2023届上海市师大附中高中三年级学业水平考试物理试题

这是一份2023届上海市师大附中高中三年级学业水平考试物理试题，共18页。试卷主要包含了，弹簧存储的弹性势能为5.4J等内容，欢迎下载使用。
2023届上海市师大附中高中三年级学业水平考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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、质量为m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，如图所示。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逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小2、如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上。一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，取重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．Q2对P的静电力大小为B．Q1、Q2的电荷量之比为C．将P从a点移到b点，电场力做正功D．将P从a点沿直线移到b点，电势能先增大后减小3、在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如图所示，由此可知（ ）A．小球带正电B．电场力大小为3mgC．小球从A到B与从B到C的运动时间相等D．小球从A到B与从B到C的速度变化相等4、如图，倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为m），弹簧的劲度系数为k，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为m、速度为的子弹，子弹射入A的时间极短且未射出，子弹射入后经时间t，挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为g。则（　　）A．子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为2mgB．子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒C．在时间t内，A发生的位移大小为D．在时间t内，弹簧对A的冲量大小为5、如图所示空间中存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，将长度为2L的通电直导线由中点O处弯成折线，夹角为60°，现在导线中通有恒定电流。如果在空间另外施加一磁感应强度大小为的匀强磁场，且使导线MO、NO所受的安培力相等，则下列说法正确的是（    ）A．磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为B．磁场方向竖直向上，MO受到的安培力的大小为C．磁场方向竖直向下，MO受到的安培力的大小为D．磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为6、一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2，套在球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止．此弹性链条的弹性系数k为A． B．C． 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、下列说法正确的是（　　）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．物体内能增加，温度不一定升高C．物体的温度越高，分子运动的速率越大D．气体的体积指的不是该气体中所有气体分子体积之和，而是指该气体中所有分子所能到达的空间的体积E.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零8、某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105 Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较， 下列说法正确的是      ．A．7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同B．与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了C．7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大D．对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小E.对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份9、一根不可伸长的轻绳一端拴着质量为m的物块，另一端绕过滑轮固定在A点，滑轮的另一端通过铰链固定在墙上O点，轻杆OB可绕O点自由转动，滑轮质量不计，滑轮和铰链均可视为质点，当系统静止时OB=OA，重力加速度为g，则（　　）A．B．轻绳对滑轮的作用力大小为2mgC．若将A点缓慢上移少许，轻绳对滑轮的作用力变大D．若将A点缓慢上移少许，OB将绕O点顺时针转动10、下列说法中正确的是________A．悬浮在液体中的微粒越小，则在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，布朗运动越不明显B．随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大C．人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大D．热量可以自发的从内能小的物体转移给内能大的物体E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关三、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）用图甲所示的电路测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：双量程电流表A：（量程）；双量程电压表V：（量程）；滑动变阻器：（阻值范围，额定电流）；滑动变阻器：（阻值范围，额定电流）。(1)为了调节方便，同时测量精度更高，实验中应选用的电流表量程为_______，电压表量程为_____V，应选用的滑动变阻器为____________（填写滑动变阻器符号）；(2)依据电路图用笔画线代表导线连接图乙中的电路元件（图中已完成了部分连线），要求闭合开关时滑动变阻器的滑片P处于正确的位置，并正确选用电压表、电流表的量程___________；(3)多次测量并记录电流表示数和电压表示数，应用这些数据画出了如图丙所示图像。由图像可以得出电池的电动势_______V，内阻_______；(4)根据实验测得的、U数据，令，，由计算机作出的图线应是图丁中的_______（选填“”“”或“”）。12．（12分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接__________：(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为___________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将___________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为___________W（保留小数点后两位）.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，质量为kg、足够长的长木板放在水平面上，其上表面水平，质量为kg的物块放在长木板上距板右端处，质量为的物块放在长木板上左端，地面上离板的右端处固定一竖直挡板。开始、长木板处于静止状态，现用一水平拉力作用在物块上，使物块相对于长木板滑动，当长木板刚要与挡板相碰时，物块刚好脱离木板，长木板与挡板碰撞后以与碰撞前大小相同的速度返回。已知两物块与长木板间的动摩擦因数均为，长木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计物块大小，求：（1）拉力的大小；（2）物块滑离长木板后，长木板运动多长时间才会停下来。14．（16分）在一个足够长的水平桌面上，静置着一个足够长的木板A，A的右端与桌面边沿平齐，其上边缘距水平地面的竖直高度h=0.8m。木板A上静置两个可视为质点的B、C物块，它们之间有一个被锁定的压缩轻弹簧（弹簧与两物块均不连接），弹簧存储的弹性势能为5.4J。已知kg、kg，木板A与桌面、物块C与木板A间的动摩擦因数均为，物块B与木板A间的动摩擦因数。解锁后弹簧在瞬间恢复原长，两物块均开始运动，此时物块C距离木板A的右边缘x1=2.5m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)弹簧恢复原长时物块B、C的速度；(2)物块C从离开A板落地过程中的水平位移；(3)物块B从开始运动到最终停止时，相对桌面运动的距离。15．（12分）如图所示，半径R＝1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1 kg，上表面与C点等高．质量为m＝1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.1 m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．取g＝10 m/s1．求： （1）物块经过B点时的速度vB．（1）物块经过C点时对木板的压力大小．（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q．


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、A【解析】
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TB=mg根据平衡条件可知：Tcosθ-TB=0，Tsinθ-F=0由此两式可得：F=TBtanθ=mgtanθ在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大。A. F逐渐变大，T逐渐变大与分析相符，故A正确。B. F逐渐变大，T逐渐变小与分析不符，故B错误。C. F逐渐变小，T逐渐变大与分析不符，故C错误。D. F逐渐变小，T逐渐变小与分析不符，故D错误。2、B【解析】
A．由于P处于平衡状态，可知Q2对P的静电力大小为选项A错误；B．同理可知Q1对P的静电力大小为设ac=L，则 由库仑定律联立解得Q1、Q2的电荷量之比为选项B正确；CD．将P从a点移到b点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项CD错误；故选B。3、B【解析】
根据小球从B点进入电场的轨迹可看出，小球带负电，故A 错误；因为到达C点时速度水平，所以C点速度等于A点速度，因为AB=2BC，设BC的竖直高度为h，则AB的竖直高度为2h，由A到C根据动能定理：mg×3h-Eqh=0，即Eq=3mg，故B正确；小球从A到B在竖直方向上的加速度为g，所用时间为：；在从B到C，的加速度为向上，故所用时间：，故t1=2t2，故C 错误；小球从A到B与从B到C的速度变化大小都等于，但方向相反，故D 错误。4、C【解析】
A．子弹射入A之前，AB系统所受合力为0，挡板对B的弹力大小为2mgsinθ，故A错误；
B．弹射入A的过程中，A与子弹之间的摩擦生热，组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C．子弹射入A前弹簧为压缩状态，压缩量为挡板对B的弹力刚好为零时弹簧处于伸长状态，伸长量为则在时间t内，A发生的位移大小为故C正确；
D．选沿斜面向上为正，时间t初态A的动量为-mv0，在时间t的末态，对于系统弹性势能相同，重力势能增加，则动能变小，即此位置A动量大小P要小于mv0，时间t内由动量定理有I弹-2mgtsinθ=P-（-mv0）＜2mv0即为I弹＜2mv0+2mgtsinθ．故D错误。
故选C。5、D【解析】
A．当所加磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，A错误；B．当所加磁场方向竖直向上时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，B错误；C．当所加磁场方向竖直向下时，NO受到安培力垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，C错误；D．当所加磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为当，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，D正确。故选D。6、C【解析】
在圆环上取长度为的一小段为研究对象，这一段的重力为设其余弹簧对这一小段的作用力为T，对这一小段受力分析如图(因为是对称图形，对任一段的受力一样，可对在圆球的最右侧一小侧研究)：据平衡条件可得：弹簧弹力F与弹簧对这一小段作用力的关系如图：由图得解得不发生形变时环状链条的半径为，套在球体上时链条发生形变如题图所示，则弹簧的伸长量弹簧弹力与伸长量关系解得故C正确，ABD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、ABD【解析】
A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，A正确；B．物体的内能是分子动能和分子势能的总和，内能增加可能是分子势能增加了，此时物体的分子动能可能会减小，温度可能降低，所以B正确；C．温度越高，分子平均动能越大，但是个别分子的动能可能会减小，C错误；D．气体的体积是所有气体分子占有空间的总和，而不是所有气体分子的体积之和，D正确；E．气体的压强来自于气体分子对容器壁的不断撞击，与气体的重力无关，E错误。故选ABD。8、BDE【解析】温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E正确．9、AD【解析】
A．由于：TAB=TBC根据对称性可知：由内错角关系：又：OB=OA则：因此三角形AOB为正三角形，A正确；B．对结点B受力分析，根据力的合成：可知滑轮对结点的作用力等于mg，根据牛顿第三定律，轻绳对滑轮的作用力大小为mg，B错误；C．若将A点缓慢上移少许，绳子上两个分力大小不变，当夹角增大时，合力减小，因此轻绳对滑轮的作用力减小，C错误；D．若将A点缓慢上移少许，由于：TAB=TBC依旧有：由于增大，OB将绕O点顺时针转动，D正确。故选AD。10、BCE【解析】
A.悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子碰撞时运动状态越容易改变，则布朗运动越明显，选项A错误；B.随着分子间距离的增大，分子力先做正功后做负功，故分子势能一定先减小后增大，选项B正确；C.人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大，选项C正确；D.热量可以自发的从温度高的物体转移给温度低的物体，选项D错误；E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关，温度越高，单位体积的分子数越多，则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，选项E正确； 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、                1.45    1.3    c    【解析】
(1)[1] 由图丙知电路中的最大电流在0.5A左右，则电流表量程应选用； [2] 电源是一节旧的干电池（约1.5V），则电压表量程应选用；[3]滑动变阻器选用时，方便调节并能有效读取多组电流值和电压值。(2)[4]电路连线如图所示(3)[5]读取电源图像。轴截距为电动势，轴最小有效刻度为0.05V，经估读后得；[6]图像斜率的绝对值等于电源内阻，读取图像数据并计算有(4)[7]电源输出功率为则纵坐标应为输出功率，则图像为输出功率的图像。由电路规律知输出功率随电流的增大先增大后减小，图像应为c。12、    0.44    4    2.22~2.28    【解析】
（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，实物图如图所示；（2）由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；（3）电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为（2.22-2.28W均可）． 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、（1）；（2）。【解析】
（1）物块在拉力的作用下做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为根据牛顿第二定律有设物块从开始运动到滑离长木板所用的时间为，根据运动学公式有假设开始时物块与长木板不会发生相对滑动，一起做加速运动的加速度为则解得由于假设成立根据运动学公式有解得（2）在长木板与挡板相碰的一瞬间，设物块和长木板的速度为，根据运动学公式有解得长木板与挡板碰撞后，物块以大小为的速度向右做匀减速运动，加速度大小长木板以大小为的速度向左做匀减速运动，加速度大小物块向右减速运动的时间s当物块的速度为零时，长木板的速度为此后物块向左做匀加速运动，加速度大小仍为，长木板向左仍做匀减速运动，加速度大小仍为。设再经时间，两者达到共同速度，则解得此时物块与长木板的速度此后物块与长木板一起做匀减速运动的加速度大小此后物块和长木板一起运动的时间因此物块滑离后长木板运动的时间14、 (1) 9m/s，3m/s；(2)0.8m；(3)14.25m【解析】
(1)根据题意，弹簧解锁在极短时间恢复原长，脱离两物块。选向右为正方向，由B、C两物块系统动量守恒和能量守恒可得    联立两式解得vB1=9m/s vC1=3m/s (2)由题意可得，B、C两物块开始运动时，各自对物块A的滑动摩檫力方向相反，大小分别为而木板A与水平桌面之间的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力由于 可知木板A在此阶段是静止的。物块C向右滑动直到到达桌面右端的过程，由运动学规律得 之后物块C做平抛运动，由平抛运动的规律可得解得(3)当物块C向右运动，直到离开木板A的过程中，物块B向左做交减速运动，由运动规律得物块C离开木板之后，由于有 木板A开始向左加速运动，直到与物块B共速。由牛顿运动定律及运动学规律可得 此过程物块B运动的距离为共速后，A、B一起做匀减速直线运动，直到停下来。由运动学规律 则物块B从开始运动到停止，运动的距离为m15、（1）   （1） （3）Q＝9 J．【解析】
设物块在B点的速度为vB，在C点的速度为vC，从A到B物块做平抛运动，有     解得：       （1）从B到C，根据动能定理有mgR(1＋sin θ)＝       解得vC＝6 m/s         在C点，由牛顿第二定律列式，有     解得：    再根据牛顿第三定律得，物块对木板的压力大小    (3)根据动量守恒定律得：(m＋M)v＝m根据能量守恒定律有  (m＋M)v1＋Q＝   联立解得Q＝9 J．