精品解析：上海市川沙中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试卷

上海市川沙中学2024学年第二学期高二3月阶段考考试 物理等级班 一、填空选择题 1. 如图为一振子做简谐运动的图像，在t1和t2时刻，振子的 A. 位移相同 B. 速度相同 C. 回复力相同 D. 加速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】从振子的位移时间图象可以看出，正向位移逐渐变小并反向增加，故运动方向没有改变，即速度方向不变；据对称性可知，两时刻的速度相同，振子先靠近平衡位置再远离平衡位置，位移由正向变为负向，F=-kx，再据牛顿第二定律：可知，回复力，加速度由负向变为正向，加速度方向发生了改变。 A．位移相同，与结论不相符，选项A错误； B．速度相同，与结论相符，选项B正确； C．回复力相同，与结论不相符，选项C错误； D．加速度相同，与结论不相符，选项D错误； 故选B。 2. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一个物体随着圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小 C. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 D. 物体所受弹力减小，摩擦力也减小 【答案】C 【解析】 【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，物体受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的弹力；竖直方向，重力G与静摩擦力f平衡，即 与物体的角速度无关，当圆筒的角速度增大时，摩擦力不变；弹力F指向圆心，提供向心力，即 当圆筒的角速度增大时，所需要的向心力变大，则物体所受弹力增大；故C正确，ABD错误。 故选C。 3. 如图所示，一个沿水平方向在A、B间做简谐运动的弹簧振子，已知频率为，间距为，将振子拉到A点静止释放，计时61s。振子经过的路程为______m，这段时间内振子到达B点______次。 【答案】 ①. 6.1 ②. 31 【解析】 【详解】[1]振子振动周期 振子振动的振幅 由于 则振子经过的路程为 [2]振子拉到A点静止释放，由于 可知，这段时间内振子先经过半个周期到达B点，之后每经过一个周期再次到达B点，可知，这段时间内振子到达B点的次数为31次。 4. 如图所示，G为光滑圆柱，置于光滑斜面上，挡板可绕B点转动。挡板与斜面间的夹角。当转动挡板使逐渐变大直至板水平的过程中，板受到的压力大小将（　　） A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 【答案】D 【解析】 详解】对圆柱进行分析，作出受力矢量动态三角形，如图所示 可知，板受到的压力大小先变小后变大。 故选D。 5. 某小型水力发电站给用电器供电的电路如图所示。发电站输出功率为，输出电压，输电线的总电阻，输电线上损失的功率为发电站输出功率的5%，用电器获得的电压为，假设变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为 B. 通过用电器的电流频率为 C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为2∶31 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为190∶11 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由 代入数据解得 A正确； B．由交流电压 可得 则有 则有交流电流的频率为 f=50 Hz 由变压器的工作原理可知，变压器不改变交变电流的频率，B错误； C．升压变压器的输入电压的有效值为 由升压变压器的输入功率可知 解得 由变压器原、副线圈的电流比与匝数比的关系，可得 C错误； D．输电线上损失的电压 由升压变压器 得 U2=4000V 降压变压器原线圈两端电压 U3=U2−U损=3800V 可得降压变压器原、副线圈的匝数比为 D正确。 故选AD。 6. 如图所示为牵引力F和车速倒数 的关系图像。若汽车质量为2×103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30 m/s，则正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为2×103 N B. 汽车车速为15 m/s，功率为3×104 W C. 汽车匀加速的加速度为3 m/s2 D. 汽车匀加速所需时间为5 s 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图可知，汽车达到最大速度v＝30 m/s时对应的牵引力大小等于阻力为2×103 N，故A正确； B．时，由 得 在速度由10 m/s增至30 m/s的过程中，功率不变，所以汽车速度为15 m/s时的功率与速度为10 m/s时的功率相等 故B错误； CD．在的过程中，汽车匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 匀加速运动的时间为 故D正确，C错误。 故选AD。 以脉冲电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为，炮弹电阻为，其余电阻不计。当电键打到1时直流电源对电容器充电，当电键打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 7. 若装置的安全限制电流为，则电容器至多储存电量为___________。 8. 电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的图可能为下图中的（　　） A. B. C. 9. 在图中做出炮弹速率随时间变化的图。 【答案】7. 8. C 9. 【解析】 【7题详解】 若装置的安全限制电流为，则电容器至多储存电量为 【8题详解】 电容器放电过程中，炮弹在安培力作用下开始运动速度为，产生一个电动势，阻碍放电，导致电流减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电容器的电荷量释放完毕，放电完毕，而电压表的电压等于电容器两端电压。 故选C。 【9题详解】 电容器放电过程中，炮弹在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，安培力减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0，速度达到最大，炮弹速率随时间变化的 v—t 图如图所示： 【点睛】 上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为，电荷量大小为，最大回旋半径为。则 10. 所加交流电源的频率为（　　） A. B. C. D. 11. 电子加速后获得的最大速度___________； 12. 已知两形盒间加速电场的电势差大小恒为，盒间窄缝的距离为，其电场均匀，计算电子在电场中加速所用的总时间。 【答案】10. B 11. 12. 【解析】 【10题详解】 根据回旋加速度的原理可知所加交流电源的周期与电子在磁场中的运动周期相等，根据 可得电子在磁场中的运动周期为 故所加交流电源的频率为 故选B。 【11题详解】 电子加速后获得的最大速度时 解得 【12题详解】 将电子整个的加速过程看成是在电场中的初速度为零的匀加速直线运动，可得， 联立解得电子在电场中加速所用的总时间为 二、情景分析题 汽车安全气囊 汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，形成保护屏障，从而减轻司乘人员的受伤程度。根据不同的车型和安装的部位，传感器有多种模式。请完成下列问题： 13. 充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A. 减小人受到的冲力 B. 减小人受到的冲量 C. 减小人的动量变化 D. 减小人的能量变化 14. 如图所示是滚球碰撞传感器。正常行驶时，传感器处于一种水平状态，滚球被永磁体吸附在右侧。当碰撞强度达到一定程度时，滚球将脱离永磁体向左滚动，撞击两个触点开关，向控制器发出信号。 （1）当汽车在以下哪种情况下，能使滚球向左滚动（ ） A．向右以足够大速度匀速行驶 B．向左以足够大速度匀速行驶 C．向右以足够大速度发生碰撞 D．向左以足够大速度发生碰撞 （2）假设滚球的质量为，永磁体对它的最大吸引力为，滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以的速度撞到障碍物，并在0.2秒内停下。则是否会触发安全气囊？（ ） A．能触发 B．不能触发 （3）通过计算说明理由。（ ） 15. 电阻应变计式碰撞传感器内的硅膜片如图（a）所示，有四个电阻、、、，连接成图（b）所示的电路。在汽车碰撞时，传感器中的硅膜片发生扭曲变形，导致4个电阻的阻值发生变化，可检测间的电势差，将电信号输送给控制器。 （1）如果把电阻看成是一根粗细均匀的电阻丝，当碰撞后，其长度变化为原来的，电阻丝体积不变，则该电阻丝的阻值变为原来的___________。 （2）假设正常情况下加在电路两端的电压，，，，测得两点间电压为0，则___________。 （3）当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，电阻，，，，则此时、两点电势较高是___________点，电势差___________V。 【答案】13. A 14. ①. D ②. A ③. 见解析 15. ①. ②. 3 ③. A ④. 0.4 【解析】 【13题详解】 根据动量定理可得 可知，充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现减小人受到的冲力。 故选A。 【14题详解】 （1）[1]AB．当汽车匀速行驶时，滚球受力平衡，将不能脱离永磁体向左运动，故AB错误； C．若汽车向右以足够大速度发生碰撞，则滚球的速度变化量较大，加速度较大，方向向左，滚球受到永磁体向左的弹力变大，则滚球不会脱离永磁体向左运动，故C错误； D．若汽车向左以足够大速度发生碰撞，滚球速度变化量较大，加速度较大，方向向右，所以滚球受到向左的弹力减小，当弹力减小到0时，滚球将脱离永磁体向左运动，故D正确。 故选D。 （2）[2]根据动量定理可得 代入数据解得 由此可知，滚球将会触发安全气囊。 故选A。 （3）[3]计算过程见（2）问分析。 【15题详解】 （1）[1]根据电阻定律 当电阻丝的长度变为原来的，电阻丝体积不变，则横截面积变为原来的，则其电阻值变为原来的； （2）[2]测得AB两点间电压为0，即电桥达到平衡，则应满足 代入数据解得 （3）[3][4]根据欧姆定律可得， 当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，R1、R3左端电势相等，二者两端的电压分别为， 所以 可知A点电势较高。 宇宙 16. 宇宙中某一区域分布着匀强磁场。一个正离子从点射入，运动过程中该离子的动量不断减小，电荷量不变。下列运动轨迹正确的是（　　） A. B. C. D. 17. “嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从a点滑入大气层，然后经过点从点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。 （1）下列选项正确的是（ ） A. B. C. （2）下列关于返回舱在、两点状态判断正确的是（ ） A.超重、失重 B.失重、超重 C.超重、超重 18. 1971年，物理学家哈菲勒（J.C.Hafele，1933-2014）和基廷（R.E.Keating，1941-2006）将铯原子钟由民航飞机携带，在万米高空沿赤道环绕地球飞行，发现地面的钟与高空的钟相比走得慢。这验证了（　　） A. 广义相对论 B. 狭义相对论 【答案】16. C 17. ①. C ②. A 18. B 【解析】 【16题详解】 运动过程中该离子的动量不断减小，电荷量不变，根据 可得 可知粒子运动的轨道半径减小，结合左手定则可知运动轨迹为C。 故选C。 【17题详解】 （1）因ace三点在同一高度，则重力势能相同，从a点到c点，由于要克服大气的阻力做功，可知机械能减小，可知；从c到e没有大气阻力，可知机械能不变，即，即 故选C。 （2）返回舱在b点是圆周运动的最低点，加速度方向背离地心，所以有竖直向上的加速度，超重；在d点时向心加速度向下，则失重。 故选A。 【18题详解】 时钟变慢属于狭义相对论原理。 故选B。 三、计算题 19. 如图所示，一质量为MB=6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量MA=6kg停在B的左端。一质量为m=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上。将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度h=0.2m。物块A与小球可视为质点，A、B达到共同速度后A还在木板上，不计空气阻力，g取10m/s2。 （1）求球碰撞前的速度大小和碰撞后速度大小； （2）物块A被碰后瞬间的速度大小； （3）A、B组成的系统因摩擦损失的总的机械能。 【答案】（1）v0=4m/s，v=2m/s；（2）1m/s；（3）1.5J 【解析】 【详解】（1）小球下摆与反弹后向上摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得 解得 （2）小球与A碰撞过程系统动量守恒，以向右正方向，由动量守恒定律得 代入数据解得 （3）A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市川沙中学2024学年第二学期高二3月阶段考考试 物理等级班 一、填空选择题 1. 如图为一振子做简谐运动的图像，在t1和t2时刻，振子的 A. 位移相同 B. 速度相同 C. 回复力相同 D. 加速度相同 2. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一个物体随着圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小 C. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 D. 物体所受弹力减小，摩擦力也减小 3. 如图所示，一个沿水平方向在A、B间做简谐运动的弹簧振子，已知频率为，间距为，将振子拉到A点静止释放，计时61s。振子经过的路程为______m，这段时间内振子到达B点______次。 4. 如图所示，G为光滑圆柱，置于光滑斜面上，挡板可绕B点转动。挡板与斜面间的夹角。当转动挡板使逐渐变大直至板水平的过程中，板受到的压力大小将（　　） A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 5. 某小型水力发电站给用电器供电的电路如图所示。发电站输出功率为，输出电压，输电线的总电阻，输电线上损失的功率为发电站输出功率的5%，用电器获得的电压为，假设变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为 B. 通过用电器的电流频率为 C. 升压变压器原、副线圈匝数比为2∶31 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为190∶11 6. 如图所示为牵引力F和车速倒数 的关系图像。若汽车质量为2×103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30 m/s，则正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为2×103 N B. 汽车车速为15 m/s，功率为3×104 W C. 汽车匀加速的加速度为3 m/s2 D. 汽车匀加速所需时间为5 s 以脉冲电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为，炮弹电阻为，其余电阻不计。当电键打到1时直流电源对电容器充电，当电键打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 7. 若装置的安全限制电流为，则电容器至多储存电量为___________。 8. 电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的图可能为下图中的（　　） A. B. C. 9. 在图中做出炮弹速率随时间变化的图。 上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为，电荷量大小为，最大回旋半径为。则 10. 所加交流电源的频率为（　　） A. B. C. D. 11. 电子加速后获得的最大速度___________； 12. 已知两形盒间加速电场的电势差大小恒为，盒间窄缝的距离为，其电场均匀，计算电子在电场中加速所用的总时间。 二、情景分析题 汽车安全气囊 汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，形成保护屏障，从而减轻司乘人员的受伤程度。根据不同的车型和安装的部位，传感器有多种模式。请完成下列问题： 13. 充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A. 减小人受到的冲力 B. 减小人受到的冲量 C. 减小人的动量变化 D. 减小人的能量变化 14. 如图所示是滚球碰撞传感器。正常行驶时，传感器处于一种水平状态，滚球被永磁体吸附在右侧。当碰撞强度达到一定程度时，滚球将脱离永磁体向左滚动，撞击两个触点开关，向控制器发出信号。 （1）当汽车在以下哪种情况下，能使滚球向左滚动（ ） A．向右以足够大速度匀速行驶 B．向左以足够大速度匀速行驶 C．向右以足够大速度发生碰撞 D．向左以足够大速度发生碰撞 （2）假设滚球的质量为，永磁体对它的最大吸引力为，滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以的速度撞到障碍物，并在0.2秒内停下。则是否会触发安全气囊？（ ） A．能触发 B．不能触发 （3）通过计算说明理由。（ ） 15. 电阻应变计式碰撞传感器内硅膜片如图（a）所示，有四个电阻、、、，连接成图（b）所示的电路。在汽车碰撞时，传感器中的硅膜片发生扭曲变形，导致4个电阻的阻值发生变化，可检测间的电势差，将电信号输送给控制器。 （1）如果把电阻看成是一根粗细均匀的电阻丝，当碰撞后，其长度变化为原来的，电阻丝体积不变，则该电阻丝的阻值变为原来的___________。 （2）假设正常情况下加在电路两端的电压，，，，测得两点间电压为0，则___________。 （3）当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，电阻，，，，则此时、两点电势较高的是___________点，电势差___________V。 宇宙 16. 宇宙中某一区域分布着匀强磁场。一个正离子从点射入，运动过程中该离子的动量不断减小，电荷量不变。下列运动轨迹正确的是（　　） A. B. C. D. 17. “嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从a点滑入大气层，然后经过点从点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。 （1）下列选项正确的是（ ） A. B. C. （2）下列关于返回舱在、两点状态判断正确的是（ ） A.超重、失重 B.失重、超重 C.超重、超重 18. 1971年，物理学家哈菲勒（J.C.Hafele，1933-2014）和基廷（R.E.Keating，1941-2006）将铯原子钟由民航飞机携带，在万米高空沿赤道环绕地球飞行，发现地面的钟与高空的钟相比走得慢。这验证了（　　） A. 广义相对论 B. 狭义相对论 三、计算题 19. 如图所示，一质量为MB=6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量MA=6kg停在B的左端。一质量为m=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上。将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度h=0.2m。物块A与小球可视为质点，A、B达到共同速度后A还在木板上，不计空气阻力，g取10m/s2。 （1）求球碰撞前速度大小和碰撞后速度大小； （2）物块A被碰后瞬间速度大小； （3）A、B组成的系统因摩擦损失的总的机械能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $