φ=BS，則通過干路的電荷量，本題中總電阻無法確定，故通過燈泡A1的電量無法確定，故C錯誤。D．根據(jù)電動勢最大值公式Em=NBSω，增大線圈轉(zhuǎn)動角速度ω時，頻率變大，感應電動勢的峰值Em變大，同時由于電感線圈對交流電有阻礙作用，交流電的頻率越大，阻礙作用越大，而電容器對交流的阻礙，交流電頻率越大，阻礙越小，故燈泡A1變亮，但由于感應電動勢的變大，故燈泡A2明亮程度未知，故D錯誤。故選AB。9、BD【解析】

AB.設小球的初速度為v0時，落在斜面上時所用時間為t，斜面長度為L。小球落在斜面上時有：解得：設落點距斜面頂端距離為S，則有若兩次小球均落在斜面上，落點距斜面頂端距離之比為1：4，則第二次落在距斜面頂端4L處，大于斜面的長度，可知以2v0水平拋出時小球落在水平面上。兩次下落高度之比1：2，根據(jù)得：所以時間之比為，選項A錯誤，B正確；C.根據(jù)得水平位移之比為：選項C錯誤；D.當小球的速度方向與斜面平行時，小球到斜面的距離最大。即在小球距離斜面最遠時，垂直于斜面方向的速度等于0。建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐標系，將初速度v0和重力加速度g進行分解，垂直于斜面的最遠距離選項D正確。故選BD。10、AB【解析】

A．平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故A正確；B．氫原子輻射光子后，原子的能級降低，電子的軌道半徑減小，根據(jù)則可得動能為可知電子繞核運動的動能增大，故B正確；C．盧瑟福通過粒子散射實驗的研究，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，故C錯誤；D．光電效應現(xiàn)象中，根據(jù)則光電子的最大初動能與入射光的頻率不是成正比關系，故D錯誤。故選AB。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、標準電壓表標準電壓表仍為U平均值電阻箱阻值不連接，電流通過電阻發(fā)熱導致電阻阻值發(fā)生變化，電源連續(xù)使用較長時間，電動勢降低，內(nèi)阻增大等?！窘馕觥?/p>

（1）電路連線如圖；（2）①將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)R0，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時