2023-2024学年上海市闸北区高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2023-2024学年上海市闸北区高三下学期第五次调研考试物理试题注意事项: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，真空中等边三角形OMN的边长为L=2.0m，在M、N两点分别固定电荷量均为的点电荷，已知静电力常量，则两点电荷间的库仑力的大小和O点的电场强度的大小分别为（）A． B．C． D．2、如图所示，一足够长的木板的左端固定，右端的高度可调节。若开始时一物块恰好沿木板匀速下滑，下列方法中能使物块停下的是（）A．增大木板的倾角B．对物块施加一个竖直向下的力C．对物块施加一个垂直于木板向下的力D．在物块上叠放一个重物（与物块具有相同的初速度）3、一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如图所示，则该波在时刻的波形曲线为（）A． B．C． D．4、如图所示，轻质弹簧下端固定，上端与一质量为m的物块连接，物块经过点时速度大小为，方向竖直向下。经过t秒物块又回到点。速度大小为，方向竖直向上，则在时间内（）A．物块受到弹簧力的冲量大小为B．物块受到合力的冲量大小为C．弹簧弹力对物块所做的功大小为D．合力对物块所做的功大小为5、位于水面上的波源，产生两列周期均为、振动方向相同、振幅均为的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，、、、、是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于处，下列说法正确的是（）A．点的振动加强，点的振动减弱B．一段时间后，小树叶被水波推至处C．、两点在某时间内也会振动D．若波源突然停止振动，之后的内，点通过的路程为6、热核聚变反应之一是氘核（）和氚核（）聚变反应生成氦核（）和中子。已知的静止质量为2.0136u，的静止质量为3.0150u，的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。又有1u相当于931.5MeV。则反应中释放的核能约为（）A．4684.1MeV B．4667.0MeV C．17.1MeV D．939.6MeV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、2019年9月11日，《自然天文学》杂志登载了英国伦敦大学一个研究小组的报告：他们成功通过开普勒望远镜发现，一颗代号为K2-18b的类地行星的大气中有水汽，含量可能在0.1%至50%之间。如果K2-18b和地球均视为均匀球体，其半径与地球半径之比为p，其质量与地球质量之比为q，则K2-18b和地球（）A．表面的重力加速度之比为 B．表面的重力加速度之比为C．第一宇宙速度之比为 D．第一宇宙速度之比为8、如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，下端与阻值为R的电阻相连。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从ab位置以初速度v沿导轨向上运动，刚好能滑行到与ab相距为s的a′b′位置，然后再返回到ab。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动B．上滑过程中电阻R产生的热量为C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为D．电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量9、下列说法正确的是A．松香在熔化过程中温度升高，分子平均动能变大B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最大C．液体的饱和汽压与其他气体的压强有关D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大E.若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热10、4月20日深夜，“长征三号乙”运载火箭成功发射第44颗“北斗”导航卫星。这是“北斗”导航卫星在2019年的首次发射，“北斗”卫星导航系统今年继续高密度全球组网。若某颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（）A．卫星的线速度大小 B．地球的质量C．地球的平均密度 D．地球表面重力加速度大小三、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）要测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω，放电电流不允许超过0.6A）的电动势和内电阻，要求测量结果尽量准确。提供的器材有：A．电流表A1：挡位1（0~3A，内阻约0.05Ω），挡位2（0~0.6A，内阻约0.2Ω）B．电流表A2：0-300μA，内阻rA=100ΩC．定值电阻：R0=2Ω，R1=900Ω，R2=4900ΩD．滑动变阻器：R3（0—5Ω，2A），R4（0~15Ω，1A）E.开关一只、导线若干(1)测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位____（填“1”或者“2”）。(2)测量电压的仪表：应将定值电阻______（填“R0”、“R1”或“R2”）与A2串联，使其成为改装后的电压表。(3)干电池内阻太小，应选择定值电阻____（填“R0”、“R1”或“R2”）来保护电源。(4)若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器应选择__________（填“R3”或“R4”）。(5)为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中（图中V表为改装后的电压表），应选择____________（填“图（a）”或“图（b）”）。(6)进行实验并记录数据。用I1、I2分别表示A1、A2表的示数，根据测量数据作出如图（c）所示的I2-I1图像，由图像可得：电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（保留到小数点后两位）12．（12分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10，满偏电流为100mA。电压表量程为3V，R0、R1、R2为定值电阻，其中的R0=2。(1)已知R1=0.4，R2=1.6。若使用a和b两个接线柱，电流表量程为________A；若使用a和c两个接线柱，电流表量程为________A。(2)实验步骤：①按照原理图连接电路；②开关S拨向b，将滑动变阻器R的滑片移动到________端（填“左”或“右”）。闭合开关S1；③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数I和电压表的示数U。(3)数据处理：①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的图像；②由图像的电源的电动势E=________V，内阻r=________（E和r的结果均保留2位有效数字）。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，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置．质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点．已知OP的距离为x0，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。求：（1）O点和O′点间的距离x1；（2）弹簧在最低点O′处的弹性势能；（3）设B的质量为βm，μ＝tanθ，v0＝3．在P点处放置一个弹性挡板，将A与另一个与A材料相同的物块B（可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起，使两根弹簧仍压缩到O′点位置，然后从静止释放，若A离开B后给A外加恒力，沿斜面向上，若A不会与B发生碰撞，求β需满足的条件？14．（16分）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L，磁感应强度为B。一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行，导线框总电阻为R。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。（1）求导线框在位置I时的加速度大小；（2）求从位置I到位置II的过程中，导线框中的焦耳热；（3）定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象；（4）上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W1和W2，试判断W1与W2的大小关系，并简述判断依据。15．（12分）如图所示，

PQ为一竖直放置的荧光屏，一半径为R的圆形磁场区域与荧光屏相切于O点，磁场的方向垂直纸面向里且磁感应强度大小为B,图中的虚线与磁场区域相切，在虚线的上方存在水平向左的匀强电场，电场强度大小为E,在O点放置一粒子发射源，能向右侧180°角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为m、电荷量为q,经测可知粒子在磁场中的轨道半径为R，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用．求：(1)如图，当粒子的发射速度方向与荧光屏成60°角时，该带电粒子从发射到达到荧光屏上所用的时间为多少?粒子到达荧光屏的位置距O点的距离为多大?

(2)从粒子源发射出的带电粒子到达荧光屏时，距离发射源的最远距离应为多少?

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】

根据库仑定律，M、N两点电荷间的库仑力大小为，代入数据得M、N两点电荷在O点产生的场强大小相等，均为，M、N两点电荷形成的电场在O点的合场强大小为联立并代入数据得A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误；故选：A。2、C【解析】

A．物块沿木板匀速下滑，所受合力为零，根据平衡条件得若增大木板的倾角重力沿木板向下的分力增大，滑动摩擦力减小，物块将沿木板做加速运动，故A错误；B．对物块A施加一个竖直向下的力，由于物块的合力仍为零，仍做匀速运动，故B错误；C．对物块A施加一个垂直于木板向下的力，物块的滑动摩擦力增大，物块A的合力沿木板向上，物块做减速运动，可以使物块停下，故C正确。D．在物块A上叠放一重物B，则有物块A不可能停下，故D错误。故选：C。3、A【解析】

由振动图像可知，在x=0处质点在时刻处于平衡位置，且要向下振动，又由于波的传播方向是沿x轴正方向传播，根据同侧法可判断出选项A是正确的，BCD错误；故选A．4、B【解析】

AB．以小球为研究对象，取向上为正方向，整个过程中根据动量定理可得得受到合力的冲量大小为小球所受弹簧弹力冲量的大小为选项A错误，B正确；CD.整个过程中根据动能定理可得而整个过程重力做功WG=0得合力对物块所做的功大小为小球所受弹簧弹力做功的大小为选项CD错误。故选B。5、D【解析】

A．点是波峰和波峰叠加的点，点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A错误；B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B错误；C．、都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C错误；D．若波源突然停止振动，由图像可知，在之后内，质点b仍是振动加强点，振幅为，完成两次全振动，通过的路程为，故D正确。故选D。6、C【解析】

反应的质量亏损根据爱因斯坦的质能方程，可得放出的能量为又有解以上各式得所以C正确，ABD错误。故选C。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、AD【解析】

根据星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力有得星球表面重力加速度故可知A正确，B错误；根据万有引力提供向心力有得第一宇宙速度故可知C错误，D正确。故选AD。8、BC【解析】

向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。【详解】A．向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向，根据左手定则可得安培力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：其中：解得：由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误；B．设上滑过程中克服安培力做的功为W，根据功能关系可得：克服安培力做的功等于产生的焦耳热，则：上滑过程中电阻R产生的热量为：故B正确；C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为：故C正确；D．由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可得：由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。故选BC。9、ADE【解析】

A．松香是非晶体，非晶体在熔化过程中温度升高，分子的平均动能变大，故A正确；B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，故B错误；C．液体的饱和汽压与温度有关，与其他气体的压强无关，故C错误；D．气体的压强与单位体积的分子数和分子平均动能有关，若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则，根据热力学第一定律知说明气体的温度升高，分子平均动能增大，又因为气体被压缩，体积减小，单位体积的分子数增加，所以气体压强一定增大，故D正确；E．若一定质量的理想气体分子平均动能减小，说明温度降低，内能减小，即，又外界对气体做功，即，根据热力学第一定律知即气体一定放热，故E正确。故选ADE。10、AC【解析】

A．根据线速度的定义可知卫星的线速度大小为选项A正确；B．由，得地球的质量为选项B错误；C．根据密度公式可知地球的密度选项C正确；D．根据万有引力提供向心力有地球表面万有引力近似等于重力有联立解得地球表面的重力加速度大小选项D错误。故选AC。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、2R2R0R4图(a)1.490.49【解析】

(1)[1]．测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位2。(2)[2]．测量电压的仪表：应将定值电阻R2与A2串联，使其成为改装后量程为的电压表。(3)[3]．干电池内阻太小，应选择与内阻阻值相当的定值电阻R0来保护电源。(4)[4]．若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器最大值为最小值则滑动变阻器应选择R4。(5)[5]．因改装后的电压表内阻已知，则为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中，应选择图（a）。(6)[6][7]．由图可知电流计读数为I2=298μA，对应的电压值为则电池的电动势为E=1.49V，内阻为12、0.63.0左3.02.5（2.3~2.7均可）【解析】

(1)[1]若使用a和b两个接线柱，根据并联电路分流规律解得量程为[2]若使用a和c两个接线柱，根据并联电路分流规律解得(2)②[3]为了保护电路，初始时刻滑动变阻器的阻值应最大，所以将滑片滑到最左端。(3)②[4]若使用a和b两个接线柱，电流表量程扩大倍，根据闭合电路欧姆定律可知变形得图像的纵截距即为电动势大小，即[5]图像斜率的大小则电源内阻为四、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）；（3）【解析】

（1）从A到O′，由动能定理可得①物块A离开弹簧后回到P点的过程，由动能定理得②解得（2）将带入②式可得，弹簧弹力做功为即弹簧的弹性势能为（3）两物体分离的瞬间有，两物体之间的弹力为0，由牛顿第二定律可得解得，即弹簧恢复原长的瞬间，两物体分离。设分离瞬间，两物体的速度为，由能量守恒可得将，，带入解得由于，，故分离后两物体的加速大小分别为由此可知，分离后两物体均做减速运动，且B的加速度大于A，故在A物体上升阶段，两物体不会碰撞；B速度减为0后，由于，故B物体会保持静止状态，B物体上升的位移为若A物体与挡板碰撞前速度就减为0，则此后A物体保持静止状态，两物体一定不会碰撞；若A物体能与挡板相碰，当物体A与挡板碰撞后，继续以加速度向下做减速运动，直到速度减为0，保持静止；A物体速度减为0的总路程为若A物体不与挡板碰撞，则解得若